基于红外辐射的非接触测温系统设计

基于红外线测温技术的无接触体温检测系统设计与实现一、引言无接触体温检测系统是一种使用红外线测温技术来测量人体体温的系统，该技术可以在无需直接接触测试对象的情况下，高效、准确地测量体温。

这种系统在当前疫情背景下具有重要的应用价值，可以帮助快速筛查潜在的疫情传播者。

本文将介绍基于红外线测温技术的无接触体温检测系统的设计与实现。

二、设计要求1. 检测准确性：系统需要能够准确地测量人体体温，误差控制在±0.2°C以内。

2. 实时性：系统应具备实时性，能够快速获取并显示测试结果。

3. 可靠性：系统需要稳定可靠，能够长时间运行而不发生故障。

4. 用户友好性：系统应具备简单直观的用户界面，易于操作。

5. 数据记录功能：系统应具备数据记录功能，可以记录每一次测温的结果，以备后续参考和分析。

三、系统组成与工作原理基于红外线测温技术的无接触体温检测系统主要由以下组成部分构成：1. 红外线传感器：用于检测人体发出的红外线辐射量，将其转化为电信号。

2. 温度转换模块：将红外线传感器输出的电信号转换为对应的温度数值。

3. 控制逻辑模块：负责控制整个系统的工作流程，包括启动、停止、显示等操作。

4. 显示与记录模块：将测温结果显示在屏幕上，并实现数据记录功能。

5. 电源模块：为系统提供稳定的电源供应。

系统的工作原理如下：1. 用户面向探测器站立，在控制逻辑模块的指引下，将额头对准测温区域。

2. 红外线传感器测量人体头部发出的红外辐射。

3. 温度转换模块将红外线传感器输出的电信号转换为相应的温度数值。

4. 控制逻辑模块将测量到的温度数据进行处理，并在显示屏上显示结果。

5. 数据记录模块将测温结果记录在系统内部，供后续查阅和分析。

四、系统设计与实现1. 硬件设计：a. 选择高精度的红外线传感器，确保测量准确性。

b. 选择合适的温度转换模块，将红外线传感器的输出转换为温度数值。

c. 设计简洁直观的用户界面，包括显示屏和控制按钮。

基于红外线测温技术的智能家居温控系统设计与实现智能家居温控系统设计与实现是基于红外线测温技术的热门课题。

随着人们生活水平的提高和科技的进步，智能家居温控系统的需求越来越多。

本文将介绍基于红外线测温技术的智能家居温控系统的设计与实现方案。

一、引言随着家庭生活品质的提升，人们对于室内温度的舒适度要求也越来越高。

然而，传统的温控方式存在不便和能耗过高的问题。

为了提高家庭温控的舒适度和效率，智能家居温控系统应运而生。

二、红外线测温技术的原理红外线测温技术是通过测量物体辐射出的热量，来获取物体表面温度的一种非接触式测温技术。

红外线传感器通过接收来自物体的红外辐射，并将其转化为电信号，进而计算出物体的温度。

三、智能家居温控系统的设计与实现方案1. 硬件设计：智能温控装置包括温度传感器、红外线传感器、控制器、执行器等。

温度传感器用于感知室内温度，红外线传感器用于监测物体表面温度，控制器负责接收和处理温度数据，并根据设定的温度范围控制执行器，如空调、暖气等。

2. 系统架构：智能家居温控系统可采用分布式架构，其中包括传感器、控制器、网络通信、领域设备等。

传感器负责采集室内和物体表面的温度数据，控制器通过网络通信将数据传输给领域设备，领域设备根据数据执行相应的控制操作。

3. 数据处理与算法：通过大数据分析和机器学习算法，智能温控系统可以根据室内和物体表面温度趋势进行预测，优化温度调节策略。

同时，系统可以学习用户的偏好和习惯，实现个性化温度控制。

4. 用户界面设计：通过智能手机App或者智能家居控制面板，用户可以随时随地监控和调节室内温度。

用户界面应简洁直观，提供实时温度数据、设定温度范围、模式选择、定时预约等功能。

四、智能家居温控系统的优势1. 舒适性：通过智能家居温控系统，用户可以根据自己的需求和习惯，轻松调节室内温度，提供更加舒适的生活环境。

2. 节能减排：智能温控系统可以合理调控室内温度，避免能耗过高和能源浪费，从而达到节能减排的目的。

基于红外线测温技术的电力设备温度监测方案介绍：红外线测温技术是一种非接触式测温技术，它通过检测物体的红外辐射来确定其温度。

在电力设备温度监测方面，红外线测温技术具有准确、高效、远距离测温等优点，被广泛应用于电力设备的温度监测和故障预警。

1. 红外线测温原理红外线测温技术基于物体的热辐射现象。

每个物体都会以一定的辐射能量发射热辐射，其强度与温度成正比。

红外线测温设备通过接收物体发射的红外辐射，并转换为温度数值，实现对物体温度的监测和测量。

2. 电力设备温度监测方案（1）设备选择：选择合适的红外线测温设备，根据需求选择不同型号和规格，确保测温设备的准确度和可靠性。

（2）设备部署：根据电力设备的特点和布局，合理安排红外线测温设备的布置位置。

可以选择固定或可移动式设备，确保能够有效覆盖设备的各个部位。

（3）测温点位设置：根据电力设备的热点分布和重要部位，设置合理的测温点位。

重要的设备部位和连接口，如变压器、断路器、接线端子等，应设置独立的测温点位进行监测。

（4）测温数据采集：使用红外线测温设备对设备进行定期测量，采集温度数据。

可以根据需要设置自动化测温或手动测温模式，确保数据的及时性和准确性。

（5）数据分析与处理：对采集到的温度数据进行分析和处理，识别潜在的异常温度和故障预警信号。

结合设备历史数据和温度曲线变化，进行数据比对和趋势分析，发现设备的异常情况。

（6）故障预警与报警：根据设定的温度阈值和故障预警规则，当监测到异常温度时，自动触发报警机制，及时通知相关人员，以便进行故障排查和处理。

（7）维护与保养：定期对红外线测温设备进行维护和保养，检查设备的正常运行和准确性。

同时对设备的电源供应进行监测和保护，确保设备的稳定运行。

3. 红外线测温技术的优势（1）非接触式测温：红外线测温技术无需与被测物体接触，避免了传统测温方法中可能存在的安全隐患和设备损坏的风险。

（2）准确度高：红外线测温设备能够快速、准确地实时测量温度，并将结果以数值显示。

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。

基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 研究内容与方法 (5)二、系统设计与实现 (6)2.1 系统总体设计 (7)2.1.1 硬件设计 (8)2.1.2 软件设计 (10)2.2 系统实现与调试 (11)2.2.1 硬件实现与调试 (12)2.2.2 软件实现与调试 (14)三、系统功能测试与分析 (15)3.1 功能测试 (16)3.1.1 红外体温检测功能测试 (18)3.1.2 数据处理与存储功能测试 (19)3.2 性能分析 (19)3.2.1 系统响应时间分析 (21)3.2.2 系统精度分析 (22)四、系统总结与展望 (23)4.1 系统总结 (24)4.2 研究不足与展望 (25)一、内容概括硬件设计：详细阐述系统的硬件组成，包括STM32主控芯片的选择与配置、红外温度传感器件的选择与接口设计、外围电路（如电源电路、信号调理电路等）的设计原则和要求。

软件设计：介绍系统的软件架构，包括STM32的软件编程环境、主程序设计思路、中断服务程序的设计、数据处理与显示方法等。

红外测温原理及实现：介绍红外测温技术的基本原理，包括红外辐射定律、测温公式等，以及如何实现非接触式测温，如温度信号的采集与处理、测温精度的保证等。

系统调试与优化：阐述系统在开发过程中可能遇到的问题及解决方案，如温度测量的准确性、系统稳定性、响应速度等方面的调试与优化方法。

系统性能评估：对设计完成的系统进行性能评估，包括测温范围、测温精度、稳定性、功耗等方面的测试与分析。

实际应用及展望：介绍系统在实际应用场景中的表现，如医疗、工业等领域的体温检测应用，并展望未来的发展方向，如提高测温精度、降低成本、实现多参数检测等。

本设计旨在实现一个高性能、低成本、易于实现的红外体温检测系统，具有一定的市场应用前景。

1.1 研究背景全球气候变化和公共卫生问题日益严重，如流感、新型冠状病毒感染等传染病频繁爆发，严重威胁着人类的生命安全和身体健康。

基于红外线测温的无接触体温监测方案设计随着全球范围内新型冠状病毒肺炎疫情的爆发，人们对于体温监测的重视程度也日益增加。

而无接触式红外线测温技术由于不需要接触人体，减少了交叉感染的风险，成为当前常用的体温监测手段。

本文将基于红外线测温技术，设计一种无接触体温监测方案。

一、方案概述本方案基于红外线测温技术，采用非接触式测温方式，实现快速高效的体温监测。

方案主要包括红外线传感器、信号处理模块和显示模块。

二、红外线传感器选择红外线传感器是整个方案的核心部分，负责测量人体的红外辐射。

在选择红外线传感器时，应考虑以下几个因素：1. 精度：传感器的测温精度需达到±0.2°C以内，确保测温结果的准确性。

2. 响应时间：传感器的响应时间应尽量快，以实现快速无接触测温。

3. 反应波段：选择适合人体体温测量的红外线波段，一般在8-14μm之间。

4. 可靠性：传感器的质量和稳定性要有保证，能够长时间稳定工作。

三、信号处理模块设计信号处理模块负责将红外线传感器测得的信号转化为数字信号，并进行温度计算。

在设计信号处理模块时，需要考虑以下几个方面：1. 数据转换：将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，一般采用模数转换芯片完成。

2. 温度计算：根据传感器输出的信号值，结合校准数据，进行温度计算。

可以采用线性关系或者多项式拟合等方式来实现。

3. 数据处理：对温度数据进行滤波平均处理，提高数据的稳定性和准确性。

4. 数据传输：将处理后的数据通过传输方式发送给显示模块或其他设备。

四、显示模块设计显示模块负责接收处理模块传输过来的数据，并进行显示。

显示模块应具备以下特点：1. 实时性：显示模块能够实时显示体温结果，降低误差和延迟。

2. 易读性：显示模块应设计简洁明了的界面，提供清晰可读的体温数据。

3. 警报功能：当体温超过预设阈值时，显示模块能够及时发出警报，提醒操作人员。

4. 数据存储：显示模块可选添加存储功能，将测量数据保存，以便后续分析和追溯。

摘要红外模组是汇集其视场内目标的红外辐射能量，将红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的数字信号的传感器，它具有非接触测温方式、温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高、稳定性好和使用寿命长等一系列优点，比传统的接触式测温有更多的场合适应性。

本文介绍了一种基于单片机实用温度实时检测和记录系统。

它的设计思路主要是利用红外模组传感器，采集人体发射出的红外线，得到数字信号送入单片机，由MCS-51单片机通过温度补偿来实现温度值的转换并送入LCD1602显示和超温声光报警功能，同时通过无线模块进行中短距离传输到PC机和组态王Kingview进行数据的保存和后台处理等功能。

本设计实现了非接触式的温度测量，并且感应时间在3秒以内，分辨力达到0.01°C,精度在0.5°C以内，实现了无线传输到组态王的控制，并且在组态王上实现了温度的存储、查询、报表显示等多种功能。

关键词：红外测温系统；非接触式；组态王；无线传输AbstractThe Infrared module is to bring together its field of view infrared radiation energy goals will focus infrared energy on a photoelectric detector and digital signal into a corresponding sensor, which has non-contact temperature measurement method, temperature, high resolution, fast response, without disturbing the measured target temperature distrbution field, high accu- racy, good stability and long life and a series of advantages over traditional contact-type temperature adaptability more occasions.This paper introduces a practical temperature based on single chip real-time detection and recording system. Its design concept is the use of the main infrared sensor module to collect the body emits infra-red, get the digital signal into the microcontroller, the MCS-51 microcontroller to achieve temperature compensation by the conversion temperature and over-temperature into the LCD1602 display and sound and light alarm , Through short-range wireless module for transmission to the PC, and Kingview preservation and back-office data processing functions. The Design and Implementation of a non-contact temperature measurement, and induction time of 3 seconds or less, resolution to 0.01 ° C, accuracy 0.5 ° C or less, to achieve the wireless transmission to the configuration control of the king and the king on the configuration Achieved temperature storage, query, report shows and other features.Key Words：Infrared temperature measurement system;non- contact;Kingview;wireless- -transmission目录引言 (1)1 红外测温系统的设计背景 (2)1.1 单片机发展历程 (2)1.2 体温计的发展历程 (3)2 红外测温技术简介 (4)2.1 温度测量技术的概述 (4)2.2 红外测温原理 (4)2.3 红外测温的方法 (5)3 红外测温系统的总体方案选择 (6)3.1 重要模块的方案对比与选择 (6)3.1.1温度传感器的选择 (6)3.1.2无线传输模块选择 (6)3.1.3显示模块的选择 (6)3.2 芯片和组态王介绍 (6)3.2.1主从控制器STC89C51 (7)3.2.2红外模组TN_9 (8)3.2.3无线收发CC1100E (9)3.2.4电平转换芯片MAX232 (11)3.2.5液晶1602 (12)3.2.6稳压芯片LM2576 (14)3.2.7组态王Kingview (14)3.3 系统硬件总体设计方案 (16)3.4 系统软件设计方案 (17)4 红外测温系统的硬件设计 (18)4.1 主从单片机处理模块 (18)4.2 TN-9红外测温模块接口设计 (18)4.3 无线收发CC1100E模块接口设计 (19)4.4 RS232A电平转换模块 (20)4.5 液晶显示和声光报警模块 (21)4.6 键盘模块 (21)4.7 电源设计模块 (22)5 红外测温系统的软件设计 (24)5.1 主程序的设计 (24)5.1.1主控制器的主程序模块 (24)5.1.2从控制器的主程序模块 (25)5.2 TN_9红外测温程序模块 (26)5.3 无线收发CC1100E程序模块 (29)5.3.1无线发送程序 (29)5.3.2无线接收程序 (30)5.4 键盘扫描程序模块 (31)5.5 组态王与单片机通信程序模块 (33)5.6 组态王应用设计 (34)6 系统调试和性能分析 (38)6.1 所用仪器 (38)6.2 焊接与调试过程 (38)6.3 测温系统的误差分析 (38)6.4 系统性能分析 (39)6.5 如何减小误差 (39)7 结论 (40)谢辞 (41)参考文献 (42)附录 (43)引言现在社会，随着生活节奏的变快，父母在忙碌中抽出时间帮助孩子测体温是一件非常麻烦的事，而且由于儿童不稳定，好动，既耗费时间又费精力；老年人活动不便，使用传统的体温计很不方便，而且由于人老眼花，也不能看清体温计汞柱的位置；现在各种流行病比较多，传染性比较强，传统的接触式测温系统有很大的局限性，特别是在高发病的场所诸如学校或者事业单位里……本文所设计的红外体温检测系统就是针对这些问题而设计开发的，该系统是将微机技术、光学聚焦技术、传感器技术、无线传输技术和上位机软件技术等相结合，可以非接触式的测出人体温度，通过LCD1602来显示温度结果，当人体温度高于某一数值时作出声光报警，提醒被测者让其早作准备，同时通过无线传输传到上位机，在上位机上进行数据处理和保存，比如数据显示和报警、数据存储、数据查询、生成曲线报表等多项功能。

基于红外线测温技术的非接触式温度监测方案摘要：随着人们对健康和安全的关注度不断提高，非接触式温度监测技术在各种场合中得到了广泛应用。

本文将重点介绍基于红外线测温技术的非接触式温度监测方案。

首先，我们将介绍该技术的工作原理和特点，然后探讨其在不同领域中的应用，最后讨论其存在的一些挑战和未来发展方向。

1. 引言非接触式温度监测技术基于红外线测温原理，可以实现对物体表面温度的无接触测量。

相比传统接触式温度监测方式，它具有快速、准确、无感知和安全等优点，被广泛应用于医疗、工业、建筑和运输等领域。

2. 工作原理和特点基于红外线测温技术的非接触式温度监测方案主要利用红外线摄像机或测温仪器来捕捉物体辐射出的红外线，并通过计算和转换将其转化为目标物体的表面温度。

这一技术的特点包括：(1) 高效性：红外线测温技术能够对大量物体进行快速测量，大大提高了测温效率。

(2) 非接触性：该技术可以在不接触目标物体的情况下进行温度测量，避免了交叉感染和伤害风险。

(3) 高精度：红外线测温技术可以实现高精度的温度测量，通常在0.1℃范围内。

(4) 易于使用：该技术简单易用，无需培训即可操作，适用于各种使用场景。

3. 应用领域基于红外线测温技术的非接触式温度监测方案已经在以下领域得到了广泛应用：3.1 医疗卫生在当前全球面临新冠肺炎疫情的背景下，红外线测温技术在医疗卫生领域的应用尤为突出。

无论是在公共场所、机场、车站等交通枢纽，还是在医院、诊所、实验室等地，红外线测温技术被用于体温监测和筛查。

3.2 工业生产在工业领域，红外线测温技术常用于高温工作环境中的温度监测。

例如，钢铁、玻璃、陶瓷等行业中，高温炉炉温检测可以通过红外线测温技术实现，提高了工作效率和生产安全。

3.3 建筑物管理在建筑领域，通过红外线测温技术进行建筑物表面温度监测，能够帮助及时发现建筑物的热漏点和能量浪费问题，优化能源管理，提高建筑物的节能效率。

3.4 运输安全在交通运输领域，红外线测温技术被广泛应用于公共交通工具、机场、车站等场所，用于无接触式的乘客体温监测，帮助防控传染病的传播。

基于红外成像技术的人体非接触式生命体征监测系统研究随着科技不断的发展，人们对于医疗技术的要求越来越高。

在当今全球爆发的新冠病毒疫情背景下，人体生命体征监测的重要性更加彰显。

传统的体温难以满足非接触式监测的需求，因此基于红外成像技术的人体非接触式生命体征监测系统得到广泛的应用，本文将对该技术进行深入剖析。

一、红外成像技术简介红外辐射是指波长在0.75~1000微米范围内的电磁波辐射，属于热辐射的一种。

红外成像技术正是利用了人体的红外辐射，其基本原理是：红外辐射能够较快传递到人体表面上，然后人体再向外发射发热辐射。

将产生的红外光线放大后进行采集，通过对被采集的图像进行处理，从而提取出体表的温度信息。

二、红外成像技术在人体生命体征监测中的应用由于新冠病毒疫情的爆发，红外成像技术逐渐成为了非接触式人体生命体征监测的主流方案。

其优点主要有以下几个方面：1.非接触式：传统的体温计需要直接接触人体，使用比较不方便且卫生问题十分严峻，而红外成像技术可以通过无线信号来接收，不会产生安全隐患。

2.高效性：红外热像仪可以在很短的时间内扫描一大批人群，所用时间比传统测量方式更短，能够节约更多的时间。

3.可靠性：体温计准确性并不高，而红外成像技术能够监测人体的温度分布，更具精度和可靠性。

红外成像技术在体温检测上发挥着重要作用，尤其在机场、车站等高人流量场景下，可有效地防控疫情的传播。

同时，该技术也广泛应用于医疗领域，比如老年病房、产房、儿科等，不用接触直接测温更加安全卫生，且能够追踪对比体温变化情况，为医生提供更加精准、高效、可靠的参考数据，运用范围广泛。

三、技术的发展和趋势现有的红外成像技术主要分为两类：活体红外头疗法和红外热像仪。

1.活体红外头疗法是将几个红外探头放在患者头部和脖子上进行测量，检测时需要将探头与体表接触，监测范围较为局限性，且会产生接触感，有可能破坏皮肤屏障，增加感染的风险。

2.红外热像仪是目前应用最广的体温监测设备，也是非接触式的人体生命体征监测技术之一。

一种工业用红外温度测量系统模型设计工业用红外温度测量系统是一种非接触式测量温度的技术。

其模型设计可以包括以下几个主要组成部分：1. 红外传感器：选择具有高灵敏度和精度的红外传感器，以便准确地感知目标物体的红外辐射。

2. 红外光学系统：包括透镜、滤光片和反射镜等光学元件，用于聚焦和收集目标物体发出的红外辐射。

3. 信号处理器：将从红外传感器接收到的红外辐射信号转换为数字信号，并对其进行滤波、放大和修正等处理，以提供准确的温度测量结果。

4. 显示与控制单元：将处理后的温度信号进行数字信号转换，并将结果显示在液晶显示屏或其他界面上。

同时，还可以设置报警阈值和控制输出信号，以实现温度控制和报警功能。

5. 供电与接口模块：提供系统所需的电源供应，并与其他设备或系统进行通信，如使用RS485、MODBUS等现场总线协议实现远程监控和控制。

在设计工业用红外温度测量系统时，需要考虑以下几个关键点：1. 测量范围：根据应用需求确定温度测量范围，选择合适的红外传感器和信号处理器，以确保系统能够准确测量目标物体的温度。

2. 测量精度：根据应用需求，选择具有较高精度的红外传感器和信号处理器，以提供准确的温度测量结果。

3. 抗干扰性能：考虑到工业环境中可能存在的干扰源，如电磁干扰、振动等，采取相应的防护措施，如使用屏蔽材料、增加滤波电路等，以保证系统的稳定性和可靠性。

4. 反应时间：根据应用需求确定系统的响应时间，选择合适的红外传感器和信号处理器，以提供满足要求的测量速度。

5. 防护等级：根据工业环境的要求，选择合适的防护等级和材料，以确保系统能够在恶劣的环境条件下正常工作。

总之，工业用红外温度测量系统模型设计需要考虑测量范围、测量精度、抗干扰性能、反应时间和防护等级等因素，以满足工业生产过程中的温度测量需求。