基于STM32单片机的手持式酒精浓度检测仪的设计文献综述
研究的背景及应用：
课题研究背景：据调查，2019年全球烈酒零售额约为3000亿英镑，中国烈酒市场占全球烈酒市场零售额的22%；在产量方面，中国市场也拔得头筹，2019年全球烈酒市场消费量214亿升，中国烈酒消费量52亿升，占全球烈酒市场的24%。而且最近几年以来，随着我国经济发展和国民的消费水平的不断提高，私家车对于普通居民不再是奢侈消费品。据世界卫生组织调查，由于酒后驾车造成的交通事故的数量非常庞大，大约占所有交通事故的50%—69%，而且由酒驾造成的交通事故后果一般都非常严重，所以酒后驾车已经被认为是车祸致死的主要原因。在中国，每年都有数万起交通事故是由于酒后驾车而造成的，因此交通事故的第一“杀手”被认为是酒后驾车。当酒精在人体血液里达到一定浓度的时候，会导致驾驶者神经麻痹、触觉能力降低、判断能力和操作能力也会降低。并且会使驾驶员视力暂时受损，分辨颜色的能力下降，视像不稳等，这些症状会使驾驶者不能发现或正确领会标志、标线、交通信号灯所要表达的意思，在这种情况下，驾驶员几乎失去了驾驶能力，发生交通事故的概率极限增加。因此，人们也更加关注与人身安全有关的检测设备的研制和使用。酒精检测仪便是针对这一问题所设计的，它可以准确探测酒精浓度而且又不受饮料，香烟等非酒精气体的干扰。本课题使用MQ-3型号的酒精传感器采集数据，经过STM32单片机处理数据，如果浓度值超过规定标准，系统将会进行声光报警，并液晶显示浓度。
STM32系列是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式芯片。主流产品为STM32F0、STM32F1、STM32F3。本次我们使用的是STM32F1, 拥有一流的外设包括1mu;s的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻转速度。低功耗包括在72MHz时消耗36mA(所有外设处于工作状态)，待机时下降到2mu;A，ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器。2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。上电复位（POR）、掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。串行调试（SWD）和JTAG接口，12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART3个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6V。双采样和保持能力。片上集成一个温度传感器。
国内外同类研究概况：
国外酒精浓度检测仪发展概况：针对司机酒后驾车事故频发的现象，国外首先开始研发争对这一问题的测试仪器，1957年1月23日，首台醉酒呼吸测试仪第一次次在瑞典投入使用。他检测司机呼出的气体中的酒精含量，并将结果传输到仪器显示屏上。目前世界各国所使用的酒精浓度测试仪主要有燃料电池型呼气酒精测试仪和半导体型呼气酒精测试仪，其中电化学性质酒精呼气测试仪在全世界使用的最多。燃料电池型呼气酒精测试仪使用燃料电池酒精传感器作为气敏元件，它属于电化学类型，因此又称为电化学型。燃料电池属于当前世界重点研发的清洁环保型能源，它把可燃气体转化成电能且不生成污染气体，酒精传感器只是燃料电池的一个分支。与半导体型相比燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的优点。但由于对燃料电池酒精传感器的结构要求非常高，制造难度十分大，目前只有美国，英国，德国等少数几个国家能够生产，加上材料成本高，因此价格非常昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍。半导体型呼气酒精测试仪最大的有点就是价格便宜，但是性能相较落后于燃料电池型，一般在自我检测或一般性测试中使用较多。像执法或者处罚依据的人体酒精含量测试检测，就必须使用燃料电池型酒精测试仪。酒精测试仪根据显示方式的不同又可以分为两种：其中一种是发光管显示。最常见的发光管显示是三段式显示，其中未饮酒区是第一段，饮酒区是第二段，酗酒区是第三段。并且每段对应不同颜色的LED灯。另一种是数码管显示酒精测试仪，是以数字的形式来显示检测结果。我国国内防酒驾控制策略发展起步较晚，也导致了我国气体检测行业及其自动化发展与世界上发达国家具有较大的差距，特别是关于气体传感器的核心技术上，如气体检测相关材料这样的基础学科的落后，称为我国设计先进防酒驾控制策略的最难以预约的一座大山，而且我国微电子行业也相对而言比较薄弱，精密加工更是我国发展的软肋，种种的原因表明，我国仍然与国内外的发达国家具备相当一大段的差距，如何提高新一代气体传感器的发展与制造，并且能够在我国自主研发乃至世界上知名检测仪器中配备，已近是一个刻不容缓的问题。我国自己生产的防酒驾控制器由于大部分采用的是人工装配，设备的良品率问题非常的大，并且我国该产业规模化很小，企业研发投入力度不够，这些种种原因都阻碍了我国防酒驾控制系统发展缺乏竞争，阻碍我国相关行业在国际上的话语权。
技术分析：
（1）低功耗和高性能
酒精检测要求快速的计算能力，因此STM32F1系列的出现给了市场极大的信心，将会促进市场的快速发展。作为目前市面上最常见的酒精传感器，MQ-3的技术特性是非常突出以及好用的。其能够快速的监测出当前酒精浓度值，并且在测量完毕之后可以很快的恢复到原来的状态，其使用的寿命较长且安全可靠。只需要简单的驱动电路就可以实现较为复杂的功能。
发展和展望
受20世纪信息技术快速发展的影响，传感器技术已经发展到了一个非常高的地步了，在各个领域都得到了广泛的使用，扮演着非常重要的角色。因此酒精浓度检测仪应该向着高精度，高可靠性，高稳定性与微型化的方向发展。
五、参考文献
[1] 王彩红,王学梅.酒精检测仪的研制[J].科技信息(学术研究),2008(29):91-92.
[2] 赵丽君. 非接触式车载酒精检测仪研制[D].安徽工业大学,2017.
[3] 贾建. 气体传感器智能测试系统和便携式酒精检测仪的研究[D].中国科学院研究生院（电子学研究所, 2003.
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