非接触式测温仪的设计与制造
非接触式人体温度测量仪设计论文
西电“星火杯”论文人体温度非接触式测量仪院系: 电子工程学院班级: 021012作者：0210116502101109021011690210113502101122西安电子科技大学摘要红外测温技术由于其方便、快速、准确的特点而被广泛应用于医学、航空以及钢铁制造等工业中。
本文介绍了一种使用51单片机作为控制器、基于红外热释电温度传感器TPS434的非接触式电子体温计的实现方法，并在此基础上给出了实现电子体温计的电路原理以及程序流程。
系统工作原理是智能电子体温计是一种典型的智能化仪表，它以单片机作为核心，在软件控制下，与其它硬件电路相结合，实现智能化的体温测量。
系统硬件组成环节主要有：温度传感器、放大电路、A／D转换电路、单片机系统、液晶显示模块和语音芯片。
其软件部分包括：A／D转换、数字滤波、智能功能以及显示等程序。
其工作原理是：体温信号由温度传感器变换为电信号后，进入放大电路进行放大处理以满足A／D转换器的要求，然后在A／D转换程序控制下经A／D 转换器转换成数字信号。
此信号送入单片机系统，利用单片机本身的软件功能进行数字滤波、线性化处理、数据存储、逻辑判断，从而实现相应的智能功能。
并将最后的测量结果送人液晶显示模块，在显示程序控制下进行显示，包括显示温度数据和汉字。
同时语音芯片在程序的控制下进行语音播报。
从而使测温前后的各种操作更趋于智能化和人性化。
关键词: 单片机; 红外体温计; 热电堆; 热敏电阻; TPS434;ABSTRACTThe technique of temperature measurement is widely used in iatrology, aviation,and stell manufacture because of its convenience, fast speed and high accuracy. This paper introduce a method to design an un-touched electronic thermometer which based on MS51 single chip and infared sensor TPS434. Also, it gives the principle of the electronic thermometer and the programe flow figure.System is the principle of intelligent electronic thermometer is a typic intelligent instruments, to SCM as its core, under the control of the software, hardware and other circuits combined, and intelligent temperature measurement. System hardware links are: temperature sensors, amplifier, A / D converter circuit, SCM systems, liquid crystal display modules and voice chips. Some of its software, including: A / D converter, digital filtering, intelligent show, and other functions and procedures. Its working principle is: the temperature signals from temperature sensors to transform electrical signals, into the amplifier to zoom in processing to meet the A / D converter requirements, and then in the A / D converter controlled under the A / D converter into digital Signal. This signals into the SCM system, using their own SCM software for digital filtering, linear processing, data storage, logical judgement, thus realizing the corresponding intelligent functions. And the final survey results to give liquid crystal display modules, are displayed under the program control, including temperature data and display Chinese characters. At the same time voice chip in the process conducted under the control of voice broadcast. So that the temperature before and after various operations tend to be more intelligent and humane. Keywords: Single chip; Infared thermometer; Thermopile; Thermistor; TPS434;目录第一章绪论........................................................................................................... - 6 -1.1 体温计的发展与现状................................................................................. - 6 -1.2 红外测温技术............................................................................................. - 6 -1.2.1 红外测温背景................................................................................... - 7 -1.2.2 红外测温原理................................................................................... - 7 -1.2.3 红外测温传感器分类....................................................................... - 9 -1.2.4 红外测温的优点............................................................................... - 9 -第二章整体方案概述........................................................................................... - 10 -2.1 系统结构框图........................................................................................... - 10 -2.2 核心器件简介........................................................................................... - 10 -2.2.1 电源部分....................................................................................... - 11 -2.2.2 8051单片机..................................................................................... - 12 -2.2.3 红外温度传感器............................................................................. - 12 -2.2.4 高精度运放..................................................................................... - 13 -2.2.5 语音芯片......................................................................................... - 13 -2.3 本章小结................................................................................................... - 14 -第三章系统硬件设计........................................................................................... - 14 -3.1 电源设计................................................................................................... - 14 -3.1.1 稳压芯片介绍................................................................................. - 14 -3.1.2 原理概述......................................................................................... - 15 -3.2 信号调理电路........................................................................................... - 18 -3.2.1 前置放大电路................................................................................. - 18 -3.2.2 次级调理电路................................................................................. - 19 -3.3 图形点阵式LCD显示电路..................................................................... - 20 -3.3.1 图形点阵式LCD-12232概述 ....................................................... - 20 -3.3.2 图形点阵式LCD-12232与MCU接口设计 ................................ - 21 -3.3.3 图形点阵式LCD-12232驱动方法 ............................................... - 21 -3.4 语音播报电路........................................................................................... - 24 -3.4.1 ISD4003与MCU接口设计........................................................... - 24 -3.4.2 ISD4003驱动方法 .......................................................................... - 25 -3.5控制核心电路............................................................................................ - 26 -3.5.1 MCU与外部接口 ........................................................................... - 26 -3.5.2 内部A/D转换器............................................................................ - 26 -3.6 按键功能设计........................................................................................... - 29 -3.6.1 测量播报按键................................................................................. - 29 -3.6.2 复位按键......................................................................................... - 29 -3.6.3 待编程键......................................................................................... - 29 -第四章系统软件设计........................................................................................... - 30 -4.1 软件工作流程........................................................................................... - 30 -4.2 驱动程序设计........................................................................................... - 31 -4.2.1 液晶- 12232驱动程序设计 ......................................................... - 31 -4.2.2 语音- ISD4003驱动程序设计..................................................... - 31 -4.2.3 温度传感器- 18B20驱动程序设计............................................. - 32 -4.3 本章小结................................................................................................... - 32 -第五章问题分析及解决方案............................................................................... - 33 -5.1问题的发现................................................................................................ - 33 -5.2 方案的改进............................................................................................... - 33 -第六章误差处理方法........................................................................................... - 33 -6.1 影响精度的因素....................................................................................... - 33 -6.2 处理方法................................................................................................... - 34 -6.3 本章小结................................................................................................... - 34 -结束语..................................................................................................................... - 34 -致谢......................................................................................................................... - 35 -参考文献................................................................................................................. - 35 -附录一程序代码................................................................................................. - 36 -附录二实物照片................................................................................................. - 52 -第一章绪论1.1 体温计的发展与现状体温计是一种测量人体温度、辅助疾病诊断的常用医疗器具。
非接触式数字温度计体温仪的设计
基于单片机的非接触式数字体温仪摘要：人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，当体温高于41度或低于35度时将严重影响人体各系统的机能活动，甚至危害生命。
很多疾病都可使体温正常调节机能发生障碍而使体温发生变化，如非典型肺炎的首要症状就是发烧。
临床上对病人检查体温，观察其变化对诊断疾病或判断某些疾病的预防有重要意义。
在大型集会或各类活动中，由于参加人数众多，如果再入场时能对体温进行检测，则能有效控制各类传染病的交叉传播。
非接触式体温计所需测温时间短，不需要与体肤接触，避免了病菌交叉感染，并且可以进行数据记录与判断，非常适合这种情况下使用。
本设计采用STC89C52作为核心，集合非接触式温度传感器OTP-538U，集成运放LM324，ADC转换芯片ADC0809，液晶显示器LCD1602实现一个带报警功能的可分类记录的非接触式体温记录系统。
关键词：MCU STC89S52 非接触式温度传感器 OTP-538U 集成运放LM324 数模转换芯片ADC0809 液晶显示器LCD1602Mcu-based Non-contact Digital Body TemperatureMeterAbstract:Maintain relatively constant body temperature is a major life activity of human normal condition , when the body temperature above 41 degrees or below 35 degrees will severely affect the functioning of various body systems , or even life-threatening. Many diseases can occur so that the regulatory function of temperature barriers in the normal body temperature changes, such as the first symptoms of SARS is fever. Check the body temperature of patients in clinical observed changes in the diagnosis of certain diseases or to judge the importance of prevention of disease.In large meetings or various activities, the over-whelming, if re-admission testing temperature can be effective in controlling spread of various infectious diseases cross. Required for non-contact thermometer temperature time is short, do not need to skin and body contact to avoid cross infection, and the data can be recorded with the judge, very suitable for such use.This design uses STC89C52 as a core, a collection of non-contact temperature sensor OTP-538U, integrated operational amplifier LM324, ADC conversion chip ADC0809, LCD1602 LCD with alarm function to achieve a record can be classified non-contact temperature recording systemKeywords: MCU STC89C52 non-contact temperature sensor OTP-538U integrated operational amplifier LM324 ADC0809 LCD1602目录第一章绪论 (4)第二章系统总体研究方案 (6)第三章系统硬件设计 (8)3.1 主要IC芯片介绍 (8)3.1.1 STC89C52单片机 (8)3.1.2 非接触式温度传感器OTP-538U (10)3.1.3 LM324四运放 (3)3.1.4 ADC0809 (4)3.1.5 1602字符型LCD简介 (7)3.2 系统硬件系统的设计 (11)3.2.1 温度采集和放大电路的设计 (12)3.2.2 ADC转换电路的设计 (12)3.2.3 液晶显示电路的设计 (13)3.2.4 键盘控制电路的设计 (14)3.2.5 报警电路的设计 (14)3.2.6 系统整体电路 (15)第四章系统软件系统的设计 (16)4.1 液晶显示子程序设计 (17)4.2 键盘按键子程序设计 (17)4.3 温度信号处理子程序设计 (19)4.4 报警子程序设计 (20)4.5 记录子程序设计 (20)第五章结束语 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录： (24)第一章绪论人体温度相对恒定是维持人体正常生命活动的重要条件之一，当体温高于41度或低于35度时将严重影响人体各系统的机能活动，甚至危害生命。
非接触式的红外测温系统设计方案
非接触式的红外测温系统设计方案1 红外测温系统的设计背景随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现代一些领域的测温需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大。
本红外测温系统设计的出发点也正是基于此。
1.1 单片机发展历程单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早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。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
电子信息工程非接触式测温仪的设计
设计，即应用程序是一个无限循
环程序，循环中调用相应的函数
来完成对应的功能。
实物及调试
本课题设计背景
❖ 传统的接触式测温方式已经不能满足现代一些领域的测温 需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大 。
❖ 红外线的发现为非接触式测温提供了理论基础，非接触式 红外测温也叫辐射测温。
❖ 计算机及微电子技术等在测试中的应用已经十分广泛，随 着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智 能在测试技术方面的广泛运用，智能仪器有了更好的发展 前景，测试仪器的智能化己是现代仪器仪表发展的主流方 向。
本设计的原理：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，通过对物体辐射的红外能量 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。本设计分硬件电路设计和软件设 计两部分。
本设计的硬件设计
❖ 硬件设计主要有：单片机、测温及显示三部分。
红外测温模块设计：用TN9传感器做温度数据的采集。
测试条件
精度（25°C） 响应时间 (90%) 发射率 波长 电源
-33~220°C / 27~428°F
+/-0.6°C 1秒
0.01~1 step.01 5um-14um
3V 或5V 可选择
测温部分设计电路：
显示部分设计
完整电路原理图
本设计的软件设计
❖
软件设计分主程序设计和测
温显示程序设计，用循环系统法
本设计的方案论证
❖ 方案一：以DS18B20温度传感器作温度数据采集装置，单 片机PIC16F876A作处理模块，通过LCD显示。
方案二：用TN9红外温度传感器做测温模块，单片机AT89S52 为处理核心，通过数码管显示。
非接触式红外测温仪
非接触式红外测温仪摘要非接触式红外测温仪是一种先进的测量设备，它可以通过测量被测物体的红外辐射来获得物体表面的温度信息，从而实现了非接触、快速、精确的温度测量。
本文将详细介绍非接触式红外测温仪的原理、应用领域以及其优势和局限性。
第一节引言近年来，随着科技的进步，红外测温技术得到了广泛的应用。
传统的接触式温度测量方法需要物理接触被测物体，不仅操作不便，而且还可能对被测物体造成损害。
而非接触式红外测温仪的出现，则改变了这种情况，极大地提高了温度测量的效率和准确性。
第二节工作原理非接触式红外测温仪的工作原理基于黑体辐射定律和斯特腊恩-玻尔兹曼定律。
当物体的温度高于绝对零度时，物体会发出红外辐射。
非接触式红外测温仪通过感应被测物体辐射的红外光谱，然后通过转换技术将红外辐射转换为温度值。
这种工作原理使得非接触式红外测温仪能够准确地测量物体表面的温度，而无需接触物体。
第三节应用领域非接触式红外测温仪广泛应用于各个领域，例如医疗、工业、环境监测等。
在医疗领域，非接触式红外测温仪可以用于测量人体温度。
它可以在不接触人体的情况下快速、准确地测量体表温度，非常适用于疫情防控和医院的体温监测工作。
在工业领域，非接触式红外测温仪可用于监测机械设备的温度。
通过对机械设备表面温度的监测，可以实时了解设备的工作状态，及时进行维修或更换，以避免设备故障或事故发生。
在环境监测领域，非接触式红外测温仪可以用于检测空调、供暖系统和工业设备的温度。
通过监测这些设备的温度，可以提前预警可能出现的故障，避免设备过热、过冷等问题。
第四节优势和局限性非接触式红外测温仪具有许多优点，但也存在一些局限性。
优势：1. 非接触式：无需接触被测物体，避免了物理接触可能带来的问题。
2. 快速：测量速度快，几乎可以实时获得温度数据。
3. 精确：准确测量物体表面的温度，可达到高精度要求。
4. 多功能：可以测量不同类型的物体，包括固体、液体和气体等。
5. 易于使用：操作简单，不需要特殊的培训或技能。
多功能非接触式测温仪的设计
SPCE061A单片机的远程红外测温仪的设计孙云海(海军工程大学地方生院，湖北武汉)摘要：本文以SPCE061A单片机为核心，采用凌阳的红外测温模块设计了一套智能测温系统。
设计的测温系统工作稳定，操作简单，精确度高，反应速度快并具有智能语音播报功能。
关键词：SPCE061A单片机;红外测温;智能播报中图号：TP368Design of Remote Infrared Temperature InstrumentSun YunhaiNavy University Of Engneering, Wuhan ,ChinaAbstract:This paper introduced a design of intelligent infrared temperature instrument based on SPCE061A single-chip produced by SUNPLUS.This infrared temperature instrument has the advantages of stable operation，simple operation , high accuracy and fast reaction rate .It also has the function of voice broadcasted.Keyword: SPCE061A SCM; Infrared Temperature;Intelligent Broadcast0引言由于现代医学发展的需要，在很多情况下一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求，红外测温为测量人体体温提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地应用于密集人群的体温排查，例如在车站和机场等人口密度较大的地方进行人体温度测量。
非接触红外测温计针对特定人群（比如儿童或老年人）有很好的效果。
随着生活节奏的变快，父母有时候会忽视孩子的健康情况，而且由于儿童好动，通过非接触红外测温仪就可以快速准确地测出其体温；老年人活动不便，使用传统的体温计很不方便，而且体温计汞柱的位置也不容易看清，通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温，而且通过语音告知老人，有异常情况也能够及时发现。
非接触式测温仪设备工艺原理
非接触式测温仪设备工艺原理近年来，随着科技的不断进步，非接触式测温仪已经越来越多地应用于我们的生活中。
它具有高效安全、无污染无接触、适合多种环境等优点，被广泛应用于测量各种物体的表面温度。
本文将详述非接触式测温仪设备的工艺原理。
一、什么是非接触式测温仪在介绍非接触式测温仪设备的工艺原理之前，我们先了解一下它的定义。
非接触式测温仪是一种用于测量物体表面温度的设备，其特点是不需要与物体直接接触。
它通过红外线感应物体放射出的红外线辐射，从而测量物体的表面温度。
该设备广泛应用于工业、医疗、家居等领域，比如测量机器设备的温度、人体体温、环境温度等。
二、非接触式测温仪的工作原理非接触式测温仪的工作原理是基于物体发射红外线辐射的物理规律。
我们知道，任何物体都会以一定的速率发射热能，并会向周围空间放射红外线辐射。
而物体发射的红外线辐射的波长与温度有关，温度越高，辐射的红外线波长越短。
非接触式测温仪就是通过测量物体表面发射的红外线辐射波长，从而推算出物体表面的温度。
如何测量物体发射的红外线辐射呢？这需要使用测量元件，在非接触式测温仪中，这个测量元件就是红外检测器。
红外检测器可以转换接收到的红外光信号，转换成电信号，进而进行数字化处理。
在量程内，随着温度升高，固体材料分子振动增强，从而能够发射更多的红外线辐射。
因此，我们可以通过检测接收到的红外线信号的强度，来确定物体的温度。
需要注意的是，非接触式测温仪的测量范围和精度会受到环境干扰的影响。
比如在高温度下使用时，设备就需要进行冷却处理，以避免测量偏差。
此外，在测量过程中，如有光线或气体等的干扰，也会对测量结果产生一定的误差。
三、非接触式测温仪的使用注意事项1.非接触式测温仪不适用于对温度要求很高的场合。
例如在热力学或化学反应中需要精确测量温度的场合，要求测量仪器接触样品。
2.非接触式测温仪只能测量物体表面的温度，对于物体内部温度的测量是无法完成的。
3.在使用时，非接触式测温仪要保持一定距离才能够达到准确测量的效果。
智能非接触式体温计的毕业设计
Key word：microcontroller，sensor，display，voice,simulate
1随着科学技ຫໍສະໝຸດ 的迅速发展，传统接触式测量体温的方式已不能满足现代一些领域测量体温的需求,对非接触、远距离测量体温技术需求越来越大。本次智能非接触式体温计设计的出发点也正是基于此。
1.1
1
人体体温是鉴别人体健康状况的重要参数，所以体温计在医疗领域中占有十分重要的地位.随着现代科技的发展，新材料、新工艺的运用，各式各样的体温计陆续出现，探测方式在不断改进.现有体温计大致分为三种类型：一种是常见的玻璃水银体温计；一种是电子体温计；还有一种是红外智能非接触式电子体温计。
The paper introduces the basic principle of infrared thermometer and the method of realization, puts forward infrared trermometer system with the AT89S51 MCU as the CPU. The paper introduces the composing and the method of that system in detail，and gives the hardware principle diagram and the design flow chart of the software. The system formed by the optical system, photoelectron detector,display and output partially. The optical system collects the infrared radiation energy of the object in its field of view, the infrared energy focusing on the instrument and transforms to the corresponding electrical signal. The AT89S51 MCU is used to start the temperature survey，data receive, count the value of the object temperature based on the arithmetic with in MCU and the result is displayed on LCD.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非接触式测温仪的设计与制造
近年来，随着全球新冠疫情的爆发，人们对于温度检测的需求
不断增加。
在这个背景下，非接触式测温仪的应用越来越广泛。
无接触温度计适用于环境温度检测、体温测量和红外热成像等应
用领域。
本文将介绍非接触式测温仪的设计与制造。
一、基本原理
非接触式测温仪主要采用的是红外线辐射测温的原理。
其实质
是利用温度物体发出的红外辐射能量和其表面温度成正比的特性，将可以测量红外辐射的热敏探头置于被测温体附近，通过收集热
辐射能量量来计算出被测体表面的温度。
二、器材准备
制作非接触式测温仪过程中，所需的基本器材主要包括热敏元件、红外传感器模块、微控制器和液晶显示器等电子元件。
此外，还需要进行外壳设计，以便能够对测温仪进行加工和组装。
以及
开发相关的软件程序和调试工具。
三、设计和制造
1.硬件设计
硬件设计是制作非接触式测温仪最重要的一步。
我们可以根据
自己的需求，在PCB电路板上完成各种器件的连接，包括红外传
感器模块、热敏元件、无线模块和液晶屏等。
这些元件的连接需
要通过相应的引脚实现，这些引脚会接收到控制信号并将其传递
到微控制器，乃至整个系统。
2.软件程序设计
软件程序是非接触式测温仪实现功能的关键，它将作为程序控
制器给出要采取何种操作指令。
针对不同的器件和需求，可以采
取不同的编程语言和开发工具。
当然，在编写程序时应遵循先定
义变量、初始化参数等基础方法，并在确定完成程序功能后对其
进行测试和调试。
3.外壳设计
在硬件设计完成后，需要进行外壳设计。
这需要充分考虑到非
接触式测温仪需要用到的外部元素，如针脚、LCD紫外线传感器
和母口接口，以确保其功能的顺畅。
4.测试和调试
在外壳设计完成后，就可以对整个系统进行测试和调试。
这一
阶段非常重要，因为需要确认测量数据的可靠性。
需要注意的是，外界环境对温度测量有很大的影响，因此测试时如何避免干扰是
非常重要的。
四、使用注意事项
使用非接触式测温仪时，需要注意以下几个方面：
1. 应选择合适的测量位置，避免表面遮挡物干扰测量。
（建议
使用3-5厘米的距离测量）
2. 测量场所不能过于寒冷或太阳暴热，以避免环境温度的干扰。
3. 在使用过程中，要避免仪器直接暴露在阳光下或水中。
4. 使用后要及时清洁探头上的灰尘和附着物。
五、结语
非接触式测温仪的设计和制造需要了解其基本原理，选择合适
的器材和进行系统整体设计。
具体的制造过程和使用手册需要根
据实际情况进行适度调整和改进。
最后，我们应该意识到，非接
触式测温仪是一项非常重要的防疫工具，我们应该在疫情防控的
过程中给予它更多的重视和关注。