【正文】 .. . . ..摘 要紅外模組是匯集其視場內(nèi)目標(biāo)的紅外輻射能量，將紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字信號的傳感器，它具有非接觸測溫方式、溫度分辨率高、響應(yīng)速度快、不擾動被測目標(biāo)溫度分布場、測量精度高、穩(wěn)定性好和使用壽命長等一系列優(yōu)點，比傳統(tǒng)的接觸式測溫有更多的場合適應(yīng)性。本文介紹了一種基于單片機(jī)實用溫度實時檢測和記錄系統(tǒng)。它的設(shè)計思路主要是利用紅外模組傳感器，采集人體發(fā)射出的紅外線，得到數(shù)字信號送入單片機(jī)，由MCS51單片機(jī)通過溫度補償來實現(xiàn)溫度值的轉(zhuǎn)換并送入LCD1602顯示和超溫聲光報警功能，同時通過無線模塊進(jìn)行中短距離傳輸?shù)絇C機(jī)和組態(tài)王Kingview進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存和后臺處理等功能。本設(shè)計實現(xiàn)了非接觸式的溫度測量，并且感應(yīng)時間在3秒以內(nèi)，176。C,176。C以內(nèi)，實現(xiàn)了無線傳輸?shù)浇M態(tài)王的控制，并且在組態(tài)王上實現(xiàn)了溫度的存儲、查詢、報表顯示等多種功能。關(guān)鍵詞：紅外測溫系統(tǒng)；非接觸式；組態(tài)王；無線傳輸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 noncontact 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 contacttype temperature adaptability more occasions.This paper introduces a practical temperature based on single chip realtime detection and recording system. Its design concept is the use of the main infrared sensor module to collect the body emits infrared, get the digital signal into the microcontroller, the MCS51 microcontroller to achieve temperature pensation by the conversion temperature and overtemperature into the LCD1602 display and sound and light alarm , Through shortrange wireless module for transmission to the PC, and Kingview preservation and backoffice data processing functions. The Design and Implementation of a noncontact temperature measurement, and induction time of 3 seconds or less, resolution to 176。 C, accuracy 176。 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。wirelesstransmission目 錄引言 …………………………………………………………………………………………11 紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計背景 …………………………………………………………2 單片機(jī)發(fā)展歷程 …………………………………………………………………………2 體溫計的發(fā)展歷程 ………………………………………………………………………32 紅外測溫技術(shù)簡介 ……………………………………………………………………4 溫度測量技術(shù)的概述 ……………………………………………………………………4 紅外測溫原理 ……………………………………………………………………………4 紅外測溫的方法 …………………………………………………………………………53 紅外測溫系統(tǒng)的總體方案選擇 ……………………………………………………6 重要模塊的方案對比與選擇 ……………………………………………………………6 ……………………………………………………………………6 ……………………………………………………………………6 ………………………………………………………………………6 芯片和組態(tài)王介紹 ………………………………………………………………………6 …………………………………………………………………7 …………………………………………………………………………8 ………………………………………………………………………9 …………………………………………………………………11 ………………………………………………………………………………12 ………………………………………………………………………14 ………………………………………………………………………14 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計方案 ………………………………………………………………16 系統(tǒng)軟件設(shè)計方案 ……………………………………………………………………174 紅外測溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計 …………………………………………………………18 主從單片機(jī)處理模塊 …………………………………………………………………18 TN9紅外測溫模塊接口設(shè)計 …………………………………………………………18 無線收發(fā)CC1100E模塊接口設(shè)計 ………………………………………………………19 RS232A電平轉(zhuǎn)換模塊 ……………………………………………………………………20 液晶顯示和聲光報警模塊 ……………………………………………………………21 鍵盤模塊 ………………………………………………………………………………21 電源設(shè)計模塊 …………………………………………………………………………225 紅外測溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計 …………………………………………………………24 主程序的設(shè)計 …………………………………………………………………………24 ………………………………………………………………24 ………………………………………………………………25 TN_9紅外測溫程序模塊 ………………………………………………………………26 無線收發(fā)CC1100E程序模塊 ……………………………………………………………29 …………………………………………………………………………29 …………………………………………………………………………30 鍵盤掃描程序模塊 ……………………………………………………………………31 組態(tài)王與單片機(jī)通信程序模塊 ………………………………………………………33 組態(tài)王應(yīng)用設(shè)計 ………………………………………………………………………346 系統(tǒng)調(diào)試和性能分析 ………………………………………………………………38 所用儀器 ………………………………………………………………………………38 焊接與調(diào)試過程 ………………………………………………………………………38 測溫系統(tǒng)的誤差分析 …………………………………………………………………38 系統(tǒng)性能分析 …………………………………………………………………………39 如何減小誤差 …………………………………………………………………………397 結(jié)論 ……………………………………………………………………………………40謝辭 …………………………………………………………………………………………41參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………42附錄 …………………………………………………………………………………………43學(xué)習(xí)參考.. . . ..引言現(xiàn)在社會，隨著生活節(jié)奏的變快，父母在忙碌中抽出時間幫助孩子測體溫是一件非常麻煩的事，而且由于兒童不穩(wěn)定，好動，既耗費時間又費精力；老年人活動不便，使用傳統(tǒng)的體溫計很不方便，而且由于人老眼花，也不能看清體溫計汞柱的位置；現(xiàn)在各種流行病比較多，傳染性比較強，傳統(tǒng)的接觸式測溫系統(tǒng)有很大的局限性，特別是在高發(fā)病的場所諸如學(xué)?；蛘呤聵I(yè)單位里……本文所設(shè)計的紅外體溫檢測系統(tǒng)就是針對這些問題而設(shè)計開發(fā)的，該系統(tǒng)是將微機(jī)技術(shù)、光學(xué)聚焦技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線傳輸技術(shù)和上位機(jī)軟件技術(shù)等相結(jié)合，可以非接觸式的測出人體溫度，通過LCD1602來顯示溫度結(jié)果，當(dāng)人體溫度高于某一數(shù)值時作出聲光報警，提醒被測者讓其早作準(zhǔn)備，同時通過無線傳輸傳到上位機(jī)，在上位機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和保存，比如數(shù)據(jù)顯示和報警、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、生成曲線報表等多項功能。最能體現(xiàn)本設(shè)計的一個例子是，曾經(jīng)甲型H1N1流感盛行一時，甚至能夠通過呼吸傳染，在醫(yī)院的隔離室里，患者采用本設(shè)計快速測溫并通過無線發(fā)送到上位機(jī)，組態(tài)王界面規(guī)劃了整個醫(yī)院的病房號并實時顯示溫度和是否達(dá)到報警信號，醫(yī)生通過界面能夠一目了然的及時的了解到各個病好患者的基本情況，既節(jié)省時間又節(jié)省人力，在某些時候還能夠避免一些悲劇的發(fā)生。本論文的第一章簡要地介紹了非接觸式紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計背景；第二章是對現(xiàn)代紅外測溫的一些技術(shù)介紹；第三章介紹了對紅外測溫系統(tǒng)的總體軟硬件方案的選擇和在設(shè)計過程中所用到的芯片和軟件；第四章則詳細(xì)的介紹了本紅外測溫系統(tǒng)的各個硬件設(shè)計模塊；第五章詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計，以流程圖和重要要代碼說明的方式介紹了各個功能的具體實現(xiàn)；第六章介紹了本設(shè)計系統(tǒng)的調(diào)試和性能分析。1 紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計背景隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的接觸式測溫方式以不能滿足現(xiàn)代一些領(lǐng)域的測溫需求，對非接觸、遠(yuǎn)距離測溫技術(shù)的需求越來越大。本紅外測溫系統(tǒng)設(shè)計的出發(fā)點也正是基于此。 單片機(jī)發(fā)展歷程單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計算機(jī)。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有12部單片機(jī)。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機(jī)在同時工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過PC機(jī)和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。單片機(jī)是一種在線式實時控制計算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。單片機(jī)芯片單片機(jī)是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到