是用了类似酸碱指示药剂的物质酒精达到一定量后它会变色这样能理解吗
酒精检测仪(酒精探测器,酒精测试器)使用一个含有两个铂电极的电化学燃料电池传感器检查和测量被测人呼吸气体中的酒精浓度。当呼吸被抽气采样系统抽进燃料电池后,将产生一个微小电压。该电压与被测人身体中的酒精含量成正比。一个电子放大器放大这个电压然后在数字显示器上把酒精含量显示出来。这就显示出被测人呼吸中或血液中的酒精含量。 采用电化学燃料电池作为检测探头,只对乙醇发生化学反 应,烟雾及其他异味不会影响检测结果
医学在我们的生活中有着必要的存在,医学 毕业 论文涵盖基础医学、临床医学、中医学以及其他相关学科。下面我给大家带来2021医学毕业论文题目选题推荐,希望能帮助到大家!
医学检验论文题目
1、医学检验和卫生检验与检疫专业学生学习风格的研究
2、分子生物学技术在医学检验中的有效应用
3、国际化视野下医学检验技术专业建设的探讨
4、医学检验知识的图谱构建与应用
5、关于医学检验实践教学的思考
6、 创新思维 和问题意识在医学检验教学中的培养
7、大数据背景下医学检验技术专业教学模式变革
8、基于双创能力培养的医学检验专业课程体系改革研究
9、不同实习教学模式对医学检验专业课程教学的影响
10、医学检验进展与临床应用研究
11、项目导向教学法在医学检验实习生临床实习中的应用
12、临床医学检验技术质量管理中存在的问题及对策
13、浅析医学检验临床技术的提高
14、分子生物学技术在医学检验中的应用进展
15、影响医学检验分析质量因素的探究
16、医学检验高职生血细胞形态学检验综合学习模式的构建
17、第三方医学检验公司在县级市场的营销策略分析研究
18、浅谈医学检验危急值 报告 制度的建立
19、医学检验青年教师担任兼职班主任的探索
20、探讨医学检验面临的生物安全问题
21、循证检验医学结合PBL教学在医学检验实践带教中的应用研究
22、医学检验专业实践教学体系的建立与实践
23、临床医学检验质量控制的影响因素探讨及应对 措施 探讨
24、信息化背景下的高职医学检验专业生物化学实验课程改革探索
25、基于信息技术的教学模式在医学检验类专业课程应用效果分析
26、整合信息化教学策略在医学检验教学中的应用与实践
27、我国区域医学检验中心的发展现状与挑战
28、基于转化医学理念的医学检验专业实习带教模式探索
29、信息化在医学检验实训教学中的应用
30、输血科医学检验专业学生实习教学的改革与实践
31、教学医院医学检验进修生带教模式探讨
32、高职高专医学检验技能竞赛备赛水平提升探索
33、影响医学检验分析质量因素的探究
34、医学职业终身 教育 技能培训 方法 的研究--以医学检验为例
35、医学检验实验教学信息化平台建设的探讨
36、医学检验质量控制中出现的问题及解决方法
37、临床医学检验中影响血液细胞检测质量的有关因素及其控制方法研究
38、临床医学检验中血液细胞检验的质量控制方法探究
39、独立学院医学检验技术专业分析化学教学新途径的探索
40、流式细胞术应用于医学检验的研究进展
医学毕业论文题目参考
1、中医治疗哮喘的临床疗效观察
2、兰索拉唑治疗消化性溃疡出血的临床疗效观察
3、心理干预对 儿童 多动症的临床疗效观察
4、27例胃平滑肌瘤外科治疗的临床疗效观察
5、秋泻灵合剂佐治小儿急性腹泻的临床疗效观察
6、针灸配合水针疗法治疗腰痛60例临床疗效观察
7、古纳斯督灸治疗骨关节疼痛60例临床疗效观察
8、纳洛酮治疗急性酒精中毒的临床疗效观察
9、筋膜内全子宫切除术临床疗效观察
10、手术结合药物治疗声带息肉临床疗效观察
11、中医辨证治疗痛风性关节炎的临床疗效观察
12、菌毒清颗粒治疗风热感冒的临床疗效观察
13、脱敏药物对牙本质敏感症患者的临床疗效观察
14、亚低温治疗重型颅脑损伤的临床疗效观察
15、阿托伐他汀治疗慢性心力衰竭的临床疗效观察
16、消痤霜的制备及临床疗效观察
17、内耳眩晕病40例临床疗效观察
18、布地奈德雾化吸入治疗小儿哮喘临床疗效观察
19、中医食疗法应用于糖尿病患者的临床疗效观察
20、药物治疗干眼的临床疗效观察
21、葡萄糖酸锌治疗痤疮22例临床疗效观察
22、社区高血压联合治疗的临床疗效观察
23、川百止痒洗剂治疗外阴瘙痒症临床疗效观察
24、微波治疗耳鸣临床疗效观察
25、温针治疗寒湿凝滞型痛经的临床疗效观察
26、鼻咽联合成形术治疗OSAHS临床疗效观察
27、乳痛症的中成药治疗临床疗效观察
28、斯奇康佐薄氏腹针治重型斑秃临床疗效观察
29、中西医结合治疗缓慢性心律失常的临床疗效观察
30、中风膏抗脑动脉硬化60例临床疗效观察
31、中医辨证治疗痞满证46例临床疗效观察
32、综合治疗白癜风临床疗效观察
33、参脉注射液治疗老年原发性低血压的临床疗效观察
34、散光矫正型人工晶状体植入术后的临床疗效观察
35、帕利哌酮治疗首发精神分裂症临床疗效观察
36、鱼油治疗感染性休克的临床疗效观察
37、丹鳖胶囊的临床疗效观察
38、拔罐辅助治疗肥胖型2型糖尿病临床疗效观察
39、体外超声波碎石治疗输尿管结石的临床疗效观察
40、CO2激光治疗丝状疣的临床疗效观察
41、低温等离子射频消融治疗儿童腺样体肥大临床疗效观察
42、万应理伤膏临床疗效观察
43、卵巢癌化疗的临床疗效观察
44、金因肽治疗50例日光性皮炎临床疗效观察
45、复方丹参滴丸联合阿司匹林肠溶片治疗168例脑卒中的临床疗效观察
46、胆宁片治疗黄疸型病毒性肝炎的临床疗效观察
47、综合疗法治疗神经根型颈椎病的临床疗效观察
48、微管人流与药物流产临床疗效观察
49、参杉癌康汤Ⅱ号治疗原发性肝癌的临床疗效观察
50、益气活血汤用于冠心病心绞痛的临床疗效观察
医学检验免疫毕业论文题目
1、基于纳米颗粒的分子展示应用于超灵敏检测
2、SLE患者中几种新型自身抗体的检测及其临床诊断价值的探讨
3、多肽酶检测和细胞表面荧光标记的新方法研究
4、区域检验服务协同平台的设计与实现
5、胶体金喷膜仪的设计与开发
6、重庆市乡镇卫生院医疗资源的调查研究
7、基于氧化石墨烯和硫化铅纳米颗粒的荧光生物传感器研究
8、产气荚膜梭菌α毒素快速诊断金标试纸条的研制及初步应用
9、纳米粒子免疫层析法在检测异位妊娠和膀胱癌中的应用
10、现代医院检验科模块化设计研究
11、酶免工作站监控系统的设计与实现
12、乙型肝炎表面抗原胶体金免疫层析法血清快速测定的性能评估
13、基于微型压电与光谱生化分析系统的POCT新技术研究
14、长江三角洲地区犬猫皮肤真菌病调查及体外药敏试验
15、我国医学检验本科专业人才培养的问题与对策研究
16、基于电化学分子信标基因传感技术的HIV-1核酸检测新方法研究
17、Free β-hCG和PAPPA光激化学发光免疫分析试剂的研制
18、乙肝快速分析仪的研究与开发
19、阿托伐他汀对动脉粥样硬化患者外周血中PPAR γ的作用研究及相关炎症因子与动脉粥样硬化关系的建模分析
20、综合性医院医学检验资源优化管理研究
21、全自动多功能免疫检验过程关键问题的优化研究
22、HMGB1通过NF-κB激活TGF-β1诱导特发性肺纤维化发病机制的研究
23、若干病毒感染模型的动力学分析
24、现代综合医院检验中心空间设计研究
25、大型公立医院创建医学独立实验室可行性研究
26、高血压病证型与血清褪黑色素水平的相关性研究
27、医用臭氧与α-干扰素对照治疗慢性乙型病毒性肝炎
28、网织血小板在系统性红斑狼疮患者的临床应用
29、G公司第三方独立医学实验室服务营销策略研究
30、临床毛细管电泳的研究
31、基于光电检测与信息处理技术的纳米金免疫层析试条定量测试的研究
32、贫铀长期作用后的吸收分布特点及其主要蓄积器官的损伤效应研究
33、基于磁性微球的PMMA微流控免疫分析芯片系统的研究
34、hr HPV、L1壳蛋白、p16蛋白与宫颈病变的关系及诊断价值研究
35、76例急性白血病的MICM分型及预后
36、国产化学发光法诊断系统检测乙肝表面抗原的评价
37、蛋白A-藻蓝蛋白β亚基双功能蛋白的性质及其在免疫检测中的应用
38、上海市社区卫生服务中心检验开展现状及检验项目合理化设置研究
39、__医学检验集团发展战略研究
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目前使用的酒精探测仪有两种,一种是测人呼出的气体中酒精的含量(定量测量);一种是测人呼出的气体中是否含有酒精成分(定性测量)。前者是通过某种能够与乙醇发生反应的物质制成,酒精多,生成物也就多,通过传感器测量生成物或者反应中其他可以测量的物理量确定酒精的含量,通过数字显示的方式输出。其实就是一个小型的化学传感器。后者是利用酒精与某种物质的反应会产生颜色变化的原理实现的,当酒精的含量达到一定程度时,仪器上的指示器会发生明显的变色,通过观察即可判断出被测量人是否饮酒。
简单的理解一下,继电器的触点,常开,常闭,可以理解为PLC程序中的常开常闭。只不过,程序中可以多次使用。你只需把PLC的常开常闭,当成继电器,就可以了
酒后驾驶与交通事故、交通肇事具有黑色的联系。“酒文化”在我国源远流长,适度饮酒能驱寒解乏延年益寿,增添喜庆气氛,然而,在交通活动中酒后驾驶则是“自己一口酒,他人一行泪”,危害甚重。笔者试从酒后驾驶的含义、危害、产生原因及防治措施等方面对酒后驾驶现象进行检讨。 一、正名:何为酒后驾驶 酒后驾驶、醉后驾驶要受处罚,但是酒至几巡才算酒后驾驶、醉后驾驶? 依2004年5月31日发布的国家标准《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》(GB19522-2004)的规定:车辆驾驶人员血液中的酒精含量(英文缩写为BAC)20mg/100ml≤BAC<80mg/100ml的驾驶行为为饮酒驾车;80mg/100ml≤BAC的驾驶行为为醉酒驾车。换言之,车辆驾驶人员血液中的酒精含量BAC低于20mg/100ml时,驾驶人可以合法开车。 检测是否酒后驾驶、醉后驾驶最准确的方法是即时检查驾驶人员血液中的酒精含量。当前世界各国家几乎都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测。从而认定驾驶人是否为酒后驾驶、醉后驾驶。酒精呼气测试仪提供BAC的数据,是最有效、最直接的处罚证据。 二、反思:酒后驾驶之危害 据世界卫生组织有关资料统计,全世界每年因车祸丧生的人数超过60万人,我国每天在车轮下丧生者达200余人,大约50%~60%的车祸与饮酒有关。 酒精实质上是一种麻醉剂。酒精进入人体血液后会影响人的中枢神经活动并延及到运动神经和末梢神经,使手足的活动迟缓,其运动的及时性、准确性、协调性和可靠性大大降低,驾驶人的体力、判断力和协调能力也会相应下降。 总的说来,酒后驾驶的危害主要表现在以下几个方面: 1.视觉能力变差。人们通常情况下的外围视界可覆盖180度。然而,酒后视域度将会缩减,而且喝得越多,视域度愈缩减,以至于无法看清周边的环境,对光的适应变差,容易产生视觉错误。行驶中易撞击静止的树木、线杆或停放的车辆,而致人、车损伤。此外,亦可能抓不准目标,看不清楚车道线,脱离本车道呈S形运动,致与其他车辆或行人相撞,甚至冲出路面,后果往往相当严重。 2.运动反射神经迟钝。人们酒后,尤其是醉后,其判断力、自身感受能力下降,驾驶人自以为脚提起来要踩刹车,实则反应迟钝,已慢了一两秒。在避让位移中的人、车时,易造成控制不住车速,且躲向一个方向而发生事故。 3.神情亢奋、自我膨胀。饮酒后精神兴奋、盲目相信自己的驾驶技术及对环境情况的确信程度、自我感觉良好,总觉得车速慢,油门情不自禁下压,易开英雄车、“斗气车”,尤其是醉酒后的驾驶人往往故意炫耀其驾驶技能,操作动作相当夸张且车速快,但本人手足动作已经迟缓或失常,当紧急情况出现时,措手不及而造成事故。 三、检讨:酒后驾驶何以禁而不止 相对国外的相关法规,我国的处罚还是比较轻的。 (一)传统酒文化的浸润。饮酒是中国传统文化之一,自古就有“无酒不成宴”的说法,年节来临,亲朋聚会,酒是不能缺少的。人们无论在悲伤的时候还是在高兴的时候,都愿意借酒抒发自己的情怀【1】。从古到今关于喝酒的典故和诗句数不胜数,武松打虎、醉打金枝……“酒逢知己千杯少”,“酒不醉人人自醉”,“何以解忧,唯有杜康”……到了现代更有愈演愈烈之势,尤其随着现代商业的发展,人们社交场合的增加,饮酒已经变得难以避免,无论大事小事都要抿上一口、干上一杯,三五好友聚会,喝了酒开着车在大马路上横冲直撞的事情经常发生,由此引起交通事故呈增加趋势。 (二)酒后驾驶违法成本过低,酒后驾驶执法管理成本较高。一方面,根据《道路交通安全法》的规定,对酒后驾驶和醉酒驾驶分别给予罚款、暂扣驾驶证的处罚,最高给予2000元罚款、行政拘留的处罚。违法者承担的法律后果显然比给道路交通安全造成的危害要小得多。另一方面,交管部门的警力无法实现对酒后驾驶的动态监管,其管理手段依赖于路面查处和处罚,普遍存在集中整治多、长效管理少的现象,交警在执勤中发现驾驶人有酒后驾驶嫌疑的,经多次检测并经驾驶人确认无误后,才能依法给予处罚。程序过于繁琐,加之检测仪器价格昂贵,基层实际配备数量不足,致使执法人员积极性不高,制约了管理效能的发挥【2】。 (三)“酒后禁驾”社会声讨的缺失。由于传统酒文化的影响,社会民众并没有对酒后驾驶的危害引起足够的重视,民意、社会尚未形成“酒后不驾驶,驾驶不饮酒”的舆论氛围,相反,还在一定程度上对酒后驾驶采取默许态度,使得这种“社会公害”行为客观上没有遭到社会舆论的围剿与声讨,而游离于在“社会公害”之外。 (四)生活习惯的影响。现代人的朝九晚七的工作、生活习惯以及社会活动应酬的需要,早上想多睡会儿,中午的工间、闲暇时间太短,不够“扳倒井”,晚上则可以自由活动,人们于是把喝酒和宴请的时间大多放在晚上,导致晚上酒后驾驶的人数剧增,相应的事故起数也大幅增加,晚20-21时达到最高值,然后再逐渐减低。 (五)侥幸心理、虚荣心理的驱使。驾驶人明知酒后驾驶存在极大的危险,但还是在“没那么倒霉”侥幸、虚荣心理驱使下冒险酒后驾车,“大不了抓到了罚钱就是”。总之,在多方面原因的影响下,驾驶人如果缺乏职业操守和道德自律,就很容易产生酒后驾驶违法行为。 四、纷争:酒后驾驶交通肇事该当何罪 关于酒后驾驶交通肇事行为的定性,可谓仁者见仁,智者见智。司法实践中,也出现了大相径庭的做法。笔者以为,对于酒后驾驶交通肇事行为的定性,应分清情况,区别对待。 1.酒后驾驶肇事行为构成交通肇事罪。这是最普遍、最常见的认定。根据我国现行刑法及相关司法解释的规定,驾驶人酒后驾驶机动车辆而交通肇事,致一人以上重伤,负事故全部或者主要责任的,或者驾驶人酒后驾驶机动车辆,肇事后逃逸,致使被害人因得不到即时救治而残疾或死亡的,以交通肇事罪定罪处罚。2.酒后驾驶肇事行为构成故意伤害罪或故意杀人罪。根据我国现行刑法及相关司法解释的规定,如驾驶人在交通肇事后,为逃避法律追究,将被害人带离事故现场后隐藏或者遗弃,致使被害人无法得到救助而死亡或者严重残疾的,分别依照故意杀人罪或者故意伤害罪定罪处罚。此乃转化型故意杀人罪、故意伤害罪。3.酒后驾驶肇事行为构成以危险方法危害公共安全罪。诸如,汶上县一名司机邵某酒后驾车在县城繁华路段连撞7人,导致4人死亡3人受伤案【3】。邵某的行为构成交通肇事罪还是以危险方法危害公共安全罪?笔者以为,对于酒后驾车、故意飙车这种明知可能侵犯不特定多数人的生命财产安全,而不顾他人的安危,放任其行为产生恶劣社会后果的,其主观上属于间接故意,构成以危险方法危害公共安全罪,而不属于交通肇事罪。因为,交通肇事罪与以危险方法危害公共安全罪的最主要区别在犯罪的主观要件与客体要件方面,即前罪的主观方面是过失,客体是交通运输的正常秩序和交通运输安全;后罪的主观方面是故意,客体是公共安全,其社会危害性重于交通肇事罪,故以危险方法危害公共安全罪的法定刑要重于交通肇事罪,其最高可判处死刑。 五、疗治:怎样防范、减少酒后驾驶 (一)完善酒类行业管理立法。一是要借鉴烟草行业的管理立法,强制要求在烈性酒外包装及酒瓶上印制诸如“饮酒有害安全”的字样,警示公众酒后驾驶。二是要健全公务接待方面的立法,强制规定公务员接待活动不得饮酒或者驾车人员不得饮酒,从而封堵公车酒后驾驶。同时要将公务员在公务接待活动中“严禁饮酒”作为一项纪律要求,树公务接待之新风。 (二)酒后驾驶的违法成本,使其“一滴酒、一滴血”。一是酒后驾驶犯罪化,即在刑事立法修正案中,增加规定,一旦饮酒驾驶机动车辆,无论是否造成重大损害,一体构成犯罪,从而增加其酒后驾驶的犯罪成本。二是加重机动车驾驶人酒后驾驶的法律责任,对酒后驾驶坚决实行“零宽容”、“零放行”。如规定,首次发现酒后驾驶的给予暂扣驾驶证、罚款等处罚,第二次给予终生禁驾的处罚,以此提高酒后驾驶违法成本。三是规定对酒后驾驶发生交通事故的,参照无证驾驶或驾驶不符合安全要求的车辆发生交通事故保险公司不予赔付的做法,免除或者减轻保险公司的赔付。此外,还可规定增加酒后驾驶交通肇事者的损害赔偿比例,赋予知情劝酒者的连带责任。 (三)强化交通安全宣传,提高驾驶人的防范意识。政府要把“酒后禁驾”纳入公民道德建设范畴。在全社会倡导正确的饮酒观,引导公众树立“酒后禁驾”的意识。采取多种形式,广泛宣传酒后驾驶的巨大危害,如在源头场所——宾馆、酒店、饭店等处、在道路两侧张贴警示宣传图、牌,随时提醒警告过往的驾驶人员;通过广播、电视、报刊等新闻媒体定时、定期播放“酒后禁驾”公益广告、发送手机短信等形式,在全社会营造良好氛围。 (四)坚持科技强警的方针,利用科技手段预防酒后驾驶。基层交警大队、中队应普遍配备酒精测试仪,执勤民警上路应随身携带并正确使用。对嫌疑人随时进行随机测试,用现代化的科学仪器证明驾驶人是否饮酒,用事实说话,用数据说话,使其心服口服,增强执法的科学性。与此同时,还要鼓励和支持汽车制造商研发酒后驾驶的防治装置,重视和加强人体酒精含量检测技术的研究及应用,研发适用简便、准确度高的新产品供执法部门使用。 (五)分析掌握酒驾的规律,加强对酒驾的管理查纠力度。借鉴世界上一些发达国家对酒后驾驶行为管理的先进经验,如:酒店、宾馆等处配备酒精测试仪,方便驾驶人在驾驶前进行自测;特别要对饭后从宾馆、酒店驶出的车辆进行严格检查。同时根据男性驾驶人喝酒几率大的特点,将青年男性驾驶人员作为酒后驾驶行为管理的重点。对累犯者加重处罚力度;对年轻驾驶人或刚获驾驶证的人员规定更低限值等。结合中国实际,不断探索防范酒后驾驶的新的管理途径。 (六)设立酒后驾驶随机纠正点,依法从严处罚酒驾、醉驾。设立酒后醉后驾驶随机监测点、清醒点,对查处的酒后驾驶、醉后驾驶人员依法从严处罚。发现酒后驾驶、醉后驾驶者,应立即中止其违法行为,并在设立的纠正点待其清醒后才可以放行,切不可简单地罚款后即放行。区分酒后驾驶、醉酒驾驶,依照《道路交通安全法》的规定,该拘留的要坚决拘留,该暂扣、吊销驾驶证的要坚决暂扣、吊销驾驶证,形成严管重罚的管理态势。 (七)赋予酒类经营者的社会责任,积极开展“代驾”服务,为酒后禁驾提供保障【4】。设定酒类经营者生产商、销售商的告知义务,酒类生产商必须在其所有酒类产品的包装上标示“饮酒后禁止驾驶车辆”的警示语。酒类销售商出售酒类产品时应主动告知酒后禁驾。在销售酒类产品以及停车场的公共场所设置醒目的“饮酒后禁止驾驶车辆”的警示标牌。提倡和支持酒类销售商提供酒后代驾服务,并尽早制定相关法律制度对此类服务予以规范,明确服务者和被服务者的权利义务,以及纠纷发生时的救济途径。有关部门应督促销售商履行代驾服务的义务,加强代驾从业人员培训管理和市场监督。
当今社会发展迅速,科技水平日新月异,各种高科技无人厂房,设备越来越多。其安全性可靠性也越来越受到人们的重视。本设计就是针对这种情况应运而生。自动报警器投入使用以来能及时发现并处理系统故障, 从而更好地保证了高科技设备的平稳工作。从而为社会发展创造了良好的条件。 第二章:自动报警器的功能及特点 许多刊物上介绍的自动报警器,我总感觉到它功能上有美中不足之处,于是从扩充功能和原则出发,设计或完善各类自动报警器,业已证实,这些经重新设计和完善的自动报警器具有如下特点:(1)工作可靠性高;(2)警报解除后易复位;(3)作简便;(4)电路结构独特、巧妙,使用的元件少,成本也低,且实用性强。
现在的单片机大都可用C语言编程的,效率差不多!程序的编写方法一般分为主程序和中断程序组成;主程序主要是系统的配置(主要是各种寄存器的设置),中断程序用来读取传感器的数值,当超过某一个值时,执行报警。LCD显示的可以采用串口通讯方式显示!比较简单!
其实就是一个AD的问题,不要想太难了。从网上买一个酒精传感器,然后他会送例程的。
C语言吧!我觉得这个的可读性好些,做这个东西个人认为没有必要弄清内部到底怎么做的,我知道怎么做就行了!我没有做过传感器的,但是据说不好做
在食品工业、酿酒行业、石化和工矿企业、环境检测、公安交通管理、社会公用事业等一些国民经济生产和人们工作生活的领域和场合中,常常需要检测特定环境中酒精气体的浓度,以确保工厂企业环境安全和人民生命财产安全[1-4]。如监控酒精生产车间和石化厂的酒精浓度,可以避免工厂起火和爆炸事故的发生;监测工矿企业场地的酒精浓度,能避免工作人员出现酒精中毒等恶性事故;检测司机体内酒精含量,可以防止驾驶人员酒后驾车,减少恶性交通事故的发生。因此,研制酒精气体浓度检测仪具有十分广阔的现实和潜在的市场需求,并具有十分重要的意义。传统的酒精气体检测仪因传感器性能、电路设计、数据处理算法等原因,存在着气体选择性不高、抗干扰性能差、智能化程度低、仪器操作复杂、无法实时保存和调看数据等突出问题[3-4]。鉴于此,笔者设计和研制了一种无线智能酒精浓度探测仪,弥补了传统酒精检测仪器的缺点和不足。
1 系统总体方案
该酒精浓度探测仪由发送端和接收端两部分组成,其原理框图分别如图1和图2所示。发送端主要包括酒精浓度传感器与A/D转换电路、STC90C52RC单片机、浓度阈值设置与声音报警电路、语音播报电路、LCD显示电路和无线收发电路六部分;接收端由无线收发电路、STC90C52RC单片机、数据接口通信电路和上位计算机组成。
2 系统硬件电路设计
2.1 传感器电路与A/D转换电路
TGS2620为日本费加罗(FIGARO)公司生产的一款可以探测气体中酒精浓度的半导体气体传感器,具有灵敏度高、功耗低、寿命长、成本低等特点[5-6]。其电路连接如图3所示,其中,RH为加热器电阻,室温下时为83±8 Ω;RS为传感器电阻,其阻值和还原性气体浓度之间的数学关系为:
通过检测VRL就可以确定出待测气体浓度C。
电路中运放OP07接成电压跟随器形式,对传感器和后级电路进行隔离,减小电源波动和外界因素对采样数据的影响。ICL7660是MAXIM公司生产的小功率极性反转电源转换器,作用是将+5 V电源变换成-5 V电源为OP07供电。其中,CC2采用漏电小、介质损耗低的10 μF钽电容,以提高电源转换效率。TLC1549是TI公司生产的10位分辨率逐次逼近型ADC芯片,具有自动采样和保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能,在满刻度时总误差最大仅为±1 LSB。
2.2 LCD显示、阈值设置与声音报警电路
16×2个字符液晶显示模块DM-162显示报警阈值和酒精浓度值。为了减少单片机I/O口的使用数量和简化电路结构,采用间接控制(4位数据总线)方式,接口电路如图4上部分所示。初始化时,需写入28H指令码将8位总线转为4位数据接口方式。管脚BLA、BLK和VL分别是液晶背光源正极、负极和显示对比度调整端,RS、E分别是寄存器选择端、读/写信号线和使能端。
酒精浓度阈值设置和声音报警电路如图4下部分所示。当设置键S1按下时,进入阈值设置(初始阈值为500 ppm)界面,再按下键S2或S3,对阈值作增加或减小操作,步长为20 ppm。阈值设置好后写入STC90C52RC单片机片内5 KB EEPROM的第一扇区2000H和2001H地址中,使系统重启不必重新设置。若酒精浓度值大于阈值,将P0.7口线置为低电平,三极管8550驱动蜂鸣器发声音报警。
2.3 语音播报电路
采用华邦(Winbond)公司的ISD2560语音录放集成芯片作酒精浓度值播放,电路如图5所示。话筒采用差分形式接入到片内前置放大器的MIC端和MIC REF端,以抵消噪声和提高输入共模抑制比。扬声器接成双端输出形式,输出功率为单端用法时功率的4倍。单片机的P2口、P3.0和P3.1口线分别与地址线A0~A9相连,用来设定ISD2560片内480 KB EEPROM(地址为0H~257H)中存储语音段的起始地址,录音和放音功能均从该起始地址开始,录音过程中信息段地址自动增加。本系统在ISD2560中需录入语音信息有:“当前酒精浓度值为”、“零”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“百”、“千”、“点”、“ppm(浓度单位)”。由于ISD2560的语音录放时间为60 s,按每秒3个汉字计算,则可录放180个汉字,因此满足播报要求。此外,通过P3.0、P3.1和P2.0~P2.6口线可以配置ISD2560的操作模式[7-8](地址为300H~3FFH)。P3.4~P3.6口线分别用来控制语音芯片的片选、芯片的开关、录音/放音模式选择。P3.2口用来判断芯片的存储空间是否已经填满或者信息存储是否溢出。由于录音时在每个信息段结尾处自动插入标志,当放音遇到该标志时产生宽约为12.5 ms的负脉冲。用P3.3口检测到此脉冲的上升沿后才播放另一段录音,避免语音播放不连续。
2.4 无线收发电路
系统采用NORDIC公司生产的工作于2.4~2.483 5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片nRF24L01完成无线数据的收发工作,nRF24L01的最高传输速率为2 Mb/s,电路如图6所示。稳压芯片LM1117-3.3 V将5 V输入电压转换成3.3 V给nRF24L01供电。nRF24L01与单片机接口为四线SPI方式,CSN、SCK、MOSI、MISO管脚分别是SPI的片选使能线、时钟线、数据输入线、数据输出线。IRQ为中断信号线(低电平有效),接至单片机的外部中断管脚,单片机主要是通过该接口线与nRF24L01进行通信并判断数据接收和数据发送是否完成。CE为芯片的RX/TX模式选择线。IREF为参考电流输入端,通过22 kΩ电阻接地。管脚ANT1和ANT2给天线提供平衡的RF输出,通过后接的简单射频网络匹配电路获得单端50 Ω的阻抗输出。网络匹配电路在发送模式时阻止谐波,在接收模式时克制本地振荡漏出。VDD_PA管脚输出1.8 V电压,给片内功率放大器提供电源。
2.5 数据接口通信电路
接收端的计算机与单片机间的通信由串行USB接口集成电路CH340T完成,如图7所示。CH340T支持USB1.1或者USB2.0/USB3.0通信,具有仿真接口,并且可以升级外围串口设备,支持常用的MODEM联络信号,支持IRDA规范的SIR红外通信,提供RS23RS48RS422接口等功能。CH340T内置有独立的收发缓冲区,支持通信波特率50 b/s~2 Mb/s的单工、半双工、全双工等异步串行通信。图7中,在CH340T芯片的发送脚TXD上反接一个二极管1N4001,防止该引脚将电流倒灌到单片机;在接收引脚RXD上加一个300 Ω的限流电阻来防止单片机对CH340T倒灌电流;从而避免电流倒灌导致不需要供电工作的另一方芯片继续工作。
3 系统软件设计
3.1 下位机软件设计
下位机的程序开发和调试是在Keil μVision4集成开发环境下进行的,包括发送端和接收端的软件设计。
3.1.1 发送端软件设计
发送端软件流程如图8所示。单片机上电后进行系统初始化,完成单片机内部系统变量的初始化以及TLC154DM-16ISD2560和nRF24L01等外部设备的初始设置;然后延时大约5 min,预热传感器TGS2620,保证传感器工作正常;程序初始化结束后,系统进入监控状态。若报警阈值设置键按下,进入报警限设置模式;若录音键按下,进入录音模式;然后启动A/D转换获取采样数据,作滤波处理、标度变换和系统误差校正后得到被测酒精浓度值。该值与报警阈值比较,若结果是“大于”或“等于”,启动蜂鸣器发声程序,作声音报警,提示酒精浓度超标;接着该值在DM-162液晶模块上实时显示;最后判断放音键是否按下。若按下则根据酒精浓度值查找ISD2560中对应语音信息的存储地址开始放音;放音结束后,该值由nRF24L01发送程序发送到接收端;待发送完成后,采集、显示和发送新一轮的酒精浓度数据。
发送端软件应用了防脉冲干扰平均滤波法[9]对A/D采样数据作预处理。其原理是:连续采样K次,然后对这K个采样数据进行比较,去除其中的最大值和最小值,计算剩下的K-2个数据的算术平均值作为采样有效值。该方法融合了中位值滤波法和算术平均滤波法的优点,既可去掉脉动性质的干扰,又可消除偶然出现的脉冲性干扰引起的采样值偏差。为加快计算速度,设计数字滤波器时K=10。
为了提高系统的实时性,软件中采用分段线性插值法[10-11]作标度变换。过程如下:(1)按传感器TGS2620的标定曲线,将该曲线进行非等距分段(曲率变化大(小)时,样点距离取小(大)),选取各分段点坐标(VRLi,Ci)(i=0,1,…,M),其中:VRLi和Ci分别为不同样点时传感器输出电压值和对应浓度值;(2)计算相邻样点间的拟合直线斜率ki=(Ci+1-Ci)/(VRLi+1-VRLi)(i=0,1,…,M-1);(3)将M组坐标数据(VRLi,Ci)和对应斜率ki存储于单片机片内EEPROM的第二扇区(地址为2200H~23FFH)中;(4)每采集到一个电压值VRL即查询EEPROM表,找出VRL所在区间(VRLi,Ci)~(VRLi+1,Ci+1),取出该区间(VRLi,Ci)和ki数据,用线性插值公式C=Ci+ki(VRL-VRLi)计算出当前酒精浓度值C。
将采集到的N个样本数据(xi,yi)代入式(5)中即得到系数a、b的值,并存入单片机的内存单元中。系统测量时,将标度变换后的酒精浓度测量值x代入误差校正方程y=ax+b中,即可得到校正后的酒精浓度值y,从而达到消除系统误差的目的。
3.1.2 接收端软件设计
接收端单片机的软件流程如图9所示。接收端开机上电后,程序初始化设置nRF24L01和串口,然后进入监控场景。当nRF24L01接收到一帧完整的酒精浓度数据后,立即通过串口发送到上位机。接收端单片机与PC之间数据交互采用异步通信模式。独立波特率,串口协议设置为:波特率9 600 b/s,8 bit数据位,1 bit停止位,无校验位。
3.2 上位机软件设计
上位机用户界面采用通用的基于对象的程序设计语言Microsoft Visual Basic 6.0开发,实现酒精浓度数据的接收、显示和保存。软件用到了串行通信控件MSComm。MSComm控件是Microsoft公司提供的Windows下串行通信编程的ActiveX控件,通过对此控件的属性和事件进行相应的编程操作,即可轻松地实现串行通信。串口通信协议与接收端完全相同。上位机软件的程序流程如图10所示。
4 系统测试
为了检验本系统的测量性能,采用无水乙醇和纯净水按照一定体积比配制标准的酒精溶液作为被测量对象,测试结果如表1所示。其中:单位ppm=μg/mL表示1 mL酒精溶液中含酒精的质量。由测量结果可以看出,测试数据覆盖传感器的量程,测试最大相对误差小于±2%,优于同类设计产品[3-5]。
为了获得本仪器发送端与接收端的最大无错误率的通信距离,在室外进行了nRF24L01随距离的错误率(临界区间)测试实验,结果如表2所示。其中,每米的错误率是10次试验后计算得到的平均值。可见,nRF24L01的传输距离可达到100 m,略高于RFID、ZIGBEE和蓝牙等无线通信技术[12]。
5 主要技术指标
本仪器主要技术指标如下:(1)测量范围:50~5 000 ppm;(2)灵敏度(传感器电阻变化率):0.3~0.5;(3)测量精度:≤±2%;(4)传输距离:≤100 m;(5)工作电源:DC+5 V;(6)工作环境温度:-40 ℃~+70 ℃;(7)工作环境相对湿度:0~85%RH。
6 结束语
本文设计研制了一种基于STC90C52RC单片机、TGS2620酒精传感器和nRF24L01无线通信芯片的酒精浓度探测仪。该仪器现已投入到成都市某小型酿酒厂酒池的实际生产中。现场工作情况表明:系统运行正常,工作可靠;系统具有气体选择性和灵敏度高、稳定性好、智能化程度高、通信距离远、功耗低、抗工业干扰能力强、性价比优异等优点。该仪器可以应用于食品加工行业、工矿企业、石油和化学工业、环境检测与保护、社会公用事业、高空作业人员、公安交通管理(如酒后驾车、交通警察执法)等需要现场检测或无线遥测酒精气体浓度的场合中,市场应用前景广阔、推广价值较高。
参考文献
[1] 李海涛.基于QNX的远程车载酒驾智能监控系统[J].电子技术应用,2014,40(8):136-139.
[2] 宋晓宇,高国伟,李世川,等.基于单片机控制的酒精浓度检测系统的设计[J].传感器世界,2017,23(8):18-23.
[3] 俞露芦,陶大锦.基于单片机的酒精浓度检测仪的设计[J].微型机与应用,2014,33(22):34-36.
[4] 葛毓.基于GPRS/GPS的车载酒精检测和控制电路的设计[D].南昌:南昌大学,2010.
[5] Zhang Zhe,Tong Jin,Chen Donghui,et al. Electronic nose with an air sensor matrix for detecting beef freshness[J].Journal of Bionic Engineering,2008,5(1):67-73.
[6] FIGARO Group.General Information for TGS sensors[EB/OL].(2008-04-23)[2019-07-03].http://www.figarosensor.com/products/common(1104).pdf.
[7] 程可嘉,王振松,刘晓云.ISD2560在门禁系统语音播报中的应用[J].自动化技术与应用,2009,28(5):75-77.
[8] 胡珍玉.智能语音提示器系统设计[J].应用能源技术,2012,15(12):34-38.
[9] 张秀再,陈彭鑫,张光宇,等.河流水质实时监测系统[J].电子技术应用,2015,41(2):82-85.
[10] 梁晓雷.基于单片机的分段线性插值算法实现[J].电脑知识与技术,2012,8(21):5236-5243.
[11] 韩潇,曾立,占丰,等.基于分段多项式近似的DDFS研究及FPGA实现[J].电子技术应用,2018,44(3):22-30.
[12] 佚名.各种主流无线通信技术[EB/OL].(2018-05-11)[2019-07-03].http://tech.rfidworld.com.cn/2018_05/d78-ffddd177e3bca.html.
胡仕兵,陈子为
(成都信息工程大学 电子工程学院,四川 成都610225)
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谨以此证明下述对象正在船上,并按照由国际劳工组织/国际海事组织和美国海岸警备队共同建议的海运业全球应用药物检测程序的指导方针以及石油公司国际海运论坛的指南的规定,对其进行了药物和酒精检测。检测同时符合挪威海员法规第26条和海事局发布的规章制度。(好像是按规定检测船员的药物和酒精含量的)
santolinatriene山道年肟Arthemisia 增加灵敏度的光电(显)象管alcohol酒精, 酒Methanoazulene[微]甲烷杆菌科Candida krusei柑桔皮蜜饯, 桔皮果脯
alcohol alcohol / ˈælkəhɔl; US -hɔːl; ˋælkəˏhɔl/ n [U] (a) colourless liquid that can cause drunkenness, contained in drinks such as beer, wine, brandy and whisky 酒精. (b) this liquid used as a solvent and fuel 乙醇. [U] drinks containing this 含酒精的饮料; 酒: prohibit the sale of alcohol 禁止售酒 * I never touch (ie drink drinks that contain) alcohol. 我从不喝酒. [U, C] chemical compound of the same type as alcohol 醇.> alcoholic / ˏælkəˈhɔlɪk; US -ˈhɔːl-; ˏælkəˋhɔlɪk/ adj 1 of or containing alcohol 酒精的; 含酒精的: ,alcoholic `drinks 含酒精的饮料 * Home-made wine can be very alcoholic. 自制的酒有的酒性很烈. 2 [attrib 作定语] caused by drinking alcohol 由喝酒引起的: be in an,alcoholic `stupor 醉得不省人事. n person who drinks too much alcohol or suffers from alcoholism 饮酒过度的人; 酒鬼; 酒精中毒的人.alcoholism / -ɪzəm; -ˏɪzəm/ n [U] (disease caused by) continual heavy drinking of alcohol 酒精中毒(症).
不会坏,但是要看酒精的浓度,浓度高些含水量少,相对会好些。最好还是用眼镜布蘸些酒精擦拭比较好。因为,喷的话,酒精容易进入到里面的吸音棉。所以,最好的消毒办法是擦拭!
主子,臣以为无线蓝牙耳机不要用酒精喷从导电性方面,酒精不导电,但卑职以为酒精一般都是可食用或含量为百分之75酒精为多,总归不好从腐蚀性方面,也从无纯酒精考虑,也是不好综上所述,臣不建议您如此做。当然,您如果只是喷在表面,刻意的控制不进任何小孔,那么偶尔为之还是可以的。
在食品工业、酿酒行业、石化和工矿企业、环境检测、公安交通管理、社会公用事业等一些国民经济生产和人们工作生活的领域和场合中,常常需要检测特定环境中酒精气体的浓度,以确保工厂企业环境安全和人民生命财产安全[1-4]。如监控酒精生产车间和石化厂的酒精浓度,可以避免工厂起火和爆炸事故的发生;监测工矿企业场地的酒精浓度,能避免工作人员出现酒精中毒等恶性事故;检测司机体内酒精含量,可以防止驾驶人员酒后驾车,减少恶性交通事故的发生。因此,研制酒精气体浓度检测仪具有十分广阔的现实和潜在的市场需求,并具有十分重要的意义。传统的酒精气体检测仪因传感器性能、电路设计、数据处理算法等原因,存在着气体选择性不高、抗干扰性能差、智能化程度低、仪器操作复杂、无法实时保存和调看数据等突出问题[3-4]。鉴于此,笔者设计和研制了一种无线智能酒精浓度探测仪,弥补了传统酒精检测仪器的缺点和不足。
1 系统总体方案
该酒精浓度探测仪由发送端和接收端两部分组成,其原理框图分别如图1和图2所示。发送端主要包括酒精浓度传感器与A/D转换电路、STC90C52RC单片机、浓度阈值设置与声音报警电路、语音播报电路、LCD显示电路和无线收发电路六部分;接收端由无线收发电路、STC90C52RC单片机、数据接口通信电路和上位计算机组成。
2 系统硬件电路设计
2.1 传感器电路与A/D转换电路
TGS2620为日本费加罗(FIGARO)公司生产的一款可以探测气体中酒精浓度的半导体气体传感器,具有灵敏度高、功耗低、寿命长、成本低等特点[5-6]。其电路连接如图3所示,其中,RH为加热器电阻,室温下时为83±8 Ω;RS为传感器电阻,其阻值和还原性气体浓度之间的数学关系为:
通过检测VRL就可以确定出待测气体浓度C。
电路中运放OP07接成电压跟随器形式,对传感器和后级电路进行隔离,减小电源波动和外界因素对采样数据的影响。ICL7660是MAXIM公司生产的小功率极性反转电源转换器,作用是将+5 V电源变换成-5 V电源为OP07供电。其中,CC2采用漏电小、介质损耗低的10 μF钽电容,以提高电源转换效率。TLC1549是TI公司生产的10位分辨率逐次逼近型ADC芯片,具有自动采样和保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能,在满刻度时总误差最大仅为±1 LSB。
2.2 LCD显示、阈值设置与声音报警电路
16×2个字符液晶显示模块DM-162显示报警阈值和酒精浓度值。为了减少单片机I/O口的使用数量和简化电路结构,采用间接控制(4位数据总线)方式,接口电路如图4上部分所示。初始化时,需写入28H指令码将8位总线转为4位数据接口方式。管脚BLA、BLK和VL分别是液晶背光源正极、负极和显示对比度调整端,RS、E分别是寄存器选择端、读/写信号线和使能端。
酒精浓度阈值设置和声音报警电路如图4下部分所示。当设置键S1按下时,进入阈值设置(初始阈值为500 ppm)界面,再按下键S2或S3,对阈值作增加或减小操作,步长为20 ppm。阈值设置好后写入STC90C52RC单片机片内5 KB EEPROM的第一扇区2000H和2001H地址中,使系统重启不必重新设置。若酒精浓度值大于阈值,将P0.7口线置为低电平,三极管8550驱动蜂鸣器发声音报警。
2.3 语音播报电路
采用华邦(Winbond)公司的ISD2560语音录放集成芯片作酒精浓度值播放,电路如图5所示。话筒采用差分形式接入到片内前置放大器的MIC端和MIC REF端,以抵消噪声和提高输入共模抑制比。扬声器接成双端输出形式,输出功率为单端用法时功率的4倍。单片机的P2口、P3.0和P3.1口线分别与地址线A0~A9相连,用来设定ISD2560片内480 KB EEPROM(地址为0H~257H)中存储语音段的起始地址,录音和放音功能均从该起始地址开始,录音过程中信息段地址自动增加。本系统在ISD2560中需录入语音信息有:“当前酒精浓度值为”、“零”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“百”、“千”、“点”、“ppm(浓度单位)”。由于ISD2560的语音录放时间为60 s,按每秒3个汉字计算,则可录放180个汉字,因此满足播报要求。此外,通过P3.0、P3.1和P2.0~P2.6口线可以配置ISD2560的操作模式[7-8](地址为300H~3FFH)。P3.4~P3.6口线分别用来控制语音芯片的片选、芯片的开关、录音/放音模式选择。P3.2口用来判断芯片的存储空间是否已经填满或者信息存储是否溢出。由于录音时在每个信息段结尾处自动插入标志,当放音遇到该标志时产生宽约为12.5 ms的负脉冲。用P3.3口检测到此脉冲的上升沿后才播放另一段录音,避免语音播放不连续。
2.4 无线收发电路
系统采用NORDIC公司生产的工作于2.4~2.483 5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片nRF24L01完成无线数据的收发工作,nRF24L01的最高传输速率为2 Mb/s,电路如图6所示。稳压芯片LM1117-3.3 V将5 V输入电压转换成3.3 V给nRF24L01供电。nRF24L01与单片机接口为四线SPI方式,CSN、SCK、MOSI、MISO管脚分别是SPI的片选使能线、时钟线、数据输入线、数据输出线。IRQ为中断信号线(低电平有效),接至单片机的外部中断管脚,单片机主要是通过该接口线与nRF24L01进行通信并判断数据接收和数据发送是否完成。CE为芯片的RX/TX模式选择线。IREF为参考电流输入端,通过22 kΩ电阻接地。管脚ANT1和ANT2给天线提供平衡的RF输出,通过后接的简单射频网络匹配电路获得单端50 Ω的阻抗输出。网络匹配电路在发送模式时阻止谐波,在接收模式时克制本地振荡漏出。VDD_PA管脚输出1.8 V电压,给片内功率放大器提供电源。
2.5 数据接口通信电路
接收端的计算机与单片机间的通信由串行USB接口集成电路CH340T完成,如图7所示。CH340T支持USB1.1或者USB2.0/USB3.0通信,具有仿真接口,并且可以升级外围串口设备,支持常用的MODEM联络信号,支持IRDA规范的SIR红外通信,提供RS23RS48RS422接口等功能。CH340T内置有独立的收发缓冲区,支持通信波特率50 b/s~2 Mb/s的单工、半双工、全双工等异步串行通信。图7中,在CH340T芯片的发送脚TXD上反接一个二极管1N4001,防止该引脚将电流倒灌到单片机;在接收引脚RXD上加一个300 Ω的限流电阻来防止单片机对CH340T倒灌电流;从而避免电流倒灌导致不需要供电工作的另一方芯片继续工作。
3 系统软件设计
3.1 下位机软件设计
下位机的程序开发和调试是在Keil μVision4集成开发环境下进行的,包括发送端和接收端的软件设计。
3.1.1 发送端软件设计
发送端软件流程如图8所示。单片机上电后进行系统初始化,完成单片机内部系统变量的初始化以及TLC154DM-16ISD2560和nRF24L01等外部设备的初始设置;然后延时大约5 min,预热传感器TGS2620,保证传感器工作正常;程序初始化结束后,系统进入监控状态。若报警阈值设置键按下,进入报警限设置模式;若录音键按下,进入录音模式;然后启动A/D转换获取采样数据,作滤波处理、标度变换和系统误差校正后得到被测酒精浓度值。该值与报警阈值比较,若结果是“大于”或“等于”,启动蜂鸣器发声程序,作声音报警,提示酒精浓度超标;接着该值在DM-162液晶模块上实时显示;最后判断放音键是否按下。若按下则根据酒精浓度值查找ISD2560中对应语音信息的存储地址开始放音;放音结束后,该值由nRF24L01发送程序发送到接收端;待发送完成后,采集、显示和发送新一轮的酒精浓度数据。
发送端软件应用了防脉冲干扰平均滤波法[9]对A/D采样数据作预处理。其原理是:连续采样K次,然后对这K个采样数据进行比较,去除其中的最大值和最小值,计算剩下的K-2个数据的算术平均值作为采样有效值。该方法融合了中位值滤波法和算术平均滤波法的优点,既可去掉脉动性质的干扰,又可消除偶然出现的脉冲性干扰引起的采样值偏差。为加快计算速度,设计数字滤波器时K=10。
为了提高系统的实时性,软件中采用分段线性插值法[10-11]作标度变换。过程如下:(1)按传感器TGS2620的标定曲线,将该曲线进行非等距分段(曲率变化大(小)时,样点距离取小(大)),选取各分段点坐标(VRLi,Ci)(i=0,1,…,M),其中:VRLi和Ci分别为不同样点时传感器输出电压值和对应浓度值;(2)计算相邻样点间的拟合直线斜率ki=(Ci+1-Ci)/(VRLi+1-VRLi)(i=0,1,…,M-1);(3)将M组坐标数据(VRLi,Ci)和对应斜率ki存储于单片机片内EEPROM的第二扇区(地址为2200H~23FFH)中;(4)每采集到一个电压值VRL即查询EEPROM表,找出VRL所在区间(VRLi,Ci)~(VRLi+1,Ci+1),取出该区间(VRLi,Ci)和ki数据,用线性插值公式C=Ci+ki(VRL-VRLi)计算出当前酒精浓度值C。
将采集到的N个样本数据(xi,yi)代入式(5)中即得到系数a、b的值,并存入单片机的内存单元中。系统测量时,将标度变换后的酒精浓度测量值x代入误差校正方程y=ax+b中,即可得到校正后的酒精浓度值y,从而达到消除系统误差的目的。
3.1.2 接收端软件设计
接收端单片机的软件流程如图9所示。接收端开机上电后,程序初始化设置nRF24L01和串口,然后进入监控场景。当nRF24L01接收到一帧完整的酒精浓度数据后,立即通过串口发送到上位机。接收端单片机与PC之间数据交互采用异步通信模式。独立波特率,串口协议设置为:波特率9 600 b/s,8 bit数据位,1 bit停止位,无校验位。
3.2 上位机软件设计
上位机用户界面采用通用的基于对象的程序设计语言Microsoft Visual Basic 6.0开发,实现酒精浓度数据的接收、显示和保存。软件用到了串行通信控件MSComm。MSComm控件是Microsoft公司提供的Windows下串行通信编程的ActiveX控件,通过对此控件的属性和事件进行相应的编程操作,即可轻松地实现串行通信。串口通信协议与接收端完全相同。上位机软件的程序流程如图10所示。
4 系统测试
为了检验本系统的测量性能,采用无水乙醇和纯净水按照一定体积比配制标准的酒精溶液作为被测量对象,测试结果如表1所示。其中:单位ppm=μg/mL表示1 mL酒精溶液中含酒精的质量。由测量结果可以看出,测试数据覆盖传感器的量程,测试最大相对误差小于±2%,优于同类设计产品[3-5]。
为了获得本仪器发送端与接收端的最大无错误率的通信距离,在室外进行了nRF24L01随距离的错误率(临界区间)测试实验,结果如表2所示。其中,每米的错误率是10次试验后计算得到的平均值。可见,nRF24L01的传输距离可达到100 m,略高于RFID、ZIGBEE和蓝牙等无线通信技术[12]。
5 主要技术指标
本仪器主要技术指标如下:(1)测量范围:50~5 000 ppm;(2)灵敏度(传感器电阻变化率):0.3~0.5;(3)测量精度:≤±2%;(4)传输距离:≤100 m;(5)工作电源:DC+5 V;(6)工作环境温度:-40 ℃~+70 ℃;(7)工作环境相对湿度:0~85%RH。
6 结束语
本文设计研制了一种基于STC90C52RC单片机、TGS2620酒精传感器和nRF24L01无线通信芯片的酒精浓度探测仪。该仪器现已投入到成都市某小型酿酒厂酒池的实际生产中。现场工作情况表明:系统运行正常,工作可靠;系统具有气体选择性和灵敏度高、稳定性好、智能化程度高、通信距离远、功耗低、抗工业干扰能力强、性价比优异等优点。该仪器可以应用于食品加工行业、工矿企业、石油和化学工业、环境检测与保护、社会公用事业、高空作业人员、公安交通管理(如酒后驾车、交通警察执法)等需要现场检测或无线遥测酒精气体浓度的场合中,市场应用前景广阔、推广价值较高。
参考文献
[1] 李海涛.基于QNX的远程车载酒驾智能监控系统[J].电子技术应用,2014,40(8):136-139.
[2] 宋晓宇,高国伟,李世川,等.基于单片机控制的酒精浓度检测系统的设计[J].传感器世界,2017,23(8):18-23.
[3] 俞露芦,陶大锦.基于单片机的酒精浓度检测仪的设计[J].微型机与应用,2014,33(22):34-36.
[4] 葛毓.基于GPRS/GPS的车载酒精检测和控制电路的设计[D].南昌:南昌大学,2010.
[5] Zhang Zhe,Tong Jin,Chen Donghui,et al. Electronic nose with an air sensor matrix for detecting beef freshness[J].Journal of Bionic Engineering,2008,5(1):67-73.
[6] FIGARO Group.General Information for TGS sensors[EB/OL].(2008-04-23)[2019-07-03].http://www.figarosensor.com/products/common(1104).pdf.
[7] 程可嘉,王振松,刘晓云.ISD2560在门禁系统语音播报中的应用[J].自动化技术与应用,2009,28(5):75-77.
[8] 胡珍玉.智能语音提示器系统设计[J].应用能源技术,2012,15(12):34-38.
[9] 张秀再,陈彭鑫,张光宇,等.河流水质实时监测系统[J].电子技术应用,2015,41(2):82-85.
[10] 梁晓雷.基于单片机的分段线性插值算法实现[J].电脑知识与技术,2012,8(21):5236-5243.
[11] 韩潇,曾立,占丰,等.基于分段多项式近似的DDFS研究及FPGA实现[J].电子技术应用,2018,44(3):22-30.
[12] 佚名.各种主流无线通信技术[EB/OL].(2018-05-11)[2019-07-03].http://tech.rfidworld.com.cn/2018_05/d78-ffddd177e3bca.html.
胡仕兵,陈子为
(成都信息工程大学 电子工程学院,四川 成都610225)