酒精检测仪（共6篇）
酒精检测仪 篇1
1 概述
随着我国国民经济的迅猛发展,人民的生活水平日益提高,小汽车逐渐走进了千家万户。随之带来各式各样的问题,其中以酒驾等现象最为严重。根据国家《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》规定:100毫升血液中酒精含量达到20-80毫克的驾驶员即为酒后驾车,80毫克以上认定为醉酒驾车。因此,为了方便快速判断驾驶员是否存在酒驾等行为,酒精浓度检测仪器应运而生。本文设计的基于51单片机的酒精浓度检测器,具有灵敏度高,精确检测,价格低廉等特点,是一款经济实用的检测仪器。
2 总体方案设计思路
如图1所示,利用MQ-3气体传感器对人体呼出的气体进行采集,采集到的信号经过信号处理电路进行处理,再由信号处理电路输出随酒精浓度变化的模拟电压信号,进而由ADC0832芯片将模拟信号转化为数字信号,并送入AT89C51单片机进行分析处理,与预设定的阈值进行比较,当处于正常范围时,只显示酒精浓度;当处于不正常范围内,显示器显示饮酒级别并显示酒精浓度,判定其性质。
3 系统硬件设计
本文设计了由主控芯片AT89C51、A/D转换器ADC0832芯片、酒精浓度检测模块MQ-3传感器,AMPIRE128×64液晶显示器等组成的酒精浓度检测仪。
3.1 主控芯片AT89C51
AT89C51具有4K字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。并且它兼容标准MCS-51指令系统。
3.2 A/D转换器ADC0832
ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。
3.3 MQ-3传感器
其具有信号输出指示功能,双路信号输出(模拟量输((转转下下页页))出及TTL电平输出),TTL输出有效信号为低电平,可直接接单片机;模拟量输出0-5V电压,浓度越高电压越高。对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性,具有长期的使用寿命和可靠的稳定性,并且具有快速响应恢复的特性。
3.4 AMPIRE128×64液晶显示器
它是不带字符型的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形。
4 软件设计
系统使用Keil和Protues软件进行编程和仿真。其整体电路图2所示,调试开始,由于系统的电压在额定范围内的微弱浮动,所以在上电之后,即使未检测到酒精,显示屏可能已经有初始值。为了确保准确性,需要进行校零处理。校零后开始检测,当酒精传感器检测到酒精时,其敏感部分表面的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浓度的变化而变化,这种电阻值的变化通过电压的二进制数值的变化表现出来。A/D转换模块将检测到的二进制电压数值传送给AT89C51,进而将其转换成十进制的电压值,再通过数学运算,将电压值以浓度的形式表现出来。
5 结论
通过软硬件的设计与检测,该酒精浓度测试仪达到了预期的要求。该设计可以准确的对于驾驶员的酒驾行为进行检测和判断。且具有操作简单,成本低廉的特点,工作性能稳定可靠。
摘要：以AT89C51单片机作为主控制器,MQ-3气体传感器作为气体浓度检装置,设计了酒精浓度检测装置。通过MQ-3传感器对人体呼出气体中酒精含量数据的采集,通过51单片机对采集数据进行处理,阈值对比分析,得出结论,并通过AMPIRE128×64液晶显示器进行采样结果的显示。该设计具有结构简单,反应灵敏,硬件成本低,工作性能可靠,实用价值高等特点。
关键词：AT89C51,MQ-3传感器,A/D转换
参考文献
[1]张艳丽.基于MSP430F149的酒精浓度检测仪的设计[J].自动化技术与应用,2009,28(10):112-114.
[2]张毅刚.单片机原理及接口技术(C51编程)[M].北京:人民邮电出版社,2011.
酒精检测仪 篇2
酒精灯
1、结构：酒精灯是由灯体，棉灯绳(棉灯芯)，瓷灯芯，灯帽和酒精五大部分所组成。
2、容积：60ml,150ml,250ml和其他规格。
酒精检测仪 篇3
案例1：2013年6-10月间，福建省南平市B区公安局交警大队民警康某在分别查处吴某、徐某、赖某三人醉驾案件中，明知三人的血液酒精含量分别达到283 mg、140mg、106mg /100ml，均已构成危险驾驶罪的情况下，采取隐匿、变造血液酒精含量检测报告、伪造现场检测记录的手段，将血液酒精含量数据均变造为低于80mg /100ml，致使三起案件的犯罪嫌疑人均逃避刑事责任追究，直到2015年12月被清查发现。2016年4月6日，B区人民检察院在未能核实徇私的情况下，对在逃的康某以涉嫌帮助犯罪分子逃避处罚罪立案侦查。
案例2：2012年8月，南平市A区公安局某派出所民警方某在查处郑某醉驾案件中，经检验郑某的酒精含量为89 mg /100ml，已构成危险驾驶罪。方某应郑某的请求并接受吃请、礼物后，将郑某叫到食杂店购买一瓶啤酒饮下，再到派出所对郑某进行吹气测试，生成一份50mg /100ml的现场酒精测试单，对郑某予以行政处罚，使郑某逃避了刑事责任的追究。2016年4月19日，A区人民检察院以涉嫌徇私枉法罪对方某立案侦查。
二、分歧意见
第一种意见认为，公安派出所或交通警察本身并无刑事案件的侦查权，采取隐匿、变造证据的方式，对应当移交的刑事案件当作行政违法案件处理，涉嫌徇私舞弊不移交刑事案件罪。
第二种意见认为，公安派出所民警或交通警察作为有查禁犯罪职责的国家机关工作人员，采取隐匿变造证据的方式帮助构成危险驾驶罪的犯罪分子逃避刑事责任的追究，涉嫌帮助犯罪分子逃避处罚罪。
第三种意见认为，公安派出所民警或交通警察作为司法人员，徇私情私利，隐匿、变造证据，将构成危险驾驶罪的刑事案件作为行政违法案件处理，致使有罪的犯罪嫌疑人不受刑事责任的追究，涉嫌徇私枉法罪。
三、评析意见
本人同意第三种意见，理由如下：
（一）公安人员隐匿、变造血液酒精含量检测报告为醉驾犯罪嫌疑人开脱罪责的渎职行为定性分析
1.徇私舞弊不移交刑事案件罪与徇私枉法罪相比较，关键在于前者的犯罪主体不具有刑事司法权，公安人员在查处醉驾案件中的渎职犯罪是否适用该罪名要具体情况具体分析。根据《刑法》第402条及高检立案标准的规定，徇私舞弊不移交刑事案件罪，是指工商行政管理、税务、监察等行政执法人员徇私舞弊，对依法应当移交司法机关追究刑事责任的案件不移交，情节严重的行为。其行为主体必须是行政执法人员，即依法具有执行行政法职权的行政机关工作人员，从司法实践上看主要是工商、税务、监察等行政执法人员，当然也包括一定范围内的公安人员。其与徇私枉法罪中“明知是有罪的人而故意包庇不使他受追诉”的行为在客观上有极为相似之处，关键性的区别在于徇私枉法罪的主体必须是司法人员，而本罪的主体仅限于行政执法人员。
在司法实践中，我国公安机关的性质兼具行政机关与司法机关的国家职能，由此导致公安人员身份的法律性质不同。如果他们是依据刑事诉讼法、刑法对犯罪负有侦查职责的人，如刑事警察等就是司法工作人员，在负责经办具体案件时，徇私将明知是犯罪的案件作为行政违法行为处理的，则涉嫌徇私枉法罪；如果他们是依据《治安管理处罚法》等行政法律法规执行行政法实施的人，如治安警察等行政执法人员在行政执法过程中，明知他人的行为已涉嫌犯罪的，应当移交刑事侦查部门进行立案侦查，但徇私舞弊不移交，仅给予治安处罚的，则涉嫌徇私舞弊不移交刑事案件罪。
但是，在近些年我国公安机关的警务改革过程中，各警务机构的职能有一定程度的调整。如2003年以来福建省公安机关在各地陆续实行派出所、交通警察、治安巡逻警察的三警合一体制改革，赋予了本来不具有刑事侦查权的派出所、交通警察等职能部门对盗窃、轻伤害、危险驾驶等轻微刑事案件的立案侦查权。2012年2月25日，中共福建省委办公厅、省政府办公厅闽委[2012]18号文转发《省委政法委、省公安厅关于综合警务改革创新的指导意见》，明确指出：“整合交警、巡警的路面勤务职能和警力到派出所，打破警种界限，实行网格布警、综合用警；科学合理确定县级公安机关侦查部门和派出所在办理刑事案件中的职责分工。”因此，福建省范围内的派出所、交通警察大（支）队等职能部门被赋予行政执法与刑事侦查的双重职责，其民警在行政执法过程中对涉嫌危险驾驶罪等轻微刑事案件应当依法进行立案侦查，不再向刑事警察部门移交，如果采取隐匿、毁灭、伪造、变造证据的方法作为行政违法案件处理的，涉嫌徇私枉法罪；对遇到的其他刑事案件如故意杀人、抢劫等案件，仍应当向刑事警察部门移交，如徇私不移交，由于民警已被赋予刑事案件的侦查权，作为司法工作人员对明知是有罪的人而故意包庇不使他受追诉的，仍涉嫌徇私枉法罪。其他省市自治区的公安机关内设职能部门如果没有变更调整的，对于具有刑事立案侦查权的刑事警察等可构成徇私枉法罪，其他内设职能部门如只具有行政执行法权且未被赋予刑事立案侦查权的，可构成徇私舞弊不移交刑事案件罪。
2.帮助犯罪分子逃避处罚罪与徇私枉法罪相比，在犯罪主体外延、主观故意和刑罚轻重上都不尽相同。根据《刑法》第417条及高检立案标准的规定，帮助犯罪分子逃避处罚罪，是指有查禁犯罪活动职责的司法及公安、国家安全、海关、税务等国家机关工作人员，向犯罪分子通风报信、提供便利，帮助犯罪分子逃避处罚的行为。该罪的帮助对象为犯罪分子，不限于已经被人民法院判处刑罚的犯罪分子，也包括有证据证明确实实施了犯罪行为的人。该罪的主体为对具体犯罪具有查禁职责的国家机关工作人员，包括刑事司法人员和其他国家机关工作人员，而徇私枉法罪的主体只能是刑事司法人员，这两个罪的犯罪主体都涵盖刑事司法人员，但帮助犯罪分子逃避处罚罪的犯罪主体外延更大。因此，刑事司法人员之外的其他国家机关工作人员，如海关、税务等国家机关工作人员在依法履职过程中，采取隐匿、毁灭、伪造证据的方式帮助被追诉的犯罪分子逃避刑事处罚的，涉嫌帮助犯罪分子逃避处罚罪。这也是立法机关为了严密法网而作的制度性設计，以避免其他国家机关工作人员在依法履职过程中包庇犯罪活动时出现法无明文规定不为罪的怪现象。但对于公安派出所民警、交通警察采取隐匿、毁灭、伪造、变造血液酒精含量检测报告等方式，将涉嫌危险驾驶罪的犯罪嫌疑人作为行政违法的治安案件处理的情况，此时仅凭犯罪主体身份就无法区别二罪的适用，必须考虑采取其他标准进行区分。
其次，徇私枉法罪与帮助犯罪分子逃避处罚罪相比较，更多地体现在犯罪主观故意上的不同。根据2003年11月13日最高人民法院《全国法院审判经济犯罪案件工作座谈会纪要》指出：徇私舞弊型渎职犯罪的“徇私”应理解为徇个人私情、私利；国家机关工作人员为了本单位的利益，实施滥用职权、玩忽职守行为而构成犯罪的，依照《刑法》第397条第1款的规定定罪处罚。因此，二者主观上虽然都是故意，但徇私枉法罪必须查明犯罪主体具有徇私情私利的事实，而对帮助犯罪分子逃避处罚罪在主观故意上并没有明确的要求，或者说国家机关工作人员只要在客观上实施了帮助犯罪分子逃避处罚的事实行为，主观上是故意的，就可以构成帮助犯罪分子逃避处罚罪。这二者在某种程度上有点类似受贿罪与巨额财产来源不明罪的关系，受贿罪必须查明国家工作人员为他人谋利的事实及收受贿赂的具体数额，如果犯罪嫌疑人的财产与其合法收入差额巨大且达到法律规定的数额，犯罪嫌疑人说明了巨额财产来源于受贿行为，但按照受贿犯罪的证明标准不能查证属实的，对差额巨大的不明来源财产就认定犯罪嫌疑人构成巨额财产来源不明罪，这实际上也是一种有条件的客观推定。可以说，帮助犯罪分子逃避处罚罪在某种程度上是徇私枉法罪的垫底性的补充规定，也是立法设计上的严密法网意思。
再次，从《刑法》第399条第1款徇私枉法罪和第417条帮助犯罪分子逃避处罚罪的刑罚幅度上看，徇私枉法罪最低刑为5年以下有期徒刑或者拘役，最高刑为10年以上有期徒刑；帮助犯罪分子逃避处罚罪最低刑为3年以下有期徒刑或者拘役，最高刑为10年以下有期徒刑。因此，二者相比较，徇私枉法罪为重罪，帮助犯罪分子逃避处罚罪为轻罪。公安派出所民警、交通警察如果采取隐匿、毁灭、伪造、变造血液酒精含量检测报告等方式，将涉嫌危险驾驶罪的犯罪嫌疑人作为行政违法的治安案件处理，在一行为都可以构成二罪的情况下，按照法条竞合时重法优于轻法的适用原则，应当以徇私枉法罪定罪处罚。
（二）公安派出所民警、交通警察采取隐匿、毁灭、伪造、变造血液酒精含量检测报告等方式，将构成危险驾驶罪的犯罪嫌疑人作为行政违法的治安案件处理，应当以徇私枉法罪定性处罚
根据《刑法》第399条第1款的规定，徇私枉法罪是指司法工作人员徇私枉法、徇情枉法，对明知是无罪的人而使他受追诉、对明知是有罪的人而故意包庇不使他受追诉、或者在刑事审判活动中故意违背事实和法律作枉法裁判的行为。其犯罪主体为司法工作人员，根据刑法第94条的规定是指有侦查、检察、审判、监管职责的工作人员。其犯罪主观方面包括直接故意和间接故意，并出于徇私、徇情动机。其犯罪客观方面表现形式之一是明知有罪的人而故意包庇不使他受追诉，即对明知是有犯罪事实需要进行追诉的人，采取伪造、隐匿、毁灭证据或者其他隐瞒事实、违反法律的手段，故意包庇使其不受立案、侦查、起诉、审判，或者在立案后，采取伪造、隐匿、毁灭证据或者其他隐瞒事实、违反法律的手段，使犯罪嫌疑人、被告人实际脱离司法机关侦控。[1]
就本文的二个案例，从犯罪主体身份来说，康某身为交警大队的民警，方某为公安派出所的民警，他们作为基层公安民警具有行政执法权，在福建省实行三警合一的改革下，交警大队和派出所都被赋予了对轻微刑事案件的立案侦查权，他们的职责包括行政执法和刑事司法两个方面，在查到醉驾的犯罪嫌疑人时，他们具有行使刑事立案侦查权的职责，已属于司法工作人员，符合徇私枉法罪的犯罪主体身份。
从犯罪主观方面来说，康某明知醉驾犯罪嫌疑人吴某、徐某、赖某三人经检测的血液酒精含量分别达到283mg、140mg、106mg/100ml，方某明知醉驾犯罪嫌疑人郑某经检验的酒精含量为89mg/100ml，均已构成危险驾驶犯罪。方某应郑某的请求接受吃请和宴请，其徇私情、谋私利的动机是非常明显的，具有枉法的主观故意。康某多次帮助他人逃避刑事责任的追究，如康某归案后检察机关能查清其徇私情私利的情况，应认定其具有枉法的主观故意，否则，只能认定其具有帮助犯罪分子逃避刑罚的主观故意。
在犯罪的客观方面和客体上，康某、方某违反法律规定，采取隐匿、伪造或变造醉驾犯罪嫌疑人血液检测报告的方式，将他们的血液酒精含量数据变造成低于80mg /100ml，从而作为行政违法案件处理，明知是有罪的醉驾犯罪嫌疑人而故意包庇不使其受到追诉，严重侵害了刑事追诉活动的正当性及司法机关的正常管理活动。
综上所述，方某作为被赋予刑事追诉职责的司法人员，在徇私利、徇私情的情况下，采取隐匿、伪造或变造醉驾犯罪嫌疑人血液检测报告数据的方式，明知是有罪的醉驾犯罪嫌疑人而故意包庇不使其受到追诉，严重侵害了刑事追诉活动的正当性及司法机关的正常管理活动，应以徇私枉法罪定性处罚。康某多次帮助他人逃避刑事责任的追究，如有徇私情私利的情節，应认定其构成徇私枉法罪；如无徇私情节，应认定其构成帮助犯罪分子逃避处罚罪。
注释：
人体内酒精含量现场检测技术 篇4
酒后驾车现在已经成为影响交通安全的一个重要因素[1]。当前,交通部门采用三种方法来判定驾驶员是否存在饮酒驾车行为。这三种方法分别是:人体平衡的步行回转试验或是单腿直立试验、呼气酒精含量检验和血液酒精含量检验。
人体平衡的步行回转试验或者单腿直立试验是依据驾驶员在试验中的身体表现来判断驾驶员是否属于酒后驾车。这种方法主观性较强,很难作为执法依据。
血液酒精含量检验是现场采集驾驶员的血液,经实验室检验血样中酒精的含量来判断驾驶员是否属于酒后驾车或醉酒驾车。这种方法最准确,但是从血样采集到送实验室检验并出具结果的整个过程较为繁琐,时间较长、成本较高。对每一名疑似酒后驾车的驾驶员都做血液酒精含量检验是不现实的。
在交管部门的实际工作中,通常采用呼气酒精含量检验来判断驾驶员是否存在酒后驾车行为。呼气式酒精测试仪采用酒精传感器来测量被测者呼出气体中酒精的含量,常用的酒精传感器有半导体型和燃料电池型两大类[2]。
1 酒精传感器
1.1 半导体型酒精传感器
半导体型酒精传感器的敏感材料主要有半导体氧化锡、氧化锌[3]和多孔硅[4]两类。
以氧化锡、氧化锌半导体为敏感材料制作的酒精传感器在一定温度下对酒精高度敏感,其电阻率随酒精浓度的升高而降低[3]。通过测量传感器的电阻变化就能检测出被测试驾驶员体内的酒精含量。用这些材料制作的酒精传感器需要加热装置,因此这种酒精传感器能耗较高。同时,与多孔硅传感器相比,这种酒精传感器响应时间较长[5]。
多孔硅材料表面吸附酒精分子后,其电阻值发生变化,通过测量电阻值就可获得被测试驾驶员体内的酒精浓度[6]。多孔硅制作的酒精传感器在常温下就能正常工作,而且灵敏度高、工艺简单、成本较低[5]。
1.2 燃料电池型酒精传感器
燃料电池型酒精传感器采用燃料电池为主要部件,通过把呼出气体中的酒精转换为电能进行酒精含量的测量[7]。与半导体传感器相比,燃料电池型酒精传感器具有精度好、稳定性高、抗干扰能力强的优点,但由于生产成本高,所以售价昂贵[8]。
2 呼气酒精含量测试仪在实际使用中存在的问题
首先是呼出气体中酒精含量与被测者血液中酒精含量的关系。呼气酒精含量测试仪测量的是被测者呼出气体中的酒精含量,而在实际应用的时候还需要将其转换成血液中的酒精含量。大量的统计研究结果表明,如果被测者深吸气后以中等力度呼气达3s以上,这时呼出的就是从肺部深处出来的气体,此时呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量的关系为[8]:
血液酒精浓度(mg/L)=呼气酒精浓度(mg/L)×2200
目前大多采用这个经验公式估算血液中的酒精含量,但这个公式应用的前提条件是被测者深吸气后以中等力度呼气达3s以上,而在实际应用时很难保证这一点。
其次是这些仪器使用时必须由被测者用嘴含着吹管向测试仪吹气。为保证卫生,防止交叉感染,每次使用后都应该更换吹管或对吹管进行消毒。而受实际使用条件限制,每次使用后立即消毒很麻烦,如果每次更换吹管又会增加使用成本。
最后,如果被测者拒绝配合,就无法使用呼气酒精含量测试仪进行酒精含量检测。
综上所述,目前使用的呼气酒精含量测试仪还有很大的改进空间。非接触的、直接检测血液酒精含量的检测方法能克服以上存在的问题[9,10]。为加强道路交通安全管理,加大对酒后驾车人员体内酒精含量检测技术的研究十分必要。
参考文献
[1]梅冰松,等.交通执法中人体酒精含量检测相关问题的研究[J].道路交通与安全,2007,7(4):52.
[2]历开平.对交通肇事者体内酒精含量的检测[J].河南公安高等专科学校学报,2006,(2):60.
[3]Rao B Bhooloka.Zinc oxide ceramic semi—conductor gas sensor for ethanol vapoum[J].Materials hemistry and Physics,2000,(64):62.
[4]anham L T.Silicon quantum wire array fabrication by electroehem.ical and chemical dissolution of wafers[J].Appl Phys Lett,1990,(57):1046.
[5]秋革拉.努苏甫汗,等.新型半导体酒精检测系统的设计[J].实验技术与管理,2008,25(2):69.
[6]Barillaro G,Nannini A.Pieri F.APSFET:a new porous silicon—based gas sensing device[J].Sensors and Actuators B,2003,(93):263.
[7]万吉高,等.燃料电池型酒精传感器的制备[J].贵金属,2004,9(25):36.
[8]岳睿.警用呼气式酒精传感器的研究进展[J].化学传感器,2006,3(26):6.
[9]黄静妍.中外呼出气体酒精含量探测仪质量管理之比较[J].计量技术,2007,(2):63-64.
智能车载酒精检测及控制器设计 篇5
近年来,酒后驾车造成的交通事故时常发生,给驾驶员自身和他人造成了巨大的损失,如此,对酒后驾车的监测和管理成为必不可少的环节。但利用普通的监测方式,主要是驾驶员的自觉和交警的抽检,一方面,花了很大的力气却效率极低;另一方面,酒后驾车引起的交通事故仍居高不下。尽管国家在去年5月执行新的酒后驾车的处罚条例,但是酒驾事故仍时有发生。
为此,笔者研究了具有智能化酒精检测及语音报警的电路系统,有效地实现了简单电路。简单说,就是当驾驶员呼出气体中的酒精浓度达到设定的酒精浓度,会语音提示,并强制切断汽车电源总线,令其无法启动汽车。此设计在综合社会现象和前人设计的基础上,经过与同学、指导老师的仔细商讨,在原有设计的基础上注入我们的设计思想,融合我们的设计方法,基本上能实现令我们满意的硬件电路。这样最大限度地限制和减少酒后驾车现象,尽可能降低交警的工作量,同时提高了交警的工作效率。
1 系统结构及总体方案设计
该系统主要以单片机为核心,配以检测电路、控制电路、显示电路、语音电路组成,并采用强制驾驶员呼气的方法,以判断驾驶员是否饮酒。具体工作流程为:首先压力传感器进行压力检测,若驾驶员就坐,压力传感器检测到信号,启动系统并激活语音模块通过语音提示进行酒精检测,此时驾驶员可进行酒精检测。为防止驾驶员逃避检测,设置一个话筒作为呼气判断装置。当呼气确认后,酒精传感器开始对探测的气体进行检测,并把检测到的信号进行放大和滤波,滤波之后的信号送入A/D转换器进行数字转换,由单片机对此数字信号进行处理判断,并把处理的酒精数据送至LCD1602进行酒精浓度显示,同时把处理判断后的信号通过发射模块发送至接收模块。若酒精含量正常,控制继电器不起作用,语音提示汽车可以启动;反之,超标指示灯亮起,控制继电器起作用,汽车制动,语音提示汽车不可以启动,使汽车无法行驶。若驾驶员无视进行酒精检测的提醒,强制进行点火启动,则汽车立即处于制动状态,汽车无法启动。从而实现控制酒后驾车的功能。总体方案设计如图一所示。
2 硬件设计
根据系统结构及总体方案的设计,可以把硬件电路的设计分为手持模块和车载安全控制模块,具体设计如下。
2.1 手持模块电路设计
2.1.1 酒精检测模块
本模块采用TGS2620气敏酒精传感器,并配以滤波电路,放大电路以及A/D数字转换电路。该传感器由集成的加热器以及在氧化铝基板上形成的金属氧化物半导体构成。当可检知的气体存在时,空气中该气体的浓度越高,传感器的电导率就越高。使用简单的电路就可以将这种电导率的变化变换为与气体浓度对应的输出信号,同时具有寿命长、功耗低、灵敏度高及后期电路简单等优点。一旦检测到酒精,其输出与浓度对应的电压信号,此信号经过滤波、放大后送至12位A/D转换芯片TLC2543CN进行数字化转换,并把数字量送到单片机进行计算并阀值判断,检测驾驶员呼出气体中酒精含量是否超标。
2.1.2 呼气判断模块
此模块采用送话器咪头9767,用来判断驾驶员是否呼气。当驾驶员呼气时,送话器咪头产生一个脉冲信号送至单片机,单片机判断驾驶员呼气,再检测酒精探头送来的信号;若驾驶员不呼气,则送话器咪头不产生脉冲信号,此时不检测酒精探头送来的信号。
2.1.3 单片机模块
选用51系列的89C51单片机作为处理器,用来接收呼气判断信号并接收气体中的酒精含量数据,同时送至LCD进行显示,并生成相应的信息码发送给发射设备。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。
2.1.4 发射模块
采用PT2262芯片,该芯片为编码芯片,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。当检测到酒精含量超标时,发射超标码;反之,发射不超标码。
2.1.5 液晶显示模块
本模块采用LCD1602进行酒精含量的显示,1602字符型液晶是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每行16个字符型液晶。
2.2 车载安全控制模块
2.2.1 接收设备模块
采用PT2272芯片,该芯片是一款用以解码的芯片。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平。与此同时,相应的数据脚也输出高电平,该模块用来接收发射模块的信号。
2.2.2 单片机
采用89c51,与发射的单片机一样,收到接收设备送来的码,根据不同码进行不同操作。其控制工作指示灯、继电器、语音模块。
2.2.3 继电器控制模块
受51单片机控制,相当于开关,控制制动装置开闭、车灯的亮灭和喇叭的响与不响。
2.2.4 语音模块
采用ISD4004芯片,该芯片采用CMOS技术,内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制,操作命令可通过串行通信接口送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术,每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中,因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声,避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率可选4.0、5.3、6.4、8.0k Hz,频率越低,录放时间越长,而音质则有所下降,片内信息存于闪烁存贮器中,可在断电情况下保存100年(典型值),反复录音10万次。采用ISD4004语音芯片作为语音模块核心部分,当压力传感模块感应有人时,发出酒精检测提示音;当酒精含量超标时,发出禁止行车警告音;当酒精含量未超标时,发出允许行车提示音。
3 软件设计
软件部分根据总体方案设计,可划分为手持模块和车载安全控制模块两个部分,各模块均采用模块化编程。
手持模块部分主程序流程图如图二所示,实现吹气判断、酒精检测并判断是否超标、LCD酒精浓度显示、生成信息码及把信息码发送给车载安全控制模块部分的功能。
图三为车载安全控制模块部分的主程序流程图,其功能为实现接收信息。当接收的信息码与超标码相同时,执行超标操作,即语音模块发出“请勿驾车”的警告且控制继电器打开制动装置;反之,与不超标码进行比较判断,若相同,则执行不超标操作,即语音模块发出“可以驾驶”的温馨提醒且控制继电器不起作用,若不相同,则返回重新接收信息。
4 结束语
本文介绍了车载酒精检测的新思路,讨论了新型酒精检测及其控制系统的设计与实现。鉴于设计者的能力和水平及电子产品的开发不断进行,针对此系统也存在了很多缺点,仅仅处于实验室试验阶段,许多标准不成熟,而且对于系统的优化和扩展还有比较复杂的问题,需要进一步的探讨和研究。
摘要：本文介绍了一种基于单片机低功耗酒精检测控制器,该控制器采用酒精传感器、压力传感器、语音报警、电子锁等与汽车组成车载酒精检测及安全控制系统。该系统可分为两部分:一个为检测部分,可手持,另一个为控制部分,安装于车内,从而实现智能车载酒精检测及安全控制。由于该系统具有高灵敏度和低功耗的功能,因此具有较高的实用价值。
关键词：酒精探测器,压力传感器,语音报警,车载
参考文献
[1]华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京:清华大学出版社,2006.
[2]曾兴雯,刘乃安,陈健.高频电路原理与分析[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.
[3]邱关源,罗先觉.电路[M].北京:高等教育出版社,2009.
[4]张先庭,向瑛,王忠,周传.单片机原理、接口与C51应用程序设计[M].北京:国防工业出版社,2011.
[5]唐继贤.51单片机工程应用实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2009.
[6]白中英.数字逻辑与数字系统[M].北京:科学出版社,2008.
基于单片机的酒精浓度探测仪设计 篇6
关键词：酒精浓度检测仪,AT89S52,气敏传感器,声光报警
在日常生活中, 工厂酒精泄露相关的监控以及酒后驾车的监测督查都时刻影响着居民的人身和财产安全。本文设计的是基于单片机控制的车载酒精浓度检测仪, 当酒精浓度超过阈值具有声光报警功能, 同时显示酒精浓度。
1 系统工作原理
该系统一般安装在汽车仪表盘的位置, 酒精浓度超过阈值的酒驾司机开始发动汽车, 探测控制仪则立即启动, 这时发动机的状态是被锁状态, 无法启动汽车。该系统的工作原理是加热酒精传感器后, 探测控制仪检测酒精传感器探测的气体信号。根据酒精含量与酒精传感器检测后产生的电压信号的比例关系, 来判断酒精含量。通过单片机内置的电位信号转换为数字信号, 对该信号进行处理判断, 如果酒精含量超标, 警示指示灯亮起, LCD显示屏显示当前酒精浓度, 并进行声光报警, 控制继电器切断点火装置电源, 汽车不能启动;反之, 正常指示灯亮起, 显示当前酒精浓度, 控制继电器不起作用, 汽车能启动。汽车启动后, 控制仪进入低功耗状态, 酒精浓度探测电路会一直工作, 如果驾驶人员驾驶过程中饮酒, 控制仪就会立即恢复到正常工作状态。系统总体设计如图1所示。
2 硬件设计
2.1 主要控制电路设计
控制器主要采用的是Atmel公司制造的一款高性能CMOS 8位微控制器的AT89S52, 功耗比较低, 通过高密度非易失性存储器技术制造。控制系统中的单片机通过判断气体中酒精的含量控制主控电路的工作。应用设计系统包含JTAG接口电路、晶振电路和复位电路等。主控电路如图2所示。
2.2 酒精检测电路
酒精检测电路由JTAG接口、高精度酒精传感器、信号调理放大电路和滤波电路等组成。
模块的主要用来检测酒精含量, 判断是否超标。酒精传感器采用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3, 对乙醇气体具有很高的灵敏度和良好的选择性, 而且响应恢复快速, 稳定性好等特点, 试用范围为10~1000ppm, 可以用于酒后驾驶人员的检测。
2.3 指示灯和液晶显示电路
电路设置三种颜色的指示灯, 分别是红灯、绿灯、黄灯。工作时红灯亮;检测提示绿灯亮, 因为酒精探头需要一定时间加热, 才能达到理想的灵敏度, 所以加热时间到, 绿灯亮, 才可以进行浓度探测;报警指示黄灯亮, 表示酒精浓度超标, 不能驾驶, 当黄灯闪烁的频率越高, 酒精浓度越高。LED显示电路用来显示此时酒精的浓度。LED显示电路采LCM12864, 与单片机的连接采用并行模式。
2.4 继电器控制电路
单片机P2.4控制继电器控制电路, 相当于开关, 影响控制点火装置的开与关、车灯的亮与灭和喇叭的响与不响。是系统中非常重要的执行单元。
2.5 报警电路
报警器为P1.7驱动蜂鸣器, 当酒精含量不超过阀值时, 不发出鸣叫声;超标时, 则发出鸣叫声。
3 软件设计
软件设计根据系统功能进行模块化编程。控制仪主程序流程图如图2所示。
系统软件设置需实现酒精含量检测、酒精含量是否超标、酒精含量显示、声光报警等功能。初始化系统后, 立即加热酒精传感器, 随即进入测量状态, 采集酒精含量的电压信号, 比较设定的酒精阀值, 若高于阀值, 显示浓度, 并进行声光报警, 切断点火电路, 驾驶员不能启动发动机;如果低于阀值, 显示浓度, 可以启动发动机。
4 结束语
车载酒精探测仪的推广可以减少酒后驾车的交通事故。本文阐介绍探测仪的电路设计和软件工作流程, 对整个设计功能进行阐述。车载酒精探测仪不仅携带方面, 能直接安装在汽车上, 而且能自动测量, 智能化程度高、功耗低, 符合绿色环保, 具有很好的推广价值。
参考文献
[1]谭秋林, 许姣, 薛晨阳等.基于C8051F040酒精浓度测试仪的研究[J].传感技术学报, 2009, 22 (10) :1378-1381.
[2]周鸿武.基于单片机的酒精浓度检测仪[J].制造业自动化, 2012, 34 (2) :148-149.
[3]郑义, 陈俊.用AT89C52和TLV1543实现数据采集系统[J].电子世界, 2004 (12) :24-25.
[4]朱志强.基于STC单片机的灵敏酒精检测系统的设计[J].数字技术与应用, 2011 (11) :61-62.
[5]何希才.传感器技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.