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1、酒精检测报警器摘要近年来，随着我国经济的高速发展，人民的生活水平迅速提高，越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频频发生。酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成人体内酒精浓度过高，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。少量饮酒并不会有上述症状，即人体内酒精浓度比较低时，而人体内酒精超过某一个值时就会引起危险。为此，需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。此外，酒精测试仪也可应用于食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。由
2、此可见，酒精测试仪具有巨大的潜在用户群，市场前景十分广阔。本论文主要阐述了一个基于气敏传感器的酒精浓度感应与自动报警器。在气敏传感器感应到了酒精浓度超标时，将电信号转变成音频信号输出。并发出鸣响警示驾驶人员不要驾驶，并用继电器锁闭汽车的点火系统，从而保障驾驶员和乘客的安全。关键词：气敏传感器；酒精传感器；声光报警器 Abstract In recent years, with the high speed development of economy, peoples standard of living increased quickly, more and more people have
3、 their own cars, and drunk driving and traffic accidents caused by the constant. The traffic accident caused by driving is due to the drivers excessive drinking alcohol caused by human body, causing brain nerve palsy, slow response, the body is not controlled wait for a symptom. Alcohol can not have
4、 symptoms, namely people relatively low alcohol concentration, and more than one person alcohol will cause dangerous values. Therefore, it is necessary to design an intelligent instrument can monitor drivers in alcohol content. Most countries around the world are adopted to exhale alcohol tester dri
5、ving personnel on-site testing to determine the body is measured by how much alcohol content, to ensure safety of lives and property of the driver. In addition, alcohol tester can also be used in food processing, etc. To monitor air alcohol concentration. Thus, alcohol tester has great potential use
6、r group and market prospects.The caption ethyl alcohol alarm apparatus lock up design summary report. When the gas sensor induced strength of alcohol exceeding the allowed figure, transformed the tonic train signaling output the electrical signal. And sends out resounds the caution to drive the pers
7、onnel not to drive, and locks up automobiles ignition system with the relay, thus safeguards the pilot and passengers safety.Key words: Gas Sensor；Alcohol Sensor；Sound and Light Alarm目 录绪论11 系统设计21.1 设计背景21.2 设计目的21.3 总体设计方案21.3.1 总体设计思路21.3.2 系统组成32 系统电源的设计52.1 稳压电源的基本原理52.2 纹波处理62.2.1 纹波的概念62.2.2
8、纹波的害处62.2.3 纹波电压的抑制方法63 系统气敏传感器的设计83.1 传感器的定义83.2 气敏传感器的定义83.3 气敏传感器的分类83.4 气敏传感器的选择93.4.1 MQ-3简介93.4.2 MQ-3的基本参数113.4.3 测试电路图123.4.4 MQ-3的测试数据及分析124 系统设计的总结13结束语14参考文献15绪论资料显示，我国近几年发生的重大交通事故中，有将近三分之一是由酒后驾车引起的。因此，对驾驶员饮酒程度的检测正越来越受到重视，酒精浓度检测器逐渐得到了广泛的应用。酒精浓度检测器不仅可以作为交警快速准确地判断驾驶员是否酒后驾车的取证工具，同时也可以用于驾驶员自测
9、是否饮酒过量。此外，也可应用于食品加工、酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。由此可见，酒精浓度检测器具有巨大的潜在用户群，市场前景十分广阔。判断驾驶员是否饮酒过度，最直接的方法是检测其血液酒精含量（Blood Alcohol Content，BAC），但由于检测BAC时需对驾驶员采取血样，操作复杂且耗时较长；交警使用起来不太现实，更无法应用于驾驶员的自测。因此，通常采用测量呼出气体酒精浓度（Breath Alcohol Content，BrAC）的方法来代替BAC的测量。人体喝入酒后，酒精被胃和小肠的毛细血管吸收，通过肺动脉进入肺，血液在肺泡中完成气体交换，含有酒精的气体被呼出体外。呼出气体中
10、的酒精含量与血液酒精浓度存在着一定的线性关系。由于BrAC会受到环境温度、湿度以及被测试者个体差异等多方面影响，其测试结果不如直接检测崛准确，但是该结果仍可作为判断饮酒程度的重要参考。我国于2004年5月1日开始实施的中华人民共和国道路交通安全法对酒后驾车的处罚做了修改，但仍没有明确的饮酒驾车、醉酒驾车认定标准。目前我国大多数省市把0.02BAC（即每100 mL血液中含有20mg酒精）规定为“饮酒”的下限，把0.10BAC规定为“醉酒”的下限。当呼出的酒精浓度超过0.09 mgL，即可判定为“饮酒”；超过0.48 mgL，即可判定为“醉酒”。这样，利用酒精传感器，可将呼出气体中的BrAC值转
11、换为电信号，供单片机处理，从而实现对测试者饮酒程度的检测。针对醉酒驾驶和现今交警普遍使用的手持式酒精测试仪，结合汽车的特点，设计出这款“酒精检测报警器”，通过检测酒精浓度实现对点火系统的控制，从实际上达到防止醉酒驾驶的目的。1 系统设计1.1 设计背景现代社会，由于种种原因，人们的安全意识较差，酒后驾车似乎已经成为一件常事。科学研究发现，驾驶员在没有饮酒的情况下行车，发现前方有危险情况，从视觉感知到踩制动器的动作中间的反应时间为0.75秒，饮酒后尚能驾车的情况下反应时间要减慢2-3倍，同速行驶下的制动距离也要相应延长，这大大增加了出事的可能性。资料表明，人呈微醉状开车，其发生事故的可能性为没有
12、饮酒情况下开车的16倍。所以，饮酒驾车，特别是醉酒后驾车，对道路交通安全的危害是十分严重的。尽管有不少法律条例对酒后驾车进行了很严厉的处罚，但是仍然有不少司机抱着只要不被交警发现就没事的侥幸的心里，置自己与乘客的安全于不顾，仍然酒后驾车。然而本系统的设计目的，就是进一步杜绝酒后驾车的现象，让危险远离司机与乘客。1.2 设计目的当驾驶员酒后驾驶汽车时，酒精传感器检测出酒精浓度超标，激发报警器报警，并且对汽车的启动系统进行锁闭。以警示驾驶员不要酒后驾车，避免车祸的发生概率，系统的锁闭，从实际行动上阻止驾驶员酒后驾车。1.3 总体设计方案1.3.1 总体设计思路本题目要求设计一个酒精检测报警器。当M
13、Q-3酒精传感器检测到酒精浓度超标后，就会给出一定的电压值，通过单片机的一系列控制，使报警器报警，并且当酒精浓度达到一定值时，单片机将会给出一个信号，让汽车系统锁闭，从而使汽车无法启动。在整体设计中主要采用直流稳压电源给酒精检测传感器提供连续且稳定的脉冲，酒精传感器发出的模拟信号，来控制报警器报警，并且促使继电器熄火，来实现报警以及汽车点火系统的锁闭。设计流程如图1-1所示。电源气敏传感器信号采集和处理语音电路和继电器锁闭系统图1-1 酒精检测报警器设计流程图1.3.2 系统组成系统设计由正12V稳压电源，酒精传感器，报警电路组成。原理图如图1-2所示。图1-2 设计系统主电路该电路的精耗功率
14、小于0.75W，响应时间小于10s，恢复时间小于60s，适合-200+50的一定环境条件下。测试前应接通电源，预热5min10min，待其工作稳定后测一下A，B之间的电阻，看其在洁净空气中的阻值和含有酒精空气中的阻值差别是否明显，一般要求越大越好。全部元件装好后，应开机预热3min5min，然后调节电位器R2，使报警器处于报警临界状态，再将低于39度的白酒接近探头，此时应发出声光报警，否则应重新调试。酒精检测报警控制器原理图如图1-2所示。当酒精气敏元件接触到酒精气味后，B极的电压升高，升高的电压随检测到的酒精浓度增大而升高，这就产生了“气-电”信号，当该电压信号达到1.6V时，使IC2导通，
15、语音报警电路IC3得电发出报警声，同时，继电器J动作，其常闭触电断开，切断车辆点火电路，强制发动机熄火。在图中7805三端稳压器，将传感器的加热电压稳定在5V0.2V上，保证该传感器工作稳定性和具有高的灵敏度，IC3和IC4组成语音声光报警器，IC3得电后即输出连续不断的“酒后别开车”的语音报警声，经C6输入到IC4进行功率放大后，由扬声器发出响亮的报警声，并驱动LED闪光报警。1、 稳压电源的设计方案与选择方案一：采用输出固定值的稳定电压源。利用LM7812，输出所需要的电压+12V。方案二：采用输出固定值的稳定电压源。先由变压器将市电压转换为15V电压，通过二极管和电容的整流滤波，得到正负相等的直流电压。由稳压二极管和电阻组成电压回路和电流回路，电阻和电位器组成取样回路，通过三极管的放大和电压调整，输出正负12V稳定电压。综合所述，由于考虑到设计的简洁性，所以用方案1来实现稳压电源。2、 酒精传感器的设计方案与选择方案一： 选择MQ-3酒精检测传感器。MQ-3酒精检测传感器灵敏度高同时还可抗汽油的干扰，响应速度快，一般情况小于10秒；功耗小于0.75W，节约能源，尺寸也较小，节约空间。同时，它还具有大信号输出，期稳定时间短，好的重复性
