【正文】 體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關系。它 采用高精度 的紅外 傳感器和微 電子 技術，能夠快速、準確、方便地測出人體的溫度 ，解決了 傳統(tǒng)水銀 式溫度計的容易破碎、水銀染環(huán)境與不易讀數(shù) 等 問題 。 另外，隨著便攜式紅外傳感器的體積越來越小，價格逐漸降低，在食品、采暖空調和汽車等領域也有了新的應用。在食品行業(yè)紅外溫度可以在不被污染的的情況下實現(xiàn)食品溫度記錄，因此備受歡迎。目前，美國將紅外技術應用于單兵裝備、裝甲車輛、航空和航天的偵察監(jiān)視、預警、跟蹤以及武器制導等各個領域。當時，德國研制成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)，如高射炮用導向儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測和跟蹤系統(tǒng)，機載轟炸機探測儀和火控系統(tǒng)等等。于是他宣布 太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外，還有一種人眼看不見的 “ 熱線 ” ，這種 看不見的 “ 熱線 ” 位于紅色光外側，叫做紅外線。當太陽光通過棱鏡時，便被分解為彩色光帶，并用溫度計去測量光帶中不同顏色所含的熱量。 紅外測溫技術的發(fā)展概況 1800 年， 英國 物理 學家 F 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。當水銀被加熱時，它會發(fā)生膨脹，沿著非常狹窄的玻璃管上升?！? and measured with functional and convenientdigital display clear and understandable way. All this makes it a largescale epidemicin terms of inspection, or in the daily health care play an important role. Keyword: IR temperature measurement, MLX90615, SMBus, AVR microcontroller 目 錄 摘要 I Abstract II 第 一 章 緒論 1 課題研究的目的和意義 1 紅外測溫技術的發(fā)展概況 1 第 二 章 紅外溫度傳感器測溫原理 3 紅外測溫的基礎理論 3 紅 外測溫傳感器的一般結構及測溫的特點 6 本章小結 7 第 三 章 總體方案設計和選擇 8 設計任務分析 8 方案對比與選擇 9 總體方案設計 11 本章小結 11 第 四 章 系統(tǒng)硬件設計 12 電源模塊 12 PT1301 簡介 12 電源模塊電路設計 14 紅外測溫模塊 15 MLX90615 簡介 15 紅外測溫模塊電路設計 18 MCU 主控模塊 19 LCD 顯示模塊 22 系統(tǒng)其它外圍電路模塊 25 聲音提示模塊 25 按鍵 輸入模塊 25 本章小結 26 第 五 章 系統(tǒng)軟件設計 27 主控程序模塊 27 紅外測溫程序模塊 28 MLX90615 的傳輸協(xié)議（ SMBus） 28 紅外測溫程序設計 33 LCD 顯示程序模塊 35 LCD 模塊指令和時序 35 LCD 顯示程序設計 36 本章小結 37 第六章 系統(tǒng)調試與分析 39 紅外測溫系統(tǒng)調試和分析 39 本章小結 41 第七章 總結與展望 42 參考文獻 43 致謝 44 附錄一 系統(tǒng)硬件電路圖 45 附錄二 系統(tǒng) 程序 46 第一章 緒論 課題研究的目的和意義 在臨床醫(yī)學中，體溫是一個重要的人體生理參數(shù)。C 左右 ， 而且具備方便快捷的測量功能 和 清晰易懂的數(shù)字化顯示 方式。 本人 根據(jù) 紅外 輻射測溫 的 原理設計 并 制作 了一個紅外體溫 測量系統(tǒng) ，其中紅外溫度傳感器 采用 了 Melexis 公司 設計生產(chǎn) 的非接觸測量紅外溫度傳感器 — MLX90615（ DAA 型號）。 傳統(tǒng)的水銀體溫計 是 根據(jù)液體熱脹冷縮的性質來測量人體 的 溫度 ， 雖然它價格便宜 、性能穩(wěn)定， 但是也 存在 許多弊端。 本科畢業(yè)設計（論文）說明書 便攜式紅外線人體測溫儀設計 摘 要 在臨床醫(yī)學中，體溫是一個重要的人體生理參數(shù)。 隨 著科 學 技 術 的發(fā)展和現(xiàn)代 醫(yī)療 技術的需 求 ， 體溫測量 技術也 在 不斷地改進和提高 ，隨后 人們研究出了 紅外線人體測溫儀。它是一個數(shù)字傳感器，片上已經(jīng)集成了溫度測量的傳感器和相關處理電路，可以 通過 SMBus協(xié)議 把測量得到的溫度數(shù)據(jù)直接傳送給 AVR 單片機 （ ATmega32A）進行 處理 ， 然后通過LCD 模塊顯示相應的體溫值。 這都使得它無論在大規(guī)模的疫檢，還是 在日常保健 中發(fā)揮重要的作用。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，體溫的小小變化就會導致玻璃管內水銀的大幅度上升。 隨 著科 技的發(fā)展和現(xiàn)代 醫(yī)療 技術的需 要，測溫技術也 在 不斷地改進和提高 ，然后人們研究出了 紅外線人體測溫儀 。 W為了與環(huán)境溫度進行比較，赫胥爾用在彩色光帶附近放幾支作為比較用的溫度計來測定周圍環(huán)境溫度。紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質，紅外線的發(fā)現(xiàn)是人類對自然認識的一次飛躍，對研究、利用和發(fā)展紅外技術領域開辟了一條全新的廣闊道路 。其中有些達到實驗室試驗階段，有些已小批量生產(chǎn)，但都未來得及實際使用。 半個世紀以來隨著光學技術和半導體技術的發(fā)展，紅外檢測技術也日趨完善，其中紅外測溫技術也形成了完整的理論并成功地應用于醫(yī)學、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領域。 隨著紅外測溫技術的普遍應用，一種新型的紅外技術 — 智能數(shù)字紅外傳感技術正在悄然興起。比如用在食品烘烤機、理發(fā)吹風機上，紅外傳感器檢測溫度是否過熱，以便系統(tǒng)決定是否進行下一步操作，如停止加熱，或是將食品從烤箱中自動取出，或是使吹風機冷卻等。這可以說是醫(yī)學測量的一個重大進步。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基 礎。m的電 磁波稱為紅外波段。 近年來，紅外輻射技術已成為一門發(fā)展迅速的新興學科。一般活體皮膚光譜范圍約為 3 ~ 50181。經(jīng)科學檢測，不管人體的膚色如何，干燥皮膚的紅外輻射率均為 ，近似為黑體。m），人體皮膚輻射的峰值波長同樣約為 。 普朗克輻射定律是所有定量計算紅外輻射的基礎。 1879年斯忒藩從實驗上總結得到該公式， 1884 年波爾茲曼從理論上證明了它。 Stefan— Boltzmann 定律是所有紅外測溫的基礎。這里，我們引入一個隨材料性質及表面狀態(tài)變化的輻射系數(shù)，即可把黑體的基本定律應用于實際物體的紅外溫度測量。影響發(fā)射率的主要因 素有 ：材料種類、表面粗糙度、理化結 構和材料厚度等?？梢杂靡韵鹿奖磉_： ε = α （ 25） 由此可以看出，任何處于 熱平衡下物體的吸收率等于發(fā)射率，即物體的輻射本領越大其吸收本領也越大。這種測量不需要與被測對象接觸，因此屬于非接觸式測溫。根據(jù)式（ 26）的原理，儀器所測得的紅外輻射為： E = Aσε1ε2（ TO 4 –TA 4） （ 27） 式中： A 為光學常數(shù)，與儀器的具體設計結構有關； ε1 為被測對象的輻射率； ε2 為 紅