15红外体温计设计
红外体温计的设计
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计（论文）基于单片机的非接触式体温计设计学院名称：电气信息工程学院专业：电子信息工程班级：10电子 1Z学号：*********名：**指导教师姓名：黄金林指导教师职称：高级实验师二〇一四年六月基于单片机的非接触式体温计设计摘要：本次设计的是基于单片机的非接触式体温计。
该体温计主要由单片机系统、红外传感器、报警电路和温度显示电路等部分组成。
以单片机为控制核心，通过红外传感器距离人体3CM～5CM处采集人体温度，经A/D转换器转换成数字信号，由主控芯片对采集数据进行处理，通过显示电路进行实时显示。
如果实时数据不在设定的范围内，则由报警电路报警。
该体温计能够在机场、海关、车站、宾馆、商场、影院、写字楼、学校等人流量较大的公共场所，有效地避免国内传统的体温测量的缺点，在快速，准确无误，没有交叉感情的情况下测量出人体温度，应用十分广泛。
关键词：单片机；红外传感器；LCD显示Abstract:The design of the non contact type temperature meter based on SCM.The thermometer is mainly composed of single chip microcomputer system,in- frared sensor,an alarm circuit and a temperature display circuit.With single chip micromputer as control core,through the infrared sensor from the body of 3CM～5CM of human body temperature acquisition,the A/D converter converter the digital signal,the collected data is processed by the main control chip,through the display circuit for real-time display.If the data is not in the set range,the alarm circuit alarm.The thermometer can be at the airport,the customs,station, hotel,shopping malls,theaters,offices,schools,large public places,effectively avoid the shortcomings of the traditional temperature measurementat,in the rapid,accutate,no cross feelings of the case measured body temperature,a wide range of applications.Keywords:Single chip microcomputer; Infrared sensor; The LCD display目录序言 (1)第1章绪论 (3)1.1课题研究背景 (3)1.1.1体温计的发展 (3)1.1.2红外测温技术简介 (4)1.2课题研究的目的意义 (4)第2章系统总体设计 (6)2.1系统整机设计方案 (6)2.1.1整体设计原理 (6)2.2 系统方案的设计与比较 (6)2.2.1方案的设计 (6)2.2.2方案的比较 (7)2.3元器件的选择 (8)2.3.1单片机的选择 (8)2.3.2传感器的选择 (8)2.4方案的最终选择 (9)2.5系统整机设计框图 (9)第3章硬件模块设计 (10)3.1单片机系统设计 (10)3.1.1单片机最小系统设计[3] (10)3.1.2晶振电路 (11)3.1.3复位电路 (11)3.2 传感器电路设计 (12)3.2.1 MLX90615红外传感器的介绍[1] (12)3.2.2 MLX90615引脚及功能 (13)3. 3液晶显示电路设计 (14)3.3.1液晶显示屏的简介 (14)3.3.2显示器各个引脚的作用 (15)3.4报警电路设计 (15)3.4.1报警电路原理 (15)3.5电源、按键电路设计 (16)3.6硬件的总电路 (16)3.6.1 硬件总电路图 (16)3.6.2硬件电路工作原理叙述 (16)第4章软件模块设计 (18)4.1红外测温模块 (19)4.1.1红外测温模块分析 (19)4.1.2软件程序 (19)4.2显示模块设计 (29)4.2.1显示模块分析 (29)4.2.2软件程序： (29)4.3报警模块设计 (35)第5章系统软件的仿真与误差处理 (36)5.1系统的仿真 (36)5.2 Keil软件应用 (37)5.3系统误差处理 (40)总结 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (44)附录A 硬件原理图 (44)附录B 主程序： (45)附录C元器件清单： (62)序言目前人们的生活水平不断的提高，人们对自身的身体健康问题也更加的关注，然而体温的测量则是鉴定身体健康好坏的标准之一，通过这一生理指标的要求可以更好的判断身体的健康程度，因此体温计在医学上有着一席之地同时也成为了人类生活的必备品。
红外温度计的设计
红外温度计的设计1.红外的发现红外光也叫红外线，它是一位英国科学家发现的。
1800年，赫胥尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
试验中。
他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带洪广外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。
经过反复试验。
这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。
于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。
(不过，要说明的是，事实上太阳发出的能量以波长580nm 的绿光最强。
)红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。
红外线的波长在0.76～100μm 之间，位于无线电波与可见光之间。
任何物体，只要它的温度比零下273度高，就无一例外地发射出红外线。
2.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。
2.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即：()()51,2e x p /1T c M c T λλλ-=- （1—1） 式中：1c —第一辐射常数，()216212 3.74183310c h c W m π-==⨯ ； 2c —第二辐射常数，()22 1.43883210h c c m K K -==⨯ ；其中：K —玻耳兹曼常数；h —普朗克常数；c —电磁波在真空中的传播速度。
图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
红外线体温计设置方法
红外线体温计设置方法红外线体温计是一种快速、非接触测量人体体温的仪器，受到广泛应用于医疗、公共场所安全监测等领域。
下面将详细介绍红外线体温计的设置方法。
首先，确保红外线体温计工作正常、稳定。
可通过配备的标准黑体进行检查和校准，保证仪器的测量准确度和可靠性。
其次，根据红外线体温计的使用说明书，确定适合测量的距离。
通常来说，测量距离为2至6厘米之间，具体距离可以根据不同型号的红外线体温计来调整。
然后，在进行测量之前，确保测量对象身体的暴露部位干燥，没有汗水、头发或其他干扰物。
这些干扰物可能会影响红外线体温计的准确性。
接下来，打开红外线体温计的电源开关，并选择所要使用的温度单位（摄氏度或华氏度）。
根据使用说明书的指引，通过操作红外线体温计上的按键或旋转选择器进行设置。
然后，确保红外线体温计的温度设置在正确的范围内。
根据不同型号和用途，红外线体温计的温度设置范围可能会有所不同。
确保温度设置正确是保证红外线体温计准确读数的关键。
接下来，将红外线体温计对准测量对象的额头或耳朵，或者是使用红外线体温计上的指示光标对准被测量对象的额头。
确保红外线体温计与被测量对象之间没有任何遮挡物，并保持稳定。
然后，按下红外线体温计上的测量键或扣动扳机，开始测量。
通常情况下，红外线体温计会发出声音或者显示出数值，表示测量结果。
根据需要，可以选择将测量结果自动显示在红外线体温计屏幕上，或者是手动记录。
最后，在使用完红外线体温计之后，及时关闭电源开关，以节省电量并保护仪器。
同时，定期进行维护和清洁，确保红外线体温计的工作正常，并且防止尘土和污垢积累影响测量准确性。
总结起来，红外线体温计的设置方法包括检查仪器工作状况、确定测量距离、确保测量对象的适当准备、选择温度单位和设置温度范围、对准测量对象并开始测量、记录结果，并进行仪器的维护和清洁。
通过正确设置和使用红外线体温计，可以提高测量结果的准确性和可靠性。
红外线体温计产品技术要求
红外线体温计产品技术要求
首先，红外线体温计(耳温)需具备高精度的测量能力。
测量误差应保
持在±0.1℃以内，确保测量结果的准确性。
并且需要具备良好的稳定性，在不同温度和环境条件下，仪器的测量数据应保持一致。
其次，产品应具备较快的测量速度。
快速的测量响应时间能够提高使
用效率，尤其在人流密集的公共场所，能够减少等待时间，提高工作效率。
此外，红外线体温计(耳温)还需拥有易于操作的特点。
产品的按钮布
局应合理，操作简单明了，具备直观易懂的人机界面，使用户能够快速学
习和上手。
产品应具备自动关机功能，避免能耗浪费。
另外，产品的便携性也是需要考虑的技术要求之一、红外线体温计
(耳温)应轻便易携带，适合携带在身边，尤其在医生进行流动诊疗时，能
够方便快捷的进行测量。
除此之外，产品还需要具备各种安全保护措施。
红外线体温计(耳温)
在进行测量时，应具备辐射安全防护装置，确保使用者的身体健康与安全。
同时，在产品设计中应考虑到人体工程学原理，确保产品的符合人体工学
原理，使用起来更加舒适。
最后，产品的可靠性和耐用性也是不可忽视的技术要求。
耐用的外壳
材料、高质量的电子元件以及可靠的电路设计，能够有效的提高产品的使
用寿命，并且减少维修和更换的频率。
总之，红外线体温计(耳温)作为一种重要的医疗设备，其技术要求应
包括精准度、测量速度、易操作性、便携性、安全性以及可靠性等方面。
只有在各个方面都得到充分考虑和满足，才能够满足用户的需求，提高产
品的市场竞争力。
红外线体温计计算公式
红外线体温计计算公式红外线体温计是一种非接触式测温仪器，它利用红外线技术来测量物体表面的温度。
这种测温仪器广泛应用于医疗、工业、农业等领域，因为它可以快速、准确地测量物体的温度，而且不需要与被测物体接触，避免了交叉感染的风险。
红外线体温计的工作原理是利用物体表面发出的红外辐射来测量其温度，然后通过内置的计算公式来将红外辐射转换成温度值。
本文将介绍红外线体温计的计算公式及其应用。
红外线体温计的计算公式是基于斯蒂法-波尔兹曼定律和黑体辐射定律。
斯蒂法-波尔兹曼定律表明，一个完美黑体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
而黑体辐射定律则描述了一个黑体的辐射功率与其温度之间的关系。
基于这两个定律，红外线体温计可以通过测量物体表面的红外辐射来计算其温度。
红外线体温计的计算公式可以表示为：T = (C2 / ln((C1 / V) + 1))^(1/4)。
其中，T表示物体的温度，C1和C2是仪器的常数，V表示物体表面的红外辐射功率。
这个公式是通过将斯蒂法-波尔兹曼定律和黑体辐射定律进行整合得到的，它可以将物体表面的红外辐射功率转换成温度值。
红外线体温计的计算公式是基于理想黑体的假设，因此在实际应用中可能会存在一定的误差。
例如，物体的表面反射率、环境温度、湿度等因素都会对测量结果产生影响。
因此，在使用红外线体温计时，需要注意这些因素并进行相应的修正。
红外线体温计广泛应用于医疗领域，特别是在流行病监测和感染控制中发挥了重要作用。
在流行病爆发期间，红外线体温计可以快速、准确地测量人体的体温，帮助医护人员及时发现患者的发热症状，从而及时采取隔离和治疗措施。
而在感染控制中，红外线体温计也可以用于监测医护人员和患者的体温，确保他们的健康状况。
除了医疗领域，红外线体温计还广泛应用于工业和农业领域。
在工业生产中，红外线体温计可以用于监测设备和机器的温度，及时发现潜在的故障和问题。
在农业生产中，红外线体温计可以用于监测农作物的生长情况和病虫害情况，帮助农民及时采取措施保护作物。
红外温度计的设计与实现文
文献综述前言随着科学的发展与社会的进步以及人民生活水平的提高，对非接触式红外测温仪的需求越来越大，特别是在 2003 年的非典期间，这种需求达到了高峰。
非接触式红外测温仪不需要接触物体即可测得物体的温度，它的这个特点使得在一些比较危险的行业进行测温成为最好的选择。
2003年的非典也使对非接触式红外测温仪的研制开发达到了顶峰。
由于需求量的增大，使得人们希望能有测温性能稳定，测温距离较远而价格又很便宜的非接触式红外测温仪投入市场以满足社会的需求。
1.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。
1.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即：()()51,2exp /1T c M c T λλλ-=- （1—1）式中：1c —第一辐射常数，()216212 3.74183310c hc W m π-==⨯ ； 2c —第二辐射常数，()22 1.43883210hc c m K K -==⨯ ；其中：K —玻耳兹曼常数；h —普朗克常数；c —电磁波在真空中的传播速度。
图1—1图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
1.2斯蒂芬一玻耳兹曼定律将普朗克公式1-1对所有波长积分，便可得到描述单位面积黑体辐射到半球空间的总辐射功率，即()4,0T T M M d T λλσ∞==⎰ （1—2） 式中，()8245.67010W m K σ--=⨯ ，称为斯蒂芬一玻耳兹曼常数。
红外电子体温计设计方案
红外电子体温计设计方案1.1、红外测温技术简介红外测温原理:一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。
因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
在2003年全国防“非典”斗争中，我国对红外技术应用于非接触式测温进行了深入研究，在短时间内开发成功了“非接触式红外测温仪”，打开了国内“非接触式测温”新篇章。
在国外，非接触式红外测温仪已经非常先进了，自1999年就有许多国家致力于这方面的开发研究，到现在为止很多国家的铲平已经达到国际先进水平，并已广泛应用于各个领域。
比如：美国早在2001年就颁布了有关红外测温仪的计量标准，美国雷泰公司生产的ST系列红外测温仪已达到世界领先水平。
由于红外测温仪测量温度范围宽，除了用于人体温度检测外，还可用于电器的红外测温、供暖的红外测温、运输/汽车维修时的红外测温等各个领域。
因此，它具有广泛的开发前景！目前国内开发的红外体温计主要有华中科技大学研制的“慧眼：HW一05”人体温度红外热图像仪．其分辨率高达0．06℃；中科院上海物理研究所研制的红外测温仪和兰州大学合华技术应用开发中心开发的LHW—I型红外线测温仪。
国外产品有德国博郎集团开发的只需1秒即可测出体温的红外体温计；日本欧姆龙研制的几款非接触式红外体温计和BJ40型非接触式医用红外线体温计(精度为±O．2℃)，其主要器件是红外温度传感器。
1.2、单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
9.红外线体温计(耳温)产品技术要求
医疗器械产品技术要求红外体温计（耳温）2015-07-01发布2015-07-01实施东莞市福达康实业有限公司医疗器械产品技术要求医疗器械产品技术要求编号：红外体温计（耳温）1.产品型号/规格及其划分说明产品名称：红外体温计（耳温）; 型号：FT-F52。
结构与组成红外体温计由红外传感器、蓝牙模块、电路组件、操作按键、塑胶外壳、探头保护盖（若有）组成。
其结构见下图。
图1 红外体温计（耳温）结构图型号与标记方法标记方法设计序号（以英文子母和数字表示）产品代号2.性能要求正常工作条件a）环境温度：16℃—40℃（℉～104℉）；b）相对湿度：≤85%；c）大气压力：700hPa-1060hPa；d）内部直流电源具有+5％、-10％的相对误差。
外观与结构体温计产品外形应端正，表面应光亮整洁，不得有锋棱、毛刺、破损和变形。
体温计的控制面板上文字和标志应准确、清晰、牢固。
显示屏上的显示字迹应无乱码、错码和缺笔画现象。
体温计探测器的顶端应平滑、边缘无毛刺。
体温计控制机构应灵活可靠，紧固件无松动。
温度测试范围红外体温计耳温模式温度显示范围为℃℃℉～℉)。
红外体温计耳温模式的最大允许误差在35.0℃℃（95℉～℉）温度范围内，最大允许误差±℃（℉）。
在℃℃（95℉～℉）温度范围外，最大允许误差±℃（℉）。
在变化环境条件下，红外体温计在温度显示范围内最大允许误差应符合的要求。
红外体温计在显示范围外不提供读数，显示“HI”或“LO”。
红外体温计临床重复性不应超过±℃（℉）。
抗跌落性体温计在正常使用时从垂直距离为1m高处以三次不同起始姿态自由跌落到一硬质表面上后应符合或的要求。
若体温计不符合规定的要求，在其受到抗跌落性试验后就停止提供温度读数。
指示单元分辨力体温计指示单元的分辨力为℃℉)。
显示体温计显示器的数值高度至少为4mm。
提示温度测量值超过规定限度时，体温计有声音或光的提示信号，或停止读数：a）电源电压；b) 温度显示范围。
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5.3.3 红外体温计的工作原理
红外体温计的测温原理是基于黑
体辐射定律。
在任何温度下都能全部
吸收投射到其表面的任何波长的辐射
能量的物体称为黑体。
黑体的单色辐
射出度是描述在某一波长辐射源单位
面积上发出的辐射通量。
当用红外辐射测温仪测量目标的
温度时首先要测量出目标在其波段范
围内的红外辐射量，然后由测温仪计
算出被测目标的温度
红外体温体由光学系统、光电探
测器、信号放大器及信号处理、显示
输出等部分组成。
光学系统汇聚其视
场内的目标红外辐射能量，红外能量
聚集在光电探测器上并转变为相应的
电信号，该信号再经换算转变为被测
目标的温度值。
教师通过
问题引导
等形式进
行讲解
多媒体课
件
实物演示
学生边学
边练
70分
钟
讨论完
成任务
的方案
根据任务要求，提出解决任务的具体
实现方案
讨论法
引导文法
实训电路
板
小组讨论
代表发言
10分
钟
电路设
计与制
作
1. 传感器选型
红外传感器是红外体温计的关键
部件，选用的是RE200B双元热释电传
感器，该传感器采用双灵敏元互补方
法有效的抑制温度的起伏、振动温度
变化产生的干扰，提高了传感器的工
作稳定性，并且它的各项指数都比较
好。
适用于对人体温度和一些生产线
上温度不是很高的场所使用。
2. 测量电路设计
教师重点
讲解
个别指导
实训电路
板
学生查阅
资料
学生动手
实际制作
20分
钟
步骤学习内容教学方法教学手段学生活动
时间
分配。