摘 要

为了学习并掌握基于Android智能手机平台的酒精浓度检测仪设计的相关理论知识，加强51单片机的认识和运用以及程序的编写，本文设计了一款基于Android平台的酒精浓度检测仪。此系统能够准确检测酒精浓度并能够在智能手机显示屏上显示检测结果的同时发出酒精浓度超标报警信号，提示驾驶员是否酒驾。

本设计使用multisim软件对电路进行设计和仿真，使用绘图软件Altium Designer绘制PCB图，打印到覆铜板上，腐蚀并焊锡制作而成。在制作中以51单片机为控制器，以MQ3酒精气敏传感器为测量元件，系统通过ADC0832芯片将MQ3输入的模拟信号转换成数字信号通过单片机进行处理来达到需求的功能，经过串口蓝牙模块将数据发送到智能手机上并在手机屏上显示，通过Android平台开发环境开发手机软件，来接收并显示所需要的数据。当驾驶员酒驾时能够通过蜂鸣器来表明酒精浓度超标。

经过实验，基于Android智能手机平台的酒精浓度检测仪能够较为精准的显示出酒精浓度，同时能在酒精浓度超过阈值时发出警报，对酒精浓度检测仪的创新和开发具备很高的价值。

关键词：Android；酒精浓度；检测；单片机；超标报警

Abstract

In order to learn and master the relevant theoretical knowledge of the design of alcohol concentration detector based on Android intelligent mobile platform, and to strengthen the understanding and application of 51 MCU and the writing of the program, an alcohol concentration detector based on Android platform is designed in this paper. The system can accurately detect the alcohol concentration and can display the detection results on the smart phone display screen and send out the alcohol concentration alarm signal at the same time, indicating whether the driver is drunk or not.

This design uses the Multisim software to design and simulate the circuit, uses the drawing software Altium Designer to draw the PCB map, prints it to the copper clad plate, corrode and solder the tin. In the production, the 51 microcontroller is used as the controller, the MQ3 alcohol gas sensor is used as the measuring element. The analog signal input by the MQ3 is converted into the digital signal through the ADC0832 chip to achieve the function of the demand. The data is sent to the smart phone through the serial Bluetooth module and displayed on the phone screen. Through Android platform development environment, mobile phone software is developed to receive and display the required data. When the driver is drunk, he can use the buzzer to show that the alcohol concentration exceeds the standard.

Through the experiment, the alcohol concentration detector based on the Android intelligent mobile platform can accurately show the alcohol concentration, and can give an alarm when the alcohol concentration exceeds the threshold value. It is of high value for the innovation and development of the alcohol concentration detector.

Keywords: Android; alcohol concentration; detection; single chip microcomputer; excessive alarm.

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2研究背景 2

1.3研究现状和发展 3

1.4研究内容 4

第2章 酒精浓度检测仪设计分析 5

2.1 酒精浓度检测原理 5

2.2酒精浓度检测仪设计要求分析 5

2.3 硬件设计分析 6

2.4 软件设计分析 6

第3章 硬件电路设计 8

3.1 STC89C52 8

3.2 传感器的选择 9

3.3 A/D模数转换电路 10

3.4 蜂鸣器报警电路 11

3.5 LED显示电路 11

3.6 串口蓝牙模块电路 12

第4章 软件程序设计 13

4.1 MQ3传感器测量浓度 13

4.2 串口蓝牙模块 13

4.3 A/D模数转换 14

4.4 基于Android平台的软件设计 15

第5章 系统调试 16

5.1 系统调试 16

5.2 硬件调试 16

5.3 软件调试 17

5.4 调试结果 17

第6章 总结与展望 18

6.1 总结 18

6.2 展望 18

参考文献 20

致谢 21

第1章绪论

1.1引言

乙醇，通常称为酒精，其相对密度是0.816。在常温常压下，它是一种透明无色的液体且散发出独特的芬芳。由于乙醇的沸点很低，仅有78.4摄氏度，因此乙醇易挥发。因为乙醇的分子式是,是一种机构简单的有机化合物，所以具有易燃性，当乙醇的蒸气与空气混合，比例达到一定时就会形成具有爆炸性的气体。乙醇是最为常见的一元醇，并且能够与水按任意比例相互溶解。也能与醚、氯仿、甘油等多数有机化合物溶剂混溶。在工业上乙醇被广泛使用，能够用于制造醋酸，饮料，橡胶，染料，燃料，柴油等生活用品。在医疗上，由于一定浓度的酒精能够进入细菌内部破坏细菌的蛋白质，因此酒精常被作为消毒剂使用。除此之外，酒精在饮料制品、有机原料、汽车燃料等许多的方面都起着重要的作用。在 2017年10月27日，有关环境卫生的组织公布含有酒精的饮料位列在致癌物质列表的一类致癌物质中，这是因为乙醇在人体内会被氧化生成乙醛，而乙醛是致癌物质。由于乙醇易电离出氢键，因此乙醇具有较强的潮解性，可以快速吸收空气中的水分。而乙醇中的羟基的具有极性，使得乙醇能够溶解很多的离子化合物，比如钠，镁，钾，钙等还原性强的金属化合物。此外，乙醇中的烃基具有非极性，使得乙醇也能够溶解很多类似于增味剂、香精油等非极性化合物。

人们都知道酒的主要成分就是酒精，在中国的古代，人们就已经知道如何使用谷物作为酒曲来酿造酒。酿酒这门技术最早可以追溯到中国农耕时代的前期。宋朝的苏轼曾经在《水调歌头》中写道“明月几时有？把酒问青天”。 唐朝的李白在《将进酒》中也曾经提到“岑夫子，丹丘生，将进酒，杯莫停”，从此可见酒文化在我国有着悠久的历史。根据中国史书记载，江统先生是我国第一个提出“通过谷物发酵酿酒”的人。方心芳先生在此之后对这一说法做了详细的叙述：“在农业刚刚出现的时候，由于人们没有良好的生活条因此件，存储谷物的方法十分简单，在没有良好的保护措施下，谷物就容易在受潮后发霉和发芽，这些发霉、发芽的谷物，就是最早的酒曲，这些发霉和发芽的谷物由于雨水浸在水中，就能够通过自然发酵产生酒精了，这种酒是自然而然产生的，因此称为自然之酒。人们经常饮用自然之酒，便慢慢地承认了自然之酒这种饮料。时间长了，人们就在摸索中发现了如何使用这些天然酒曲去制造自然之酒。”而现代的科学家们经过研究已经发现了其中的原理：淀粉在酶的催化作用下，分解成酒精和葡萄糖，它们混溶在水中就变成了酒，在这个化学变化过程中所用到的酶是自然界中的微生物分泌的化合物。 在中国的古代，人们会采摘野果作为食物，而这些野果中有些具有跟高的糖分，因此不需要经过其他的加工，就能够直接发酵成酒。

乙醇（酒精）的应用十分广泛，在工业上可以作为工业原料，做为溶剂，参与化学合成，充当洗涤剂和萃取剂等。在生物学上，不含有水的纯酒精称作无水酒精，由于叶绿体中的色素在其中有良好的溶解性，因此无水酒精常用来提取植物叶绿体中的色素。95%的酒精在医院中较为常用，可以用来擦拭紫外线灯，在我们日常生活中也能够用来清洁相机镜头。70%到75%的酒精常被作为消毒剂，这是因为这种浓度的酒精能够进入细菌体内破坏其中的蛋白质，从而起到杀菌的作用。体积分数在40%到50%之间的酒精常常被用来防止褥疮，因为将酒精抹在人的皮肤表面进行按摩可以促进血液的循环从而防止褥疮。25%到50%的酒精可以用来治疗感冒或者其它疾病引起的发烧症状，因为酒精易蒸发，促进血液循环，帮助人体散热，同时把酒精涂抹在高烧患者身上后通过气体蒸发吸热带走热量，可以使人体皮肤表面温度迅速降低，帮助患者缓解高烧症状。

酒精浓度检测仪是用来检测人们呼出气体中酒精浓度的仪器。它是能在交通警察执法时帮助测量司机是否饮酒以及是否喝醉的测量仪器，可以通过检测提醒驾驶员，从而预防交通事故；也可以用在一些禁止酒后上岗的高危工作环境中，通过阻止喝酒人员参与工作，来起到减少人员伤亡和财产损失的目的。

1.2研究背景

随着人们生活质量的提高，人们更乐于去进行娱乐活动，饮酒就变得越来越频繁，喝酒虽然能够加强人际交往和身心健康，但是过度饮酒会使人精神麻木，因此醉酒驾车造成的交通事故也增加了，为了能够对酒驾进行限制和处罚，酒精浓度检测仪就是交警们必不可少的工具了。