【正文】 目 錄引言 …………………………………………………………………………………………11 紅外測溫系統(tǒng)的設(shè)計背景 …………………………………………………………2 單片機發(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 ……………………………………………………………………………………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備，同時通過無線傳輸傳到上位機，在上位機上進行數(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。 C, accuracy 176。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。.. . . ..摘 要紅外模組是匯集其視場內(nèi)目標的紅外輻射能量，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。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，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。 單片機發(fā)展歷程單片機也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。早期的單片機都是8位或4位的。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，但因為性價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。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。汽車上一般配備40多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 體溫計的發(fā)展歷程體溫計又稱“醫(yī)用溫度計” 。人體溫度的變化一般在35℃到42℃之間，所以體溫計的刻度通常是35℃到42℃，而且每度的范圍又分成為10份，因此體溫計可精確到1/10度。第一個體溫計是伽利略在16世紀時發(fā)明的。所以，體溫的小小變化就會導(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，英國的阿爾伯特發(fā)明了一種很有特色的體溫計，特點是儲存水銀的細管里有一狹道，當(dāng)體溫計接觸人體后，水銀很快升到人體實際體溫處，取出后水銀柱不下降，而是在狹道處斷開，使狹道以上部分始終保持體溫度數(shù)。電子體溫計分為實測式電子溫度計和預(yù)測式電子體溫計兩種，可通過數(shù)字觀看，比較方便。 溫度測量技術(shù)的概述普通溫度測量技術(shù)經(jīng)過相當(dāng)長時間的發(fā)展已近于成熟。此溫度測量系統(tǒng)比較簡單，可以實現(xiàn)大面積的測溫，也可以是被測物體上某一點的溫度測量；可以是便攜式，也可以是固定式，并且使用方便；它的制造工藝簡單，成木較低，測溫時不接觸被測物體，具有響應(yīng)時間短、不干擾被測溫場、使用壽命長、操作方便等一系列優(yōu)點，但利用紅外輻射測量溫度，也必然受到物體發(fā)射率、測溫距離、煙塵和水蒸氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。黑體的光譜輻射出射度由普朗克公式確定，即： （21）。亮度測溫法無需環(huán)境溫度補償，發(fā)射率誤差較小，測溫精度高，但工作于短波區(qū)，只適于高溫測量。由普朗克公式可推導(dǎo)出輻射體溫度與檢測電壓之間的關(guān)系式：V=RaεσT4=KT4 （22）式中K=Raεσ，由實驗確定，定標時ε取1T—被測物體的絕對溫度R——探測器的靈敏度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，可以通過檢測電壓而確定被測物體的溫度，上式表明探測器輸出信號與目標溫度呈非線性關(guān)系，V與T的四次方成正比，所以要進行線性化處理。IRTP系列紅外測溫系統(tǒng)是一種集成專用信號處理電路以及環(huán)境溫度補償電路的多用途紅外溫度測量系統(tǒng)，它屬于工業(yè)測溫傳感器。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。方案一：采用PT2262/2272加無編碼的發(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，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)時卻容易出錯。方案一：使用數(shù)碼管顯示。所以選擇方案二。本測溫系統(tǒng)選擇的STC89C51RC單片機，下面是STC89C51RC單片機相關(guān)資料信息：STC89C51RC單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。 STC89C51RC單片機引腳圖STC89C51RC單片機的特點：（1）增強型6時鐘/機器周期，12時鐘/機器周期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，實際工作頻率可達48MHz；（4）4k的Flash程序存儲器；（5）片上集成512字節(jié)RAM；（6）ISP/IAP，無須專用編程器/仿真器；（7）通用I/O口，復(fù)位后：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時需加上拉電阻；（8）EEPROM功能；（9）看門狗；（10）內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體20M以下時，可省復(fù)位電路）。在設(shè)計過程中選擇紅外線檢測器件時，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、有效檢測面積、元件數(shù)量、制冷方式和檢測目標的溫度。 紅外測溫傳感器引腳圖，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，沒有數(shù)據(jù)接收時D為高電平；C為2KHz Clock輸出引腳；G為接地引腳；A為測溫啟動信號引腳，低電平有效。計算公式：目標溫度/環(huán)境溫度=Temp/ (31)其中Temp為十進制，當(dāng)把它轉(zhuǎn)換成十六進制的高八位為MSB，低八位為LSB；比如MSB為0x14H，LSB為0x2Ah，則Temp十六進制時為0x142aH，十進制時為5162，則測得的溫度值為5162/=℃.CC1100E是一款SubGHz高性能射頻收發(fā)器，設(shè)計旨在用于極低功耗RF應(yīng)用。低噪聲放大器(LNA)將接收到的RF信號放大，并在求積分(I和Q)過程中被降壓轉(zhuǎn)換至中頻(IF)。頻率合成器包括一個完全片上LC VCO和一個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。數(shù)字基帶包括對信道配置、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，復(fù)位完成，芯片處于IDLE狀態(tài)。SPI接口上的所有事務(wù)均以一個報頭字節(jié)作為開始，該字節(jié)包含一個R/W。在傳輸報頭字節(jié)或讀/寫寄存器期間，如果CSn電平升高，那么傳輸就會被取消。除非芯片處在SLEEP或XOFF狀態(tài)，否則SO引腳總會在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)成兩個數(shù)據(jù)通道。（3）供電。（1）顯示容量:162個字符（2）芯片工作電壓:—（3）工作電流:()（4）模塊最佳工作電壓: 1602內(nèi)部控制指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示0