【正文】 可以分為模擬紅外溫度傳感器（內(nèi)含環(huán)境溫度測(cè)量）模塊、放大電路模塊、AD轉(zhuǎn)換電路模塊、MCU主控模塊、按鍵模塊、蜂鳴器模塊、LCD模塊和電源模塊（）。其中為了提高系統(tǒng)的便攜性，電源模塊采取電池供電的方式。紅外耳溫計(jì)的使用方式使得它具有較高的準(zhǔn)確性，但對(duì)于操作起來(lái)比較繁瑣，需要每次都更換探頭，而且對(duì)于大量的測(cè)量不太現(xiàn)實(shí)。這樣測(cè)量得出的溫度數(shù)據(jù)不能反映出人體溫度的真實(shí)信息，而且這些因素的影響是不確定的，因此難以通過(guò)合適的溫度補(bǔ)償來(lái)消除誤差。現(xiàn)在越來(lái)越多的這種測(cè)溫產(chǎn)品供消費(fèi)者選購(gòu)，也越來(lái)越多的人們接觸和了解到紅外測(cè)溫技術(shù)的方便和快捷之處。（4）準(zhǔn)確度高：紅外測(cè)溫是非接觸測(cè)量，不破壞物體本身的溫度分布，因此所測(cè)溫度相對(duì)較為準(zhǔn)確。（2）響應(yīng)速度快：紅外測(cè)溫不像常規(guī)溫度計(jì)那樣，需要與被測(cè)量物體接觸以達(dá)到熱平衡狀態(tài)才能得到正確的溫度數(shù)據(jù)。m的光學(xué)濾光片，其帶通特性有利于溫度的測(cè)量。通常選用波長(zhǎng)為6式中：λ（181。其中溫差電堆由若干熱電偶串聯(lián)組成，熱電偶傳感器測(cè)定溫度與輸出電壓的關(guān)系的測(cè)溫點(diǎn)在接收到紅外輻射能量后溫度升高，因?yàn)椤叭惪诵?yīng)”而產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，其輸出電壓和測(cè)定點(diǎn)的溫度近似成正比例關(guān)系，這是紅外溫度傳感器測(cè)量體溫所依據(jù)的基礎(chǔ)。單色測(cè)溫儀與波段內(nèi)的輻射量成比例；雙色測(cè)溫儀與兩個(gè)波段的輻射量之比成比例。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)元件及其位置確定。這種測(cè)量技術(shù)不需要與被測(cè)對(duì)象接觸，因此屬于非接觸式測(cè)溫?？梢杂靡韵鹿奖磉_(dá)： ε=α （25）由此可看出，任何處于熱平衡下的物體吸收率等于發(fā)射率，即物體的吸收本領(lǐng)越大發(fā)射本領(lǐng)也就越大。影響發(fā)射率的主要因素有：材料種類(lèi)、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等。我們引入一個(gè)隨材料性質(zhì)及表面狀態(tài)變化的輻射系數(shù)，即可把黑體的基本定律應(yīng)用于實(shí)際物體的紅外溫度測(cè)量。 輻射的空間分布規(guī)律—朗伯余弦定律：所謂的郎波余弦定律，就是黑體在任何方向上的輻射強(qiáng)度與觀測(cè)方向相對(duì)于輻射表面法線(xiàn)夾角的余弦成正比： Iθ=K4，為Stefan—Boltzmann常數(shù)，ε為材料表面發(fā)射率。普朗克輻射定律是所有單位計(jì)算紅外輻射的基礎(chǔ)。600181。在電磁波波譜中，物體的紅外輻射能量大小和波長(zhǎng)的分布與它表面的溫度有著十分密切的關(guān)系，因此，通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外線(xiàn)能量的測(cè)量，就可以準(zhǔn)確的測(cè)出物體表面的溫度。這種測(cè)溫儀采用的是高精度的紅外溫度傳感器和微電子技術(shù)，它能夠快速、準(zhǔn)確、方便的測(cè)出人體的平均溫度，不僅方便、快捷，而且解決了傳統(tǒng)體溫計(jì)易碎和水銀污染等問(wèn)題。這種智能傳感器內(nèi)置微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器與控制單元的雙向通信，具有小型化、數(shù)字通信、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此，應(yīng)用普遍而且易被接受。在產(chǎn)品加工行業(yè),一些需要對(duì)溫度進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)的地方，都離不開(kāi)溫度傳感器，既實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)，也可以及時(shí)的進(jìn)行調(diào)控。上世紀(jì)90年代中期，我國(guó)研制出第一臺(tái)熱像儀，其技術(shù)性能與國(guó)外水平相當(dāng)，為我國(guó)紅外技術(shù)的升級(jí)換代起到了重要的作用。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，隨著光學(xué)技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，紅外檢測(cè)技術(shù)也日趨完善，其中紅外測(cè)溫技術(shù)也形成了完整的理論并成功地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域。自從赫胥爾發(fā)現(xiàn)紅外線(xiàn)至今，紅外線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)了近兩個(gè)世紀(jì)，從那時(shí)起，紅外輻射和紅外元件、部件的科學(xué)研究逐步發(fā)展，但發(fā)展比較緩慢，直到1940年前后才真正出現(xiàn)現(xiàn)代的紅外技術(shù)。 紅外測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展概況 紅外線(xiàn)的最早研究是在1800年開(kāi)始的，首先是英國(guó)物理學(xué)家F這種新型的測(cè)溫儀是利用人體發(fā)出特定波段的紅外線(xiàn)來(lái)測(cè)量人體的溫度，采用高精度的紅外溫度傳感器，能夠快速準(zhǔn)確的測(cè)出人體的平均溫度，從而解決了傳統(tǒng)體溫計(jì)的弊端，使測(cè)溫技術(shù)更高效、更快捷。但是這種溫度計(jì)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、準(zhǔn)確度低，在遇熱或者放置不當(dāng)時(shí)，容易破裂使水銀泄露，造成人體接觸中毒、污染環(huán)境。眾所周知，體溫是一個(gè)重要的人體生理參數(shù)，不僅是人體生命活動(dòng)的基本特征，而且也是觀測(cè)人體機(jī)能是否正常運(yùn)行的重要指標(biāo)之一。如果能及時(shí)知道一個(gè)人的體溫，也許就能知道這個(gè)人的生理參數(shù)是否正常運(yùn)行。面對(duì)這種傳統(tǒng)體溫計(jì)的不利因素，不僅給人們傳達(dá)錯(cuò)誤的信息，而且還有害健康。紅外測(cè)溫技術(shù)不僅可以對(duì)個(gè)人實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的測(cè)溫，而且可以在大規(guī)模的檢疫站，大流量的人群實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。當(dāng)時(shí)，德國(guó)研制出硫化鉛和幾種紅外透射材料，利用這些元、部件制成一些軍用紅外系統(tǒng)，例如高射炮用導(dǎo)航儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)、機(jī)載轟炸機(jī)探測(cè)儀和火控系統(tǒng)等等。然而，我國(guó)的紅外線(xiàn)技術(shù)的研究工作是在新中國(guó)成立后才開(kāi)展的。目前我國(guó)研制出的熱像儀，可以滿(mǎn)足軍隊(duì)武器系統(tǒng)的各種性能需要。在食品行業(yè)，紅外溫度可以在不被污染的的情況下實(shí)現(xiàn)食物溫度的監(jiān)測(cè)和控制，鑒于這種優(yōu)點(diǎn)，紅外溫度傳感器在食品加工方面別受歡迎。隨著紅外傳感器的體積越來(lái)越小、價(jià)格逐漸降低，在食品、采暖空調(diào)和汽車(chē)等領(lǐng)域也有了新的應(yīng)用。同時(shí)，給醫(yī)療方面也帶來(lái)了很大的方便。這也就是我們所說(shuō)的紅外測(cè)溫理論的依據(jù)基礎(chǔ)。~m波段的電磁波稱(chēng)為紅外波段。 斯忒藩（德）—此定律表明：凡是溫度高于開(kāi)氏零度的物體都會(huì)自發(fā)的向外發(fā)射紅外熱輻射，同時(shí)黑體單位面積發(fā)射的總輻射功率與開(kāi)氏溫度的四次方成正比。C0cosθ （23）此定律表明：黑體在輻射表面法線(xiàn)方向的輻射最強(qiáng)。而這個(gè)輻射系數(shù)就是常說(shuō)的發(fā)射率，或稱(chēng)之為比輻射率，其定義為實(shí)際物體與同溫度黑體輻射性能之比。因此，利用在同溫度下實(shí)際物體與黑體的輻射度之比來(lái)表示該物體的一種特性，可以稱(chēng)之為實(shí)際物體的發(fā)射率，也叫全發(fā)射率，用ε表示。為了減少測(cè)量物體的溫度誤差，去除環(huán)境溫度因素的影響，所以修正的紅外輻射定律如下： E=σε（T04TA4） （26）式中：E為輻射出射度數(shù)，單位W/m；σ為斯蒂芬—波爾茲曼常數(shù)，108W/(m2在不同的溫度范圍，對(duì)象發(fā)出的電磁波能量的波長(zhǎng)分布不同，在常溫（0~100℃）范圍，能量主要集中在中紅外和遠(yuǎn)紅外波長(zhǎng)。（27）式中：A為光學(xué)常數(shù)，與儀器的具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)；ε1為被測(cè)對(duì)象的輻射率；ε2為紅外溫度計(jì)的輻射率；TO為被測(cè)對(duì)象的溫度（K）；TA為紅外溫度計(jì)的溫度（K）；它由一個(gè)內(nèi)置的溫度檢測(cè)元件測(cè)出。紅外能量聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。 紅外測(cè)溫傳感器的測(cè)溫特點(diǎn)某些晶體材料，當(dāng)其受熱時(shí)溫度升高，在晶體兩端產(chǎn)生數(shù)量相等符號(hào)相反的電荷；晶體冷卻，產(chǎn)生的電荷符號(hào)則與溫度升高時(shí)相反。m）是波長(zhǎng)，T（K）是絕對(duì)溫度。~（1）遠(yuǎn)距離和非接觸測(cè)量：紅外測(cè)溫不需要與被測(cè)物體接觸，可遠(yuǎn)距離測(cè)量，它特別適合于高速運(yùn)動(dòng)物體、旋轉(zhuǎn)體、帶電體和高溫高壓下物體的溫度測(cè)量。它只要接收到目標(biāo)的紅外輻射即可測(cè)量，其響應(yīng)速度在毫秒甚至微秒數(shù)量級(jí)。 本章小結(jié)本章主要闡述了紅外線(xiàn)測(cè)溫的一些基礎(chǔ)理論和紅外測(cè)溫傳感器的測(cè)溫特點(diǎn)。而且，紅外測(cè)溫儀應(yīng)經(jīng)應(yīng)用在重大疾病的檢測(cè)檢疫中，特別是流動(dòng)性大和密集的人群聚集地，不僅測(cè)溫速度快而且方便快捷，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情，及時(shí)得到治療。其中紅外耳溫計(jì)是一種專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量鼓膜溫度的溫度計(jì)，通過(guò)紅外導(dǎo)波管將由鼓膜發(fā)射的紅外輻射能傳送到熱電堆等熱探測(cè)器，將紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為電能后進(jìn)行電信號(hào)處理得到人體溫度信息。而紅外額溫計(jì)主要是通過(guò)測(cè)量人體的體表（額頭等）紅外輻射，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后得到人體的溫度信息。所以在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，通常紅外額溫計(jì)是用于體溫的初步判斷。所以，整體來(lái)說(shuō)還是選擇紅外額溫計(jì)，操作起來(lái)比較方便，而且還適合大規(guī)模檢疫中使用。所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的幾個(gè)基本要求和指標(biāo)如下所示：所謂的模擬傳感器就是傳感器的輸出量是模擬量，而不是可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)字量，所以它需要通過(guò)信號(hào)放大和AD轉(zhuǎn)換等處理后才能傳輸給單片機(jī)進(jìn)行相關(guān)的處理。在本方案中采用模塊化的設(shè)計(jì)思想。例如集成運(yùn)放電路要用到雙電源供電，這就使得電源模塊的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜、功耗變大和效率變得更低，這對(duì)于使用電池供電的便攜式系統(tǒng)是不利的。而且采用STC89C51單片機(jī)控制，由單片機(jī)構(gòu)成控制核心部分，更便于實(shí)現(xiàn)控制，而且電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，焊接也比較簡(jiǎn)單?；赟TC89C51單片機(jī)的紅外測(cè)溫儀的硬件設(shè)計(jì)采用目前使用比較廣泛的模塊化設(shè)計(jì)思想，將整個(gè)系統(tǒng)分成五大模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)處理模塊、紅外測(cè)溫模塊、電源模塊、報(bào)警模塊和LCD顯示模塊。 本章小結(jié)這一章主要分析了課題的設(shè)計(jì)要求和基本指標(biāo)，初步確定紅外測(cè)溫的設(shè)計(jì)方向。單片機(jī)處理模塊的電路原理圖如圖41所示：圖41 單片機(jī)處理模塊電路圖圖42 單片機(jī)復(fù)位和時(shí)鐘電路圖其復(fù)位電路和時(shí)鐘電路如圖42所示，本單片機(jī)處理模塊是通過(guò)開(kāi)關(guān)手動(dòng)復(fù)位的，只要在RST引腳出現(xiàn)大于10ms的高電平，單片機(jī)就進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，這樣做的目的是便于根據(jù)實(shí)際情況而選擇是否復(fù)位溫度測(cè)量數(shù)據(jù)。本測(cè)溫儀選擇的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。下圖43是此單片機(jī)的引腳圖：圖43 STC89C51單片機(jī)引腳圖一、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8051CPU；工作電壓：；3. 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，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)，可省略復(fù)位電路）；11. 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；12. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；13. 超低功耗，正常工作模式，典型功耗2mA；掉電模式，可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序；14. 2個(gè)數(shù)據(jù)指針；15. 通用異步串行口（UATR），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UATR；16. 工作溫度范圍：0－75℃/－40～＋85℃；17. 封裝形式：PDIP40/PLCC44/PQFP44。它通過(guò)紅外溫度傳感器掃描被測(cè)物體，、由單片機(jī)讀取信息，通過(guò)LCD顯示出來(lái)。電路圖并不復(fù)雜，對(duì)于設(shè)計(jì)研究也不是很難，比較容易理解、易懂。二、紅外測(cè)溫模塊的時(shí)序紅外測(cè)溫模塊的時(shí)序圖如圖46，在CLOCK的下降沿時(shí)接收數(shù)據(jù)。 電源模塊電源是組成一個(gè)系統(tǒng)必不可少的部分，任何一個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有電源都是無(wú)法正常運(yùn)行。系統(tǒng)的電源電路如下圖所示：圖47 電源電路 報(bào)警模塊該模塊的電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，整個(gè)模塊由兩部分組成：一個(gè)三極管和一個(gè)蜂鳴器組成。該部分電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易懂、易操作，而且從使用者的角度來(lái)說(shuō)，更具有人性化的設(shè)計(jì)，方便使用者操作和讀書(shū)。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以