一款基于TN901和无线蓝牙串口透传的红外测温仪

文章编号:16711742(2011)01008105腕式多功能无线生理指标测量仪的设计与实现陈北辰,杨斌,李小林,张益涛,杨川(西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都611756)摘要:针对单体便携医疗装置功能单一、无网络通信功能的缺陷开发了腕式多功能无线生理指标测量仪。

采用高性能低功耗微控制器,集成设计并实现了体温、血压、脉搏、心电、血糖等医学常用生理指标实时采集和测试功能,并通过蓝牙将测量数据及时传送给网络监护平台,完成对病人远程监护。

对血压、脉搏、体温等生理指标进行测试,与单体医疗设备的测试结果进行比较,证明测试结果在正常范围内。

血糖识别颜色与试纸测试结果一致。

整体设计达到预期目标。

关键词:计算机应用技术;嵌入式;移动数字医疗;生理指标测量;无线监护中图分类号:TP311.521文献标识码:A收稿日期5基金项目国家大学生创新性实验计划资助项目(6333)移动数字医疗网络系统是今后医疗数字化的发展方向。

目前市场上有大量单体便携医疗装置,诸如电子血压计、电子体温计。

这些产品功能分散、无法联网、实时性差,难以直接融入大医疗服务系统中。

因此开发一种可以检测、监测多项人体基础生理指标、便于携带、可接入当前医疗服务网络的集成式医疗设备具有很大的实际意义和广阔的应用前景。

腕式多功能生理指标测量仪可以测量体温、血压脉搏、心电图、血糖,并通过蓝牙接入网络,将采集的数据进行数字化处理和保存,通过网络接入数据库服务器接收并响应远程控制指令。

以期搭建医患信息桥梁、实现移动数字医疗。

图1系统构架1总体构架目前市场上的便携医疗设备都以单体为主,不能与外部进行信息交互,测量结果只能本地保存甚至不保存,第26卷第1期2011年2月成都信息工程学院学报JOUR NAL OF CHENGDU UNIVER SITY OF INFOR MAT ION TECHNOLOGY Vol.26No.1Feb.2011:2010122:10101总是遵循一个测量,显示一种模式。

红外测温tn9工作原理红外测温TN9是一种使用红外光学技术来实现温度检测的仪器。

其工作原理可以分为三个部分，包括红外辐射、光学成像和温度计算。

红外辐射是物体发出的一种热辐射，其波长范围在0.7~1000微米之间，其中中红外波段（3~5微米）和远红外波段（8~14微米）是热辐射强度最高的两个波段。

红外测温TN9通过感知物体所发出的红外辐射来实现温度测量。

红外辐射通过物体表面的反射、散射和透过而传播。

在通过目标物体之前，红外辐射进入红外测温TN9的光学通道中，其中包括红外滤光片以及进入测温区域的镜头。

红外滤光片可以选择不同的波长，并将所选波长的红外辐射通过。

镜头将反射或透过物体表面的红外光成像于检测器上。

检测器所采用的技术是热电偶，在红外光经过滤光片和镜头后，将其转化为电信号，再经过放大后送至温度计算单元。

温度计算的计算原理是基于普朗克辐射定律、斯蒂芬·玻尔兹曼定律以及温度计算公式。

根据普朗克辐射定律，黑体的辐射功率密度与温度的四次方成正比，即E_λ=2hc ²/λ^5 x 1/(e^hc/λkT-1)。

斯蒂芬·玻尔兹曼定律则是指黑体辐射的总功率与温度的四次方成正比，即P=σAT⁴。

通过将上述两个公式联立可以得到温度计算公式T=(hc/σk)/(ln[(2hc²)/EP^5+1])，其中h为普朗克常数，c为光速，k为玻尔兹曼常数，σ为斯蒂芬·玻尔兹曼常数，E为检测器灵敏度，P为检测器输出。

红外测温TN9的工作原理基于红外辐射和光学成像原理，通过光学通道将目标物体表面的红外光成像于检测器上，并将其转化为电信号再进行温度计算。

由于其非接触式的检测方式，使得它在测量温度时具有方便、快速和安全等优点，广泛应用于冶金、化工、电力等领域的温度检测和控制。

基于STM32单片机和MLX90614传感器的红外测温仪设计郭志庭;陶军全
【期刊名称】《造纸装备及材料》
【年(卷),期】2024(53)1
【摘要】随着社会生活水平的提高,人们越来越关注自己的身体健康状态,人体温度是检测人体生命健康状态的基本参数,因此人们需求能够准确快速测出体温的仪器。

文章提出以STM32单片机最小系统作为主控,传感器MLX90614作为红外测温模块,并通过OLED屏幕显示数据的方式来设计红外测温仪。

首先进行了硬件设计、
软件设计,并通过面包板进行了仿真验证,最终绘制了电路,焊接形成实物。

通过测试,此次设计测温热惯性小,非接触式测量,能够补偿温度数值,精度很高且测温迅速、准确,具备温度报警功能;显示信息全,不需要背光,画面明亮清晰。

【总页数】3页(P15-17)
【作者】郭志庭;陶军全
【作者单位】四川工业科技学院;成都图翎新能源科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1;TH811
【相关文献】
1.基于MLX90614的开关柜测温传感器的设计
2.基于MLX90614的非接触式测
温仪3.基于MLX90614红外传感器的机床测温系统设计4.基于MLX90614的数
字式红外温度传感器设计5.一种防疫测温仪的设计与实现--基于MLX90614非接触式红外测温传感器
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本科毕业论文非接触式红外体温计的设计Design of Contactless Infrared ThermometerSystem学院名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：年月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：目录92结论 (18)91非接触式红外体温计的设计摘要：本文针对传统的测温仪器自身存在的诸多缺点以及在现实生活中所暴露的使用不便，缺少安全性等缺陷，提出了一种非接触式红外测温系统设计方案。

该系统是以STC89C52作为红外测温传感器数据传输和控制核心。

此外，还设计了报警模块、显示电路、功能按键等外围模块。

本系统实现了对实时温度的显示，以及对后者过限时报警，同时还能对温度测量报警的上下限进行调节。

它的最大的创新不仅仅是因为可以测量基本的温度，更在于它可以控制继电器电路使温度在测量范围内。

它的安全性，方便性更有利于普通百姓的使用。

本次红外测温系统的设计简化了电路结构，提高了测温的稳定性及可靠性。

该系统具有反应速度快、传输效率高、测量精度高、可靠性高等优点。

关键字：STC89C52；报警；红外测温Design of Contactless Infrared Thermometer System Abstract：In view of the traditional temperature measuring instrument , there are many shortcomings, And in real life it exposes much inconvenience,lacks of safety ,so i put forward this design of contactless infrared temperature measurement system .The system is based on single chip microcomputer STC89C52 that as being the center of infrared measuring temperature sensor data’s transmission and regulation.In addition, it is also equipped with alarm circuits,key switch, liquid crystal display output andkey circuits.This system realize real-time temperature display, and give an alarm when the temperature beyond limitation configured, surely the limitation can be changed else.The system's biggest innovation not only in the realization of basic functions temperature measurement,but also can control a relay circuit to get the temperature in measuring range.Its safety, convenienceare more helpful of the use of the common people.The designof infrared temperature measurement system simplifythe circuit structure, improve the stability and reliability of measuring temperature.The great reactionspeed, high transmission efficiency, high accuracy and high reliability is also its advantage.Key words：STC89C52; alarm; infrared temperature measurement引言随着经济的发展，社会生活水平的提高，人们对自身身体情况愈来愈重视。

基于MLX90614的无线温度采集系统设计钟君;蔡黎明;于涌【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2015(034)003【摘要】在医疗设备研发制造等领域,为了实现人体体温附近范围内高精度的温度测量,设计了一种基于低功耗单片机MSP430、非接触式红外温度传感器MLX90614以及蓝牙传输技术的无线温度监控系统,采集发送模块以超低功耗单片机MSP430为控制核心,通过SMBus协议读取MLX90614所采集到的目标温度值,利用蓝牙透传模块将数据上传.MSP430单片机的使用极大地降低了系统功耗,MLX90614非接触测量方式满足了医疗设备研发污染隔离的特殊需求,具有较高的测量分辨率和精度,蓝牙透传模块的使用使得系统易于实现数字化、网络化和集散化管理.实验表明:该系统在32 ～42℃温度范围内,测量精度达±0.2℃,并实现了测量结果的无线传输,在医疗设备研制领域有广泛的应用前景.【总页数】4页(P87-89,93)【作者】钟君;蔡黎明;于涌【作者单位】中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163【正文语种】中文【中图分类】TH811【相关文献】1.基于UHF Gen2标准的无源无线电力设备温度采集系统设计 [J], 肖广辉2.基于单片机的温度采集和无线传输系统设计 [J], 朱镇3.基于物联网技术的无线多路温度采集系统设计 [J], 冉述;曾维;杨剑锋;杨雪;丁中涛;谭浩4.基于LoRa的工业温度无线采集系统设计 [J], 李伟杰;戴亚文5.基于ESP8266的无线温度采集系统设计 [J], 袁铭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于单片机的高精度无线温度采集系统
张克
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2014(043)003
【摘要】为了能够在生产环境恶劣,布线不便等场合下快速精确采集温度值,采用了PT100传感器为温度数据采集单元、单片机STC89C52为主控核心、芯片
nRF905为无线收发模块,设计了一种高精度的无线温度检测系统,包括硬件电路设计与软件系统两部分的设计.PT100传感器检测到的温度信号经A/D转换,送单片机处理再由无线发射模块,接收模块接收到信号显示测量结果,同时和PC机建立通信,实现前台实时监控.经实验测试表明:系统性能稳定,温度测量不确定性小于
0.05℃;最大有效传输半径为200m.系统满足设计的预期要求.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】张克
【作者单位】陕西职业技术学院,陕西西安710100
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于单片机和nRF905的多点温度无线采集系统 [J], 祖一康;徐妙婧
2.基于Android系统与单片机的无线蓝牙温度采集系统 [J], 常喜;贺五洋;王立忠;车艳蕊;王广德
3.基于单片机的温度采集和无线传输系统设计 [J], 朱镇
4.基于Android系统与单片机的无线蓝牙温度采集系统 [J], 常喜;贺五洋;王立忠;车艳蕊;王广德
5.基于单片机的无线温度采集系统 [J], 张建乾
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基于nRF905的低功耗无线温湿度测量系统
无
【期刊名称】《自动化信息》
【年(卷),期】2011(000)001
【摘要】为实现温湿度测量和无线数据传输，使用AVR系列低功耗单片机ATmega16L作为控制芯片，低功耗芯片nRF905作为无线收发模块，设计了基于数字温湿度传感器SHT11的无线温湿度测量系统，最后给出该系统的相关硬件组成电路和数据传输流程图。

经测试表明，该系统运行稳定可靠，通信距离较长，且温湿度测量精确，具有广泛的应用前景。

【总页数】3页(P69-71)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF068.21
【相关文献】
1.低功耗无线温湿度测量系统的设计开发研究 [J], 吴城龙;陈文斌
2.低功耗高性能无线温湿度测量系统的设计和实现 [J], 于尔;唐厚君
3.基于nRF905的低功耗温湿度无线测量系统 [J], 薛敏迪
4.基于MSP430F149温湿度检测及nRF905无线发送监控系统 [J], 张洁;佘勃;袁梦;邵国友
5.基于nRF905的温湿度无线监测系统设计与实现 [J], 王威;马俊;叶鹏
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测温仪器一一蓝牙体温计方案
蓝牙体温计方案的工作原理利用了温度传感器输出电信号，直接输出数字信号或者再将电流信号（模拟信号）转换成能够被内部集成的电路识别的数字信号，然后通过显示器（如液晶、数码管、LED矩阵等）显示以数字形式的温度，能记录、读取被测温度的最高值。

一般由感温头、量温棒、显示屏和开关等结构组成。

蓝牙体温计方案基本参数
工作电压：3.0V
测试范围：320C--42°C
测试精度：0∙2°C
驱动类型：LCD
校机点：37℃
工作电流：小于IOmA
上下限报警器：无
校机：单点校正：37℃；次数≤300次（该参数IC内部掉电记忆）
传感器类型：热敏电阻
低压检测：一点或两点检测
按键种类：轻触、触摸、拨动
记忆功能：有
背光：三色背光（客户可自定义）
蜂鸣器：有
蓝牙特点：
1）运用蓝牙5.0进行无线数据传输，设备连接手机简单方便；
2）APP软件主界面可同时显示温度、时钟、报警信息和历史数据。

适用范围
1、支持蓝牙5.0、安装K)S系列机型：
2、支持安卓系列机型：
蓝牙5.0并且安装Android的大部分机型。

该蓝牙体温计方案的PCb结构是一个单面板，采用SIC8833单片机作为控制器，加入按键模块、蜂鸣器模块以及电源模块。

PCb结构也可以根据用户的需求定制，能够完全兼容当前市面上各种蓝牙体温计方案的公模外壳，产品最终的形状和款式可以自行设计更改。

一款基于TN901和无线蓝牙串口透传的红外测温仪摘要：本文主要介绍了一款适宜人体红外线检测的热释电传感器tn901，设计了在tn901基础上的红外测温仪的整体系统构架，开发了包括整体方案，硬件电路，单片机程序。

本设计在传统非接触测温方式上，增加了蓝牙串口透传模块，实现的远距离接收、显示，拓宽了项目的应用范围。

关键词：人体测温热释电传感器 stc89s52 无线蓝牙串口透传中图分类号：tn219 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2010）08（c）-0018-021 人体红外测温仪的硬件设计1.1 总体框图设计上电后，按开始按钮系统即开始持续工作，红外传感器接收到人体发出的红外线，经过tn901模块对所测得的信号进行放大、滤波、再进行模数转换处理，将最终的信号转换成spi总线信号传输至单片机，经单片机处理后，将信息通过蓝牙串口透传模块传送到接收端的lcd1602显示单元显示出温度读数。

1.2 电路设计本设计采用stc89系列单片机进行数据的存储和处理。

电路的主要功能是将热释电传感器接收的红外辐射能量转换为可供单片机接收的数字信号。

显示器（lcd）由单片机p0端口驱动，并由单片机通过软件控制显示人体的温度。

1.2.1 热释电红外传感器tn901[1]本设计的探头使用的是热释电红外线传感器tn901，它能接收人体发射出的红外线并使之转换成数字号。

这种传感器内部集成了滤波、放大和数模转换的功能，主要使用的是spi的协议流程，通过sck和data完成传输。

它的工作温度是-33℃～220℃，特别适合测量人体的温度。

1.2.2 lcd1602显示器液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。

本设计采用的lcd1602字符型液晶模块是一种用5×7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等。

TN 系列数字式红外测温传感器红外测温模块采用非接触测温手段，解决了传统测温中需要接触的问题，具有回应速度快、测量精度高、测量范围广以及可同时测量目标温度和环境温度的特点。

测量回应时间大约为0.5s ，而且，它具备SPI 接口，可以很方便地与MCU 传输数据。

红外测温模块参数如表4.1所示。

表1 红外测温模块的参数1 红外测温模块的引脚介绍红外测温模块的引脚图如图4.5所示， 其中： V 为电源电压引脚VCC ，VCC 一般为3V到5V 之间的电压，一般取VCC 为3.3V ；D 为数据接收引脚，没有数据接收时D 为高电平；C 为2KHz Clock 输出引脚； G 为接地引脚；A 为测温启动信号引脚，低电平有效。

2红外测温模块温度值的计算无论测量环境温度还是目标温度，只要检测到Item 为0x4cH 或0x66H 同时检测到CR 为0x0dH ，它们的温度的计算方法都相同。

计算公式为 ：温度 = Temp/16 – 273.15 （4-1）其中Temp 为十进制， 而测量结果为16进制，把它直接转换为十进制即可。

比如MSB 为0x14H ，LSB 为0x2aH ，测量结果为0x142aH ，十进制表示为5162，则测得温度值为5162/16-273.15=49.475℃。

3红外测温模块时序图红外测温模块的时序图如图4.6所示，为SPI 数据格式，在CLOCK 的下降沿接收数据，一次温度测量需接收5个字节的数据，这五个字节中：Item 为0x4c 表示测量目标温度，为0x66表示测量环境温度；MSB 为接收温度的高八位数据；LSB为接收温度的低八位数据；Sum 为验证码，接收正确时Sum=Item+MSB+LSB ；CR 为结束标志，当CR 为0x0dH 时表示完成一次温度数据接收。

接收5个字节的数据，这五个字节中：Item 为0x4c 表示测量目标温度，为0x66表示测量环境温度；MSB 为接收温度的高八位数据；LSB 为接收温度的低八位数据；Sum 为验证码，接收正确时Sum=Item+MSB+LSB ；CR 为结束标志，当CR 为0x0dH 时表示完成一次温度数据接收。