空气中酒精安全浓度测试(一)
呼出气体中酒精浓度检测
目 录
一、 摘要和关键字………………………………………………………………………1
二、 前言………………………………........……………………………………………..2
三、 设计要求…………………………………………………………………………..…2
四、 设计分析与方案选择 ………………………………………….……………..2
五、 方案设计原理与论述 …………………………………………………………3.
1. 设计细节论述…………………………………………………………………………..3
2.数据的显示方法…………………………………………………………………………3
3.关于气体收集测量方法不同造成的影响……………………………………3
4.工作原理框图………………………………………………………………………..………4
5. 单元电路设计 …………………………………………………………………..…….4
6.软件电路设计 …………………………………………………..………………..……5
7.相关参数…………………………………………………………….…………….….…….6
六、 总结 …………………………………………………………….………….……….…7
七、 参考文献……………………………………………………….…………………….7
呼出气体中酒精含量检测仪的设计
一、摘要和关键字
1.摘要：
本设计采用单片机和酒敏传感器为主要核心器件，酒精检测仪是通过电压频率转换将酒敏传感器传出的电压值转换成数字量，经单片机系统对传感器输出的非线性进行查表式校正、译码后，用软件将被测量的最大值保留并最终显示。
2.关键词：
酒精检测仪； 8039单片机 ；非线性校正； 酒敏传感器
二、前言
各行各业的工作，例如机动车驾驶员酗酒后开车以及从事危险工作行业的人员酗酒后操作，都会造成严重的事故。用简便、准确、卫生的检测仪器进行检测，对违章饮酒者进行重罚，促使每个人增强遵章守纪的意识，消除隐患，对减少因酗酒造成的事故具有很大的意义。根据人呼出气体中乙醇的含量来确定酗酒的标准，从医学的角度看是可行的。人体摄入乙醇越多，血液中乙醇的溶解量就越大，从肺部呼出气体中乙醇的含量就越高。根据医学上对人饮酒的血醇含量的试验结果进行分析就可以确定酗酒的标准。而酒精的即时检测，有助于社会各方面的安全，特别是交通的安全。
三、设计要求
由于使用了单片机，而单片机在酗酒检测仪中的应用酗酒检测仪的定量化和数字化对传感器和数据处理电路提出了提高的要求。
一是要求传感器稳定性高，抗干扰性好； 二是要求电路能对传感器的非线性加以校正。
四、设计分析与方案选择
设计要求中的第一点要求涉及传感器的特性，只有通过选择好的传感器来解决。
我们对可以获得的几种传感器进行了多次试验对比，最后采用一种抗水汽性好、稳定性较高、价格低廉的酒敏传感器。
但酒敏传感器的非线性一般都很大，而且不规则，难以用简单函数去逼近。用硬件等方法去校正显然是极为复杂、困难的。而单片机的功能强，运行速度快，利用软件编程的技巧就可以对复杂的非线性进行校正。
仪器的数字化要求它能具有模数转换，译码显示等功能，这些单片机都可以解决。
根据上述原因，我们采用单片机和酒敏传感器的架构方案来进行电路的设计。
五、方案设计原理与论述
1.设计细节论述
系统的设计要求考虑到方方面面，呼出气体的测量方法对人呼出气体的测量不同于对其它气体的测量。因为人呼出一口气的时间仅一秒种左右，而且传感器感受到的乙醇气体浓度有一个从低到高再到低的过程，在这个过程中，浓度有一个最大值。
2.数据的显示方法
如果采用即时显示，检测者在短短的一秒钟内既要观察被检者呼气方式是否正确，又要观察读数并读取最大值．眼睛会应接不暇，极易漏读、误读。用微型计算机处理，可以在一秒种内采样数百次，对每次的结果逐一进行比较，保留最大值，在测量过程结束后将最大值显示出来供检测者读取，并能长时间锁存，供被检者和其他有关人员察看。
综上所述，在酗酒检测仪中采用单片微型计算机可以集模数转换、非线性校正、结果处理、存储、译码显示于一身，从而使电路结构紧凑、功能强、性能价格比高，并使检测仪智能化，因此有着十分突出的优点。采用微机的数字化气体检测仪，采用同一电路结构，只要更换传感器和程序存储器，就可以适用于多种气体的检测，这也是其优点之一。
3.关于气体收集测量方法不同造成的影响
对人体呼出气体的测量方式及其对测量结果的影响对人体呼出气体进行测量的方式基本上分为三种。
其一为密闭式的测量。被测者将呼出气体吹入一塑料袋中，然后将传感器探头深入袋内测量。测量过程中塑料是密闭的，袋中气体不溢出。
其二为连续气流式的测量。传感器装在一个气室中。被测者通过吹管将气从气室一端吹入，经过传感器后从气室另一端排出。测量过程L中要求气流不中断并保持一定的压力。
其三是开启或半开启式的测量。被测者将气体直接吹向传感器进行测试。要达到定量测量的目的，应采用前面两种方法，而且以第二种方法为好。但这两种方法都要用到辅助的器具，如塑料袋和吹管。从卫生的角度，每次测试后要更换一次辅助器具。这在大量普查中不仅繁琐，而且要耗费大量辅助器具，显然是很不经济的，对此无统一规定。我们采用开启式和精确式测量相结合的方法。在普查时用开启式进行定性测量，被测者如果饮了酒，仪器就会报警，然后进行复测，采用精确式进行定量测量．根据超标与否判罚。对未饮酒者，不进行复测。这样可以节省大量辅助器具，又达到定量检的目的。
4.工作原理电路框图：
5.单元电路设计：
如上面的整体设计框图，单元电路可以分为如下几个：
（1）. 频率转换器
本单元电路由酒敏传感器和555电路组成浓度频率转换器，如图1所示。其输出脉冲频率的变化代表着浓度的变化。本单元为电路的外界探测部分,由酒敏传感器（气敏传感器的一种）实现，把酒精气体浓度转换成电信号的变化，输入信号至单片机处理系统。
(2). 最小单片机系统
由8039、74LS373、2716组成最小单片机系统。由CFC输出的脉冲信号送至
CPU(8039)的T计数器端口，由CPU进行采样，校正非线性，比较存储，译码显示。
(3).其工作原理和主要技术指标如下：
显示系统由4位LED七段数码管和74LS244，四只3DG1815，四只3DG130组成。采样时间由软件确定，如图2所示。根据传感器特征和CPU的计数能力，定为5ms。采样间隔为0.69ms。整个测试过程约为1.42s每秒采样约为176次。对非线性的校正采用查表法。数据表格和监控程序存在只读存储器2716中。数据表格占2页，监控程序占1页(1页为256个单元)。
对于每个采样的数值，表格内有相应的浓度值，以BCD码表示理论上显示浓度可达到0.01mg／L的精度。
6.软件电路设计
空气中酒精安全浓度测试(二)
酒精浓度检测系统
目录
1. 实验任务 ------------------------------------------------------------------------ 2
2．设计方案 ------------------------------------------------------------------------ 2
2.1硬件设计 ----------------------------------------------------------------------------------2
2.1.1 MQ-3酒精传感器 ---------------------------------------------------------------4
2.1.2 MQ-2烟雾传感器 ---------------------------------------------------------------5
2.1.3 温湿度传感器传感器 ----------------------------------------------------------5
2.1.4 模数转换模块 -------------------------------------------------------------------7
2.1.5 LCD1602液晶显示 --------------------------------------------------------------8
2.1.6键盘电路如图所示 --------------------------------------------------------------9
2.1.7 报警电路 ----------------------------------------------------------------------- 10
2.2软件设计 -------------------------------------------------------------------------------- 10
2.2.1 编译语言的选择 -------------------------------------------------------------- 10
2.2.2 主程序模块 -------------------------------------------------------------------- 10
3.结论 ------------------------------------------------------------------------------ 12 参考文献 --------------------------------------------------------------------------- 14 程序 --------------------------------------------------------------------------------- 15
摘要
本设计采用MQK2酒精传感器和MQ3烟雾传感器就是一种对气体敏感的化学传感器，它能随着外部气体的浓度或不同而改变敏感膜的电阻。系统选AT89S52单片机为控制核心，对检测到的气体状况进行相应的处理分析、处理和显示，并通过报警进行提示。
酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。从工厂企业到居民家庭，同时，为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。就必须对烟雾进行现场实时检测，因此，研究酒精与烟雾的检测方法并研制酒精烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。
关键词：酒精传感器,烟雾传感器,AT89S52单片机,报警
Alcohol concentration smoke alarm
Abstract The factory from enterprise to residents' family, alcohol leaked detection, monitoring and drunk driving to the inhabitants' monitoring personal and property security is very important and necessary. At the same time, in order to early detection and inform fire, and prevent and reduce the danger of fire protection of personal and property security. Prevent fire cause burns, explosion accidents, cause serious economic loss, even endanger life safety. It needs to smoke the real-time detection, therefore, the alcohol and the smoke and the detection method developed alcohol smog announciator became the sensor technology development areas of an important subject.
This design USES the MQK2 alcohol sensor and MQ3 smoke sensor is a gas sensitive chemical sensors, it can along with external gas concentration or different and change the resistance of the sensitive membrane. AT89S52 SCM system chosen as control core, to detect gas condition for the corresponding processing analysis, processing and display, and through the alarm to indicate.
Keywords: Alcohol sensor smoke sensor AT89S52 SCM call the police
1. 实验任务
设计一个基于单片机的酒精浓度检测系统，检测结果用LCD显示器显示。基于STC89C52单片机，MQ-2酒精浓度传感器和MQ3烟雾传感器，能够手动设定报警值并能实现报警。
2．设计方案
2.1硬件设计
由于本次设计需要用到单片机，来完成对酒精浓度的检测，分析了网上的相似课题，有很多是用酒精浓度传感器MQ-3来完成酒精浓度检测系统的设计。鉴于本次时间限制，本次设计中采用的是STC89S52单片机来控制整个电路，电路中采用的是LCD1602来显示实验实时数据。A/D芯片的选择中，用到的是TI公司生产的TLC2543，主要是这块芯片的性能优良，时序操作简单，能很好的解决本次设计中对实时数据转换的要求。系统结构框图如图2-1所示：【空气中酒精安全浓度测试】
图2-1
基于本系统设计内容的需要，综合考虑后，我们选择STC89C52单片机为控制核心。主要基于考虑STC89C52是低功耗,超低价,高速，高可靠,强抗静电，强抗干扰,功能强大的单片机。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，片内振荡器及时钟电路。同时STC89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，
串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本。STC单片机有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
STC89C52单片机引脚如图2-2：
图2-2 STC89C52引脚图
•Vcc：电源电压
•GND：地
•P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。 •P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
•P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
•P3口：P3口时一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
•RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
•ALE ：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。
•错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ：程序储存允许（错误！未
找到引用源。）输出是外部程序存储器的读选通信号，当89C5X单片机由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 有效，即输出两个脉冲。在次期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 信号。 • EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFH）， 端必须保持低电平（接地）。
•XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
•XTAL2：振荡器反相放大器的输出端
2.1.1 MQ-3酒精传感器
MQ-3酒精传感器对乙醇蒸气有很高的灵敏度，并且响应和恢复快速。另外，MQ-3酒精传感器简单的驱动回路和可靠的稳定性是相比较于其他型号传感器的优点。MQ-3酒精传感器可用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也可用于其他场所乙醇蒸气的检测。MQ-3酒精传感器有6只针状管脚，其中4个管脚（两个A和两个B）用于信号读取，两个H脚用于提供加热电流。
MQ3型气敏传感器技术指标如下：
使用气体：酒精(乙醇）
探测范围：10~1000*10-6
特征气体：100*10-6
灵敏度：Rin air/Rin typical gas5
敏感体电阻：400~4000kΩ（空气中）
响应时间：10s（70% Response)
恢复时间：30s（70% Response)
加热电阻：31Ω3Ω
加热电流：180mA
加热电压：5V0.2V
加热功率：900mW
工作条件：环境温度：－10~65摄氏度 湿度：95%RH
贮存条件：温度：－20~70摄氏度 湿度：70%RH
灵敏度调整：
MQ3 型气敏元件对不同种类，不同浓度的气体有不同的电阻值。 因此，在使用此类型气敏元件时 ，灵敏度的调整是很重要的。 建议使用 200ppm 的乙醇蒸汽校
空气中酒精安全浓度测试(三)
简易酒精浓度超标测试装置
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2009级传感器
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课程设计
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传感器课程设计报告书
课题名称 简易酒精浓度超标测试装置 姓 名
学 号 院、系、部 专 业 指导教师
电气工程系 电气工程及其自动化
2013年 1 月 3 日
目录
1 设计目的 ...............
http://m.zhuodaoren.com/shenghuo328656/
推荐访问:空气酒精浓度检测仪 酒精灯中的酒精浓度
