1. 研究目的与意义
如今,由于人们安全意识增强,对环境安全性和生活舒适性要求的提高,再加上气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展,因此,酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。例如,很多重大交通事故的发生都是因为酒驾引起的。为了实现对人权的尊重,对生命的关爱,使更多人的生命权、健康权及幸福美满的家庭能得到更好的保护,需要设计一款智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。该课题的主要目的是培养学生将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路CAD的技能运用到实际的嵌入式系统设计中,结合相关的硬件资源和开发平台,完成具有一定专用功能的嵌入式系统设计。
2. 课题关键问题和重难点
难点:
1、如何采集准确的酒精浓度的数据,以及这些数据的传输;
2、如何将传感器进行布局才能得到较为全面的酒精浓度数据,以及这些数据进行汇编和通过一些算法得到较为准确的真实温湿度数据;
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.以下是一些对传感器和单片机的详细介绍:书籍来清民编写的《传感器与单片机接口及实例》中介绍了传感器与单片机接口电路的硬件设计以及软件设计,以新颖、实用、完整和典型的原则,详细讲述了传感器的分类、工作原理以及传感器与单片机的接口电路设计。在阐述中不仅突出了传感器的基本概念、传感器与单片机接口的基本方法,还特别给出了具体的应用实例。这些应用实例选用常用传感器为对象,详细给出了传感器接口的具体硬件电路和软件程序设计方法。贾海瀛编写的《传感器技术与应用》中详细介绍了传感器技术的基本概念、特性、作用和发展趋势,各种常用传感器的基本结构、使用性能、工作原理和测量电路,具体实例中传感器的选用原则,典型非电量温度、湿度、气体、力、液位、流量、位移和速度等的检测应用实例。 此书由生产生活中的具体实例引入,深入浅出,将传感器技术与应用技能的相应知识点融入工作任务之中,减少了复杂公式的推导过程,增加了常用传感器性能、选用等知识,新型传感器的使用以及大量的生产生活中的实际应用实例电路参考,操作性极强。周航慈编写的《单片机应用程序设计》是"单片机应用技术丛书"中专门介绍单片机应用系统软件设计的一本著作。书中总结了作者多年来在80C51系列单片机应用系统软件设计中的实践经验,归纳出一整套应用程序设计的方法和技巧。在内容安排上,不仅有实现功能要求的应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法,还以较大篇幅介绍了提高系统可靠性的抗干扰设计和容错设计技术以及程序测试的正确思想方法。附录中向读者提供了完整的系统程序设计样本和经过多年使用考验的定点运算子程序库与浮点运算子程序库的程序文本、注释及使用方法。对于本次设计主要参考的是应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法这一部分的内容。
2.以下是别人进行的一些相关实验和方案:俞露芦和陶大锦是使用MQ-3酒精传感器进行酒精浓度的采集,与STC89C52单片机和ADS7886配套组成一个系统。在报告中,他们介绍了MQ-3酒精传感器的工作原理、内部结构和测量范围、操作命令和接口时序。同时对利用MQ-3酒精传感器、STC89C52单片机以及ADS7886芯片组成的自动酒精浓度检测系统,提出了硬件的组成及软件的设计方案以及优化方案,使整个系统的酒精浓度误差范围在2%以内。 在2014年,李海涛等人结合现代新型网络和探测技术标准,提出一套基于QNX的远程车载智能酒驾监测系统方案。采用车规级硬实时系统QNX为软件建构平台,引入高敏电化学传感器来实时计算不同半径距离的酒精浓度,设计基于GPRS的远程无线通信系统来实时监控车辆酒驾状况的全天候无缝监控。此系统主要包括车载酒驾终端和远程监控服务器端,并通过3G网络实现两端的互联互控。其中,酒驾终端为整个系统的核心单元,主要有传感器模块、GPRS模块和CAN总线模块组成,软件平台采用以实时性和安全性著称的QNX微内核架构系统。另外,远程服务器采用GPRS模块与车载酒驾终端进行对等通信,并针对数据包的收发和解析制定了一套通信服务协议,其报文数据主要包括报文种类、报文内容和报文CRC校检。当发生连接通信时,服务器端通过终端CAN总线网络实现对车辆的远程实时操控。当监测到酒驾影响安全驾驶时,会主动与终端驾驶员建立通信连接,特殊情况时采取远程强制制动指令。此系统不仅采用传感器和无线通信等高新技术为支撑,而且通过车载酒驾终端和远程服务中心双重标准对驾驶员进行监控和操控,极大地降低了酒驾事故发生频率。
参考文献
4. 研究方案
由酒精浓度测试仪对待测气体 (液体) 进行检测, 气体传感器是将一种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器的对气体样品进行处理, 通常包括滤除杂质和干燥气体、干燥或制冷处理,样品抽吸, 甚至对样品进行化学处理,以便使化学传感器进行更快的测量。转换成输出电压信号。然后以单片机为核心的控制,定时进行各个模块的自诊断, 并对外界的异常情况做出快速处理。对无法解決的难题, 应及时切换到报警装置。具有完善的输入输出通道和实时控制能力,对生产过程进行抽测和控制, 因为有多种信号需要传送,因此要求系统配备完善的模拟量和数字量输入输出通道和完善的中断系统和处理功能。此系统主要由酒精传感器,数模转换器,单片机,报警装置以及LCD显示部分组成,酒精传感器部分完成对待测气体(液体)的检测,数模转换部分完成将传感器测得的信号转换成电压信号,单片机部分完成对气体浓度的识别,报警部分完成对处理不了的难题进行报警,最后的LCD显示部分完成对酒精浓度值的显示。测试仪进行气体检测的基本步骤是单片机采集酒精传感器的响应信号, 并进行转换, 模数转换就是用于快速、高精度的对输入信号采样编码 , 然后转化成数字量储存在数据储存器中, 然后单片机通过特定的算法进行气体浓度的识别。
5. 工作计划
第1周: 查找关于酒精浓度感应的相关资料,文献和翻译文献,并且了解相关的一些知识,为之后的毕设做好充足的准备。
第2周: 撰写开题报告,选择一些方案,进行毕业设计的初步规划,以及了解一些相关的背景知识。
第3周: 系统的总体设计和规划,开始对毕设进行较为详细的规划。
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。