智能酒敏測試系統的設計

方濤+張玉紅

【摘要】設計與制作的酒精濃度測試儀是以單片機為主控制器，擴展必要的外部電路，設計制作成的測試儀器。實現對酒精濃度數據的采集，最大酒精濃度的設置，酒精濃度大小的比較，報警和顯示酒精濃度數據等功能。

【關鍵字】酒精 采集 報警

引言

隨著我國高速發展的經濟和居民生活水平，酒精消費量逐年上升趨勢，飲酒也造成的一系列社會問題，如酒后駕駛造成等。設計一智能儀器能夠檢測駕駛員體內酒精含量，可以準確的測出喝酒者酒后血液中的酒精濃度，提前預防交通事故或者災難的發生，實現對人權的尊重，對生命的關愛。至今為止，對氣體中酒精含量進行檢測的設備有燃料電池型（電化學）、半導體型、紅外線型、氣體色譜分析型和比色型五種類型。

這次設計與制作的酒精濃度測試儀是以單片機為主控制器，擴展必要的外部電路，設計制作成的測試儀器。實現對酒精濃度數據的采集，最大酒精濃度的設置，酒精濃度大小的比較，報警和顯示酒精濃度數據等功能。系統包括單片機控制模塊，液晶顯示屏顯示模塊，數據采集模塊，報警模塊，復位電路等模塊。

1 方案設計

方案設計是設計中的重要階段，該階段主要是從分析需求出發，確定實現產品功能和性能所需要的總體對象（技術系統），決定技術系統，實現產品的功能與性能到技術系統的映像，并對技術系統進行初步的評價和優化。本論文主要完成敏傳感器信號系統的設計，設計內容包括：A/D轉換器程序、控制程序、超標報警、鍵盤檢測、數據顯示等。

2 傳感器的選擇及數據采集

傳感器是將外界信息轉換成電信號的裝置，其中的電信號包括數字信號和模擬信號，數字信號可以通過電氣隔離直接送給單片機或微型計算機進行處理，模擬信號則利用數據采集系統將多路被測量值轉換成數字量，再經過單片機或微型計算機進行數據處理，實現實時測控。酒精濃度是由傳感器把非電量轉換為電量，傳感器輸出的是0—5伏的電壓值，所以是模擬信號。本文選用MQ-3酒精傳感器對乙醇蒸氣進行測量。MQ-3乙醇氣體傳感器及其調理電路原理如圖2所示。經過調理，檢測信號由電阻值轉變成電壓值，便于后續電路進行A/D轉換和處理。

3 硬件電路的設計

由于本次設計需要用到單片機，來完成對酒精濃度的檢測，分析了網上的相似課題，有很多是用酒精濃度傳感器MQ-3來完成酒精濃度檢測系統的設計，本次設計中采用的是STC89C52單片機來控制整個電路，電路中采用的是LCD1602來顯示測試所得的實時數據，用MQ-3感應器來采集數據。A/D芯片選擇ADC0832，主要是這塊芯片的性能優良，時序操作簡單，能很好的解決本次設計中對實時數據轉換的要求。

4 系統調試

電路板焊接完成后，需要對每個元器件的引腳逐個進行檢查，一方面是檢查有沒有引腳虛焊或與其他信號線短路，另一方面是對器件引腳功能的再檢查，查看設計是否正確。檢查電路焊接沒有問題后，則可以進行上電測試。上電測試是調試的關鍵部分，按照系統方案設計的模塊化思想，應該分模塊測試系統。首先還是應該測試電源部分，系統上電以后，測試各個電源端口和器件的電源部分是否工作正常，同時應注意系統中有無器件過熱情況，如果有的話，可能是相應的器件損壞或電路中有短路，需要認真檢查之后再加電。如果沒有問題，則可以進行功能的檢測。

由于系統硬件較復雜，硬件電路裝配、焊接完成后，可能不能正常工作。為了方便調試，采用分塊調試的方法。在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成芯片的損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查VCC與GND之間電位，若在5V～5.5V之間屬正常范圍。

本次設計的酒敏傳感器信號檢測系統，通過設計相關的硬件電路及進行相應的軟件調試，最后實現了實時檢測酒精濃度，并的在LCD1602上顯示的目的。設計出的電路，完全符合本次實驗的設計要求，通過按鍵可以實現調整門閾限值，對于檢測到的酒精濃度高于設定門閾限值時，會顯示實時酒精濃度值，系統會自動實現蜂鳴燈光報警功能。

5 小結

酒敏傳感器信號檢測系統的設計主要分為硬件設計和軟件設計。根據設計前對該系統所要實現功能的要求，綜合考慮我們采用STC89C52單片機為控制核心。軟件是用C語言相編寫的，編寫的思路就是模塊化的思想，將系統的各個功能進行劃分，然后對各個模塊進行設計。