【正文】 目 錄引言 …………………………………………………………………………………………11 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景 …………………………………………………………2 單片機(jī)發(fā)展歷程 …………………………………………………………………………2 體溫計(jì)的發(fā)展歷程 ………………………………………………………………………32 紅外測(cè)溫技術(shù)簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………………4 溫度測(cè)量技術(shù)的概述 ……………………………………………………………………4 紅外測(cè)溫原理 ……………………………………………………………………………4 紅外測(cè)溫的方法 …………………………………………………………………………53 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的總體方案選擇 ……………………………………………………6 重要模塊的方案對(duì)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(jì)方案 ………………………………………………………………16 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………………………………174 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) …………………………………………………………18 主從單片機(jī)處理模塊 …………………………………………………………………18 TN9紅外測(cè)溫模塊接口設(shè)計(jì) …………………………………………………………18 無(wú)線(xiàn)收發(fā)CC1100E模塊接口設(shè)計(jì) ………………………………………………………19 RS232A電平轉(zhuǎn)換模塊 ……………………………………………………………………20 液晶顯示和聲光報(bào)警模塊 ……………………………………………………………21 鍵盤(pán)模塊 ………………………………………………………………………………21 電源設(shè)計(jì)模塊 …………………………………………………………………………225 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) …………………………………………………………24 主程序的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………24 ………………………………………………………………24 ………………………………………………………………25 TN_9紅外測(cè)溫程序模塊 ………………………………………………………………26 無(wú)線(xiàn)收發(fā)CC1100E程序模塊 ……………………………………………………………29 …………………………………………………………………………29 …………………………………………………………………………30 鍵盤(pán)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(jì) ………………………………………………………………………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(guò)程 ………………………………………………………………………38 測(cè)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(huì)，隨著生活節(jié)奏的變快，父母在忙碌中抽出時(shí)間幫助孩子測(cè)體溫是一件非常麻煩的事，而且由于兒童不穩(wěn)定，好動(dòng)，既耗費(fèi)時(shí)間又費(fèi)精力；老年人活動(dòng)不便，使用傳統(tǒng)的體溫計(jì)很不方便，而且由于人老眼花，也不能看清體溫計(jì)汞柱的位置；現(xiàn)在各種流行病比較多，傳染性比較強(qiáng)，傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫系統(tǒng)有很大的局限性，特別是在高發(fā)病的場(chǎng)所諸如學(xué)?；蛘呤聵I(yè)單位里……本文所設(shè)計(jì)的紅外體溫檢測(cè)系統(tǒng)就是針對(duì)這些問(wèn)題而設(shè)計(jì)開(kāi)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(wú)線(xiàn)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(cè)出人體溫度，通過(guò)LCD1602來(lái)顯示溫度結(jié)果，當(dāng)人體溫度高于某一數(shù)值時(shí)作出聲光報(bào)警，提醒被測(cè)者讓其早作準(zhǔn)備，同時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)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(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、生成曲線(xiàn)報(bào)表等多項(xiàng)功能。 C, accuracy 176。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了非接觸式的溫度測(cè)量，并且感應(yīng)時(shí)間在3秒以?xún)?nèi)，176。.. . . ..摘 要紅外模組是匯集其視場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)的紅外輻射能量，將紅外能量聚焦在光電探測(cè)儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字信號(hào)的傳感器，它具有非接觸測(cè)溫方式、溫度分辨率高、響應(yīng)速度快、不擾動(dòng)被測(cè)目標(biāo)溫度分布場(chǎng)、測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好和使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，比傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫有更多的場(chǎng)合適應(yīng)性。C,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。最能體現(xiàn)本設(shè)計(jì)的一個(gè)例子是，曾經(jīng)甲型H1N1流感盛行一時(shí)，甚至能夠通過(guò)呼吸傳染，在醫(yī)院的隔離室里，患者采用本設(shè)計(jì)快速測(cè)溫并通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)送到上位機(jī)，組態(tài)王界面規(guī)劃了整個(gè)醫(yī)院的病房號(hào)并實(shí)時(shí)顯示溫度和是否達(dá)到報(bào)警信號(hào)，醫(yī)生通過(guò)界面能夠一目了然的及時(shí)的了解到各個(gè)病好患者的基本情況，既節(jié)省時(shí)間又節(jié)省人力，在某些時(shí)候還能夠避免一些悲劇的發(fā)生。 單片機(jī)發(fā)展歷程單片機(jī)也被稱(chēng)為微控制器（Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢(xún)r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專(zhuān)用處理器，而普通的型號(hào)出廠(chǎng)價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。汽車(chē)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(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類(lèi)的數(shù)量還要多。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開(kāi)發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話(huà)，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 體溫計(jì)的發(fā)展歷程體溫計(jì)又稱(chēng)“醫(yī)用溫度計(jì)” 。人體溫度的變化一般在35℃到42℃之間，所以體溫計(jì)的刻度通常是35℃到42℃，而且每度的范圍又分成為10份，因此體溫計(jì)可精確到1/10度。第一個(gè)體溫計(jì)是伽利略在16世紀(jì)時(shí)發(fā)明的。所以，體溫的小小變化就會(huì)導(dǎo)致玻璃管內(nèi)水銀的大幅度上升。1742年又發(fā)明了0～100176。1865年，英國(guó)的阿爾伯特發(fā)明了一種很有特色的體溫計(jì)，特點(diǎn)是儲(chǔ)存水銀的細(xì)管里有一狹道，當(dāng)體溫計(jì)接觸人體后，水銀很快升到人體實(shí)際體溫處，取出后水銀柱不下降，而是在狹道處斷開(kāi)，使狹道以上部分始終保持體溫度數(shù)。電子體溫計(jì)分為實(shí)測(cè)式電子溫度計(jì)和預(yù)測(cè)式電子體溫計(jì)兩種，可通過(guò)數(shù)字觀看，比較方便。 溫度測(cè)量技術(shù)的概述普通溫度測(cè)量技術(shù)經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展已近于成熟。此溫度測(cè)量系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)大面積的測(cè)溫，也可以是被測(cè)物體上某一點(diǎn)的溫度測(cè)量；可以是便攜式，也可以是固定式，并且使用方便；它的制造工藝簡(jiǎn)單，成木較低，測(cè)溫時(shí)不接觸被測(cè)物體，具有響應(yīng)時(shí)間短、不干擾被測(cè)溫場(chǎng)、使用壽命長(zhǎng)、操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，但利用紅外輻射測(cè)量溫度，也必然受到物體發(fā)射率、測(cè)溫距離、煙塵和水蒸氣等外界因素的影響，其測(cè)量誤差較大。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定，即： （21）。亮度測(cè)溫法無(wú)需環(huán)境溫度補(bǔ)償，發(fā)射率誤差較小，測(cè)溫精度高，但工作于短波區(qū)，只適于高溫測(cè)量。由普朗克公式可推導(dǎo)出輻射體溫度與檢測(cè)電壓之間的關(guān)系式：V=RaεσT4=KT4 （22）式中K=Raεσ，由實(shí)驗(yàn)確定，定標(biāo)時(shí)ε取1T—被測(cè)物體的絕對(duì)溫度R——探測(cè)器的靈敏度a——與大氣衰減距離有關(guān)的常數(shù)ε——輻射率σ——斯蒂芬—玻耳茲曼常數(shù)因此，可以通過(guò)檢測(cè)電壓而確定被測(cè)物體的溫度，上式表明探測(cè)器輸出信號(hào)與目標(biāo)溫度呈非線(xiàn)性關(guān)系，V與T的四次方成正比，所以要進(jìn)行線(xiàn)性化處理。IRTP系列紅外測(cè)溫系統(tǒng)是一種集成專(zhuān)用信號(hào)處理電路以及環(huán)境溫度補(bǔ)償電路的多用途紅外溫度測(cè)量系統(tǒng)，它屬于工業(yè)測(cè)溫傳感器。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線(xiàn)能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。方案一：采用PT2262/2272加無(wú)編碼的發(fā)射與接收頭，該電路采用超再聲發(fā)射電路，采用315MHZ的發(fā)射頻率，雖然發(fā)射距離遠(yuǎn)，但要求供電電壓高更多的是適合在遙控方面，而在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)卻容易出錯(cuò)。方案一：使用數(shù)碼管顯示。所以選擇方案二。本測(cè)溫系統(tǒng)選擇的STC89C51RC單片機(jī)，下面是STC89C51RC單片機(jī)相關(guān)資料信息：STC89C51RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路。 STC89C51RC單片機(jī)引腳圖STC89C51RC單片機(jī)的特點(diǎn)：（1）增強(qiáng)型6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期8051 CPU；（2）工作電壓：；（3）工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80M，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz；（4）4k的Flash程序存儲(chǔ)器；（5）片上集成512字節(jié)RAM；（6）ISP/IAP，無(wú)須專(zhuān)用編程器/仿真器；（7）通用I/O口，復(fù)位后：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口開(kāi)漏輸出，作為總線(xiàn)擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)需加上拉電阻；（8）EEPROM功能；（9）看門(mén)狗；（10）內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路（外部晶體20M以下時(shí)，可省復(fù)位電路）。在設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇紅外線(xiàn)檢測(cè)器件時(shí)，首先考慮的是器件的以下性能因素:光譜響應(yīng)范圍、響應(yīng)速度、有效檢測(cè)面積、元件數(shù)量、制冷方式和檢測(cè)目標(biāo)的溫度。 紅外測(cè)溫傳感器引腳圖，V為電源引腳VCC，VCC一般為3V到5V之間的電壓，；D為數(shù)據(jù)接收引腳，沒(méi)有數(shù)據(jù)接收時(shí)D為高電平；C為2KHz Clock輸出引腳；G為接地引腳；A為測(cè)溫啟動(dòng)信號(hào)引腳，低電平有效。計(jì)算公式：目標(biāo)溫度/環(huán)境溫度=Temp/ (31)其中Temp為十進(jìn)制，當(dāng)把它轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的高八位為MSB，低八位為L(zhǎng)SB；比如MSB為0x14H，LSB為0x2Ah，則Temp十六進(jìn)制時(shí)為0x142aH，十進(jìn)制時(shí)為5162，則測(cè)得的溫度值為5162/=℃.CC1100E是一款SubGHz高性能射頻收發(fā)器，設(shè)計(jì)旨在用于極低功耗RF應(yīng)用。低噪聲放大器(LNA)將接收到的RF信號(hào)放大，并在求積分(I和Q)過(guò)程中被降壓轉(zhuǎn)換至中頻(IF)。頻率合成器包括一個(gè)完全片上LC VCO和一個(gè)90度相位轉(zhuǎn)換器，以在接收模式下向降壓轉(zhuǎn)換混頻器生成I和Q LO信號(hào)。數(shù)字基帶包括對(duì)信道配置、數(shù)據(jù)包處理以及數(shù)據(jù)緩沖的支持。（2）選通脈沖CSn低電平/高電平。（6）當(dāng)SO再次變低時(shí)，復(fù)位完成，芯片處于IDLE狀態(tài)。SPI接口上的所有事務(wù)均以一個(gè)報(bào)頭字節(jié)作為開(kāi)始，該字節(jié)包含一個(gè)R/W。在傳輸報(bào)頭字節(jié)或讀/寫(xiě)寄存器期間，如果CSn電平升高，那么傳輸就會(huì)被取消。除非芯片處在SLEEP或XOFF狀態(tài)，否則SO引腳總會(huì)在CSn變?yōu)榈碗娖揭院罅⒓醋優(yōu)榈碗娖健?MAX232引腳圖MAX232C內(nèi)部結(jié)構(gòu)：（1）電荷泵電路。由11114腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。（3）供電。（1）顯示容量:162個(gè)字符（2）芯片工作電壓:—（3）工作電流:()（4）模塊最佳工作電壓: 1602內(nèi)部控制指令序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示0