【正文】 陜西理工學院畢業(yè)設計畢業(yè)論文﹙設計﹚任務書院(系) 機械工程學院 專業(yè)班級 測控092班 學生姓名 石濤 一、畢業(yè)論文﹙設計﹚題目 紅外人體溫度測量系統(tǒng)的設計 二、畢業(yè)論文﹙設計﹚工作自 2012 年 11 月 19 日 起至 2013 年 6 月 20 日止三、畢業(yè)論文﹙設計﹚進行地點: 校內 四、畢業(yè)論文﹙設計﹚的內容要求：設計課題簡介： 人體溫度是表征人正常生理活動的重要指標之一，也是臨床上診斷疾病需要檢測的生理指標之一。普通的體溫計雖然可以準確測量人體溫度，但測量時間較長，紅外溫度測量可以實現(xiàn)非接觸、短時間準確測量人體溫度，尤其適合在人流密度高、流行病高發(fā)區(qū)使用。本次設計要求在熟悉目前紅外人體溫度測量原理基礎之上，完成紅外人體溫度測量系統(tǒng)方案設計，要求方案能夠實現(xiàn)連續(xù)測量、數(shù)據(jù)保存、清零、數(shù)據(jù)檢索、測量前校準、超限報警、系統(tǒng)復位等功能，方案整體簡便可行；針對制訂出的設計方案，完成硬件電路部分設計（包括數(shù)據(jù)采集部分、信號調理、數(shù)字顯示部分設計、元器件選型等），并完成相應的圖紙和設計說明書（論文），完成專業(yè)外文資料翻譯任務。 設計內容及要求： 1).搜集有關資料，撰寫畢業(yè)設計開題報告。 2).根據(jù)現(xiàn)有條件，在充分了解目前紅外溫度測量原理的基礎上提出合理的系統(tǒng)總體設計方案。 3).擬定紅外人體溫度測量系統(tǒng)方案，完成相應的設計計算，繪制方案原理圖，硬件接線圖，軟件設計，硬件搭接、系統(tǒng)聯(lián)調及標定，要求能夠正確實現(xiàn)測量功能。 4）設計說明書：1份。設計說明書格式要求： 設計說明書應包括：序言、目錄、摘要（中英文）、關鍵詞（中英文）、中圖分類號、正文（含設計方案論證、設計及其它說明等）、結束語和參考文獻等內容，并按照封頁、設計任務書、序言、目錄、摘要、關鍵詞、正文、結束語、參考文獻和封底的順序裝訂。指 導 教 師 張士勇 系(教 研 室) 系(教研室)主任簽名 批準日期 接受論文 (設計)任務開始執(zhí)行日期 學生簽名 石濤 紅外人體溫度測量系統(tǒng)的設計石濤（陜西理工學院機械工程學院測控092班， 陜西 漢中 723003）指導教師：張士勇[摘要] 傳統(tǒng)的體溫測量儀器大多是采用物理原理，大多數(shù)是根據(jù)水銀等隨溫度升降的熱脹冷縮的性質原理設計的，通過讀取刻度值來判斷溫度值，這種方法操作起來不太方便，使用范圍比較局限，而且測量所需要的時間較長【1】。為了解決快速測量和高精度的問題，本設計提供了一種新的溫度測量方案，本系統(tǒng)是由TS1183紅外線溫度傳感器、16位雙信道串行A/D高精度放大器AD770STC89C52單片機、LCD1602液晶顯示器、DS1302時鐘電路和報警電路等構成，從而實現(xiàn)了非接觸式紅外快速測溫的目的，它能夠在較短的時間內準確測量出人體的溫度，當測得的溫度超出設定范圍時即自動啟用報警電路進行超標報警，并且還能顯示當前測溫的時間。運用比較方便，功能較多。本文對該系統(tǒng)提出了具體的設計方案，討論了紅外線非接觸式體溫測量的基本原理，進行了方案的可行性論證。同時設計出了電路圖和程序流程圖并編寫有程序控制。由于利用了單片機及數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)點，使得系統(tǒng)的各個方面的性能得到了顯著的提高。 [關鍵詞] 紅外線溫度傳感器；非接觸測量；A/D轉換器；STC89C52單片機 A Design Of IRstyle Temperature measuring systemShi tao（Grade09,class2,Mechanical Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003， Shaanxi ）Tutor：zhang shi yongAbstract:Most of the conventional temperature measuring instruments is the use of physical principles, most of the mercury with the temperature according to thermal expansion and contraction movements of the nature of the design principles, by reading the scale value to determine the temperature, this method is not very convenient to operate, use of more limited, and the longer time required to measure【1】. In order to solve the problem of rapid measurement and high precision, the design of a new temperature measurement program, the system is posed of infrared temperature sensors TS1183, 16bit dualchannel serial A / D precision amplifier AD7705, STC89C52 microcontroller、 LCD1602 LCD monitor, DS1302 clock circuit and alarm circuits, etc., in order to achieve a rapid noncontact infrared temperature measurement purposes, it can be accurate in a short period of time to measure the body temperature, when the measured temperature exceeds the setting range enabled automatically when the alarm circuit excessive alarm, and also displays the current temperature of the time. The use of more convenient, more functions. This article made specific to the system design discussed noncontact infrared temperature measurement principle, carried out the feasibility demonstration. Also designed the circuit and program flow chart and to prepare a program control. The use of the MCU and the advantages of digital control system makes all aspects of system performance is significantly improved.Key words: infrared temperature sensor。 noncontact measurement。 A/D converter。 STC89C52 MCU4 第 頁 共38頁 目錄1． 緒 論 1 引言 1 選題目的和研究意義 1 發(fā)展歷史和應用領域及發(fā)展現(xiàn)狀 2 發(fā)展趨勢和研究方向及研究方法 32. 紅外測溫原理 4 紅外測溫的基礎理論 4 人體紅外測溫儀的性能指標及作用 8 影響溫度測量的主要因素及修正方法 8 人體紅外線測溫儀的特點 103. 總體設計 11 設計方案與論證 11 傳感器的選擇 11 放大器的選擇 11 顯示部分的選擇 11 控制部分的選擇 11 測量原理 124． 硬件電路的設計 12 設計思路 12 傳感器 13 紅外傳感器結構 13 紅外傳感器的輸出特性 14 環(huán)境溫度補償 15 測量電路 15 AD7705簡介和應用 15 19 時鐘電路 19 DS1302芯片介紹 19 DS1302時鐘信號設置模式 20 DS1302與單片機之間的接口 21 控制電路 21 STC89C52主要性能介紹 22 最小系統(tǒng)電路 23 外界時鐘源電路 24 復位電路 24 LCD1602液晶介紹 25 端口的定義 25 操作時序圖 26 27 報警電路 295. 軟件設計 29 設計思路 29 測量原理 30 環(huán)境溫度Tamb的計算 30 目標溫度Tobj的計算 30 濾波程序的設計 31 數(shù)據(jù)格式轉換 32 時鐘子程序 33 程序流程圖 356. 測試方法和數(shù)據(jù)分析 36 測試方法 36 硬件測試 36 軟件測試 36 數(shù)據(jù)分析 377. 結 論 371． 緒 論 引言 在臨床醫(yī)學中，體溫是一個及其重要的生理參數(shù)。病人的體溫為醫(yī)生提供了極為重要的生理狀態(tài)的各種信息。傳統(tǒng)的水銀式體溫計和電子式體溫計是通過口腔、腋窩、直腸等直接接觸體表來測量人體的平均溫度。其缺點是測量時間比較長，受測量位置的影響較大，給使用者帶來諸多不便。2003年“非典”疫情的爆發(fā)，對人體體溫測量技術提出了更高的要求，急需一種更加安全、方便、衛(wèi)生的非接觸測量工具進行測量人體溫度。紅外輻射式體溫儀應用紅外線輻射測量原理實現(xiàn)了人體體溫的非接觸測量，非接觸式人體體溫測量是一種理想的解決方法，該測量裝置不會對人體構成任何威脅?，F(xiàn)在市場上普遍應用德國TS1183表面溫度測量傳感器，用其進行非接觸式測量的體溫儀具有精度高、成本低、安全的特點，市場應用前景廣泛。在2003年全國防“非典”斗爭中，中科院上海技術物理研究所在863計劃高技術成果的基礎上對紅外技術應用于非接觸式測溫進行了深入研究，在短時間內開發(fā)成功了“非接觸式紅外測溫儀”，打開了國內“非接觸式測量”的新篇章，但這種裝置受一定因素影響，測量結果還有待進一步進行校正。在國外，非接觸式紅外測溫儀已經非常先進了，自1999年就有很多國家致力于這方面的開發(fā)研究。到現(xiàn)在為止，很多國家的產品已經達到國際先進水平，并已廣泛應用于各個領域。比如，美國早在2001年就頒布了有關紅外測溫儀的計量標準，美國雷泰公司生產的ST系列紅外測溫儀已達到了世界領先水平。由于紅外測溫儀測溫范圍寬，除了用于人體溫度檢測外，還可用于電器的紅外測量、供暖的紅外測量、運輸汽車維修時的紅外測溫等各個領域。因此，它具有廣泛的開發(fā)前景。本文設計的紅外快速測量人體溫度的裝置，是由TS1183紅外溫度傳感器、雙信道A/D轉換器AD770STC89C52單片機、LCD1602液晶顯示屏、報警和時鐘電路等電路組成，從原理的設計到方案的論證，最后到實際制作和調試，都達到了預期的效果。 選題目的和研究意義 改進傳統(tǒng)的測溫方式，讓測溫變的更加簡便快速準確。 在臨床醫(yī)學中，體溫是一個重要的人體生理參數(shù)。它是人體生命活動的基本特征，也是觀測人體機能是否正常的重要指標之一。所以體溫計無論是在日常保健和還是臨床診斷上，都是必不可少的醫(yī)用計量器具。傳統(tǒng)的體溫計主要是水銀式體溫計。水銀體溫計雖然價格便宜，性能穩(wěn)定，但也有許多弊端：其一，水銀體溫計遇熱或放置不當，容易破裂使水銀泄露，從而造成人體接觸中毒、污染環(huán)境；其二，水銀體溫計是根據(jù)水銀隨溫度升降的熱脹冷縮的性質，通過讀取刻度值來判斷溫度的高低，有時由于光線較暗或其它因素的影響，使觀察者難以準確判斷體溫值；其三，采用水銀體溫計測量體溫時，往往要等待較長的時間，使其能夠充分受熱。由于醫(yī)學發(fā)展的需要，在很多情況下，傳統(tǒng)的溫度計己經滿足不了快速而又準確的測溫要求，例如車站和機場等人口密度較大的地