该酒精浓度检测仪由细导管、微型抽气泵和小气室(安装有传感器阵列器件)组成的气体进样部分，以单片机为控制核心、并且具有信号采集处理电路以及显示、键盘、PC接口电路，还具有在PC机上运行用于人工神经网络训练的应用软件。

该检测仪进行气体检测的工作步骤是：单片机控制抽气泵将待检测的气体抽入气室，同时采集气体传感器阵列的响应信号并进行转换，储存在数据存储器(SRAM)中，然后单片机从保存的数据中提取特征值，由识别网络进行气体识别，并将结果输出到LCD显示屏幕上[3]。

在酒精浓度测试仪中，完成酒精浓度到电信号转换的器件是气敏传感器。从本质上讲，气敏传感器是一种可以将某种特定的气体成分浓度的物理信号量转化成对应电信号量的转换器。

气敏传感器主要可以针对一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂、呼出气体中的乙醇、口腔内的口臭等等进行检测。

气敏传感器的种类主要有半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。各种类型的气敏传感器都有各自的优缺点。固体电解质气敏传感器选择性好，但制造成本高，且可检测的气体种类有限，在检测环境污染气体领域有优势。半导体气敏传感器工艺简单、成本低，但性能与所用材料性质及器件微观结构紧密相关，设计起来十分困难。虽然可检测多种气体，但选择性差，交叉灵敏度高，多种气体共存时，相互间干扰很大。石英振子型气敏传感器也存在类似交叉干扰，选择性差。

而随着科技的逐渐进步，近年来，智能气敏传感器系统——电子鼻逐渐兴起[4]。

1.3 本文主要工作

本文主要是设计一个以单片机为核心，酒精浓度传感器为主要检测部件，能实现酒精浓度检测，并具有声光报警和LCD显示功能的测试仪。

 2 基本原理及总体方案

2.1 酒精测试仪的基本工作原理

根据国际通用标准[5]，呼出的气体含量是血液中酒精含量的2100倍，因此，血液中的酒精含量越高，呼出气体中的酒精含量就越高。因此根据检测到的气体中的酒精含量，就可以得到血液酒精的含量。

酒精传感器可以从气体中将酒精气体检测出来，检测到的信号随着酒精气体浓度的增大而增大。酒精传感器目前有半导体酒精传感器、可燃气体酒精传感器[6]等。

半导体酒精浓度传感器主要部分为N型导电性的氧化物，这种氧化物当暴露在大气中时，会吸附氧气，使它的内部电子数量减少。而酒精是还原性气体，当这样的氧化物遇到酒精时，还原气体和氧气反应，又使氧化物中的电子变少。因此，半导体酒精浓度传感器，是根据阻值的变化来分析气体浓度的。

而可燃气体酒精传感器有加热电极和检测电极，当空气中的酒精浓度达到一定程度时，加热电极两端可以充分燃烧，使得温度升高，根据温度的改变，检测电极两端电位也随之变化，由此便可测得酒精浓度。

本设计中根据需要，在考虑尺寸、精度、价格和功耗等方面，选择国产的MQ303A酒精气体传感器来完成酒精气体浓度到电信号的转换。

酒精传感器MQ303A的工作原理是将气体浓度转化为电阻阻值的变化，在电路中，因为传感器的阻值发生了变化，因此传感器两端的电压也随之发生变化。MQ3测得的电压值与酒精浓度的斜率为2.78。

MQ303A酒精气体传感器对乙醇蒸汽具有较高的灵敏度和良好的选择性，以及快速的响应恢复特性、长期的寿命和可靠的稳定性、功耗低等特点[7]。同时MQ303A可以用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也可以用于其他场所乙醇蒸汽的检测