【正文】 方案三：采用凌陽公司生產(chǎn)的型號(hào)為TN9紅外溫度傳感器，它是一種集成的紅外探測(cè)器，內(nèi)部有溫度補(bǔ)償電路和線性處理電路，輸出數(shù)字信號(hào)，它的響應(yīng)速度快、精度高、穩(wěn)定性好，故選擇此方案。熱釋電紅外線傳感器是80年代發(fā)展器起來的一種新型高靈敏度探測(cè)元件。 重要模塊的方案對(duì)比與選擇方案一：采用紅外線溫度傳感器IRTP。選用這種方法是因?yàn)橹械蜏匚矬w的波長(zhǎng)較大，輻射信號(hào)很弱，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。 紅外測(cè)溫的方法通過測(cè)量輻射物體的全波長(zhǎng)的熱輻射來確定物體的輻射溫度的稱為全輻射測(cè)溫法；通過測(cè)量物體在一定波長(zhǎng)下的單色輻射亮度來確定它的亮度溫度的稱為亮度測(cè)溫法；通過被測(cè)物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的單色輻射亮度之比隨溫度變化來定溫的稱為比色測(cè)溫法。 紅外測(cè)溫原理紅外測(cè)溫儀的測(cè)溫原理是黑體輻射定律，眾所周知，自然界中一切高于絕對(duì)零度的物體都在不停向外輻射能量，物體的向外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。非接觸式紅外測(cè)溫也叫輻射測(cè)溫，一般使用熱電型或光電探測(cè)器作為檢測(cè)元件。2 紅外測(cè)溫技術(shù)簡(jiǎn)介紅外測(cè)溫技術(shù)在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)，設(shè)備在線故障診斷和安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。到了現(xiàn)代，開始流行使用電子體溫計(jì)。膜狀液晶體溫計(jì)在體溫正常時(shí)呈現(xiàn)綠色，低燒呈現(xiàn)黃色，高燒呈現(xiàn)紅色。1714年，德國(guó)物理學(xué)家華倫海特研制了在水的冰點(diǎn)和人的體溫范圍內(nèi)設(shè)定刻度的水銀體溫計(jì)。當(dāng)水銀被加熱時(shí)，它會(huì)發(fā)生膨脹，沿著非常狹窄的玻璃管上升。其它溫度計(jì)絕對(duì)不能甩動(dòng)，這是體溫計(jì)與其他液體溫度計(jì)的一個(gè)主要區(qū)別。泡里的水銀由于受到體溫的影響，產(chǎn)生微小的變化，水銀體積的膨脹，使管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度發(fā)生明顯的變化。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。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。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?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)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(yáng)鑣。本紅外測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)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?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，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢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300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(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PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(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(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)的通過你編寫的程序可以實(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“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，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)溫度呈非線性關(guān)系，V與T的四次方成正比，所以要進(jìn)行線性化處理。IRTP系列紅外測(cè)溫系統(tǒng)是一種集成專用信號(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(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口開漏輸出，作為總線擴(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）看門狗；（10）內(nèi)部集成MAX810專用復(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)過程中選擇紅外線檢測(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)作為開始，該字節(jié)包含一個(gè)R/W。在傳輸報(bào)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(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00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 LCD1602讀操作時(shí)序 LCD1602寫操作時(shí)序HYM2576系列調(diào)節(jié)器是單片集成電路，它可以提供降壓轉(zhuǎn)換器（Buck）的功能，它同時(shí)具有驅(qū)動(dòng)3A負(fù)載電流，且有著極好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。在特定輸入和輸出負(fù)載的條件下，HYM2576的輸出可以保證177。HYM2596 還具有循環(huán)限流和過溫關(guān)斷功能。（1）全中文界面,可以運(yùn)行在Windows 環(huán)境下,包括Windows 98P2000PNT 等。（5）提供了上百個(gè)函數(shù),大大簡(jiǎn)化了編程過程,減輕了工作量,提高了工作效率。（9）具有動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換功能(DDE),這使得它可以和Windows環(huán)境下的大部軟件或開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。 組態(tài)王字節(jié)數(shù)據(jù)格式起始位數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位停止位在組態(tài)王中定義設(shè)備地址的格式（1）格式：＃＃．＃ 前面的兩個(gè)字符是設(shè)備地址，范圍為0－255，此地址為單片機(jī)的地址，由單片機(jī)中的程序決定；后面的一個(gè)字符是用戶設(shè)定是否打包，“0”為不打包、“1”為打包,用戶一旦在定義設(shè)備時(shí)確定了打包，組態(tài)王將處理讀下位機(jī)變量時(shí)數(shù)據(jù)打包的工作。bit1= 0：不打包。數(shù)據(jù)地址： 2字節(jié)4個(gè)ASCII碼，0x0000~0xffff數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)：1字節(jié)2個(gè)ASCII碼，1—100，實(shí)際讀寫的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。硬件的流程是主控制器通過不斷的掃描鍵盤，當(dāng)掃描到鍵值要求開始測(cè)溫時(shí)，判斷是測(cè)量環(huán)境溫度還是目標(biāo)溫度，然后發(fā)送開始允許測(cè)溫指令給TN_9，TN_9執(zhí)行測(cè)溫任務(wù)并把測(cè)量結(jié)果送往主控制器，主控制器處理溫度后實(shí)時(shí)顯示到LCD1602模塊上，同時(shí)，主控制器將是實(shí)時(shí)溫度值與設(shè)定的溫度上限值比較，如果滿足報(bào)警條件，則開啟聲光報(bào)警，同時(shí)，主控制器不斷地掃描鍵盤，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵值允許開啟無線傳輸模塊,則將實(shí)時(shí)溫度值傳至從處理器，從處理器通過串口將溫度經(jīng)RS232電平轉(zhuǎn)換模塊傳到組態(tài)王軟件，在組態(tài)王里面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、生成曲線報(bào)表等多項(xiàng)功能。主程序模塊紅外測(cè)溫鍵盤掃描液晶顯示聲光報(bào)警無線傳輸主程序模塊無線傳輸組態(tài)王通信 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的軟件方案設(shè)計(jì)框圖，主程序模塊主要完成系統(tǒng)初始化，溫度的檢測(cè)，串行口通信，鍵盤和顯示等功能，其中系統(tǒng)初始化包括:串口通信中斷的初始化、液晶顯示的初始化，無線傳輸初始化；紅外測(cè)溫模塊包括：獲取溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算溫度值。 主從單片機(jī)處理模塊該紅外測(cè)溫系統(tǒng)是以STC89C51單片機(jī)為核心器件，此單片機(jī)模塊的工作原理是：加載相應(yīng)程序的STC89C51單片機(jī)把紅外測(cè)溫模塊傳來的數(shù)據(jù)加以處理，送LCD液晶顯示和無線傳輸，必要時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。 TN9紅外測(cè)溫模塊接口設(shè)計(jì)紅外測(cè)溫模塊采用非接觸手段，解決了傳統(tǒng)測(cè)溫中需要接觸的問題，具有回應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 無線傳輸模塊電路圖，GDO0和GDO2通用數(shù)字輸出引腳,功能有測(cè)試信號(hào)，F(xiàn)IFO狀態(tài)信號(hào)，空閑信道指示，時(shí)鐘輸出，從XOSC分頻，串行輸出RX 數(shù)據(jù)；SI用途數(shù)據(jù)的輸入；SO用于數(shù)據(jù)的輸出；SCK為串行時(shí)鐘輸入；CSN為片選引腳，高電平有效，用于選擇是否數(shù)據(jù)輸出。RS232C是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平，然后返回TTL電平。 RS232轉(zhuǎn)換電路，MAX232電路內(nèi)部很難實(shí)現(xiàn)較大電容，所以周圍的電容是電源變換的儲(chǔ)能電容，它使用電荷泵把5V轉(zhuǎn)換成串口的正負(fù)電源，外接的4個(gè)電容就是電荷泵電路的一部分。輸出內(nèi)容為英文提示、實(shí)時(shí)溫度值和無線傳輸標(biāo)志位；同時(shí)，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值到達(dá)設(shè)定的上下限值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，在發(fā)聲方面，考慮到體積和功耗的因素，本設(shè)計(jì)使用了PNP三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器；用紅色發(fā)光二極管作為發(fā)光報(bào)警。鍵盤模塊設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 鍵盤電路原理圖，鍵盤模塊采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，采用3個(gè)獨(dú)立式鍵盤。電源模塊由兩個(gè)相互獨(dú)立的穩(wěn)壓電路模塊組成。經(jīng)過考慮和測(cè)試，本系統(tǒng)的5V采用78L05穩(wěn)壓芯片得到。輸出電容C的公式（單位μF）