基于ARM的人体表面温度测控系统设计
一种基于ARM的人体红外测温系统
与其他系统相 比，具有环 境温度３ 偿 和距 离补偿功 能 的人体 红外测 温系统有效 降低 了 １ 、 环 境 温 度 和 距 离等 因素 的影 响 ，达 到 了准 确 、快 速 、 非接 触地 测 量 人 体 温 度 的 目 的。
关键 词 ： Ｒ ；红 外 测 温；数 字 红 外传 感 器 ；温 度 补 偿 ；距 离 补 偿 Ａ Ｍ
摘 要 ： 出 了一种 基 于 ＡＲ 处 理 器 的人 体 红 外 测 温 系 统 。该 系 统 由 ＭＬ ９６５高精 度 提 Ｍ Ｘ ０１ 医 用 数字 红 外传 感 器 、超 声 波传 感 器 、环 境 温度 传 感 器 、主 控 Ｃ Ｕ 单 元 和 其 他 外 围 电 Ｐ 路 组 成 。 ＭＬ ９６５采 集 人 体 额 头 的红 外辐 射 温 度 值 并 将 其 输 入 Ｃ Ｕ 。经 过 温度 补 偿 Ｘ ０１ Ｐ 和 距 离３ 偿 ，额 头 温 度 值 被 转 换 成 对 应 的人 体 温度 值 ，并 显 示 在 液 晶屏 上 。实验 表 明 ， １ 、
ｐｏ ｏｅ ｒ ｐ ｓ ｄ．Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ｏ ｓｓ ｓｏ ＬＸ９ ６ ５ ｈ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ ｍ ｅ ｉ ａ ｉ ｉａ ｆａ ｅ ｅ ｓ ｒ ａ ｌｒ ｏ ｉ ｅｓ ｓ ｅ ｃ ｎ ｉｔ ｆ Ｍ ａ ０ １ ｉｈ ａ ｃ ｒ ｃ ｄｃ ｌ ｇｔ ｌｎ ｒｄ ｓｎ ｏ ， ｎｕｔ ａ ｎ ｃ ｄ ｉｒ ｓ
ｔ ｅａ ｕｒ ｎｄ ｓ ａｎｃ ｏｍ ｐｅ ａ ｉ ｄｉｔ ｅｃ ｎｓ ｔｏｎ，ｔｌ ｏｒ ｈｅ ｅ ｐｅ ａ ｕｒ ａｌ ｓ ｃ ｖｅ ｔ ｄ ｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉｅｆ ｅ ａｄ ｔ ｍ ｒ ｔ ｅ ｖ ｕｅ ｉ ｏｎ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｃ ｒ ｅ ｐｏｎｄｉ ｂｏｄｙ ｎｇ
ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｉｐ ａ ｅ ｉ ｕ ｄ ｃ ｙ ｔ ｌ ｉｐ ａ ．Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ｗｉｈ ｏ ｈ ｒ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｉ ｄ ｓ ｌｙ ｄ ｉ ａ ｌ ｉ ｒ ｓ ａ ｓ ｌ ｙ ｓ ｎ ｑ ｄ ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｎ ｈ ｗｓｔ ａ ｏ ａ ｅ ｔ ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ， ｈ ｓ ｉ ｆ ａ ｅ ｕｍａ ｏ ｙ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｅ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｓ ｓ ｅ ｈ ｔ ｕ ｃ ｉ ｎ ｆｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｙ ｔ ｍｓ ｔ ｉ ｎ ｒ ｄ ｈ ｒ ｎ ｂ ｄ ｅ ｅ ａ ｕｒ ａ ｕ ｅ ｎ ｙ ｔ ｍ ａ ｉｓ ｆ ｎ ｔｏ ｓ ｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｓ ｔ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ ｃ ｍ ｐ ｎ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｓ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｎ． Ｉ ａ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌｔ ｒ — ｅ ｒｔｒ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｎ ｉｔ ｎｃ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｔ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｈ ｆ ｃ ｆｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｅ ｎ
基于ARM的远程温度监测系统的
基于ARM的远程温度监测系统的学位论文基于ARM的远程温度监测系统的设计作者姓名：郝冬冬学科专业：通信太原工业学院毕业设计（论文）工程学号：092027111指导教师：焦冬莉讲师完成日期：2013-6-9太原工业学院Taiyuan Institute of Technology诚信申明本人申明：本人所提交的毕业设计（论文）《基于ARM的远程温度监测系统的设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果，设计（论文）中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在设计（论文）中加以说明；有关教师、同学和其他人员对我的设计（论文）的写作、修订提出过并为我在设计（论文）中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本设计（论文）和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名：2013年06月15日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于ARM的远程温度监测系统的设计系部：电子工程系专业：通信工程学号： 092027111学生：郝冬冬指导教师（含职称）：焦冬莉（讲师）专业负责人：焦冬莉1．设计（论文）的主要任务及目标随着科技的发展，人类进入了信息时代，人类对信息的获取越来越多，但是信息时代的另外一个重要的特点是人们在生产生活中越来越多的依赖信息技术，从而达到节省时间，提高效率，节约经费的目的。
目前，信息技术的一个重要应用方向是远程温度监测技术，温度是最基本的环境参数，人们的生活与其息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度测量方法和装置具有重要的意义。
温度监测可以分为现场和远程监测，现场监测就是在测量对象附近显示数值，特定场合下由于监测地点比较分散、偏远、环境对工作人员身体健康有害等，采用传统的温度测量方式周期长、成本高，而且工作人员必须到现场进行测量，因此工作效率非常低，且不便于管理。
远程监测就是在测量对象附近放置信号发射装置，将现场采集到的温度数值发射到工程师的接收器上。
《基于ARM的便携式人体监护仪的设计与实现》
《基于ARM的便携式人体监护仪的设计与实现》一、引言随着科技的发展和人们健康意识的提高，人体监护设备成为了现代社会的重要部分。
在这样的背景下，设计一款基于ARM 的便携式人体监护仪具有广泛的实际应用价值。
这款监护仪不仅能实时监测人体的健康状况，还能方便地携带，为人们的健康管理提供便利。
本文将详细介绍基于ARM的便携式人体监护仪的设计与实现过程。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要采用ARM处理器为核心，配合各类传感器、显示屏、电池等模块，实现人体生理参数的实时监测和显示。
具体设计包括：(1) 主控制器：选用高性能的ARM处理器，负责整个系统的控制和数据处理。
(2) 传感器模块：包括心率传感器、血压传感器、血氧传感器等，用于采集人体的生理参数。
(3) 显示屏模块：采用触控屏，方便用户查看数据和操作设备。
(4) 电源模块：使用可充电电池，确保设备的便携性和长时间使用。
2. 软件设计软件部分主要包括操作系统、驱动程序、数据处理和应用软件等。
设计过程中需考虑系统的稳定性、实时性和易用性。
具体设计包括：(1) 操作系统：选用适用于ARM处理器的嵌入式操作系统，如Linux或Android。
(2) 驱动程序：开发各类传感器和模块的驱动程序，实现数据的采集和传输。
(3) 数据处理：对采集到的生理参数进行实时处理和分析，提供准确的健康数据。
(4) 应用软件：开发用户界面，方便用户查看和操作设备。
三、实现过程1. 硬件实现硬件实现过程中，需根据设计要求选购合适的元器件，进行电路设计和制作。
具体包括：(1) 选购ARM处理器、传感器、显示屏、电池等元器件。
(2) 设计电路原理图和PCB板图，制作电路板。
(3) 对元器件进行焊接和组装，完成硬件制作。
2. 软件实现软件实现过程中，需编写驱动程序、数据处理程序和应用软件。
具体包括：(1) 编写各类传感器和模块的驱动程序，实现数据的采集和传输。
(2) 对采集到的生理参数进行实时处理和分析，提供准确的健康数据。
基于ARM9的数字温度监测系统设计
图 2 S3C2410 和 LQ080V3DG01 连接图
图 3 S3C2410 和 K9F1208UDM－YC80 连接图
《工业控制计算机》2009 年 22 卷第 3 期
1．3 主控模块 控制器基于 ARM9 来 设 计 ， 与 ARM7 相 比 ，ARM9 的 功 能
显然更强大，最明显的区别就是流水线从三级增加到五级，使得 指令吞吐量增加了 13％， 同 时 具 有 分 开 的 指 令 和 数 据 存 储 器 ， 减少了在每个时钟周期内必须完成的最大工作， 进而允许使用 更 高 的 时 钟 频 率 。 控 制 器 芯 片 选 用 三 星 公 司 的 基 于 ARM920T 内 核 的 16 ／ 32 位 RISC 嵌 入 式 微 处 理 器 S3C2410， 主 频 可 达 203MHz。 该 工 作 频 率 能 够 使 处 理 器 轻 松 运 行 Windows CE、 Linux 等操作系统并进行较为复杂的信息处理。
传统的温度检测是将温度值的模拟信号远距离采样再进行 A ／ D 转换，要得到较高的测量精度，就必须解决由长线传输、放 大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。 本设计采用智能型数 字温度芯片 DS18B20 测温，输出信号全部数字化，便于控制，并 使外围电路大大简化。 控制器选用基于 ARM920T 内核的 RISC 微处理器 S3C2410，芯片外围资源丰 富 ，易 于 扩 展 ，适 合 各 种 嵌 入式系统的设计开发。 与 ARM7 系列相比， 功能强大的 ARM9 系列更能满足人们对高性能的要求。 1 系统硬件设计
摘要 设计了一种数字式温度监测系统，是基于三星公司生产的 ARM9 内核的 S3C2410，通过使用单总线数字式温度传感器 DS18B20 测量温度值，可实现现场显示、报警、有线传输等功能。 介绍了该系统的构成原理和实现流程，重点介绍了系统的 硬件结构。 关 键 词 ：单 总 线 ，DS18B20 ， 数 字 式 ，ARM9
基于ARM单片机的温度控制系统
题目：基于单片机的数字温度测量及显示系统设计摘要随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。
在生产过程中，为了高效地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。
温度控制在生产过程中占有相当大的比例。
温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
我们采用美国DALLAS半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～+100℃，使用LED模块显示，能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，AT89C51单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词：单片机；温度传感器；键盘和显示ABSTRACTAlong with national economy development, the people need to each heating furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity.In daily life and industrial production process, often used in the detection and control of temperature, temperature is the production process and scientific experiments in general and one of the important physical parameter. In the production process, in order to efficiently carry out the production, to be its main parameters, such as temperature, pressure, flow control, etc... Temperature control in the production process of a large proportion. Temperature measurement is the basis of temperature-controlled, more mature technology.Traditional thermocouple and temperature components are the second resistor.The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively complex, requiring a relatively large number of external hardware support. We use a relatively simple way to measure.We use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element, a temperature range of -55 ~ 125 ºC, up to a maximum resolution of 0.0625 ºC. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external hardware circuit, with low-cost and easy use.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-～+100℃,can set the warning limitation, the use of seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Key words: MCU Temperature sensor Keyboard and Demonstration目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 国内外现状分析 (1)1.3 本文的主要工作 (2)第二章系统的总体设计 (3)第三章设计方案论证 (5)3.1 题目分析 (5)3.2 温度传感器的选择 (5)3.3 显示器的选择 (7)3.4 单片机的选择 (7)第四章系统的硬件设计 (9)4.1 单片机最小系统的设计 (9)4.2 温度传感器的电路设计 (10)4.3 温度控制电路的设计 (12)4.4 键盘电路的设计 (12)4.5 显示电路的设计 (14)第五章系统的软件设计 (16)5.1系统的主程序设计 (16)第六章系统的控制 (18)6.1温控电路及报警电路的控制 (18)第七章结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)第一章绪论1.1 概述温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
人体红外测温系统设计
人体红外测温系统设计一、本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，对健康和安全的关注日益增强。
在这个背景下，人体红外测温系统作为一种非接触式的温度测量方式，以其快速、准确、安全的特点，逐渐在医疗、公共安全、交通等领域得到广泛应用。
本文旨在深入研究和探讨人体红外测温系统的设计原理、技术实现和应用前景，以期为相关领域的实践和发展提供理论支持和技术指导。
本文将首先介绍人体红外测温系统的基本原理，包括红外辐射的基本理论、人体红外辐射的特性以及红外测温的基本原理。
在此基础上，详细阐述人体红外测温系统的设计过程，包括硬件设计、软件设计以及算法优化等方面。
还将对系统的性能进行评估，包括测温精度、稳定性、响应时间等指标的分析和测试。
本文将对人体红外测温系统的应用前景进行展望，探讨其在不同领域的应用可能性和发展潜力。
通过本文的研究和探讨，旨在提高人体红外测温系统的技术水平和应用效果，为人们的健康和安全提供更加可靠的保障。
也希望能够激发更多研究者和从业者对人体红外测温系统的兴趣和关注，推动相关技术的不断创新和发展。
二、红外测温技术原理红外测温技术是一种非接触式的温度测量技术，其基本原理基于物体发射的红外辐射与物体温度之间的关系。
所有高于绝对零度的物体都会发射红外辐射，这种辐射的强度与物体的温度有直接关系。
红外测温仪通过接收并测量目标物体发射的红外辐射，然后根据特定的算法将辐射强度转换为温度值，从而实现对物体温度的测量。
红外测温技术的核心在于红外辐射与温度之间的转换关系。
根据普朗克辐射定律，黑体在任意温度下，其单位面积在单位时间内向各个方向辐射出的总能量与黑体的绝对温度的四次方成正比。
红外测温仪通常采用黑体辐射定律作为理论基础，通过测量目标物体发射的红外辐射强度，再结合目标物体的发射率（即物体发射的红外辐射与相同温度下黑体发射的红外辐射之比），经过计算得到物体的真实温度。
红外测温技术具有测量速度快、非接触、测温范围广、受环境影响小等优点，因此在医疗、工业、安全监控等领域得到了广泛应用。
（VR虚拟现实）基于ARM平台的智能温控系统设计
（VR虚拟现实）基于ARM 平台的智能温控系统设计摘要温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用，尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中，对度的测量和监控是非常重要的一个环节，温度参数是工业控制中的一项重要的指标。
本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温控制场合中的应用。
目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。
PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目，灵活性相对不足，并且体积大，成本相对较高；而单片机主要用于小型设备的控制，具有成本低，功耗低，效率高的特点，但可移植性较差。
为了适应信息产业的发展，新技术革新以及产业的专业化现代化的发展，本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM920T和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统，具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点，为用户提供了一种新型的控制方案。
本文首先论述了嵌入式操作系统的组成，接着设计了温度控制系统的硬件系统，主要括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分；在对温度控制系统的软件部分的设计中，主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。
系统功能主要是循环采集AD通道数据，上传AD数据到服务器，接收服务器下发的控制数据包，记录日志等。
通过在线运行测试，该系统稳定可靠，采集和控制效果良好，可有效降低了生产成本和工人的劳动强度，为安全生产提供保证。
关键词：ARM；Linux；嵌入式系统；温度控制系统AbstractIt’s a broad application to measure and control temperature in the industry production.Especially in some industry，such as oil，chemistry，electric power，metallurgy，it’S a very important tache to measllre and control temperature，temperature parameter is all important index in industry control situation.The paper mainly researches the application in kinds of temperature controlsituations in the industry field based on ARM9 construct and embedded Linux system.Presently the control projects normally are PLC and SCM.PLC normally aims atsingle project or small repetition project，lacks in agility and volume，the cost ishigher comparatively；SCM is mainly used in the minitype equipment，the cost andthe power is lower，the efficiency is higher，but it is hard to transplant.In order toadapt to the improvement of information industry，the paper focuses on strongpointa，weakpoints and applied fields of PLC and SCM，and puts forward to adopt ARM9 embedded micro controller and Linux operation system to control the temperature，Ithas a good expansibility，dependability，fast response speed，small volume，offers anew type control project to users.Firstly the paper discusses the composing of the embedded operation system，then designs the hardware system of temperature control system which mainlyconsists of CPU module，analog circuit modde，storage module and communicationmodule；In the design of software system，we aim at the transplant ofBoot-loader，thetransplantof Linux kernel，the tailor of root file system，the programming of dfiversandapplications.The functions of system mainly are circularly sampling the datafrom the ADchannels，uploading the data to the server，and receivingthe control data packagefrom the server and record logs.Throug the online test，we conclude that，the system is steady，has good sampling andcontrol effect.It can be good for reducing the cost of production and labour intensity，and guarantees the safe production.Key words：ARM，Linux，embedded system，temperature control system目录1 绪论 (1)1.1 嵌入式的概述 (1)1.1.1 嵌入式系统的定义 (1)1.1.2 嵌入式系统的特点 (2)1.2 国内外现状以及研究意义 (2)1.3 选题背景和主要工作 (3)2 温度控制系统总体方案设计 (5)2.1 系统概述 (5)2.2 系统的总体架构 (5)2.2.1 硬件系统的设计原则 (5)2.2.2 系统硬件的整体结构 (6)2.2.3 系统软件的整体结构 (6)3 温度控制系统的硬件设计 (8)3.1 AT91RM9200芯片介绍 (8)3.1.1 ARM920T处理器概述 (8)3.1.2 ARM920T系统结构分析 (8)3.1.3 ARM920T的存储器格式 (10)3.2 外围电路设计 (10)3.2. 1 AT91RM9200相关接口和控制器 (10)3.2.2 模拟电路设计 (12)3.2.3 存储模块设计 (14)3.2.4 通讯模块设计 (16)4 嵌入式Linux操作系统的建立 (17)4.1 交叉编译环境的建立 (17)4.2 Boot-Loader模块设计 (18)4.2.1 Boot-Loader概述 (18)4.2.2 AT91RM9200的启动流程 (19)4.2.3 Boot-Loader的移植 (20)4.3 M Linux的移植 (22)4.4 基于NandFlash的文件系统设计 (23)4.5 AT91RM9200系统内核的烧写 (25)4.6 嵌入式Linux的设备驱动程序 (26)4.6.1 设备驱动程序的开发过程 (26)4.6.2 加载和卸载驱动程序 (27)4.6.3 模数转换电路的驱动程序设计 (27)5 温度控制系统应用程序的设计 (29)5.1 相关概念 (29)5.1.1 进程 (29)5.1.2 进程间通信 (30)5.1.3 共享内存 (30)5.1.4 信号量 (31)5.1.5 套接字 (32)5.2 温度控制系统应用程序设计 (33)5.2.1 主程序功能与实现 (34)5.2.2 AD数据采集程序功能与实现 (34)5.2.3 DA数据采集程序功能与实现 (37)5.2.4 网络通信程序功能与实现 (38)5.2.5 日志记录程序功能与实现 (41)5.3 Makefile的编写和源文件的编译 (42)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录 A 英文原文 (47)附录 B 中文翻译 (55)附录 C 程序代码 (61)1 绪论1.1 嵌入式的概述随着微电子技术的发展，嵌入式系统被广泛应用于工业领域、无线通信领域、智能仪表，消费电子等各个领域。
基于ARM的温度监控系统设计
图 3 Windows CE 操作界面
开发人员进行基于 Windows CE 平台下嵌入式操作 系统定制的集成开发环境。它提供了所有进行设 计、创建、编译、测试和调试 Windows CE 操作系统 平台的工具。它运行在桌面 Windows 下，开发人员 可以通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系 统特性，然后进行编译和调试。同时，开发人员还可 以利用 Platform Builder 来进行驱动程序开发和应用 程序项目的开发等等。 1． 3． 2 Microsoft eMbedded Visual C + + 4． 0
图 7 温度界面
3 软件模块的设计与实现
温度采集软件程序流程如图 8 所示。
图 6 DS18B20 测温原理框图
2． 2 ARM 控制模块 2． 2． 1 ARM 微处理器的内部结构
Samsung 公司的 16 /32 位 RISC 处理器 S3C2440 为手持设备和一般应用提供高性价比和高性能的微 控制器解决方案。S3C2440 采用 ARM920T 的内核， 0． 13 m 的 CMOS 标准宏单元和存储器单元。 2． 2． 2 ARM 微处理器的寄存器结构
系统。
研究也显 得 异 常 重 要。文 中 采 用 的 基 于 嵌 入 式 ARM 处理器和单总线数字温度传感器 DS18B20 构 建的测温监控系统具有设计简便、操作灵活、抗干扰 能力强、分辨率高、处理数据快等优势而且误差范围 相较模拟温度传感器来说也要小的多。这个温度监 控系统实现的功能如下。
《基于ARM的便携式人体监护仪的设计与实现》
《基于ARM的便携式人体监护仪的设计与实现》一、引言随着科技的进步和医疗需求的增长，便携式人体监护仪已成为现代医疗体系中不可或缺的一部分。
这类设备能够帮助医护人员及时掌握病人的生理参数，提高治疗效果和生活质量。
本文将探讨基于ARM架构的便携式人体监护仪的设计与实现，分析其核心功能、系统架构以及具体实施过程。
二、设计背景及目标在现有的医疗体系中，设备可携带性和操作便捷性对病人和医护人员而言具有重要意义。
基于ARM架构的便携式人体监护仪具有低功耗、高性能、实时性等优点，可广泛应用于医院、家庭、养老院等场景。
设计目标在于为医护人员提供一个方便携带、操作简单、功能全面的监护设备，为病人提供实时、准确的生理参数监测。
三、系统架构设计（一）硬件架构基于ARM的便携式人体监护仪硬件架构主要包括主控芯片、传感器模块、显示模块、通信模块等。
主控芯片采用高性能的ARM处理器，负责协调各模块的工作；传感器模块用于采集病人的生理参数，如心电图、血压、血氧饱和度等；显示模块用于展示采集到的生理参数；通信模块则负责与外部设备进行数据传输和指令交互。
（二）软件架构软件架构主要包括操作系统、驱动程序、应用软件等。
操作系统采用嵌入式Linux或Android系统，为设备提供稳定、可靠的运行环境；驱动程序负责驱动各硬件模块的正常工作；应用软件则负责实现监护仪的各项功能，如数据采集、处理、展示等。
四、功能实现（一）数据采集与处理监护仪通过传感器模块采集病人的生理参数，如心电图、血压、血氧饱和度等。
采集到的数据经过硬件滤波和软件算法处理后，得到准确的生理参数值。
此外，系统还具有实时监测和异常报警功能，当检测到异常数据时，及时向医护人员发出警报。
（二）数据展示与记录监护仪通过显示模块展示采集到的生理参数值，方便医护人员随时查看。
同时，系统还具有数据记录功能，将采集到的数据保存到本地存储设备或云端服务器，以便后续分析和处理。
（三）通信与交互监护仪通过通信模块与外部设备进行数据传输和指令交互。
基于ARM温度检测系统设计
Ｋｙ ｅ ｗｏｒ ：ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ：ｅ ｓ ｒ ｎ ：ｉ ｐ ａ ；３ ２ ｌ ｄｓ Ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅＭ ａ ｕ ｉ ｇＤ ｓ ｌ ｙ Ｓ Ｃ ４ Ｏ
近年， 随着 改革技术 的进 步， 业进 一步发展 ，日益提 高 拟存 储器管理、 工 外部存储 器控制器 、 Ｃ 控制器 、 个Ｓ Ｉ ＬＤ ２ Ｐ 总线 的要求 相应地 提 高了测温 技术 的质量 要求 。 在机 械热加 工领 接 口、 通 道Ｐ Ｍ ４ Ｗ 定时器等 ， 降低 了系统 总成本和 减少了外 围器 域 ， 度 的检测技 术对 于保证 产品 的质 量至 关重 要。随着技 件 。 温 术 的进步 ， 国内温度 检测设备 的制造 水平 有了明显 的进步， 一 量， 在现代化工 业生产过程 中， 温度、 压力、 流量、 物位和转速 为最多， 估计 占总量 的５ ％ ０ 以上 ， 以温 度测量是一项重 大的课 所
ｒ ｓ ｏ ｓ ｂ ｅ ｆ ｒ ｏ ｌ ｃ ｉ ｇ ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｔ ， ｗ ｉ ｈ ｗ ｓ ｒ ｎ ｍ ｔ ｅ ｔ ｈ ｈ ｐ ｏ ３ ２ １ ｉ ｔ ｅ ｗ ｙ ｏ ｉ ｉ ａ ｅ ｐ ｎ ｉ ｌ ｏ ｃ ｌ ｅ ｔ ｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ａ ａ ｈ ｃ ａ ｔ ａ ｓ ｉ ｔ ｄ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉ ｆ Ｓ Ｃ ４ ０ ｎ ｈ ａ ｆ ｄ ｇ ｔ ｌ ｓ ｇ ａ ． Ｔ ｅ ａ ｄ ａ ｅ ｃ ｍ ｏ ｉ ｉ ｎ ａ ｄ ｏ ｔ ａ ｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｗ ｒ ｉ ｃ ｓ ｅ ｉ ｄ ｔ ｉ ． Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｍ ｎ ａ ｉｎ１ ｈ ｈ ｒ ｗ ｒ ｏ ｐ ｓ ｔ ｏ ｎ ｓ ｆ ｗ ｒ ｄ ｓ ｇ ｆ ｈ ｓ ｓ ｅ ｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｅ ａ ｌ ｈ ｘ ｅｉｅｔｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｎ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｈ ｓ ｓ ｅ ｔ ｂ ｌ ｔ ｎ ｅ ｉ ｂ ｌ ｔ ． ｅ ｕ ｔ ｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ｄ ｓ ｇ ｍ ｒ ｖ ｓ ｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｉ ｉ ｙ ａ ｄ ｒ ｌ ａ ｉ ｉ ｙ
- 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)。
有测温精度高 !转换时间短 ! 分辨率可设
置等特点 , 测温范围可达到 一5 5 e 十12 5 e , 分辨率为0 .0 6 2 5 e , 可以在同 一条总线上挂载多个传感器 " 除此之外,
气体温度 ;采用涡街 流量计来检测 气
体 输送流 量 , 采用 隔离 电路控制加 热
等器件组成;温度 曲线绘制 , 是指把不 同时刻的温度信 息 , 经过处理器 算法
吕 6
2 4
l l 3 l {l l
通过坐标计 算程序计算 出不 同电压数
值所对应 的外力接触点的坐标 " 比较L C D 显示屏上的控制界面或 控制按钮 和程序算法计算得 出的外力 接触点 , 如果 外力接触 点的相 对位置 落在显示 图形的控制界面或 控制按 钮 内 , 则可根据控 制按键 的类型 执行相 应 的功能操作 "
列嵌入式处理器能够满足这些要求 " 本 文拟选用A R M g 2 44 0 系列嵌入式处理 器 , 选用W in ce 操作系统t ] , 设计出包含 4 多点人体表面温度采集 ! 气体温度及流 量控制的智能人体表面温度控制系统 ,
的护理以及在烧伤治疗中, 低体温现象
也时常发生川 " 因此 , 对病人低温现象进 行有效控制是十分必要1 2 , 3] " 使用医疗
增 量式 P ID 的算 法如 下 : v U = u (n ) 一 u (n 一l)
图5
过零检测电路
D S 18B 20还可以根据用户的实际情况设
定温度的上下限 " 气体流量控制 的控制原理与气体 加 热控制端类 似 , 它是根据人体 生理 热换系数 !环境温度 !以及实时核心温 度 和核 心温度 的差值 , 决定流量 的大 小" 气体 流量控 制中的鼓风机 与气体 加热设备是连接工作 :在系统启动 时,
: 户2 7
4 ,
3 l 2 >
5 6 7 l L 9 0 盆
图4
气体 温度及流量控制 电路
控制算法
D 尸 公 田 7l >
D屯 I
要快 速 !高 效 的输 出一定 温度 的 气体 , 就需要优化气体 的加 热梯 度;同 样 , 要 比较快速 的稳定人 体的 表面温 度 , 也需要适当的气体 流量 " 在气体温度测控 系统 中使用P ID 算法 " 首先将D S 18B 20采集的温度与由 表 面温度估算 的核心温度 进行 比较 , 把 比较得到 的差值信号经过一定规律 的计 算后得到 相应 的控制 值 , 将控 制 量 送给控制 系统进行相应 的控制 , 不 停 地进行上述 工作 , 从而 达到 自动调 节 的 目的 "
系统软件设计
主控程序及控制显示设计
本设计选用A R M g 24 4 0嵌入式处 理器作为控制核心 , 采用W in ce嵌入式
实时操作 系统作 为软件 控制平 台 " 在 操作系统 的基础上 , 使 用嵌入式开发
于鼓风 机停止 工作 " 为确保 整个 系统
=K P= # ,一 # 一 - ,,# 会 # , ##
处理后, 以坐标点的形似在L C D 屏幕上 显示;气体温度控制 , 是 由处理器读取 气体温度 和多点人 体表面 温度之后 , 经过数据处理得到P ID 控制量 , 然后送 入P W M 发生器 内, 再由产生的P W M 信 号来控制 加热丝 的加热时间和鼓风机
的输 送流量 "
如图2 所示 , 本 系统主要由多点人 体表面 的检测 !显示 !控制 !故 障检测 及报警 , 以及 气体温 度控制和气体 流 量控制 等模 块组成 " 人体表面温 度的 检测 , 是指 手术过 程中, 在额头 !枕骨 !
参数设 置 !数 据输入 以及升级和联机 功能所 必须 的通讯 接 口;故障检测 及
报警是结合W in c e操作系统硬件自检 的特点 , 在 系统上电时进行复位检测 , 同 时记 录 系统 的 运 行状 态并 实施 报 警 ;气体温度 控制和气体 流量控制模 块直接由A R M 控制平 台控制 , 但是其 控 制量 即加热 丝的加热 时间 !鼓风机 的送风 速度 , 则 要根据控源 的核心温 度 间接决定 "
96
Ser v o C ontr o!
娜瞬级书 绷耀 撇 .
VCC V (
e
系统 的基础上设计 出系统的基本显示
界面 !温度曲线绘制界面 !以及控制界 面或控制按钮;然后 , 结 合触摸 屏的电
l l l 4
阻网络技术 !A / D 转换等技术 , 检测有
外力作用时外力接触点的电压数值 , 再
l 3
不安全 !操作繁琐等不足 " 因此 , 智能型
人体表面温度测控系统成为市场需求 " 智能型人体表面温度控制系统必须具 备实时性 !交互性 !自适应 ! 在线升级 ! 智
位的表面温度 , 间接估算 出病人 的核心
温度, 然后将这个核心温度与正 常人体 的理想核心温度进行 比较, 根据其高低
系统整体结构设计
效的办法之一 " 目前 , 国内外使用的人 体表面温度控制仪器不仅价格昂贵 , 还 存在着温度 控制不准确 !不迅速 , 使用
身的体质与皮肤紧密程度等信息!/ }, 根
据 医用温度传感器检测的人体特征部
使其能根据病人特征部位表面温度的
高低 , 控制吹拂到人体表面的气体的温 度和流量 , 来稳定病人 的核心温度 "
核心温度稳定的效果 " 关键词:控制系统 ARM 休表温度 设计
引言
在手术 中通常须使用麻醉剂 , 这容
易引起低体温现象 , 对手术造成不利影 响 , 甚至关 系到手术的成败 ;在手术后
备较 强的数据处理能 力和较 多的可利 用资 源 , 尤其是在使用嵌入 式操作系统 的情况下 , 一般 的单片机 已经不 能满足要求, 而A R M 系
鼓风机先工作; 系统停机时 , 加热丝先
设置了光祸 隔离 " 由于环境温度 !病人体质 !皮肤 紧 密程度等 因素的影 响, 使 得人体热换 系数不尽相 同 , 所 以在决 定输出气体 温度的 同时 , 还要根据 实际情况适 当
地调节输 出气体的流量 " 气体的瞬 时
流量使 用涡街 流量计来检测 "
~蕊 蕉羚
A R M g 24 4 0
微处理单元 元
气体温 温 度 检侧 侧
表面 检测
图,
系统工作 原理
人体不 同部位 的体表温度为控源, 以气 体温 度和流量 为比较参数 , 基于人体
热调 节理论 , 共 同实现气体 加热和送 风[ 5] " 具体来说 , 结合环境温度 ! 病人自
器械 对手术对象或治疗 患者进行辅助 保温 , 已经成为预防低体温现象的最有
系统工作原理
系统以A R M g 2 4 4 0 为处理核心 , 以
程度 , 分别控制气体的加热时间和气体 的输送流量 , 以达到使病人核心温度恒 定的 目的 " 系统工作有原理如图1 所示 "
能控制 以及实 时温度 曲线显示等特性,
这就决定了系统的核心 处理器必须具
. 2008 年广西区教育厅科研项 目( 项 目编号200808LX 136), 2009 年广西研究生科研创新项 目( 项 目编号2009105950802 M 03)
令 (# (# ,一 ,# 一 - ,,+ # ( 一 2 ,,,
式 中:K p为比例 系数 ; T 为采样
周期; 武刀), 试刀一l ) , 以刀一2 ) 分别为 当前 时刻 !前一 时刻 !再 前一 时 刻 的
处于正 常工作 状态 , 还设计有温 度超
限报警 电路 " 控制 电路主要 由零点检测部分和 交流 电加热部 分构成 " 过零检 测电路 主要是 检测过 零触发信号 , 实现 双向 晶闸管的过零 触发 , 从而使加 热丝的 功率可控 制 , 其电路结构如图5 所 示 " 交 流电加 热部分 主要采 用晶 闸管 BAT 1 2 作为控制元件, 不同时间段内调 制波的占空比P W M 不同, 晶闸管的导
礴 娜 咖 畜 一 加 衅 "一 ! .
基于 A R 日的人体表面温度测控系统设计 *
桂林电子科技大学 机电工程学院 张 震 杨连发 张苗苗 摘 要:针对手术过程中的低温现象通常采用人体表面温度控制仪器对病人进行辅助 保温 " 本文开发了一种基于A R M g 2440嵌入式处理器的 !以人体表面温度为控制对 象的表面温度控制系统 " 系统由多路人体表面温度检测模块 !触摸式显示控制模块 ! 气体温度检测及加热模块 !气体流量检测及输送控制模块等在 内的智能控制平台等 构成 "对系统核心模块的功能和效果进行了试验 , 结果表明 , 在手术 中可以根据人 体表面温度的实时变化情况 , 控制吹拂在人体表面的气流温度和流量 , 达到使人体
高低程度来确定输送气体的加热时间
和输送 流量 , 以保证人体热 换的基本 环境稳定 , 从 而达到 间接稳 定人体核
心 温度的 目的 "
实现高精 度 !快速测 量等 " 因此 , 选 择
D S 18B 2 0 单总线智能型温度传感器, 它具
人体表面温度的检测采用医用P N
温度传感器 !放大电路 ! A / D 数模转换
20 1 0智 能检测 与运动控制会议论 文
95
智能控制系统及其应用
LC O
显示模块 块
震 赢 聋
ARMg2 44 0
微处理单元 元
气体加热设备 备
鼓风机送风控制 制
, 流 量 检 测{
图2 系统 结构组成
图3
人体热能损失
丝 !鼓 风机 之类 的大 功率设 备 ;采用 交流 电过 零检 测 技术 还获 取控 制 同 步点;采用W in c e 系统作为主控平台 的操作 系统 "