酒精检测器.ppt

酒精检测器 姓名：许伟 周明 单片机酒精检测仪 1、概述 2、检测原理 3、系统硬件设计 4、软件处理部分 5、小 结 概述 酒精检测仪主要是指 呼出气体酒精含量探测器是专门为警察设计的一款执法的检测工具，执勤民警可用来对饮酒司机的饮酒多少来进行具体的处理，有效减少重大交通事故的发生。也可以用在其他场合检测人体呼出气体中的酒精含量，避免人员伤亡和财产的重大损失。 也可以使用在高危领域禁止酒后上岗的企业，企业用的酒精检测仪并非便携式，而是壁挂式的酒精检测仪，壁挂式较便捷式来说具有使用方便，检测速度加快，精准度高的好处，壁挂式为了更加适合企事业单位使用，增加刷卡考勤，语音报警，等一系列功能。 仪器采用可替换的吹管，保证被测试人的健康卫生。可自由设定饮酒、醉酒报警值等信息。仪器报警时伴随有声报警信息，屏幕也会显示相应的提示信息，来帮助用户区别报警的种类，使操作简洁明了，使用方便。 二、检测原理 当具有N型导电性的氧化物暴露在大气中时，会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数量而使其电阻增大。其后如果大气中存在某种特定的还原性气体，它将与吸附的氧气反应,从而使氧化物内的电子数增加，导致氧化物电阻减小。半导体-氧化物传感器就是通过该阻值的变化来分析气体浓度。 三、系统硬件设计 单片机酒精浓度测试仪用MQK2酒精传感器采集气体信号，并通过数模转换器将模拟信号转换成数字信号送至单片机，单片机对数字信号进行分析处理，并将所得的结果显示出来 1.传感器信号采集电路 电路的前端部分MQK2传感器按照常规设计即可，如图2所示。MQK3外接+5V电压将时，可将电阻丝加热至270℃～300℃.电路将MQK2的阻值变化转换成输出电压的变化,从而可以通过A/D转换成数字信号供单片机处理。 在酒精浓度为0时，其输出电压为3v。但由于其输出的电压范围超过了AT89S52的输入电压范围，所以在本设计中加入了一个调整电路来使其输出的电压能够满足AT89S52的输入要求。其调整电路的原理图如图3。 图2 MKQ2酒精传感器电路 图3 传感器处理电路 2.A/D转换电路 模数转换电路的功能是将连续变化的模拟量转换为离散的数字量，是架起模拟系统跟数字系统之间连接的桥梁。对于本系统而言，就是用于快速、高精度地对输入的酒精浓度信号进行采样编码，将其转换成单片机所能够处理的数字量。模数转换电路是本系统的关键部分，其性能的好坏直接影响整个系统的质量。 图 4 A/D转换电路 图5 单片机基本电路 图6 蜂鸣器电路 　　 图7 独立键盘电路 图8 显示电路部分 四、软件处理部分 1.酒精测量处理部分 将传感器输出经调整后的模拟电压输入转换器进行A/D转换，采用ADC0804其操作时序图如下 转换时序 读走数字信号时序 　　图10 ADC0804控制信号时序图 当开始检测时，采样传感器的输出信号,并准备A/ D 转换。每隔50 ms 采集一个电压值,共采集10 个,取其中最大的3 个结果,并计算其平均数。由于传感器信号处理电路中酒精浓度值和输出电压值之间有线性关系,确定电压值和酒精浓度的对应关系,最后输出酒精浓度值。整个过程流程图如图11所示。 图11 酒精浓度检测子程序流程图 2 .温度处理部分 本系统软件部分主要包括：DS18B20 的初始化子程序、向DS18B20 中写数据子程序，从DS18B20 中读数据子程序、温度转换子程序和通信子程序。软件系统流程图如图12所示。 图12 DS18B20温度转换软件流程图 五、小 结 本文设计了基于单片机的酒精浓度检测仪，设计过程包括了硬件电路设计和软件程序的编写两部分。硬件电路部分结构简单、使用方便、适合大众化使用。软件部分采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。通过软、硬件联合调试，实验结果满足设计基本要求，达到设计目标。仪器电路设计合理，体积小，且灵敏度、分辨率和抗干扰能力适用于驾驶员自测是否饮酒过量的测量，也可用于酒精浓度监控。 * * P2.0- P2.5 P2.2 单 片 P0 机 P2.4 P1 键盘模块 酒精传感器 DS18B20 蜂鸣器报警 显示模块 A/D模块 浓度检测子程序 采样，A/D转换 等待50ms 得到10个结果 N 取最大的3个数求均值 Y 送数码管显视示 与预设值比较 报警 大于 返回 延时2 S 小于 开始 是否检测1820 初始化 是 否 得到温度 温度转换 数码管显示 *