酒精检测仪设计开题报告.doc

1、陕西能源职业技术学院电子工程系毕业设计（论文）开题报告课题名称酒 精 浓 度 检 测 仪系/专业电子工程系/应用电子班 级电子07501学 号学生姓名指导教师起迄日期2012年 4月 13 日 2012年 4 月 27日发开题报告书日期： 2012 年 4 月 17 日开题报告填写要求1、开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在指导教师指导下用中文撰写1200字，英语专业要求在指导教师指导下用英文撰写，不少于1000单词，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2、开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一

2、设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3、学生查阅资料的参考文献应不少于3篇（不包括辞典、手册）；4、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2006年3月15日”或“2006-03-15”。5、文科类及英语专业请指导“设计”两字去掉，工科类请指导“（论文）”两字去掉。毕 业 设 计（论文）开 题 报 告一、本课题的背景及意义：根据WHO数据，全球2003年的人均纯酒精消费量为6.2L，其中欧洲地区人均达11.9L，美洲地

3、区人均为8.7L。俄罗斯及其周边的东欧国家酒精消费量最高，其次为欧洲其他国家。在人均国民生产总值（GDP）低于7000美元的低收入国家，酒精消费量与人均GDP相关，GDP越高酒精消费量越高。而随着我国近年来高速发展的经济水平和居民生活水平，酒精消费量亦呈直线上升趋势，随之而来的是因为饮酒而造成的一系列社会问题。例如酒后驾驶造成的交通意外。 当酒精在人体血液内达到一定浓度时，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。人对外界的反应能力及控制能力就会下降，处理紧急情况的能力也随之下降。对于酒后驾车者而言，其血液中酒精含量越高，发生撞车的几率越大。而根据世界卫组织的事故调查，大约50%69%的

4、交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起，其危害触目惊心，已成为交通事故的第一大“杀手”。 为了实现对人权的尊重，对生命的关爱，使更多人的生命权、健康权及幸福美满的家庭能得到更好的保护，需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。酒精检测仪的设计与使用有着不可替代的作用，也有着相当的前景和意义。二、本课题的基本内容及关键问题：受20世纪信息技术的快速发展的影响，传感技术逐渐走向成熟，在生活生产中的得

5、到了广泛的应用。由于传感器在各个领域都有着举足轻重的作用，因此，高精度，高可靠性，微型化，微功耗无源化和智能数字化成为其发展方向。 为检查醉驾, 警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪, 通过检测驾驶者呼出的气体判断驾驶者是否饮酒。而目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否饮酒, 有醉驾嫌疑的驾驶员还需要接受血检, 以确定其体内酒精含量是否超标。为简化其流程，英国内政部已推出一种超级酒精呼吸检测仪, 能根据体温、呼吸频率等情况, 当场判断出驾驶者体内的酒精含量。由此可见，高精度，高可靠性与微型化是酒精浓度检测仪的主要发展方向。 至今为止，对气体中酒精含量进行检测的设备有燃料电池型（电化学

6、）、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型五种类型。但由于价格和使用方便的原因，目前（截止2009年8月）常用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型两种。燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的优点。但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求

7、非常精密，制造难度相当大，目前（2009年）只有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产，加上材料成本高，因此价格相当昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍。三、本课题调研情况综述：敏感部分由二氧化锡的N型半导体微晶烧结层构成的MQ-3型气敏传感器，当其表面吸附有被测气体酒精分子时，表面导电电子比例就会发生变化，从而其表面电阻会随着被测气体的浓度的变化而变化。由于这种变化是可逆的，所以能重复使用。MQ-3型气敏传感器灵敏度高，响应速度快。AT89S51单片机是一般控制应用的8位单片机。芯片内部有时钟振荡器，只读存储器为4K字节，外部可扩充至64K字节，128字节的随机存储器，外部可扩充至64K字节。3

8、2条双向输入输出线，每条均可以单独做I/O的控制。5个中断向量源。2个独立的16位定时器。1个全双工串行通信端口。选用的开发平台为MedWin单片机集成开发环境。发光二极管显示选用集成驱动器LM3914。内部有10个电压比较器，可驱动10个发光二极管。相邻分压端之间的电压差是0.12V。可选择点状显示也可选择条状显示。ADC0809为8路8位的A/D转换器，具有转换起停控制端，转换时间为100s，模拟输入电压值范围是0+5V，+5V电压供电。三位数码管显示具体数值。根据以上内容选定技术方案。气体传感器遇到酒精气体后，阻值发生变化，所要测的电压发生相应的变化。变化的电压值送LM3914放大比较，

9、驱动相应的发光二极管发光，显示酒精浓度的高低。单片机不断采集经ADC0809模数转换后的变化的电压值，经数据处理交数码管显示。系统流程在这次的整体设计中主要涉及下面几个方面：（如图）整体结构方案图四、本课题的方案论证：目标：1：掌握步进电机的工作原理、控制方式 2：掌握51单片机芯片的结构特点 3：设计控制硬件电路和控制软件、速度显示电路五、毕业设计（论文）进度计划：序号设计（论文）各阶段的名称日期（教学周）1查找资料，方案论证，英文资料翻译12硬件电路的设计、制作与调试；23软、硬件联合调试与实验34撰写论文，答辩45678910111213六、应收集的资料及主要参考文献：要求按国标GB 7

10、71487文后参考文献著录规则书写，例如：1、Data Sheet，SHT1x/SHTx Humidity &Temperature Sensor 2、Data Sheet，8-bit Microcontroller With 4K Bytes Flash AT89C51 3、1、Data Sheet，MAX7219 Serially Interfaced, 8-Digit, LED Display Drivers www.maxim- . 4、李建忠，单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社，2002 5、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术， 北京航空航天大学出版社，2001 6、基于多传感器融合的车载酒精检测系统设计，徐京莲等，仪表技术与传感器，2010/07 7、酒精检测仪的研制，王彩红、 王学梅，科技信息(学术研究)，2008/298、基于C8051F005的酒精检测仪设计，张恒;河南科技，2010/16 所在专业教研室审查意见：室主任（签名）： 年 月 日所在系意见：系主任（签名）： 年 月 日七、指导教师的意见：1、对本课题调研情况的评语：2、对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师（签名）： 年 月 日八、所在专业教研室审查意见：负责人（签名）： 年 月 日