一种智能酒精浓度测量系统研究与设计开题报告
2022-01-09 21:43:52
全文总字数:3209字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
数千年来,酒作为影响最广的一种饮品,与众多历史事件纠缠,也在各国各时期的文艺作品中经常出现。过度饮酒已经造成了躯体或者精神的损害,并会带来不良的社会后果,如果饮酒时间和量达到一定的程度,饮酒者会无法控制自己的行为。适当饮酒,可以使人心情愉悦、保持活力。如果过度饮酒,那则会毁坏自己的身体。现在人均拥有私家车的比例越来越高,汽车已经成为现代人不可缺少的交通工具。但是,伴随而来的是各种各样的交通事故,尤其是酒驾,给自己和别人的生命财产带来了严重的威胁,也同样给家人带来了痛苦。所以说在家中备一个酒精检测仪,在每次驾车之前测试一下,这是对家庭对社会对他人负责的体现。亦或者企业杜宇酒精泄露的检测、监控。这对保护员工、居民的人生安全是必不可少的。所以,一种智能酒精浓度测量系统拥有极大的市场前景和需求。
国内外研究现状
在这个信息技术急速发展的20世纪,传感技术渐渐完善,并且在人们的生活中有着完美的体现。正因为传感器在众多领域中都有着不可或缺的作用,所以,高准确率,高稳定性,小型化,低能耗和智能数字化成了它转变的趋势,警察经常使用一种便于携带的酒精测试仪,它通过驾驶员呼出的气体从而来确定驾驶员是否饮酒,更甚者能依据体温、呼吸频率等众多情况,当场作出驾驶员喝酒后身体里的酒精含量。因此可见,高准确度、高稳定性、小型化以及低能耗的酒精浓度测试仪是今后发展的必然趋势。迄今为止,共有五种类型可以对气体中酒精含量进行检测,分别是燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型,但是为了使用方便所以目前使用的只有燃料电池型和半导体型。
当今世界最为广泛研究的环保型能源就是燃料电池,它可以把可燃气体转化为电能却不产生污染。燃料电池的一个分支就是就是酒精传感器。以白金为电极的燃料电池酒精传感器,在满是特种催化剂的燃烧室内,可以使进入燃烧室的酒精充分燃烧使之成为电能,换句话说就是产生电压在两个电极上,在外接负载上消耗电能。这个电压正比于计入燃烧室的气体的酒精浓度。相比于半导体,此种酒精测试仪具备了稳定性好、准确率高、抗干扰能力好的优点。但是此种传感器的结构要求非常精确,因此制造难度比较大,此前只有美国、英国、德国此类少数几个国家能够产出,再加上材料成本就高,结果此种测试仪价格非常昂贵。
2. 研究的基本内容
本文设计的酒精浓度测量系统是用mq3传感器的,属于半导体,此传感器在根本上是一个可起变电阻,在两端加上一个固定的电压,在阻值进行线性变化时说明所处环境的酒精浓度升高,继而可以把酒精浓度变为电压。此检测仪以c52单片机和气敏传感器为核心,并且具有声光报警以及lcd显示功能。根据不同环境下检测,可以改变不同的阈值,超过了而定阈值便可以声光报警,提醒有危害。同时应用蓝牙技术通过手机app可实时的查看酒精浓度值,采用c语言来实现其软件功能。
(1)主控芯片的选择;在此设计中选择了c52系列单片机,熟悉c52系列芯片怎样控制外围硬件电路。
(2)酒精浓度检测模块的设计;用酒精传感器来检测酒精浓度,充分理解该传感器器的工作原理,制作数据采集模块来协同完成数据的采集。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实行方案:
智能酒精浓度测量系统,该系统主要有酒精采集模块,adc模数模块,蜂鸣器报警模块,按键模块和显示模块五个模块构成。采用了基于单片机stc89c52控制的酒精浓度测量系统,它根据stc89c52单片机为核心处理器件,利用mq3气敏传感器测量空气中酒精浓度,由a/d转换器转换后传给单片机系统,由单片机及其周围电路进行信号的处理,显示浓度值以及超阀值声光报警。
进度安排:
4. 参考文献
[1]纪宗南.单片机外围器件实用手册-输入通道器件分册(m).北京:北京航空航天大学出版社,2005:225-230.
[2]赵家贵.新编传感器电路设计手册(m).北京:中国计量学出版社,2002:23-26.
[3]张鑫.单片机原理及应用(m).北京:电子工业出版社,2005:161-258.