《感测技术基础》课程设计报告课程感测技术基础题目基于Arduino的.doc

《感测技术基础》 课程设计报告 课 程 感测技术基础 题 目 基于Arduino的酒精测试仪 学 院 数理与信息工程学院 专 业 电子信息工程141班 姓 名 楼 金 学 号 指导老师 蒋敏兰 成 绩 2016 年 12 月 26 日 基于Arduino的酒精测试仪 摘要：以Arduino和气体传感为核心，设计了酒精浓度检测仪，实现了不同环境下酒精浓度的检测。本文主要介绍了酒精浓度检测仪整体结构，设计了系统硬件电路，阐述了各模块功能并着重研究了气体传感器的选择。 关键词：Arduino；A/D转换；酒精传感器 0前言： 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，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。 本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警．来提示危害。 1、设计任务要求： 1.1 实现功能 该系统是基于Arduino 单片机的酒精测试仪，具有以下主要功能：通过酒精传感器采集空气中的酒精含量，单片机读取模拟量，对数据进行处理，若超过设定值，则蜂鸣器发声报警，表示酒精含量超过正常范围；若低于设定值，则绿色LED灯亮，表示酒精含量在正常范围内。 1.2 设计任务 使用Arduino 单片机、酒精传感器、LED 等以及蜂鸣器完成对酒精测试并报警的功能。为了保证酒精测试仪完整稳定运行，整个水位控制系统由信号采集模块、信号处理模块和程序执行等模块组成。信号采集模块采用酒精传感器进行酒精含量测定和数据传输；信号处理模块采用Arduino 单片机进行数据处理和控制；程序执行模块由由LED 报警模块和蜂鸣器进行酒精含量的检测报警。 根据设计要求并综合各方面因素，本设计采用Arduino 单片机作为主控制器，各个模块之间的连接并不复杂，但能很好地实现设计要求，也便于系统控制和检测及调试。 2、系统总体设计： 制作酒精测试仪的方法有很多，可供选择的器件和运用的技术也有多种。因此，系统的总体设计方案应在满足系统整体性能指标稳定的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要尽量简单实用、易于操作、易于实现，器件的选择要着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗、低廉的成本以及较好的互换性等等。该酒精测试仪主要有四部分组成：酒精传感器、Arduino 单片机、LED 和蜂鸣器。针对不同酒精含量，由酒精传感器进行检测并将数据传送到Arduino 进行分析处理，进行AD 采样及比较，再通过比对测得的酒精含量与设定值的大小，决定是LED亮还是蜂鸣器报警。系统的总体设计框图如图1 所示： 酒精传感器 酒精传感器 Arduino 单片机 蜂鸣器 LED 图1 系统的总体设计框图 3系统硬件设计： 3.1 Arduino单片机模块 Arduino 单片机是一块基于开放源代码的USB 接口Simple I/O 接口板（包括12 通道数字GPI0,4 通道PWM 输出，6-8 通道10bit ADC 输入通道），并且具有使用类似于Java、C 语言的IDE 集成开发环境。 其硬件系统是高度模块化的，通过USB 接口与计算机连接，包括14 通道数字输入/输出，其中包括6 通道PWM 输出、6 通道10 位ADC 模拟输入/输出通道，电源电压主要有5V 和3.3V。在核心控制板的外围，有开关量输入输出模块、各种模拟量传感器输入模块、总线类传感器的输入模块，还有网络通信模块，只要在核心控制板上增加网