大连理工大学硕士学位论文酒精气体浓度的检测系统研究姓名：李兆云申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：闫卫平20080601大连理工大学专业学位硕七学位论文摘要随着人们生活水平的提高和汽车工业的迅猛发展，汽车保有量不断增加，驾驶人员酒后驾车造成的交通事故也不断增多，严重威胁到人们的生命和财产安全。为了避免酒后驾驶引发的交通事故，通常要对驾驶室进行呼气酒精含量的检测。但是由于驾驶室内空气成分复杂，特别是可能存在一定浓度的汽油挥发气体，会对酒精气体浓度的识别造成严重的干扰。因此，如何在干扰气体存在的情况下，快速准确检测出酒精气体的浓度，以便采取有效措施，是一项非常有实际意义的研究课题。传统的气体检测方法是使用一个传感器进行检测，但由于单一传感器存在交叉敏感的问题，这种方法对混合气体的检测无能为力。因此，本文基于电子鼻的检测原理，研究了气体传感器阵列的组成和特点，从而实现对酒精汽油混合气体中酒精浓度的识别。系统以ＡＴ８９Ｃ５１单片机芯片作为控制核心，采用５路Ｓｎ０２气体传感器作为数据采集单元，对混合气体进行信号采集，经过Ａ／Ｄ转换将采集的模拟信号数字化，利用单片机对信号进行数字滤波、降噪等处理，再通过ＲＳ２３２串行通信接口与ＰＣ机进行通讯连接，将数字化的信号传输到ＰＣ机上，利用ＰＣ机系统软件，实现数据的显示、存储和分析。最后，利用研制的系统对不同浓度酒精和汽油的混合气体进行测量，对测试数据利用ＢＰ神经网络算法进行定量识别，实现了酒精与汽油混合气体中的酒精浓度的识别。本文设计的酒精气体浓度检测系统由计算机实时控制，可以实现对酒精气体数据的采集与识别，具有良好的稳定性。实验证明，该检测系统对酒精汽油混合气体中酒精气体浓度的检测效果良好，可作为酒精识别电子鼻的硬件平台，并可用于其它方面的研究。关键词：气体传感器；气体传感器阵列；电子鼻；单片机；ＢＰ神经网络大连理丁大学专业学位硕＋学位论文ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＡｌｃｏｈｏｌＧａｓＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＡｂｓｔｒａｃｔＡｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｅｏｐｌｅ’Ｓｓｔａｎｄａｒｄｏｆｌｉｖｉｎｇａｎｄｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｄｒｉｖｅｒｓｄｒｕｎｋ－ｄｒｉｖｉｎｇａｃｃｉｄｅｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｃａｕｓｅｄｂｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｓｅｒｉｏｕｓｔｈｒｅａｔｔｏｐｅｏｐｌｅ’Ｓｌｉｆｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｓａｆｅｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｔｒａｆｆｉｃａｃｃｉｄｅｎｔｓｃａｕｓｅｄｂｙｄｒｉｎｋｄｒｉｖｉｎｇ，ｕｓｕａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｄｒｉｖｅｒ’Ｓｂｒｅａｔｈａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｔｅｎｔｔｅｓｔ．Ｂｕｔ，ａｓｍｏｔｏｒｉｓｔｓｉｎｄｏｏｒａｉｒｉｓｃｏｍｐｌｅｘ，ｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒｔｈｅｒｅｉｓａｃｅｒｔａｉｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｇａｓｏｌｉｎｅｖａｐｏｕｒｓ，ＩｔＣａｕｓｉｎｇｓｅｒｉｏｕｓｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｔｏｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｌｃｏｈｏｌｇａｓ．Ｓｏ，ｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ，ｄｅｔｅｃｔｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｌｃｏｈｏｌｇａｓｑｕｉｃｋｌｙａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙＢｅｃｏｍｅａｖｅｒｙｍｅａｎｉｎｇｆｕｌｉｓｓｕｅｓ．Ｄｅｔｅｃｔｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｌｃｏｈｏｌｇａｓ，ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓｉｓｕｓｅａｓｉｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒｔｏｂｅｄｅｔｅｃｔ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓＣｒｏｓｓ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｓｔｏｓｉｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒ，Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｐｏｗｅｒｌｅｓｓｔｏｔｈｅｄｅｔｅｃｔｅｏｆａｌｃｏｈｏｌｇａｓｍｉｘｅｄｗｉｔｈｇａｓｏｌｉｎｅｇａｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｎｏｓｅ，ＳｔｕｄｉｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇａｓｓｅｎｓｏｒａｒｒａｙＴｈｕｓａｃｈｉｅｖｉｎｇｄｅｔｅｃｔｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏ