毕业设计
非接触式红外测温仪的设计
摘要
利用温度测量技术是很常见的，而且在当前问题的检测设备类仍然是一个非常重要的技术。但在某些应用中，需要使用测量与被测物体接触式温度传感器，它需要一个非接触式温度测量来满足测量要求,本文是红外测温仪的设计的实际需要。
红外测温仪是利用黑体辐射定律为基础，是光学理论和微电子学综合发展的现象。与基本的测温方式相比，具有反应时段短、非触碰、不干扰被测温场、使用寿命长、操做简便等一系列优点。
本文阐述了红外测温仪的基本原理和显示方式，指出红外测温系统的中心控制单元以STC89C51单片机。具体列举了该系统的组成和制作方法，给出了硬件理论图和软件的设计流程图。该系统基本由光学系统、光电探测器、显示输出等部份构成。光学系统的红外辐射能量采集物体的红外能量收集在光电探测器转换成相应的电信号的视野。STC89C51单片机担当节制驱动温度量取、接受量取的数据、并按照单片机中的温度值统计算法算出目的温度值再经过LCD把温度显示出来。
关键词: STC89C51单片机；红外测温；LCD显示屏
目录
摘要 _____________________________________________________________ I ABSTRACT _______________________________________ 错误!未定义书签。第1章绪论 _______________________________________________________ 1
1.1课题背景 ___________________________________________________ 1
1.2 国内外研究状况 ____________________________________________ 2
1.2.1国际现状 ______________________________________________ 2
1.2.2 国内现状 _____________________________________________ 3
1.3 红外测温的展望 ____________________________________________ 3 第2章设计方案拟定 _______________________________________________ 5
2.1温度测温技术的概述 _________________________________________ 5
2.2红外测温原理及方法 _________________________________________ 6
2.2.1 红外测温原理 _________________________________________ 6
2.2.2斯蒂芬-玻尔兹曼定律___________________________________ 6
2.2.3 实际物体温度的计算 ___________________________________ 6
2.2.4 红外测温的方法 _______________________________________ 7
2.3 红外测温系统的方案介绍 ____________________________________ 8
2.3.1 红外测温仪系统的技术指标及主要功能 ___________________ 8
2.3.2 红外测温仪的硬件系统方案设计 _________________________ 8
2.3.3红外测温仪的应用软件系统的方案设计 ____________________ 9
2.4 方案设计 __________________________________________________ 9
2.5 方案论证 _________________________________________________ 10 第3章系统的硬件设计 ____________________________________________ 12
3.1 系统整机设计 _____________________________________________ 12
3.2 单片机处理模块 ___________________________________________ 12
3.3红外测温模块 ______________________________________________ 13
3.3.1 红外测温传感器的引脚介绍 ____________________________ 14
3.3.2 红外测温模块的时序 __________________________________ 14
3.4 RS232A电平转换模块_______________________________________ 15
3.5 MAX232C芯片介绍_________________________________________ 16
3.6 电源模块 _________________________________________________ 16
3.7 键盘模块 _________________________________________________ 17
3.8 LCD显示模块______________________________________________ 18
3.9 音频输出模块 ____________________________________________ 20 第4章系统的软件设计 ____________________________________________ 22
4.1 主程序流程设计 ___________________________________________ 22
4.2 红外测温程序模块 _________________________________________ 22
4.3 键盘扫描程序模块 _________________________________________ 24 第5章安装与调试 ________________________________________________ 26
5.1 硬件的安装与调试 _________________________________________ 26
5.2 单片机程序的烧录 _________________________________________ 28 结论 ____________________________________________________________ 30 参考文献 ________________________________________________________ 31 致谢 ____________________________________________________________ 32 附录 1
附录2
第1章绪论
1.1课题背景
普通温度测量技术经过相当长时间的发展已近于成熟。目前，随着经济的发展日益需要的是特殊条件（如高温、强腐蚀、强电磁场条件下或较远距离）下的温度测量技术。因此，当前研究的重点也在于此。
非接触红外测温仪采用最新红外技术可快速方便地测量物体的表面温度。不需要机械的接触被测物体而快速测得温度读数。只需瞄准被测物体，按动触发器，在LCD显示屏上读出温度数据。红外测温仪的优点：重量轻、体积小、使用方便，方便携带并能准确地测量热的、危险的或难以接触的物体，而不会污染或损坏被测物体。红外测温仪每秒可测若干个读数""而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。
非接触式红外测温也叫辐射测温，一般使用热电型或光电探测器作为检测元件。此温度测量系统比较简单，可以实现大面积的测温，也可以是被测物体上某一点的温度测量；可以是便携式也可以是固定式，并且使用方便；他的制造工艺简单，成本较低，测温是不接触被测物体，具有响应时间短，不干扰被测温场、使用寿命长、操作简单等一系列优点，但利用红外辐射测量温度，也必然受到物体反射率、测温距离、烟尘和水蒸气等外界因素的影响，起测量误差较大。红外测温仪可以接收多种物体自身发射出的不可见红外能量，红外辐射是电磁频谱的一部分，它包括无线电波、微波、可见光、紫外、Ｒ射线和Ｘ射线。红外线位于可见光和无线电波之间，红外波长常用微米表示，波长范围为0.7微米－1000微米，实际上，0.7微米－14微米波带用于红外测温仪。红外技术及其原理的无异议的理解为其精确的测温。当由红外测温仪测温时，被测物体发射出的红外能量，通过红外测温仪的光学系统在探测器上转换为电信号，该信号的温度读数显示出来，有几个决定精确测温的重要因素，最重要的因素是发射率、视场、到光斑的距离和光斑的位置。发射率，所有物体会反射、透过和发射能量，只有发射的能量能指示物体的温度。当红外测温仪测量表面温度时，仪器能接收到所有这三种能量。因此，所有红外测温仪必须调节为只读出发射的能量。测量误差通常由其它光源反射的红外能量引起的。有些红外测温仪可改变发射率，多种材料的发射率值可从出版的发射率表中找到。其它仪器为固定的予置为0.95的发射率。该发射率值是对于多数有机材料、油漆或氧化表面的表面温度，就要用一种胶带或平光黑漆涂于被测表面加以补偿。使胶带或漆达到与基底材料相同温度时，测量胶带或漆表面的温度，即为
其真实温度。距离与光斑之比，红外测温仪的光学系统从圆形测量光斑收集能量并聚焦在探测器上，光学分辨率定义为红外测温仪到物体的距离与被测光斑尺寸之比（Ｄ:Ｓ）。比值越大，红外测温仪的分辨率越好，且被测光斑尺寸也就越小。激光瞄准，只有用以帮助瞄准在测量点上。红外光学的最新改进是增加了近焦特性""可对小目标区域提供精确测量，还可防止背景温度的影响。视场，确保目标大于红外测温仪测量时的光斑尺寸，目标越小，就应离它越近。当精度非凡重要时，要确保目标至少２倍于光斑尺寸。
在这种温度测量技术中红外温度传感器的选择很是重要，而且不仅在点温度测量中要使用红外温度传感器，大面积温度测量也可以使用红外温度传感器。本设计正是采用红外温度传感器这种温度测量技术，它具有温度分辨率高、响应速度快、不干扰被测目标温度分布场、测量精度高和稳定性好等优点；另外红外温度传感器的种类较多，发展非常快，技术比较成熟，这也是本设计采用红外温度传感器设计非接触式红外测温仪的主要原因之一。
1.2 国内外研究状况
1.2.1国际现状
经过对非接触式红外测温仪资料的搜集，我们可以看到，近年来重要的发展趋势是：非制冷红外自动测温仪有了很大的进步。红外阵列传感器应用在过去，量子型红外探测装置液氮冷却，现在是非致冷红外阵列传感器的使用，非制冷红外传感器的研究进展，红外自动温度记录仪可以实现小，重量轻，价格低。国内外近来成功地研发了具有杰出抵抗干扰的等效温差传感器,温度记录精度在0.06℃～0.08℃的元器件,这是一个衡量毫米阵列式主动红外温度记录仪的热辐射。近年来，对红外自动温度记录仪的快速发展，高分辨率的温度检测，高精度、高速度的可能。
1672，人们意识到太阳光（白光）是一个组合的各种颜色的光，同时，牛顿做了一个单色光在性质上更著名的白光判断的实验。棱镜对太阳光的利用（白光）分解为红，黄，绿，橙，绿，蓝，紫等颜色的单色光。1800，英国物理学家F. W. hashel从热点来看研究各种颜色，红外线的发现。他研究了大量的光和热，故意暗室只有一个黑板堵塞，以及板上的矩形孔的开口，用棱镜孔。当太阳光穿过棱镜，它被分解成光的彩色带，并使用温度计测量的光的热与不同颜色包括在内。为了与环境温度进行比较，光的颜色在附近放几块用温度计测量环境温度与赫胥汉城相比。在试验中，他偶然发现了一个奇怪的现象：在淡红色的温度计，室内温度比其他高数值说明。经过反复测试，所谓的高温面积最大，位于外面的光线的边缘是红色的。他宣布，辐射在可见光的太阳，有
一个人类的眼睛看不到的"热线”，这种看不见的"热线”在外面的红光，红外线。红外线是一种电磁波，具备与无线电波及可见光同样的性质，红外线的出现是人类对大自然认知的一次跨跃，对考察和使用和发觉红外技术领域开拓了一条崭新的通途。
1.2.2 国内现状
在国内发展的红外测温仪的起步还是比国外晚一点,而且发展的方向也有些不同的方式,红外波长0.76 ~ 100 m之间，按波长的限制，可分为近红外，红外，远红外，超远红外四种，它是无线电波，在最后的位置，在电磁波频谱的可见位置之间。红外辐射是最常见的一种是电磁辐射的性质，它通常是基于环境中的任意对象将改变分子的元素和子元素的原子不规则活动，不断辐射红外线能量，分子元素和原子元素的活动愈强烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。
在红外探测设备的研究和开发起步较晚，虽然目前生产厂家众多，但技术水平参差不齐，对规模较小的强度，研究和开发能力相对不足，热辐射采集设备技术在国内外存在以下主要问题：
(1)必须准确确定被测物体的发射率；
(2)避免高温物体的周围环境的影响；
(3)非模块化设计，产品安装维护复杂；
1.3 红外测温的展望
使用红外辐射的方法开始温度检测的仪器是从单一到繁杂渐渐的研发而成的。红外测温仪是在一个点的温度限制为对象的早期检测，然后对检测线的温度，并不能显示物体的形状和表面的温度。直到第二十世纪五十或六十，由于红外探测器的光子探测器的迅速提高和有效出来，导致实验，热成像系统的理论基础。
SARS爆发后，人们越来越重视公共卫生和安全。非接触、高精度医用红外温度计的研发，能够让在公共场合、大流量人群的迅速检测具备首要的意义。它不但具备强大的商业价值，并且又具有重要的社会价值。
由于红外资源及传感器范畴创新的开发，新式测温仪器正逐渐替换传统的检测手法。如今美、英等国正悉力于增强前视红外系统信息处理本领(如智能人工目标分类)，便携式个人电脑机可以实时生成高分辨率的图像，以解决缺陷方面的研究和产业化。世界上除少许大型军工企业公司(如美国Honeuwell 公司、休斯飞机公司)除外，极多大商业公司(如三菱电气、日本横河(株)、瑞典AGA公司、法国Pyro公司、Sofradier公司、HGH红外系统工程公司等)
也正在积极地从事红外测温、热成像能力的科研及产品研发。在中国，近年来，随着中国工业的快速发展加速、产品升级的需求，越来越多的温度计，虽然热电偶（热电阻）一类的接触感温元件仍然具有很大的优势，但非接触红外测温仪已被业界关注。
第2章设计方案拟定
2.1温度测温技术的概述
红外测温是一种新技术和新方法，这是根据红外技术的发展，红外方式是追寻红外辐射的发生、传输、转化、探测并付诸实用的一门科学技术。温度是人类生活的一个基本特征，对人体的观察是正常的，重要的指标标准化，强测量生理信号方便。随着当代电子技术的进展，电子设备慢慢的显示出其向高集成化和小型化的发展趋势。传统的水银体温计尽管是价格便宜但也有不少弊病，例如要经过刻度值来判断温度高低，偶尔由于光亮较暗使观察者难以正确判别及测量等待时间长等。甚至某些威胁人类康健的流行病，其特点是体温的改变，但是在公共场合，辟如车站，商店，栈房和娱乐场所等检测人体体温并非一件容易的事，而采用非接触式的红外测温计就可以减少交叉感染。
在该温度检测方法来选择一个红外线温度传感器要使用红外线温度传感器，非接触式温度测量技术也被称为辐射测温是非常重要的，但不是紧在点温度测量。根据史蒂芬-玻尔兹曼公式，与黑体辐射的温度和温度，这是整个辐射温度和辐射温度的测量方法。另一个在光学高温计的提高，光电高温计，红外温度计等。
红外测温仪能够准确更加快速的测得物体温度。由于红外辐射测温属于非触碰式测温,因此它在检测物体表面温度时不会造成物体温度的改变,也不会在测量前受周围气体或环境温度(热)变动的干扰,在一些不容易用传统的接触式温度测量场合，红外辐射温度计是特别重要的。例如：传统的温度计主要有两种，水银温度计，电子温度计，平均温度是口腔，腋窝，直肠测量体。显然，这两种温度计为我国非典期间的快速检测是不适合大量的人。热电型红外线温度计可以通过挖掘耳膜被收集红外辐射能量检测体温，因为下丘脑可执行调度的温度，通过内部颈动脉的下部丘脑，结果反映体温调节，包括颈动脉附近的温度，和鼓膜附近的下丘脑，所以它的温度更精确。危险温度测量的对象，然后使用红外辐射温度计是一种安全，有效的方法。例如:如用传统接触式测量则对测量人员来说存在不便,而此时若采用非接触式的红外辐射式测温仪则不存在这样的问题。在温度测量仪表的设计是便携式的，可以进行近距离的物体可以直接用于温度测量。
2.2红外测温原理及方法
2.2.1 红外测温原理
红外测温仪的温度测量是基于黑体辐射定律，所有高于绝对零度的物体的性质已辐射能量，物体的向外辐射能量的改变与按波长的排布与它的表面温度有着相对贴切的因质，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。黑体光谱辐射亮度的普朗克公式，即：
21
/511
C C M e λλλ=•- (1-1) 式中
—第一辐射常数:)(10741833.322621m hc c •⨯==-ωπ
—第二辐射常数:
)(101043883222k m k hc c •⨯==-
其中： K-波尔兹曼常数；
h-普朗克常数；
c-电磁在真空中的传播速度。
2.2.2斯蒂芬-玻尔兹曼定律
将普朗克公式1-1对其波长积分，阐明单元面积可以取到黑体辐射和空间半球总辐射功率,即:
⎰∞T T ==04
σλλτd m m （1-2）
式中，）（428-10670.5-K ••⨯=m ωσ，成为斯蒂芬-玻尔兹曼常数。
2.2.3 实际物体温度的计算
式（1-1），（1-2）T 是绝对温度。只计算在实际对象类型的辐射出射度（1-1），（1-2）在三角级可以乘以排放率。物体的辐射出射度与辐射的温度T 和发射率δ有关。只要被测物体辐射，并知道三角级发射率可以计算温度。事实上，测量对象是通过测量得到的辐射量。
图2-1不同温度下的黑体光谱辐射波
从上图中曲线能够看出黑体辐射具备几个特点:
(1)任何温度下，黑体的光谱辐射强度与波长的变化，每个弧只有一个最大值；
(2)随着温度的升高，与光谱辐射度极大值对应的波长减小。这阐明跟随温度的涨高，黑体辐射中的短波长辐射所占比例变大；
(3)随着温度的升高，黑体辐射曲线的改善，这是在任何给定的波长，和高温后光谱辐射度大，反之亦然。
2.2.4 红外测温的方法
基于原占空比是不一样的温度，红外测温仪被设计成三种方式，经由辐射被测物体，以确定该物体的辐射温度所有波长的热辐射被称为总辐射测温;经过测量对象对一定波长的单色辐射率，以确定它的亮度温度称为亮度温度的方法;随着温度的变化在单色辐射率来恒定温度下的两种波长的比率的目的是，如果由于温度的方法被称为比色测量。
无温度补偿的亮度温度的测量方法，计算误差小，测温精度高，但在短波区域，只适用于高温测量。比色测温法的光学系统可局部遮盖，受烟雾尘埃干扰小，测温差异小，但务必选取适当波段，使波段的放射率出入不大。待检测该选择的全辐射的方式来计算的物体的温度，在整个辐射测温是所有基于在波长范围和温度的总辐射，从而获得物体的辐射温度。这是因为生产在波长较大的低温物体，辐射信号很弱，并且结构简便，低损耗，但其温度测量精度稍差，通过辐射率的效应。
依照普朗克公式可推导出辐射体温度与检测电压之间的关系式：
44KT T Ra V =•••=σε
式中K 为σε••Ra ，由实验确定，1•ε校准
即，能够经过检测电压而判别被测物体的温度，上式指出探测器输出信号
与被检温度呈非线性关联，V 与T 的四次方成正比，于是要让线性化改良。线性化后，得到的表面温度，辐射率校正所需的真实温度。
其校正式为：
4T
T Γ=εT
式中TR 型——辐射温度（温度） ε（t ）——辐射率，从0.1到0.9
2.3 红外测温系统的方案介绍
红外测温方式在生产进程当中，在产品把控和监测，元件网上故障诊断和节约能源等方面发挥了重要效果。它是一种非接触式测量设备运行的，拍摄的温度分布，任何部分的温度场测量，并进行内部和外部故障的实时、遥感、视觉和定量测量等，对电厂的检测，在变电站和输电线路和电气设备操作非常方便，有效。用红外测温仪，端点收敛方法和电子搜索连接收敛性诊断，检查设备的运行状况，还可以检查电池组件、配电屏终端，开关或熔断器，防止能源消耗。
2.3.1 红外测温仪系统的技术指标及主要功能
1：温度测量精度±1℃ ；
2：温度测量的分辨率0.1℃：
2：LCD 显示；
3：电源：DC 5V ±10%；
4：工作环境温度≤60℃ 工作环境湿度≤90%；
2.3.2 红外测温仪的硬件系统方案设计
本红外测温仪选用模块化的方式，它的硬件构造由STC89C51单片机模块，红外测温模块,RS232转化电路模块，电源模块，键盘模块和LCD 显示模块组成。
STC89C51单片机是本系统的控制中心，它把运行温度检测、收取检测数据、查算温度值、并依据得到的键值节制显示进程；红外测温模块是温度数据的采集、测量，并将采集到的数据经由数据端口传送给STC89C51单片机；RS232转换电路模块可以很方便地与PC 机进行串行通讯，还可以发送或接收数据外发；通过键盘模块可以很容易地和不同工作温度的LCD 显示模块；直观显示测量的温度值的观察；电源模块负责红外测温仪的电源。
2.3.3红外测温仪的应用软件系统的方案设计
这个红外线温度计模块化软件设计或研究思路，它是整个系统被分成小模块在其精加工，它涵盖了主程序模块，红外测温模块，键盘扫描模块和屏幕的模块。
程序模块相对于主要达到系统初始化，温度检测，串行通信，键盘和其他功能。该系统包括：初始化，中断初始化，外部中断源的初始化，串口通信中断初始化，初始化显示LCD。
红外测温模块包括：温度数据，计算温度。
键盘扫描模块：访问关键信息的处理，关键的要求等。
显示模块：对应的温度数据采集与处理。
该红外测温仪的软件设计，时钟设置是非常重要的，通过时钟设置好时钟频率，时钟频率是整个系统能够正常、有序运行的关键。
图2-2 红外测温系统设计框图
2.4 方案设计
方案一使用分立元件的模拟电路和单独的振荡单元，电源管理数字电路，并联驱动电路的大规模集成电路设计，只有一个控制电路是这样复杂，此外，如果温度传感器，显示电路和其他电路，系统更复杂，因此，使用该设备，造成故障率高，调试困难，且电路复杂，维修不便，生产试验；虽然容易实现，但控制和性能方面都很差，硬件设计任务比较麻烦，而且设计的产品实际操作也不方便。
电源
按键控制温度传感器驱动电路主谐振电显示
热辐采集保护检测电
图2-3方案一结构图
方案二：以AT89C51系统为中枢，通过单片机充足的I/O端口，及其操作的灵活性，该设计大体实现了温控功能、收集功能和数码显示功能。硬件电路的设计主要包括主电路、驱动电路、开关电源电路、保护电路和显示电路等单元电路。根据信号转换,将热辐射反射回来的信号通过传感器发送到单片机核心处理,通过数码管显示温度，若若受周围环境温度影响,温度误差过大,报警电路会发出警报,使用最小应用系统的设计，温度采集新值电路的可靠性，稳定性
图2-4 方案二结构图
2.5 方案论证
方案一对较大规模的模拟电路和数字电路的集成电路方案设计，具有独立的振荡单元，功率管，采用分立元件并联驱动电路，只有一个控制电路已如此复杂，另外，如果温度传感器，显示电路和其他电路，系统更复杂，因此，使用该设备，造成故障率高，调试困难，且电路复杂，维修不便，生产试验；虽然容易实现，但控制和性能方面都很差，硬件设计任务比较麻烦，而且设计的产品实际操作也不方便。
方案二是采用以80C51为核心的单片机系统，可以实现数码显示、温度感应、温度测量等功能，大大提高了智能化自动控制的速度。使用数码管显示，系统采用各模块功能强大的单片机控制系统，减少使用立元器件，效率和高精度性能，体积小，重量轻，精确的温度测量系统，测量结果是非常高的，方案是可行的，体现了先进的技术，经济有很大的优势。
综上所述，经比较，本设计采用方案二。
第3章系统的硬件设计
3.1 系统整机设计
以AT89C51系统为中枢，通过单片机充足的I/O端口，及其操作的灵活性，该设计大体实现了温控功能、收集功能和数码显示功能。硬件电路的设计主要包括主电路、驱动电路、开关电源电路、保护电路和显示电路等单元电路。根据信号转换,将热辐射反射回来的信号通过传感器发送到单片机核心处理,通过数码管显示温度，若受周围环境温度影响,温度误差过大,报警电路会发出警报,使用最小应用系统的设计，温度采集电路的可靠性，稳定性。
图3-1 结构图
3.2 单片机处理模块
基于硬件设计的红外温度计STC89C51单片机现在对于模块化设计的基础上，广泛的思想，所有的系统分为六大模块：供应链管理模块；红外测温模块；RS232转变电路模块；电源模块；键盘模块和LCD模块。经过划分模块的方式，能够把一个繁琐的问题剪切成几个相对于方便处理的问题，依次给予解决，大大简化了设计的难度。
红外线温度计是可选STC89C51单片机为主要成分，该单芯片模块工作原理是：相对于STC89C51微控制器的负荷应处理来自红外温度测量模块的数据来操纵，发送LCD屏幕显示。
图3-2 单片机处理模块电路图
单片机运行模块是由一个手动复位开关，只须高出10ms的RST引脚出现高水平，单片机复位的情行，这样做是根据实际情况采取能否复原温度测量数据。该仪器的振荡电路是一个晶体振荡器电路，频率稳定的晶体振荡器电路由于其良好的，这是红外测温技术是非常重要的。
图3-3 STC89C51RC单片机各引脚图
3.3红外测温模块
本模块采用非接触式红外测温的方法，解决了传统的接触式测量问题，具有响应速度快，精度高，测量范围宽等特点。它经过红外温度传感器扫描被测物体，并把对应的红外辐射数据从P1.5和P1.6口端传送给单片机模块。
图3-4 红外测温电路模块
在红外检测装置是目前面临的很多产品，在设计时选择合适的红外探测器已成为一个重要的问题。在设计过程当中选取红外线检测器件时，要考虑以下因素：第一设备的性能，响应速度的光谱响应范围，有效检测区域，组件的数量，冷却方式和目标温度检测。
本红外测温仪采用了台湾燃太生产的TN901红外探测器作测温模块，它是一种集成的红外探测器，里部有温度补偿电路和线性电路，因此简化了本系统的设计。
3.3.1 红外测温传感器的引脚介绍
图3-5 红外测温元件
红外测温传感器引脚图如图2-4，在此V为电源引脚VCC，VCC为3V 到5V之间的电压，凡是取3.3V；D接收数据引脚，没有按照当D高；C 2kHz 的时钟输出引脚接地引脚G；A为测温驱动信号引脚，低电平有实际效果。
3.3.2 红外测温模块的时序
图中的红外测温模块时序图收集数据时，时钟的下降沿。（实施例：假设一个温度测量需要接取5个字节的数据，这是五个字节的：项目是测量目标温度的0x4c代表作为0x6c以测量环境温度;MSB接收八位数据的高温；LSB 为八位数据的低温充电；和测试代码，接收合理的数据=数目+ + LSB MSB；铬是一个完整的标志，当Cr 0xodh说温度数据的接收。）
图3-6 红外测温SPI时序图
红外测温模块温度值的计算
在上面的例子：所测定的环境温度或预定温度时，只要检测到的档案是0x4cH同时检测与0x66H CR是否0x0dH，其计算方法是相同的温度。计算公式：
目标温度/温度=温度/ 16-273.15
这个温度是小数，当转换为十六进制八高位，八LSB的低；如果MSB是0x14H，LSB是0x2Ah，临时六角时0x142aH，5162时小数点，所以测得的温度为5162/16-273.15=39.475℃。
3.4 RS232A电平转换模块
使用RS232转换电路，单片机，PC机可以很容易地开始串行通信，还可以发送和接收或从外部数据传输。但是，当运行串行通信要有一定的前提下，因为RS232用于表示正和负电压的逻辑状态，和TTL用于表示一个逻辑高和低状态，然后，为了能够同PC机接处口或终尾端的TTL器件连接,必需在RS232与TTL电平之间实行电平变动。这种变化可以用分立元件，也可以用于集成电路芯片。现在越来越广泛的应用集成电路转换装置，设计选用
MAX232芯片，该芯片可以做环评双向TTL电平转换。RS-232是串行数据接口标准，它提供了连接电缆，电气特性，功能和信号传输。RS-232信号指定正和负电平之间摆动，当发送数据时，发送端驱动器输出正电平+5〜+15V，-15〜-5V负电平。没有数据传输线，TTL。开始从上传送数据到关，线路电平从TTL电平到RS-232级，然后返回到TTL电平。工作层面接收规范+ 3 ~ +12
基于单片机的非接触式数字体温仪 摘要：人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，当体温高于41度或低于35度时将严重影响人体各系统的机能活动，甚至危害生命。很多疾病都可使体温正常调节机能发生障碍而使体温发生变化，如非典型肺炎的首要症状就是发烧。临床上对病人检查体温，观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预防有重要意义。 在大型集会或各类活动中，由于参加人数众多，如果再入场时能对体温进行检测，则能有效控制各类传染病的交叉传播。非接触式体温计所需测温时间短，不需要与体肤接触，避免了病菌交叉感染，并且可以进行数据记录与判断，非常适合这种情况下使用。 本设计采用STC89C52作为核心，集合非接触式温度传感器OTP-538U，集成运放LM324，ADC转换芯片ADC0809，液晶显示器LCD1602实现一个带报警功能的可分类记录的非接触式体温记录系统。 关键词：MCU STC89S52 非接触式温度传感器 OTP-538U 集成运放LM324 数模转换芯片ADC0809 液晶显示器LCD1602
Mcu-based Non-contact Digital Body T emperature Meter Abstract:Maintain relatively constant body temperature is a major life activity of human normal condition , when the body temperature above 41 degrees or below 35 degrees will severely affect the functioning of various body systems , or even life-threatening. Many diseases can occur so that the regulatory function of temperature barriers in the normal body temperature changes, such as the first symptoms of SARS is fever. Check the body temperature of patients in clinical observed changes in the diagnosis of certain diseases or to judge the importance of prevention of disease. In large meetings or various activities, the over-whelming, if re-admission testing temperature can be effective in controlling spread of various infectious diseases cross. Required for non-contact thermometer temperature time is short, do not need to skin and body contact to avoid cross infection, and the data can be recorded with the judge, very suitable for such use. This design uses STC89C52 as a core, a collection of non-contact temperature sensor OTP-538U, integrated operational amplifier LM324, ADC conversion chip ADC0809, LCD1602 LCD with alarm function to achieve a record can be classified non-contact temperature recording system Keywords: MCU STC89C52 non-contact temperature sensor OTP-538U integrated operational amplifier LM324 ADC0809 LCD1602
陕筋瘗工曙整 毕业论文（设计）任务书 院（系）机械工程学院_________ 专业班级测控092班__________ 学生姓名石涛___________ 一、毕业论文（设计）题目_________________ 红外人体温度测量系统的设计_________________________ 二、毕业论文（设计）工作自2012 年11月19 日起至2013 年6月20日止 三、毕业论文（设计）进行地点：_________________ 校内_________________________________________ 四、毕业论文（设计）的内容要求： 1、设计课题简介： 人体温度是表征人正常生理活动的重要指标之一，也是临床上诊断疾病需要检测的生理指标之一。普通的体温计虽然可以准确测量人体温度，但测量时间较长，红外温度测量可以实现非接触、短时间准确测量人体温度，尤其适合在人流密度高、流行病高发区使用。 本次设计要求在熟悉目前红外人体温度测量原理基础之上，完成红外人体温度测量系统方案设计，要求方案能够实现连续测量、数据保存、清零、数据检索、测量前校准、超限报警、系统复位等功能，方案整体简便可行；针对制订出的设计方案，完成硬件电路部分设计（包括数据采集部分、信号调理、数字显示部分设计、元器件选型等），并完成相应的图纸和设计说明书（论文），完成专业外文资料翻译任务。 2、设计内容及要求： 1）.搜集有关资料，撰写毕业设计开题报告。 2）.根据现有条件，在充分了解目前红外温度测量原理的基础上提出合理的系统总体设计方案。 3）•拟定红外人体温度测量系统方案，完成相应的设计计算，绘制方案原理图，硬件接线图，软件设计，硬件搭接、系统联调及标定，要求能够正确实现测量功能。 4）设计说明书：1份。 3、设计说明书格式要求： 设计说明书应包括：序言、目录、摘要（中英文）、关键词（中英文）、中图分类号、正文（含设计 方案论证、设计及其它说明等）、结束语和参考文献等内容，并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。 指导教师______________________ 张士勇_____________ 系（教研室）____________________________
湘潭大学 毕业设计论文开题报告 题目：红外测温系统的设计 姓名：李良川 学号：2007550922 专业：电子信息工程 指导老师：鲁光德
一、红外测温仪概述 红外测温仪由光学系统，光电探测器，信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。 光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。 红外测温系统对该电信号进行相应处理的并将其显示为被测目标的温度值。具体包括对该电信号进行放大，检波，滤波，变换，A/D转换传到单片机上进行各种处理，如显示为温度值，语音播报温度值，与标准温度对比，超出标准范围后报警等等。 非接触式红处测温仪与传统的接触式测温仪相比，有以下特点： 目前红外测温产品主要有两类：点式红外测温仪和面式红外测温义，面式红外测仪即热像仪。现在点式红外测温仪性能及其辅助功能不如红外热像仪，主要缺点如下： i. 远距离、小目标难以对准，人为因素影响较大，从而影响测温精度； ii. 测温结果不利于保存分析，限于局部没有全局效果，从而有时不利于发现问题； iii. 不利于远程遥控，自动化、智能化程度较低； 由于红外热像仪价格昂，国产产品价格在20～30万左右，进品产品价格更是在70～80万左右，这大大限制了它的推广应用。而点式红外测温仪价格相比只有一两万左右。就测温精度来说，点工红外测温仪和红外热像仪相比精度相当，并且很多应用场合精度要求也不是很高，可以采取一定措施弥补其缺点，而又不太大的增加其成本。 红外测温技术因为以上特点，可用于产品质量控制与监测，设备在线故障诊断，安全保护以及节约能源等方面，逐淅被广泛应用于电力、食品加工、冶金、石化、医疗、科研等多种行业中，并发挥了重要作用。
目录 摘要.............................................................. I Abstract ......................................................... II 第一章红外线测温仪的研发背景 (1) 1.1红外测温仪的实际应用 (1) 1.2红外测温技术的发展历程 (1) 第二章人体红外测温仪的原理和特点 (2) 2.1人体红外线测温仪的理论依据 (2) 2.2人体红外线测温仪的性能指标及作用 (2) 2.3影响温度测量的主要因素及修正方法 (3) 2.4人体红外线测温仪的特点 (5) 第三章人体红外测温仪的硬件设计 (6) 3.1总体设计 (6) 3.1.1 整体框图设计 (6) 3.1.2 电路设计 (7) 3.2温度传感器 (8) 3.3放大电路的设计 (8) 3.4模数转换部分电路 (9) 3.5LCD1602显示电路 (10) 第四章软件设计 (12) 5.1红外测温仪的使用注意事项 (15) 5.2改进方案 (15) 5.3推广及应用 (15) 参考文献 (16) 致 (17) 附录1 PCB板图 (18) 附录2 3D效果图 (19) 附录3 程序 (20)
人体红外测温仪 摘要:为了克服传统温度计测量温度的主要缺点——需要测量者与被测目标近距离接触和测量不方便。在顾及仪器测量高精度前提下，以追求最低成本为原则，研制了非接触式热释电红外测温仪，实现了对物体表面温度快速准确的测量。本文也设计了红外测温仪的整体系统构架。根据热释电原理，主要针对人体体温测量进行了具体的设计开发，开发包括整体方案，硬件电路，单片机程序和主机程序。并利用设计出来的红外测温仪在环境温度30℃下对人体温度和水温进行了测量，对人体的温度测量的误差低于±0.1℃，提高了测量精度。人体测温仪的设计主要为适应人体体温快速无接触测量的需要。主要介绍热释电红外传感器的工作原理以及最适宜人体红外线检测的热释电传感器PM611的优点和等效电路，阐述了基于热释电传意器的红外测温仪的工作原理，讨论了该系统的设计与实现方法，简单介绍了测温系统的适用条件。 关键词：温度测量，热释电，AT89C51
题目人体红外测温仪电路系统设计与实现 学生姓名高凯学号1213024120 所在学院物理与电信工程学院 专业班级通信 1204 班 指导教师赵峰 完成地点物理与电信工程学院实验室 2016年6月5日
陕西理工学院本科毕业设计任务书 院（系）物理与电信工程学院专业班级通信工程（通信1204）学生姓名高凯 一、毕业设计题目人体红外测温仪电路系统设计与实现 二、毕业设计工作自 2015 年 11 月 9 日起至 2016 年 5 月 18 日止 三、毕业设计进行地点：物理与电信工程学院实验室 四、毕业设计应完成内容及相关要求: 设计内容:研究非接触式热释电红外测温仪的原理，实现对物体表面温度快速准确的测量 装置。设计红外测温仪的整体系统构架。根据热释电原理，主要针对人体体温测量进行具体的设 计和实现，具体包括整体方案，硬件电路，单片机程序和主机程序。并利用设计出来的红外测温 仪在环境温度30℃下对人体温度和水温进行了测量,对人体的温度测量的误差低于0。5℃。 设计要点：（1）熟练应用单片机进行电路系统设计；(2）掌握热释电红外测温原理，建立起 测量温度与输出信号之间的函数关系;（3）设计测温电路系统，测温距离不小于10cm；(4)根据电 路原理图,制作电路板,完成样品制作、调试、改进；（5）系统测试与性能分析，分析存在的技术 问题,并提出改进的方法;（6）撰写论文. 六、毕业设计的进度安排: 1.开题报告截止日期：2016年3月18日 完成任务：（1）开题报告撰写，并于指定时间在系统中提交开题报告.(2）完成在系统中下 达的外文翻译原文并提交。 2. 论文(设计）实施阶段截止日期：2016年5月18日 完成任务：(1)查阅文献资料拟定毕业论文（设计）大纲，进行相关实验、调查或文献综述。 （2）4月中旬必须在系统中提交中期检查，教师审核后按照整改意见修改。（3)提交初稿,教师进 行初审,退回修改，直到初稿审核通过，进行定稿阶段。 3。评阅及答辩阶段截止日期：2016年6月13日 完成任务：（1）定稿论文评阅，答辩PPT制作.（2)论文答辩,答辩后按照修改意见对论文进 行终稿定稿。 指导教师签名赵峰专业负责人签名王战备 学院领导签名熊晓军批准日期 2016-01-10
毕业设计开题报告 测控技术与仪器 便携式红外测温系统的设计 1选题的背景、意义 1--1课题来源： 温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位。在工业生产中，我们通常通过测量设备表面的温度来监测设备的运行状况，而现代的工业设备往往是在高电压、大电流等危险情况下运行的，传统依靠人工接触式检测的方法既浪费时间、人力，又带有一定的危险性，同时对测温仪所采用的材质也有严格的限制。因此有必要去应用一种新的方式去检测目标系统的温度，确保设备的平稳运行。 1--2研究目的： 针对现代故障检测非接触技术指标的要求，本文讨论了这种非接触红外辐射温度测量技术，这种技术通过测量物体的红外辐射而达到测量物体温度的目的。本测温仪是基于STC89C51单片机的红外测温仪，首先它是根据实际需要制定的红外测温的性能指标和功能要求，然后由此具体设计出了硬件电路原理图及其相关软件。 2相关研究的最新成果及动态 2--1国内水平： 在2003年全国防''非典〃斗争中，中科院上海技术物理研究所在863计划高技术成果的基础上对红外技术应用于非接触式测温进行了深入研究，在短时间内开发成功了''非接触式红外测温仪〃，打开了国内''非接触式测量〃的新篇章，但由于这种装置受一定因素影响，测量结果还有待进一步进行校正。作为一种医疗仪器，红外体温计的性能应当符合技术法规的要求。但目前我国尚未有相关的国家标准及计量检定规程，建议国家有关部门需要从速制定体温测量用的各
种红外温度仪表的标准和计量校准规范。 各生产厂在投产前都应参考相近的温度计和仪表的标准（包括我国标准和外国标准），制订出本单位的产品企业标准，标准中应规定对红外体温计的技术要求和对这些要求的测试方法，那样人们就可以得心应手的使用及对其进行维护。2--2国外水平： 在国外，非接触式红外测温仪已经非常先进了，自1999年就有许多国家致力于这方面的开发研究，到现在为止很多国家的产品已经达到国际先进水平，并已广泛应用与各个领域。比如：美国早在2001年就颁布了有关的计量标准，美国雷泰公司生产的ST系列已达到世界领先水平，由于本系列具有测量温度范围宽，并为从更远的距离或同样的距离测量较小物体的温度而改变了光学分辨率，它为专业人员提供了精度和价格合理的组合，它可用于电器的红外测温、供暖的红外测温、运输/汽车维修时的红外测温及人体的红外测温等各个领域。因此，我们还有很大一段差距！ 3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 3--1课题研究的主要内容： ①设计或选用将被测物温度快速转换为电信号的传感器及与之配套的电子线路； ②设计主光学系统，它有两个作用：a）把被测处的红外线集中到检测元件上，b）把进入仪表的红外线发射面，限制在固定范围内； ③设计信号处理单元，把检测元件输出的信号，用电子技术和计算机技术进行处理，变成人们需要的各种模拟量和数字量信息； ④设计显示单元，把处理过的信号变成人们可阅读的数字或画面；原理方框图：
毕业设计
非接触式红外测温仪的设计 摘要 利用温度测量技术是很常见的，而且在当前问题的检测设备类仍然是一个非常重要的技术。但在某些应用中，需要使用测量与被测物体接触式温度传感器，它需要一个非接触式温度测量来满足测量要求,本文是红外测温仪的设计的实际需要。 红外测温仪是利用黑体辐射定律为基础，是光学理论和微电子学综合发展的现象。与基本的测温方式相比，具有反应时段短、非触碰、不干扰被测温场、使用寿命长、操做简便等一系列优点。 本文阐述了红外测温仪的基本原理和显示方式，指出红外测温系统的中心控制单元以STC89C51单片机。具体列举了该系统的组成和制作方法，给出了硬件理论图和软件的设计流程图。该系统基本由光学系统、光电探测器、显示输出等部份构成。光学系统的红外辐射能量采集物体的红外能量收集在光电探测器转换成相应的电信号的视野。STC89C51单片机担当节制驱动温度量取、接受量取的数据、并按照单片机中的温度值统计算法算出目的温度值再经过LCD把温度显示出来。 关键词: STC89C51单片机；红外测温；LCD显示屏
目录 摘要 _____________________________________________________________ I ABSTRACT _______________________________________ 错误!未定义书签。第1章绪论 _______________________________________________________ 1 1.1课题背景 ___________________________________________________ 1 1.2 国内外研究状况 ____________________________________________ 2 1.2.1国际现状 ______________________________________________ 2 1.2.2 国内现状 _____________________________________________ 3 1.3 红外测温的展望 ____________________________________________ 3 第2章设计方案拟定 _______________________________________________ 5 2.1温度测温技术的概述 _________________________________________ 5 2.2红外测温原理及方法 _________________________________________ 6 2.2.1 红外测温原理 _________________________________________ 6 2.2.2斯蒂芬-玻尔兹曼定律___________________________________ 6 2.2.3 实际物体温度的计算 ___________________________________ 6 2.2.4 红外测温的方法 _______________________________________ 7 2.3 红外测温系统的方案介绍 ____________________________________ 8 2.3.1 红外测温仪系统的技术指标及主要功能 ___________________ 8 2.3.2 红外测温仪的硬件系统方案设计 _________________________ 8 2.3.3红外测温仪的应用软件系统的方案设计 ____________________ 9 2.4 方案设计 __________________________________________________ 9 2.5 方案论证 _________________________________________________ 10 第3章系统的硬件设计 ____________________________________________ 12 3.1 系统整机设计 _____________________________________________ 12 3.2 单片机处理模块 ___________________________________________ 12 3.3红外测温模块 ______________________________________________ 13 3.3.1 红外测温传感器的引脚介绍 ____________________________ 14 3.3.2 红外测温模块的时序 __________________________________ 14 3.4 RS232A电平转换模块_______________________________________ 15 3.5 MAX232C芯片介绍_________________________________________ 16 3.6 电源模块 _________________________________________________ 16 3.7 键盘模块 _________________________________________________ 17 3.8 LCD显示模块______________________________________________ 18
非接触式的红外测温系 统设计方案 1 红外测温系统的设计背景 随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现代一些领域的测温需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大。本红外测温系统设计的出发点也正是基于此。 1.1 单片机发展历程 单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
毕业设计开题报告 题目：基于红外传感器的快速体温检测系统设计学生姓名：学号： 专业： 指导教师： 年月日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年2月26日”或“2004-02-26”。
1 文献综述 1.1课题背景 检测体温是预防和控制流感的主要手段，目前，国内传统的体温测量是用玻璃水银体温计，电子数字接触式体温计等插入人体内部或置于腋下,通过与人体接触使温度计测出人的体温[1]。但这些体温计有一个很大的缺点：测量速度慢。而且玻璃水银温度计还易碎，在使用时容易因消毒不彻底而引起交叉感染，存在诸多不便。随着科学的发展与社会的进步以及人民生活水平的提高，人们对非接触、快速有效地红外测温仪的需求越来越大，红外快速检测人体温度装置，有效地避免旧式体温计测量慢的缺点，能够在机场、车站、酒店、商场超市、影院、学校等人流较大的公共场所，能够快速、准确、没有交叉感染地测量出人体温度[2]。正是由于非接触式红外快速检测人体温度装置的快速、准确、便捷、使用寿命长等优势，正被越来越多的人们所认识，而可以广泛应用各种场所，因此，非接触式红外测温仪具有广泛的发展前景和极具重要的研究意义[3]。1.2 主要采用的技术方法 从本质来讲，红外测温仪测温的原理是将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号。红外线辐射能量的大小与物体本身的温度是相关联的，根据转变成电信号大小，就可以确定物体的温度[4]。此设计所研究的红外测温是以非接触式为主,并能实现一定距离的准确测量。设计主要是以单片机为核心设计器件,并使用非接触式的红外温度传感器对被测对象进行温度采样,再将所得微小电压信号经多级放大后送至A/D转换模块。完成的非接触式高精度红外测温装置具有响应时间短,稳定性能好,温度分辨率高和使用方便、寿命长,比常用的接触式测温仪的适用场合多等优点[5，6]。 1.3红外测温仪的发展 红外辐射测温技术的发展主要从两方面来看：一是红外辐射测温仪的发展；二是红外辐射测温技术的发展[7]。 1)红外辐射测温仪的发展 利用红外辐射的原理进行温度测量的仪器是从简单到复杂逐渐发展而成的。早期的红外测温仪仅限于检测物体的某一点的温度，而后可以测量一条线的温度，而不能显示物体的形状和表面上的温度分布。直到了20世纪五六十年代，由于红外探测器的改进
非接触式温度测量系统的设计与性能分析 在现代工业生产和科学研究中，温度是一个非常重要的物理参数。传统的温度 测量方法需要物理接触，不仅可能对被测物体造成损害，还受到环境条件的限制。为了克服这些问题，非接触式温度测量系统应运而生。 一、非接触式温度测量系统的原理 非接触式温度测量系统利用物体辐射的热能，通过红外技术将其转化为电信号 进行测量。其原理基于斯蒂芬-波尔兹曼定律，即物体的辐射功率与其温度的四次 方成正比。通过测量物体辐射出的红外波长能量，可以间接推算出其表面的温度值。 二、非接触式温度测量系统的设计要点 1. 光学系统设计：光学系统是非接触式温度测量系统的核心组成部分。为了获 得准确的温度数据，需要选择适当的光学器件，如镜头、滤光片等，并进行校准和校验，以确保传感器能够准确地测量出被测物体的温度。 2. 红外传感器选择：红外传感器是非接触式温度测量系统中的重要组成部分， 其性能直接影响测量的准确性和稳定性。合适的红外传感器应具备较高的分辨率、灵敏度和响应时间，并能适应不同环境和测量距离的要求。 3. Signal Processing：信号处理是非接触式温度测量系统的一个重要环节。通过对红外传感器采集到的信号进行滤波、放大和线性化等处理，可以获得更加准确的温度测量结果。 4. 环境干扰的消除：在实际应用中，非接触式温度测量系统常常面临各种环境 干扰，如背景辐射、湿度、气体浓度等。为了提高系统的稳定性和准确性，需要采用合适的方法来消除这些干扰。 三、非接触式温度测量系统的性能分析
非接触式温度测量系统的性能主要包括测量范围、精度、稳定性等指标。 1. 测量范围：非接触式温度测量系统的测量范围是指其能够准确测量的温度范围。一般来说，红外传感器能够测量的温度范围比较广，可达数百摄氏度至数千摄氏度。 2. 精度：非接触式温度测量系统的精度是指系统的测量结果与被测物体实际温度之间的偏差程度。影响系统精度的因素包括光学系统的设计和校准、红外传感器的性能等。一般来说，非接触式温度测量系统的精度可以达到0.1摄氏度。 3. 稳定性：非接触式温度测量系统的稳定性是指系统在长时间运行过程中，测量结果的重复性和一致性。稳定性的好坏直接影响系统的可靠性和准确性。 非接触式温度测量系统的设计和性能分析是一个复杂而又关键的工作。只有在科学合理的设计和精确的性能分析基础上，才能提供可靠、准确的温度测量结果，为工业生产和科学研究提供有力支持。未来，随着红外技术的不断发展和创新，相信非接触式温度测量系统的性能将进一步提升，应用范围将更加广泛。
文献综述 目前，众所周知的测量温度的工具有电子体温计，传统的水银温度计。随着社会节奏的加快，父母如果要帮助孩子测体温是非常不方便的一件事情。而且对于小孩是好动的，帮他们测量温度一定是非常麻烦的事情。对于帮助老人测量温度，由于老人不方便，使用传统温度计是非常不方便的，而且老人视力不好，不容易看清楚体温计上面的温度刻度。在人流量大，人群密集的地方，如果使用体温计去检查具有某种特征的疾病，是及其不方便的，并且效率是非常低的。在针对因体温升高为特征的传染疾病时，因为必须接触身体才能精确地检查出温度来，所以大规模的接触，是非常不卫生，非常不安全的。红外测温仪[1]却可以在人流量大，人群密集的地方，并且可以快速的，准确的测量人群的体温，迅速的判断其是否有某种疾病的特征。可以进行广泛的体温筛选。 红外测温仪具有很多传统温度计不能相提并论的地方，由于许多的传染病发生的时候，常常都是会引起人体体温的升高。所以，快速准确的排除出发热的病者，对于发现和控制传染源，防止病情扩散，防止引起人传人的现象是有非常重大的意义的。红外测温仪因为其特有的快速准确的测量病人的温度，为广大医护人员检测病情提供了非常大的帮助，可以非常有效的预防和控制因体温升高为特征的传染疾病的传播。 红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它综合了光电成像技术、计算机技术、图像处理技术。其原理是通过接收物体发出的红外线，然后将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况具有准确、实时、快速等优点。自然界的任何物体因为其内部的分子不停的无规则的运动都会向外辐射红外能量，从而在物体表面形成一定的温度场俗称“热像”[2]。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。目前应用红外诊技术的测试设备比较多如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像使测试效果直观灵敏度高能检测出设备细微的热状态变化准确反映设备内部、外部的发热情况可靠性高对发现设备隐患非常有效。 红外诊断技术[3]对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测使
非接触式测温仪的设计与制造 近年来，随着全球新冠疫情的爆发，人们对于温度检测的需求 不断增加。在这个背景下，非接触式测温仪的应用越来越广泛。 无接触温度计适用于环境温度检测、体温测量和红外热成像等应 用领域。本文将介绍非接触式测温仪的设计与制造。 一、基本原理 非接触式测温仪主要采用的是红外线辐射测温的原理。其实质 是利用温度物体发出的红外辐射能量和其表面温度成正比的特性，将可以测量红外辐射的热敏探头置于被测温体附近，通过收集热 辐射能量量来计算出被测体表面的温度。 二、器材准备 制作非接触式测温仪过程中，所需的基本器材主要包括热敏元件、红外传感器模块、微控制器和液晶显示器等电子元件。此外，还需要进行外壳设计，以便能够对测温仪进行加工和组装。以及 开发相关的软件程序和调试工具。 三、设计和制造 1.硬件设计 硬件设计是制作非接触式测温仪最重要的一步。我们可以根据 自己的需求，在PCB电路板上完成各种器件的连接，包括红外传
感器模块、热敏元件、无线模块和液晶屏等。这些元件的连接需 要通过相应的引脚实现，这些引脚会接收到控制信号并将其传递 到微控制器，乃至整个系统。 2.软件程序设计 软件程序是非接触式测温仪实现功能的关键，它将作为程序控 制器给出要采取何种操作指令。针对不同的器件和需求，可以采 取不同的编程语言和开发工具。当然，在编写程序时应遵循先定 义变量、初始化参数等基础方法，并在确定完成程序功能后对其 进行测试和调试。 3.外壳设计 在硬件设计完成后，需要进行外壳设计。这需要充分考虑到非 接触式测温仪需要用到的外部元素，如针脚、LCD紫外线传感器 和母口接口，以确保其功能的顺畅。 4.测试和调试 在外壳设计完成后，就可以对整个系统进行测试和调试。这一 阶段非常重要，因为需要确认测量数据的可靠性。需要注意的是，外界环境对温度测量有很大的影响，因此测试时如何避免干扰是 非常重要的。 四、使用注意事项
1摘要 为了克服传统温度计测量温度的主要缺点——需要测量者与被测目标近距离接触和测量不方便，在顾及仪器测量高精度前提下，以追求最低成本为原则，研制了非接触式热释电红外测温仪，实现了对物体表面温度快速准确的测量。本文主要设计了红外测温仪的整体系统构架，根据热释电原理，主要针对人体体温测量进行了具体的设计开发，包括整体方案，总体电路及各单元电路的设计，软件设计，硬件焊接及系统调试，并利用设计出来的红外测温仪在环境温度30℃下对人体温度进行了测量，对人体的温度测量的误差低于±0.1℃，提高了测量精度。红外测温仪的设计主要为适应人体体温快速无接触测量的需要。此外还介绍了热释电红外传感器的工作原理以及比较适合人体红外检测的热释电传感器PM611的优点和等效电路，阐述了基于热释电传感器的红外测温仪的工作原理，讨论了该系统的设计与实现方法，简单介绍了测温系统的适用条件。 关键词：温度测量热释电PM611
Abstract To decrease the limitation of traditional method of temperature measuring such as close contact between measurer and the target and inconvenience when measuring, we developed a non-contact type piezoelectric infrared thermometer, realizes fast and accurate surface temperature measurements. This article also designed the overall system architecture infrared thermometer. Then under the piezoelectric principle, aimed at human body temperature measurement for a specific design, development including hardware, peripherals technology, SCM, and the host program . Designed by using the infrared thermometer at ambient temperature 30℃on the human body were measured on the human body temperature measurement error is less a ±0.1℃improve the measurement accuracy. This thermometer mainly applies to no-contact, speedy body-heat measurement. This article mainly introduces operational principles of piezoelectric infrared sensor and the structure of hydroelectrically sensor PM611.It formulates the theory of the thermometer based on hydroelectrically sensor and studies how to design and implement of the system．Finally，it indicates the conditional demand of the system. Keywords: Temperature Measurement Piezoelectrically PM611
由于医学发展的需要，在很多情况下，一般的温度计己经满足不了快速而又准确的测温要求，例如车站和机场等人口密度较大的地方进行人体温度测量。虽然现在国外这种测温的技术都比较成熟，但是国内这方面的技术还处于发展阶段。因此，为了适应医学发展的需要，有效地进行特殊环境下的温度测量，从而有力地控制和预防诸如甲流、非典之类型的特殊疾病的传播，急需设计一种测温速度快，准确率高的测温仪。 为了克服传统温度计测量温度的主要缺点——需要测量者与被测目标近距离接触和测量不方便，在顾及仪器测量高精度前提下，以追求最低成本为原则，研制了非接触式热释电红外测温仪，实现了对物体表面温度快速准确的测量。红外测温仪的设计主要为适应人体体温快速无接触测量的需要。 伴随着人们生活水平的不断提高以及对生活质量要求的提高，人们对自身的健康状况越来越关注，而人体的体温、血压、脉搏和呼吸是鉴别人体健康状况的重要参数，对这些生理指标的监控与测量则可以更好的体现人体自身的健康状况，所以他们在医疗领域中占有十分重要的地位，也为人民的生活带来极大的方便。 本次设计主要围绕体温这一生理指标展开，以AT89S52单片机为控制核心对温度进行实时采集，开发设计红外测温仪的全过程，根据红外线测温仪的原理，通过关键器件的选择以及温度补偿的自动调节来提高红外线测温仪的精确度，设计了一种非接触式人体体温测试仪，用于人体体温的快速测量。
本次设计的主要内容是利用单片机和传感器完成人体体温的非接触式测量。该系统主要应用在人们的日常生活中，对人们了解自身的健康状况至关重要。整个系统的设计简洁，准确，快速，方便。设计的核心部分选用AT89S52芯片和PM611红外温度传感器。另外，软件程序的设计包括数据采集程序，A/D转换程序，显示程序等。 红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光 电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断 物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。 设计的目的与意义 生理参数是人体最重要、最基本的生命指标，对危重病人进行生命指标参数的监测是医务工作者及时了解病情状况的重要手段之一，它有利于对有生命危险的伤病员进行及时有效的治疗和抢救处理，完善病人的医疗护理以及研究人体对环境变化的反应都有着重要的意义。 此设计的目的是在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用，并具有综合功能的小目标板的设计与编程
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目非接触温度计
摘要 在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。 关键词：红外辐射测温红外传感器
目录 一、设计目的 ----------------------------------------------------------------------------------- 1 二、设计任务与要求---------------------------------------------------------------------------- 2 2.1设计任务 -------------------------------------------------------------------------------- 2 2.2设计要求 -------------------------------------------------------------------------------- 2 三、设计步骤及原理分析 --------------------------------------------------------------------- 3 3.1设计方法 -------------------------------------------------------------------------------- 3 3.2设计步骤 -------------------------------------------------------------------------------- 4 3.3设计原理分析 -------------------------------------------------------------------------- 5 四、课程设计小结与体会 --------------------------------------------------------------------- 6 五、参考文献------------------------------------------------------------------------------------- 6