非接触式测温仪的设计与制造

西电“星火杯”论文人体温度非接触式测量仪院系: 电子工程学院班级: 021012作者：0210116502101109021011690210113502101122西安电子科技大学摘要红外测温技术由于其方便、快速、准确的特点而被广泛应用于医学、航空以及钢铁制造等工业中。

本文介绍了一种使用51单片机作为控制器、基于红外热释电温度传感器TPS434的非接触式电子体温计的实现方法，并在此基础上给出了实现电子体温计的电路原理以及程序流程。

系统工作原理是智能电子体温计是一种典型的智能化仪表，它以单片机作为核心，在软件控制下，与其它硬件电路相结合，实现智能化的体温测量。

系统硬件组成环节主要有：温度传感器、放大电路、A／D转换电路、单片机系统、液晶显示模块和语音芯片。

其软件部分包括：A／D转换、数字滤波、智能功能以及显示等程序。

其工作原理是：体温信号由温度传感器变换为电信号后，进入放大电路进行放大处理以满足A／D转换器的要求，然后在A／D转换程序控制下经A／D 转换器转换成数字信号。

此信号送入单片机系统，利用单片机本身的软件功能进行数字滤波、线性化处理、数据存储、逻辑判断，从而实现相应的智能功能。

并将最后的测量结果送人液晶显示模块，在显示程序控制下进行显示，包括显示温度数据和汉字。

同时语音芯片在程序的控制下进行语音播报。

从而使测温前后的各种操作更趋于智能化和人性化。

关键词: 单片机; 红外体温计; 热电堆; 热敏电阻; TPS434;ABSTRACTThe technique of temperature measurement is widely used in iatrology, aviation,and stell manufacture because of its convenience, fast speed and high accuracy. This paper introduce a method to design an un-touched electronic thermometer which based on MS51 single chip and infared sensor TPS434. Also, it gives the principle of the electronic thermometer and the programe flow figure.System is the principle of intelligent electronic thermometer is a typic intelligent instruments, to SCM as its core, under the control of the software, hardware and other circuits combined, and intelligent temperature measurement. System hardware links are: temperature sensors, amplifier, A / D converter circuit, SCM systems, liquid crystal display modules and voice chips. Some of its software, including: A / D converter, digital filtering, intelligent show, and other functions and procedures. Its working principle is: the temperature signals from temperature sensors to transform electrical signals, into the amplifier to zoom in processing to meet the A / D converter requirements, and then in the A / D converter controlled under the A / D converter into digital Signal. This signals into the SCM system, using their own SCM software for digital filtering, linear processing, data storage, logical judgement, thus realizing the corresponding intelligent functions. And the final survey results to give liquid crystal display modules, are displayed under the program control, including temperature data and display Chinese characters. At the same time voice chip in the process conducted under the control of voice broadcast. So that the temperature before and after various operations tend to be more intelligent and humane. Keywords: Single chip; Infared thermometer; Thermopile; Thermistor; TPS434;目录第一章绪论........................................................................................................... - 6 -1.1 体温计的发展与现状................................................................................. - 6 -1.2 红外测温技术............................................................................................. - 6 -1.2.1 红外测温背景................................................................................... - 7 -1.2.2 红外测温原理................................................................................... - 7 -1.2.3 红外测温传感器分类....................................................................... - 9 -1.2.4 红外测温的优点............................................................................... - 9 -第二章整体方案概述........................................................................................... - 10 -2.1 系统结构框图........................................................................................... - 10 -2.2 核心器件简介........................................................................................... - 10 -2.2.1 电源部分....................................................................................... - 11 -2.2.2 8051单片机..................................................................................... - 12 -2.2.3 红外温度传感器............................................................................. - 12 -2.2.4 高精度运放..................................................................................... - 13 -2.2.5 语音芯片......................................................................................... - 13 -2.3 本章小结................................................................................................... - 14 -第三章系统硬件设计........................................................................................... - 14 -3.1 电源设计................................................................................................... - 14 -3.1.1 稳压芯片介绍................................................................................. - 14 -3.1.2 原理概述......................................................................................... - 15 -3.2 信号调理电路........................................................................................... - 18 -3.2.1 前置放大电路................................................................................. - 18 -3.2.2 次级调理电路................................................................................. - 19 -3.3 图形点阵式LCD显示电路..................................................................... - 20 -3.3.1 图形点阵式LCD-12232概述 ....................................................... - 20 -3.3.2 图形点阵式LCD-12232与MCU接口设计 ................................ - 21 -3.3.3 图形点阵式LCD-12232驱动方法 ............................................... - 21 -3.4 语音播报电路........................................................................................... - 24 -3.4.1 ISD4003与MCU接口设计........................................................... - 24 -3.4.2 ISD4003驱动方法 .......................................................................... - 25 -3.5控制核心电路............................................................................................ - 26 -3.5.1 MCU与外部接口 ........................................................................... - 26 -3.5.2 内部A/D转换器............................................................................ - 26 -3.6 按键功能设计........................................................................................... - 29 -3.6.1 测量播报按键................................................................................. - 29 -3.6.2 复位按键......................................................................................... - 29 -3.6.3 待编程键......................................................................................... - 29 -第四章系统软件设计........................................................................................... - 30 -4.1 软件工作流程........................................................................................... - 30 -4.2 驱动程序设计........................................................................................... - 31 -4.2.1 液晶- 12232驱动程序设计 ......................................................... - 31 -4.2.2 语音- ISD4003驱动程序设计..................................................... - 31 -4.2.3 温度传感器- 18B20驱动程序设计............................................. - 32 -4.3 本章小结................................................................................................... - 32 -第五章问题分析及解决方案............................................................................... - 33 -5.1问题的发现................................................................................................ - 33 -5.2 方案的改进............................................................................................... - 33 -第六章误差处理方法........................................................................................... - 33 -6.1 影响精度的因素....................................................................................... - 33 -6.2 处理方法................................................................................................... - 34 -6.3 本章小结................................................................................................... - 34 -结束语..................................................................................................................... - 34 -致谢......................................................................................................................... - 35 -参考文献................................................................................................................. - 35 -附录一程序代码................................................................................................. - 36 -附录二实物照片................................................................................................. - 52 -第一章绪论1.1 体温计的发展与现状体温计是一种测量人体温度、辅助疾病诊断的常用医疗器具。

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LCD1602Mcu-based Non-contact Digital Body TemperatureMeterAbstract: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 systemKeywords: MCU STC89C52 non-contact temperature sensor OTP-538U integrated operational amplifier LM324 ADC0809 LCD1602目录第一章绪论 (4)第二章系统总体研究方案 (6)第三章系统硬件设计 (8)3.1 主要IC芯片介绍 (8)3.1.1 STC89C52单片机 (8)3.1.2 非接触式温度传感器OTP-538U (10)3.1.3 LM324四运放 (3)3.1.4 ADC0809 (4)3.1.5 1602字符型LCD简介 (7)3.2 系统硬件系统的设计 (11)3.2.1 温度采集和放大电路的设计 (12)3.2.2 ADC转换电路的设计 (12)3.2.3 液晶显示电路的设计 (13)3.2.4 键盘控制电路的设计 (14)3.2.5 报警电路的设计 (14)3.2.6 系统整体电路 (15)第四章系统软件系统的设计 (16)4.1 液晶显示子程序设计 (17)4.2 键盘按键子程序设计 (17)4.3 温度信号处理子程序设计 (19)4.4 报警子程序设计 (20)4.5 记录子程序设计 (20)第五章结束语 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录： (24)第一章绪论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。

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。

单片机由芯片内仅有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。

非接触式红外测温仪摘要非接触式红外测温仪是一种先进的测量设备，它可以通过测量被测物体的红外辐射来获得物体表面的温度信息，从而实现了非接触、快速、精确的温度测量。

本文将详细介绍非接触式红外测温仪的原理、应用领域以及其优势和局限性。

第一节引言近年来，随着科技的进步，红外测温技术得到了广泛的应用。

传统的接触式温度测量方法需要物理接触被测物体，不仅操作不便，而且还可能对被测物体造成损害。

而非接触式红外测温仪的出现，则改变了这种情况，极大地提高了温度测量的效率和准确性。

第二节工作原理非接触式红外测温仪的工作原理基于黑体辐射定律和斯特腊恩-玻尔兹曼定律。

当物体的温度高于绝对零度时，物体会发出红外辐射。

非接触式红外测温仪通过感应被测物体辐射的红外光谱，然后通过转换技术将红外辐射转换为温度值。

这种工作原理使得非接触式红外测温仪能够准确地测量物体表面的温度，而无需接触物体。

第三节应用领域非接触式红外测温仪广泛应用于各个领域，例如医疗、工业、环境监测等。

在医疗领域，非接触式红外测温仪可以用于测量人体温度。

它可以在不接触人体的情况下快速、准确地测量体表温度，非常适用于疫情防控和医院的体温监测工作。

在工业领域，非接触式红外测温仪可用于监测机械设备的温度。

通过对机械设备表面温度的监测，可以实时了解设备的工作状态，及时进行维修或更换，以避免设备故障或事故发生。

在环境监测领域，非接触式红外测温仪可以用于检测空调、供暖系统和工业设备的温度。

通过监测这些设备的温度，可以提前预警可能出现的故障，避免设备过热、过冷等问题。

第四节优势和局限性非接触式红外测温仪具有许多优点，但也存在一些局限性。

优势：1. 非接触式：无需接触被测物体，避免了物理接触可能带来的问题。

2. 快速：测量速度快，几乎可以实时获得温度数据。

3. 精确：准确测量物体表面的温度，可达到高精度要求。

4. 多功能：可以测量不同类型的物体，包括固体、液体和气体等。

5. 易于使用：操作简单，不需要特殊的培训或技能。

SPCE061A单片机的远程红外测温仪的设计孙云海(海军工程大学地方生院，湖北武汉)摘要：本文以SPCE061A单片机为核心，采用凌阳的红外测温模块设计了一套智能测温系统。

设计的测温系统工作稳定，操作简单，精确度高，反应速度快并具有智能语音播报功能。

关键词：SPCE061A单片机;红外测温;智能播报中图号：TP368Design of Remote Infrared Temperature InstrumentSun YunhaiNavy University Of Engneering, Wuhan ,ChinaAbstract:This paper introduced a design of intelligent infrared temperature instrument based on SPCE061A single-chip produced by SUNPLUS.This infrared temperature instrument has the advantages of stable operation，simple operation , high accuracy and fast reaction rate .It also has the function of voice broadcasted.Keyword: SPCE061A SCM; Infrared Temperature;Intelligent Broadcast0引言由于现代医学发展的需要，在很多情况下一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求，红外测温为测量人体体温提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地应用于密集人群的体温排查，例如在车站和机场等人口密度较大的地方进行人体温度测量。

非接触红外测温计针对特定人群（比如儿童或老年人）有很好的效果。

随着生活节奏的变快，父母有时候会忽视孩子的健康情况，而且由于儿童好动，通过非接触红外测温仪就可以快速准确地测出其体温；老年人活动不便，使用传统的体温计很不方便，而且体温计汞柱的位置也不容易看清，通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温，而且通过语音告知老人，有异常情况也能够及时发现。

非接触式测温仪设备工艺原理近年来，随着科技的不断进步，非接触式测温仪已经越来越多地应用于我们的生活中。

它具有高效安全、无污染无接触、适合多种环境等优点，被广泛应用于测量各种物体的表面温度。

本文将详述非接触式测温仪设备的工艺原理。

一、什么是非接触式测温仪在介绍非接触式测温仪设备的工艺原理之前，我们先了解一下它的定义。

非接触式测温仪是一种用于测量物体表面温度的设备，其特点是不需要与物体直接接触。

它通过红外线感应物体放射出的红外线辐射，从而测量物体的表面温度。

该设备广泛应用于工业、医疗、家居等领域，比如测量机器设备的温度、人体体温、环境温度等。

二、非接触式测温仪的工作原理非接触式测温仪的工作原理是基于物体发射红外线辐射的物理规律。

我们知道，任何物体都会以一定的速率发射热能，并会向周围空间放射红外线辐射。

而物体发射的红外线辐射的波长与温度有关，温度越高，辐射的红外线波长越短。

非接触式测温仪就是通过测量物体表面发射的红外线辐射波长，从而推算出物体表面的温度。

如何测量物体发射的红外线辐射呢？这需要使用测量元件，在非接触式测温仪中，这个测量元件就是红外检测器。

红外检测器可以转换接收到的红外光信号，转换成电信号，进而进行数字化处理。

在量程内，随着温度升高，固体材料分子振动增强，从而能够发射更多的红外线辐射。

因此，我们可以通过检测接收到的红外线信号的强度，来确定物体的温度。

需要注意的是，非接触式测温仪的测量范围和精度会受到环境干扰的影响。

比如在高温度下使用时，设备就需要进行冷却处理，以避免测量偏差。

此外，在测量过程中，如有光线或气体等的干扰，也会对测量结果产生一定的误差。

三、非接触式测温仪的使用注意事项1.非接触式测温仪不适用于对温度要求很高的场合。

例如在热力学或化学反应中需要精确测量温度的场合，要求测量仪器接触样品。

2.非接触式测温仪只能测量物体表面的温度，对于物体内部温度的测量是无法完成的。

3.在使用时，非接触式测温仪要保持一定距离才能够达到准确测量的效果。

非接触式红外体温计的设计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。

目录摘要............................................................................................... 错误!未定义书签。

Abstract ..................................................................................... 错误!未定义书签。

引言 (1)第一章系统主要芯片介绍 (2)1.1 STC89C52芯片简介 (2)1.2 红外温度模块简介 (3)1.2.1 TN901红外测温模块 (3)1.2.2 红外测温原理 (4)1.2.3 红外测温模块的工作时序 (4)1.3 LCD1602显示器简介 (4)第二章系统硬件设计 (6)2.1 系统总体结构图 (6)2.2 单片机的主控电路设计 (6)2.3 红外温度传感器模块电路的设计 (7)2.4 LCD1602设计原理图 (8)2.5 按键电路的设计 (8)2.6 系统其它硬件电路 (9)2.6.1 系统的电源电路 (9)2.6.2 系统晶振电路 (9)2.6.3 报警电路的设计 (11)第三章系统软件设计 (12)3.1软件编译KeilC51开发环境 (12)3.2系统软件设计要求及任务 (12)3.3 系统主程序流程图 (12)3.4红外测温流程图 (132)第四章制作与调试 (13)4.1 软件调试 (13)4.2 硬件调试 (13)4.3 系统误差分析及处理 (13)4.4 系统的制作与调试 (13)结论 (18)附录 (21)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。

基于红外线测温技术的温度非接触式测量方案设计与优化温度是一个重要的物理参数，对于工业生产、医疗诊断、环境监测等领域具有重要意义。

随着科技的不断发展，红外线测温技术在温度测量中得到了广泛应用。

本文将基于红外线测温技术，设计与优化一个温度非接触式测量方案。

1. 红外线测温原理和技术特点首先，简要介绍红外线测温的原理和技术特点。

红外线测温利用物体发射的红外辐射能量与其表面温度之间的关系进行温度测量。

红外线测温具有非接触、远距离、快速测量、无损测量等优点，适用于不同场景的温度测量需求。

2. 温度测量方案设计基于红外线测温技术，我们可以设计以下温度非接触式测量方案：2.1 硬件方案设计：选择合适的红外线测温传感器：根据所需测温范围、测量精度和响应时间等要求，选取适合的红外线测温传感器。

常见的红外线测温传感器有热电偶式和热电阻式传感器等。

设计红外线测温电路：根据传感器的信号输出特点和测温需求，设计相应的电路，包括电源电路、信号放大与滤波电路等。

确保传感器能够准确、稳定地输出温度信号。

搭建信号处理系统：使用微控制器或专用的温度测量芯片，对传感器输出的信号进行采集、处理和校准。

设计合适的接口与显示模块，将测温数据实时显示出来。

2.2 软件方案设计：软件方案设计主要包括测温算法的选择和测量误差的校正。

选择合适的测温算法：根据测温场景的特点，选择合适的测温算法。

常见的测温算法包括基于比较法、基于辐射能量计算法和基于物体表面的红外辐射率的估计法等。

测量误差校正：因为红外线测温受环境因素的影响较大，如背景辐射、湿度等，需要进行测量误差的校正。

通过对环境因素进行补偿，提高测量精度。

3. 温度非接触式测量方案的优化为了提高温度非接触式测量的准确性和可靠性，我们可以进行以下优化措施：3.1 传感器选型优化：根据测温范围、测量精度和响应时间等要求，选择更高精度的红外线测温传感器。

优质的传感器可以提供更准确的温度测量结果。

3.2 温度补偿技术：通过测量环境的温度、湿度等因素，对测量结果进行补偿，减少环境因素对测温结果的影响。

非接触式体温测量电路设计
本文介绍一种非接触式体温测量电路的设计，该电路可以在不接触人体的情况下准确测量体温。

该电路采用红外线测温原理，通过测量人体发射的红外线来计算体温。

整个电路分为三个部分：红外线接收部分、信号处理部分和显示部分。

红外线接收部分由红外线传感器组成，用于接收人体发射的红外线。

信号处理部分由运放和微控制器组成，用于处理从红外线传感器接收的信号，并计算体温。

显示部分由LCD显示屏组成，用于显示测得的体温值。

整个电路的工作原理如下：红外线传感器接收到人体发射的红外线，并将信号转换为电信号。

电信号经过运放放大后，输入到微控制器中进行信号处理和计算体温。

最终计算出的体温值通过LCD显示屏显示出来。

实际应用时，将电路连接到一个电源供电，确保红外线传感器可以正常接收到人体发射的红外线。

当人体进入电路的测量范围时，电路将自动开始测量体温，并将结果显示在LCD显示屏上，从而实现了非接触式的体温测量。

此设计电路简单，成本较低，可以广泛应用于医疗、公共场所和家庭等领域，为人们提供快速、准确的体温测量服务。

一一～……一……～………一……一………………～…一…………——研究论著…鬈藏爱溪鬻鬻鬻ｌ蓊鬻霖翳ｌ辫戮灏鞣蓊添骥蓊霭鬻瀚鞣瓣娜墨田衄非接触式红外遥感体温计的设计和实现毛志毅苏东明李开元＋王卫东＋陈广飞＋（北京理工大学电子工程系北京市１０００８１）摘要讨论缸外遥感体温计的基本原理，并论证了用之体温计的可行性。

在此基础上，我们给出了使用红外传感器采实现体温计的电路原理图年口程序流程。

美键词红外体温计；热电堆；热敏电阻；ＡＤｃ（模数转换器）；单片机中囤分类号：ＴＨ７８９文献标识码：Ａ文章编号：１００３—８８６８（２００３）０９＿００１６一０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐＩｅｍｅｎｔ砒ｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｔｈｅｒｍＯｍｅｔｅｒＭＡＯＺｈｉ—ｙＩ，ＳＵＤＯｎｇ—ｍｉｎｇ，ＬＪＫａｉ—ｙｕａｎ，ＷＡＮＧＷｅｉ—ｄｏｎｇ｜ＣＨＥＮＧｕａｎｇ—ｅｊ《Ｄｅｐａｎｍｅｎｔｏｆ曰ｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｎｎｇ，Ｂｅ日ｉｎ９ｕｎｉｖｅｒｓ时０ｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｉ｜ｎｇ１０００８１）．Ａｂｇ打ａｎＩｎｔｈｉＢｐ印ｅＬｔｈｅｈｓｉｃｔｈｅｏｒｙ０ｆｔｈｅｉｎｆＩ砒ｄｔｈｅｎｍｍｅｔｅｒａＩｌｄｉ协ｆｅａ８ｉｂｉＨｔｖｔｏｂｅ１１ｓｅｄ瞄ｔｈｅｍｍｍｅｔｅｒａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴＩｌｅｎ，ｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｊｃｃｉｒｃｕ礼ｄｉａｇｒａｍａｎｄｐｒ０舯ｍｆ１０ｗｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｔｈｅｎｎｏｍｅｔｅｒｔｈｒｏｕｇ｝ｌｔｈｅｉｎｆｈｒｅｄｓｅｎ８０ｒａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｉｎｆ阳弛ｄｔｈｅｍｏｍｅｔｅＥｔ１１ｅｍｌｏｐｉｌｅ；ｔｈｅｍｌｉｓｔｏｃＡＤＣ；ｍｉｃｒｎｃｏｎｔｍＩｌｅｒ１引言人体体温是鉴别人体健康状况的重要参数，所以体温讣在医疗领域中占有十分莺要的地位。

现有体温计大概分为ｊ种类型：一种是常见的玻璃水银体温计；一种是电子体温计；另一种是较高档的耳道式红外遥感体温计。

• 148•人体体温的检测离不开体温计，而随着科学技术的不断发展，越来越多的领域需要用到非接触式体温计。

如何通过现有技术实现非接触式体温计的设计，是本设计研究的主要方向。

本设计着重研究人体体温，以红外线测温原理为基础，通过开发SPCE061A 单片机，设倍，将经过两次放大的的电信号传送至TLC549外置A/D 信号采集，经A/D 采集进行A/D 转换，最后接入SPCE061A 单片机，交由系统软件经算法分析电信号。

放大电路如图1所示，图中放大电路的增益为5000倍。

基于红外测温原理的非接触式体温计的设计与实现天津市环湖医院设备物资科 郑思聪图3 整体流程图在完成信号放大电路的基础上，连接单片机进行A/D 转换，结合系统软件设计，完成软件编写，实现温度信号采集，传输，显示。

系统总体电路设计框图如图2所示。

1.2 系统软件设计（1）编程语言的选择：本设计选择C 语言对SPCE061A 单片机进行软件编程。

（2）主程序设计：系统的主程序主要完成对系统的初始化，使系统各模块间能配合起来，完成系统的主要需求。

具体来说，系统主程序中包括对延时函数的初始化，对单片机I/O 口的初始化，对外置A/D 转换工作时序的设置，对液晶的初始化以及对显示函数的设置。

考虑到系统主程序较为复杂，需要考虑多方面的因素，所以设定了一定的顺序来按步骤完成系统主程序。

开始时显示开机画面，此图1 信号放大部分电路计非接触式红外体温计，对人体体温进行实时的采集，可以用于人体体温的快速测量。

本设计兼具实践性，功能性和创新性，有良好的前景以及较为广泛的应用方向。

红外线技术从19世纪发展到今天，诞生了大量的专利项目，以及相应的科研成果。

随着科学技术的不断发展，我国的红外线技术也发展的较为成熟了。

当今世界，科学技术不断推陈出新，原有的接触式的测温方式产生了局限性，非接触式的测温技术应运而生，在越来越多的领域得到应用。

基于上述背景，本设计通过开发单片机，基于红外线测温原理，设计非接触式的红外体温计。

非接触式红外测温仪的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 ______________________________________________________ 11.1课题背景_______________________________________________ 11.2 国内外研究状况 _________________________________________ 21.2.1国际现状 _______________________________________ 21.2.2 国内现状_______________________________________ 31.3 红外测温的展望 _________________________________________ 3 第2章设计方案拟定 ______________________________________________ 52.1温度测温技术的概述_____________________________________ 52.2红外测温原理及方法_____________________________________ 62.2.1 红外测温原理___________________________________ 62.2.2斯蒂芬-玻尔兹曼定律____________________________ 62.2.3 实际物体温度的计算_____________________________ 62.2.4 红外测温的方法_________________________________ 72.3 红外测温系统的方案介绍 _________________________________ 82.3.1 红外测温仪系统的技术指标及主要功能_____________ 82.3.2 红外测温仪的硬件系统方案设计___________________ 92.3.3红外测温仪的应用软件系统的方案设计 _____________ 92.4 方案设计 ______________________________________________ 102.5 方案论证 ______________________________________________ 11 第3章系统的硬件设计 ___________________________________________ 123.1 系统整机设计 __________________________________________ 123.2 单片机处理模块 ________________________________________ 123.3红外测温模块__________________________________________ 133.3.1 红外测温传感器的引脚介绍______________________ 143.3.2 红外测温模块的时序____________________________ 143.4 RS232A电平转换模块 ___________________________________ 153.5 MAX232C芯片介绍_____________________________________ 163.6 电源模块 ______________________________________________ 163.7 键盘模块 ______________________________________________ 173.8 LCD显示模块__________________________________________ 183.9 音频输出模块 _________________________________________ 20 第4章系统的软件设计 ___________________________________________ 224.1 主程序流程设计 ________________________________________ 224.2 红外测温程序模块 ______________________________________ 224.3 键盘扫描程序模块 ______________________________________ 24 第5章安装与调试 _______________________________________________ 265.1 硬件的安装与调试 ______________________________________ 265.2 单片机程序的烧录 ______________________________________ 28 结论 ____________________________________________________________ 30 参考文献 ________________________________________________________ 31 致谢 ____________________________________________________________ 34 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。

基于红外线测温技术的无接触体温检测方案设计与优化随着全球疫情的不断蔓延，体温检测变得尤为重要。

从传统的接触式体温计发展到现在的无接触体温检测技术，红外线测温技术成为了最常用的无接触式体温检测方案。

本文将围绕基于红外线测温技术的无接触体温检测方案进行设计与优化。

一、方案设计1. 仪器选型在设计无接触体温检测方案时，首先需要选用合适的红外线测温仪器。

理想的仪器应具备以下特点：高精度、快速测量、稳定性好、操作简单、价格合理。

应根据实际使用环境和需求选择合适的仪器。

2. 测量距离与视场大小在选择仪器时，要考虑测量距离和视场大小的适宜范围。

较远的测量距离能确保安全性，较大的视场大小则能提高工作效率。

根据具体使用场景，权衡这两个因素的关系，选择适合的参数。

3. 测温环境控制在使用无接触体温检测技术进行测温时，要确保测温环境的稳定性和一致性。

避免在强光、强风、高温或低温等干扰因素下进行测量，以确保测温的准确性和可靠性。

二、方案优化1. 测温距离的调整根据实际情况对测温距离进行优化调整，以获得更准确的测温结果。

一般来说，距离测温距离较近可以提高测温精度，但可能会受到测量视场范围的限制。

因此，在确定测温距离时，需要综合考虑测温精度和视场大小的平衡。

2. 测温算法的优化针对不同的测温对象和环境条件，可以采用不同的温度校正算法进行优化，以提高测温精度。

例如，对于有较大温度梯度的物体，可以采用多点测温算法，并结合热成像技术进行校正，以获得更准确的测温结果。

3. 温度补偿由于红外线测温技术对环境温度的敏感性，需要进行温度补偿来提高测温精度。

可以通过引入环境温度传感器，结合测温仪器自身的温度补偿功能，来校正测温结果。

4. 数据分析与处理无接触体温检测方案通过红外线测温仪器获取温度数据，为了更好地分析和处理这些数据，可以利用计算机视觉技术、机器学习算法等进行数据分析和处理，以提高体温检测的准确度和效率。

5. 用户体验优化针对不同人群和使用场景，考虑用户的使用习惯和需求，对体温检测方案进行用户体验的优化。

-非接触式红外测温仪设计摘要温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。

但在某些应用领域中，要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求。

本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。

红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。

与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。

本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法，提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。

详细介绍了该系统的构成和实现方式，给出了硬件原理图和软件的设计流程图。

该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。

光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。

STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来。

关键词: STC89C51单片机，红外测温，LED显示THE DESIGN OF NON－CONTECT INFRAREDTHERMOMETERABSTRACTThe technology of temperature measurement is used widespread, and it also important in the modern equipment failure examination field. But in some application domains, we needn’t the sensor contact with the measured object which used in temperature measurement, this needs a kind of non-contact temperature measurement to satisfies the demand and the design of this infrared thermometer is also based on the demand.Infrared thermomter, it uses the blackbody radiation laws as the theories foundation, it is the outcome that the optical theories and micro-electronics learn a comprehensive development. Compared to the way of traditional temperature measurement, it has a series of merits, such as short in response time, non-contact, noninterference to temperature field, long useful time and convenient operation, etc.The paper introduces the basic principle of infrared thermometer and the method of realization, puts forward infrared trermometer system with the STC89C51 MCU as the CPU. The paper introduces the composing and the method of that system in detail, and gives the hardware principle diagram and the design flow chart of the software. The system formed by the optical system, photoelectron detector,display and output partially. The optical system collects the infrared radiation energy of the object in its field of view, the infrared energy focusing on the instrument and transforms to the corresponding electrical signal. The STC89C51 MCU is used to start the temperature survey, data receive, count the value of the object temperature based on the arithmetic with in MCU and the result is displayed on LED.KEYWORDS: The STC89C51 MCU, infrared radiation thermometry, the LED display目录前言 (1)第一章红外测温系统的设计背景及方案介绍 (2)§1.1温度测量技术的概述 (4)1.1.1、红外温度测量技术 (4)1.1.2、红外温度传感器 (5)§1.2红外测温原理及方法 (5)1.2.1、红外测温原理 (5)1.2.2、红外测温的方法 (7)§1.3 红外测温系统的方案介绍 (8)1.3.1、红外测温仪系统的技术指标及主要功能 (9)1.3.2、红外测温仪的硬件系统方案设计 (9)1.3.3、红外测温仪的应用软件系统的方案设计 (10)第二章红外测温系统的硬件设计 (11)§2.1 单片机处理模块 (11)2.1.1、STC89C51RC单片机的特点： (13)2.1.2、STC89C51各引脚的功能描述如下： (17)§2.2红外测温模块 (17)2.2.1、红外测温传感器的引脚介绍 (18)2.2.2、红外测温模块的时序 (18)§2.3 RS232A电平转换模块 (20)§2.4 电源模块 (21)§2.5 键盘模块 (22)§2.6 LED显示模块 (23)第三章红外测温系统的软件设计 (26)§3.1 主程序模块的设计 (26)§3.2 红外测温程序模块 (27)§3.3键盘扫描程序模块 (29)§3.4 显示程序模块 (31)总结 (32)参考文献 (33)附录 (34)英文翻译.............................................................................. 错误!未定义书签。

非接触式X光测温系统的设计分析1.系统组成和工作原理：非接触式X射线测温系统主要由发射器、接收器、图像处理器和温度计算器组成。

发射器通过产生高能量的X射线束照射待测物体，接收器接收经过物体后的射线，并将其转化为电信号。

图像处理器对接收到的信号进行处理，得到物体的X射线图像。

温度计算器通过对X射线图像进行分析，计算出物体的温度。

2.系统特点和优势：非接触式X射线测温系统具有快速、准确、无干扰、非接触等优势。

相对于传统的接触式测温方法，它可以避免传感器与物体接触带来的干扰，减少了测温误差，提高了测量精度。

同时，它可以实现对复杂形状、高温、高速运动物体的温度测量，适用于各种工业生产过程中的温度监测和控制。

3.设计要点和难点：非接触式X射线测温系统的设计要点包括选择适合的X射线源和接收器、设计合理的X射线束传输、优化图像采集和处理算法等。

其中，X射线源的选择要考虑到输出功率、能量范围和调节范围等因素，接收器的选择要考虑到灵敏度、响应速度和噪声等因素。

此外，图像采集和处理算法的设计也是非常关键的，它直接影响到温度的准确计算和物体温度分布的可视化。

4.系统应用和发展趋势：非接触式X射线测温系统在工业生产中有着广泛的应用前景。

它可以用于钢铁、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶等材料的温度监测和质量控制，也可以用于高温炉、焊接设备、注塑机等设备的温度监测和安全控制。

随着X射线技术的进一步发展和智能化技术的应用，非接触式X射线测温系统将会在高温、高速度、复杂环境下的温度测量和控制中发挥更大的作用。

总的来说，非接触式X射线测温系统的设计分析涉及到系统组成和工作原理、系统特点和优势、设计要点和难点以及系统应用和发展趋势等方面。

通过科学合理的设计和系统优化，非接触式X射线测温系统可以实现高精度、高效率和可靠性的温度测量，为工业生产带来更大的便利和效益。

非接触式温度测量装置的设计与实现随着科技的不断发展，温度测量也变得越来越广泛和普及。

而与此同时，传统的接触式温度测量装置逐渐被非接触式温度测量装置所取代。

什么是非接触式温度测量装置呢？它的特点是什么？如何进行设计和实现？本文将对这些问题进行探讨与介绍。

一、非接触式温度测量装置的定义和特点非接触式温度测量装置，顾名思义，就是不需要接触被测物体即可测量其温度的装置。

这种测量方法相较于传统接触式测量方法，有以下几个优点：1. 非接触式测量方法可以避免测量过程中因接触而导致的热量流失，保证测量的准确性和稳定性。

2. 非接触式测量方法可以在不破坏被测物体的前提下进行测量，避免了对被测物体造成不必要的损伤。

3. 非接触式测量方法适用范围广泛，可以用于各种材料的温度测量，且精度高、速度快，特别适用于高温、高压、强腐蚀环境下的温度测量。

二、非接触式温度测量装置的设计进行非接触式温度测量需要借助各种测量装置，其中最基本的测量装置是红外线温度计。

红外线温度计是一种通过红外线传感器来检测物体温度的装置，它的工作原理是基于热辐射定律：任何物体一定会辐射能量，其辐射能量与物体温度有关，可以通过探测物体发出的热量来计算出物体的温度。

设计一个红外线温度计需要考虑以下基本要素：1. 光学模块：光学模块包括光学元件和光学系统，它们的作用是收集发射在被测物上的辐射能量并将其转化为电信号，同时保证测量精度和可靠性。

2. 检测器：检测器用于将光学模块收集到的辐射能量转换为电信号，并将其送到后续的处理单元进行处理和分析。

3. 信号处理单元：信号处理单元负责对检测器输出的信号进行放大、滤波和数字化等处理，以便于后续的数据处理和分析。

4. 温度显示器：温度显示器负责将处理单元输出的温度数据展示给用户，通常以数字形式显示。

三、非接触式温度测量装置的实现设计出一套完整的非接触式温度测量装置后，还需要进行实现和测试，以便验证测量装置的准确性、可靠性和实用性。