1。2 酒精浓度检测仪的设计现阶段情况

如今，对气体中的酒精含量进行检测的设备一般有五种类型，分别是：燃料电池型（电化学）、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型[2]。但由于价格和使用方便的原因，目前常用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型两种类型[3]。

燃料电池是当今社会上不少公司，学者都在进行大量研究的环保型能源，它通过燃烧的方式可以直接把可燃气体转变成电能，而且不会对环境造成大量的污染，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一般使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，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[4]。但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，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[5]。论文网

随着20世纪以来科学信息技术的高速发展，传感技术逐步走向成熟，并不断的应用于人们的生产生活等方面。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[6]。

1。3 设计任务的分析

本次毕业设计主要完成酒精浓度检测仪软件和硬件设计，主要是用来检测酒精浓度。它主要由酒精传感器，模数转换器，单片机，LCD显示，键盘机以及声音，警报器构成。

本文设计的酒精浓度测试仪是选用半导体的MQ3传感器，由于proteus软件的器件中并没有酒精传感器，故在进行软件仿真时通过滑动变阻器来进行替代，通过变压器阻值的线性变化来体现外界不同的酒精浓度，继而可以把酒精浓度转变为电压信号，然后通过A/D转换将电信号转变为数字信号传递给单片机，单片机对数字信号进行一定的分析处理，最终通过LCD液晶显示出来。酒精浓度检测仪的主要核心是51单片机和传感器，同时还包括声光警报器和LCD液晶显示。为了实现本软件的功能，我们选择使用C语言程序。本次设计主要包括以下几个方面的内容：

（1）主控芯片的选择；在本次酒精浓度检测仪的设计中选择了C51系列单片机，并通过查阅相关书籍资料等熟悉C51系列芯片的相关工作原理。

（2）酒精浓度数据测试模板的设计；通过酒精传感器来检测外界环境的酒精浓度，完成数据的采集相关工作。

（3）A/D转换模块的设计；选择ADC0809，把收集到的酒精浓度数值转换成数字信号之后传递给单片机进行存储并且处理。

（4）关于键盘模块的设计；通过键盘来改变不同环境下所需要的酒精浓度阈值。

（5）声光报警模块的设计；在超过所设定的酒精阈值时能够发出声音警报。

（6）液晶显示模块的设计；显示出所检测到的酒精浓度并供人们读取。

（7）通过原理图对各个硬件模块进行电路焊接。

（8）进行相关的功能试验。

（9）将程序在Keil编译器中编译成功后，生成HEX文件，然后将程序烧录到单片机中，上电即可进行工作了。

2系统方案选择与分析

2。1 系统方案分析

本文设计的酒精浓度测试仪，主要是酒精传感器，单片机，A/D转换器设计而成，其硬件系统功能框图如下：

图2。1系统功能框图

2。1。2 酒精浓度检测原理

人饮酒后,酒精通过消化系统被人体吸收,经过血液循环,约有90%的酒精通过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量,就可判断其醉酒程度。呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量有如下关系:BAC(mg/L)=Br AC(mg/L)*2200,BAC(blood alcohol concentration)为血液酒精浓度,BAC(breath alcohol concentration)为呼气酒精浓度,二者具有固定的比例关系其中mg/L是物理单位,为毫克每升，该检测仪正是在这个关系上进行了数值理论计算[7]。