人體紅外測溫儀畢業(yè)設(shè)計論文

1、摘要IAbstractII第一章紅外線測溫儀的研發(fā)背景11.1紅外測溫儀的實際應(yīng)用11.2紅外測溫技術(shù)的發(fā)展歷程1第二章人體紅外測溫儀的原理和特點32.1人體紅外線測溫儀的理論依據(jù)32.2人體紅外線測溫儀的性能指標(biāo)及作用32.3影響溫度測量的主要因素及修正方法42.4人體紅外線測溫儀的特點6第三章人體紅外測溫儀的碩件設(shè)計83.1總體設(shè)計83.1.1整體框圖設(shè)計83.1.2 電路設(shè)計93.2溫度傳感器93.3放人電路的設(shè)計錯誤!未定義書簽。3.4模數(shù)轉(zhuǎn)換部分電路錯誤!未定義書簽。3.5 LCD1602 顯示電路10第四章軟件設(shè)計135.1紅外測溫儀的使用注意事項145.2改進方案145.3推廣及

2、應(yīng)用14參考文獻16致謝17附錄1 PCB板圖18附錄2 3D效果圖19附錄3程序20人體紅外測溫儀摘要:為了克服傳統(tǒng)溫度計測量溫度的主要缺點一一需要測量者與被測目標(biāo) 近距離接觸和測量不方便。在顧及儀器測量高精度前提下，以追求最低成本為 原則，研制了非接觸式熱釋電紅外測溫儀，實現(xiàn)了對物體表面溫度快速準(zhǔn)確的 測量。本文也設(shè)計了紅外測溫儀的整體系統(tǒng)構(gòu)架。根據(jù)熱釋電原理，主要針對 人體體溫測量進行了具體的設(shè)計開發(fā)，開發(fā)包括整體方案，硬件電路，單片機 程序和主機程序。并利用設(shè)計出來的紅外測溫儀在環(huán)境溫度30°C下對人體溫度 和水溫進行了測量，對人體的溫度測量的誤差低于土o.rc,提高了測量精

3、 度。人體測溫儀的設(shè)計主要為適應(yīng)人體體溫快速無接觸測量的需要。主要介紹 熱釋電紅外傳感器的工作原理以及最適宜人體紅外線檢測的熱釋電傳感器 TN901的優(yōu)點和等效電路，闡述了基于熱釋電傳感器的紅外測溫儀的工作原 理，討論了該系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法，簡單介紹了測溫系統(tǒng)的適用條件。關(guān)鍵詞：溫度測量，熱釋電，STC89C52Temperature measuring based on body infrared rayAbstract: To decrease the limitation of traditional method of temperature measuri ng such as c

4、lose con tact between measurer and the target and inconvenience when measuring, we developed a norvcontact type piezoelectric infrared thermometer, realizes fast and accurate surface temperature measurements This article also designed the overall system architecture infrared thermometer. Then under

5、the piezoelectric principle, aimed at human body temperature measurement for a specific design, development including hardware, peripherals tech no logy, SCM, and the host program Designed by using the infrared thermometer at ambient temperature 30 ：，C,temperature and water temperature on the human

6、body were measured on the human body temperature measurement error is less a ±0.1°C improve the measurement accuracy. This thermometer mainly applies to no-contact, speedy body-heat measurement This article mainly introduces operational principles of piezoelectric infrared sensor and the s

7、tructure of hydroelectrically sensor TN90lt formulates the theory of the thermometer based on hydroelectrically sensor and studies how to design and implement of the system. Fin ally, it in dicates the conditi onal demand of the system Key words: temperature measurement, piezoelectric,STC89C52第一章紅外線

8、測溫儀的研發(fā)背景Im1.1紅外測溫儀的實際應(yīng)用由于醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，在很多情況下，一般的溫度計己經(jīng)滿足不了快速而 乂準(zhǔn)確的測溫要求，例如車站和機場等人口密度較大的地方進行人體溫度測量。 雖然現(xiàn)在國外這種測溫的技術(shù)都比較成熟，但是國內(nèi)這方面的技術(shù)還處于發(fā)展 階段。因此，為了適應(yīng)醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，有效地進行特殊環(huán)境下的溫度測量， 從而有力地控制和預(yù)防諸如甲流、非典之類型的特殊疾病的傳播，急需設(shè)計一 種測溫速度快，準(zhǔn)確率高的測溫儀。針對一般的工業(yè)用的紅外測溫儀的精確度 不夠高，我們根據(jù)這種紅外線測溫的原理，通過關(guān)鍵器件的選擇、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的 設(shè)計以及溫度補償?shù)淖詣诱{(diào)節(jié)來提高紅外線測溫儀的精確度，設(shè)計了一種用

9、紅 外線測溫電路，用于人員密集且流量大的場合進行快速的人體溫度測量。1.2紅外測溫技術(shù)的發(fā)展歷程紅外測溫技術(shù)在生產(chǎn)過程中、在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測、設(shè)備在線故障診斷 和安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了重要作用。近20年來，非接觸式紅外 人體測溫儀在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷 增多，適用范圍也不斷擴大。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應(yīng)時間 快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。非接觸式紅外測溫儀包括便攜 式、在線式和掃描式三大系列，并備有各種選件和計算機軟件，每一系列中乂 有各種型號及規(guī)格。紅外檢測技術(shù)是“九五''國家科技成果重點推廣項目，紅外檢測

10、是一種在線 監(jiān)測（不停電）式高科技檢測技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像處理 技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線（紅外輻射），將其熱像顯示在熒光屏 上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實時、快速等優(yōu)點。 任何物體由于其自身分子的運動，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面 形成一定的溫度場，俗稱“熱像。紅外診斷技術(shù)是通過吸收這種紅外輻射能 量，測出設(shè)備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。目前應(yīng)用紅外診斷技術(shù)的測試設(shè)備比較多，如紅外測溫儀、紅外熱電視、 紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備利用熱成像技術(shù)將這種看 不見的"熱像轉(zhuǎn)變成可見光圖像，

11、使測試效果直觀，靈敏度高，能檢測出設(shè)備 細微的熱狀態(tài)變化，準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況，可靠性高，對發(fā)現(xiàn) 設(shè)備隱患非常有效。目前，我國也在研發(fā)一種體積小，成本較低，乂不受外界 環(huán)境溫度干擾的人體紅外測溫儀，對醫(yī)學(xué)的發(fā)展有很重大的意義。第二章人體紅外測溫儀的原理和特點2.1人體紅外線測溫儀的理論依據(jù)自然界一切溫度高于絕對零度(-273.15°C)的物體，由于分子的熱運動，都 在不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波，其輻射能量密度與物體 本身的溫度關(guān)系符合輻射定律。紅外輻射原理一輻射定律：E = as(T4-T)(2.1)式中：E為輻射出射度數(shù)，W/m3: b為斯蒂芬一波爾茲

12、曼常數(shù)， 5.67*10_sW/(nr-/C4)； £為物體的輻射率；T為物體的溫度，單位K； T。為物體 周圍的環(huán)境溫度，單位K。測量出所發(fā)射的E,就可得出溫度。利用這個原理制成的溫度測量儀表叫紅外溫度儀表。這種測量不需要與被 測對象接觸，因此屬于非接觸式測量。在不同的溫度范圍，對象發(fā)出的電磁波 能量的波長分布不同，在常溫(0100°C )范圍，能量主要集中在中紅外和遠 紅外波長。用于不同溫度范圍和用于不同測量對象的儀表，其具體的設(shè)計也不 同。根據(jù)式(2.1)的原理，儀表所測得的紅外輻射為：E =人嚀雞-可)(2.2)式中：A為光學(xué)常數(shù)，與儀表的具體設(shè)計結(jié)構(gòu)有關(guān)；勺為被測

13、對象的輻射率； 為紅外溫度計的輻射率；Ti為被測對象的溫度(K)；T2為紅外溫度計的溫度(K)； 它由一個內(nèi)置的溫度檢測元件測出。輻射率£是一個用以表達物體發(fā)射電磁波能力的系數(shù)，數(shù)值由0至1.0。所 有真實的物體，包括人體各部位的表面，其£值都是某個低于1.0的數(shù)值。人 體主要輻射波長在910“加的紅外線，通過對人體自身輻射紅外能量的測 量，便能準(zhǔn)確地測定人體表面溫度。由于該波長范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸 收，因而可利用人體輻射的紅外能量精確地測量人體表面溫度。通過對人體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定人體表面溫度。 紅外溫度測量技術(shù)的最大優(yōu)點是測試速度快，1秒以內(nèi)可

14、測試完畢。紅外測溫 儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。2.2人體紅外線測溫儀的性能指標(biāo)及作用總的來說，測溫范圍、顯示分辨率、精度、工作環(huán)境溫度范圍、重復(fù)性、 相對濕度、響應(yīng)時間、電源、響應(yīng)光譜、尺寸、最大值顯示、重量、發(fā)射率等 都是紅外線測溫儀的性能指標(biāo)。1、確定測溫范圍：測溫范圍是測溫儀最重要的一個性能指標(biāo)。每種型號 的測溫儀都有自己特定的測溫范圍。2、確定目標(biāo)尺寸：紅外測溫儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀 （輻射比色測溫儀）。對于單色測溫儀，在進行測溫時，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。否則背景會干擾測溫讀數(shù)，造成誤差。對于雙色測溫儀，其溫度 是由兩個

15、獨立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。3、確定距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）：距離系數(shù)由D： S之比確定，即測溫儀 探頭到目標(biāo)之間的距離D與被測目標(biāo)直徑之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制 必須安裝在遠離目標(biāo)之處，而乂要測量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的 測溫儀。光學(xué)分辨率越高，測溫儀的成本也越高。4、確定波長范圍：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應(yīng) 波長對于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。5、確定響應(yīng)時間：響應(yīng)時間表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度， 定義為到達最后讀數(shù)的95%能量所需要時間，它與光電探測器、信號處理電路 及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。6、信號處理功能：鑒于離散過程

16、（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，所以要 求紅外測溫儀具有多信號處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值）。7、環(huán)境條件考慮：測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響，應(yīng)予 考慮并適當(dāng)解決，否則會影響測溫精度其至引起損壞。8、紅外輻射測溫儀的標(biāo)定：紅外測溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正確地顯 示出被測目標(biāo)的溫度。2.3影響溫度測量的主要因素及修正方法影響紅外人體測溫儀的因素有：1、測溫目標(biāo)大小與測溫距離的關(guān)系：在不同距離處，可測的目標(biāo)的有效 直徑D是不同的，因而在測量小目標(biāo)時要注意目標(biāo)距離。人體紅外測溫儀距離 系數(shù)K的定義為：被測目標(biāo)的距離L與被測目標(biāo)的直徑D之比，即K=L/Do2、選擇被測物質(zhì)發(fā)射率：人

17、體紅外測溫儀一般都是按黑體（發(fā)射率 =1.00）分度的，而實際上，物質(zhì)的發(fā)射率都小于l.OOo因此，在需要測量目標(biāo)的真實溫度時，必須設(shè)置發(fā)射率值。物質(zhì)發(fā)射率可從輻射測溫中有關(guān)物體 發(fā)射率的數(shù)據(jù)中查得。3、測量溫度時的環(huán)境因素：測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大的 影響，應(yīng)予考慮并適當(dāng)解決，否則會影響測溫精度。本設(shè)計中正是利用了 TN901熱釋電紅外線傳感器可以補償溫度起伏的作用，實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。4、強光背景里目標(biāo)的測量：若被測目標(biāo)有較亮背景光(特別是受太陽光或 強燈直射)，則測量的準(zhǔn)確性將受到影響，因此可用物體遮擋直射目標(biāo)的強光 以消除背景光干擾。由于在溫度測量時是在不確定的環(huán)境中進行的，所以

18、外界環(huán)境會對測溫造 成一定的影響，對測量結(jié)果產(chǎn)生誤差，所以要對環(huán)境溫度有一個修正。由2.1節(jié)輻射公式可得出熱釋電傳感器的響應(yīng)公式為：V = S(To4-C)(2.3)式中：5為與熱釋電響應(yīng)特性及物體表面發(fā)射率有關(guān)的常數(shù)To為物體表面溫度, Ta為環(huán)境溫度。根據(jù)表達式(2.3)可以得到不同的標(biāo)定公式：(1) 簡單關(guān)系式，即V 1/4人=云 + 鄉(xiāng) Ta + K(lV(2.4)式中：Ka =,應(yīng)用此公式所作的標(biāo)定實驗結(jié)果見表1，表中數(shù)據(jù)表明,不僅與有關(guān)，還與To有關(guān)。(2) 多項式，即(2.5)(2.6)V 414令S = aQ + aJa + aT; + -在參考文獻中，S取三項，其實驗結(jié)果表明

19、，要使測溫儀滿足一定的精度,測溫時的環(huán)境溫度和物體表面溫度要在一定的范圍內(nèi)，如環(huán)境溫度7；=30oC, 物體表面溫度在180°C以上時，讀數(shù)誤差較大。由下表1可知：首先應(yīng)該對物體表面溫度分段定標(biāo)，因為測量范圍較大， 所以不同段的標(biāo)定系數(shù)相差很大。實際應(yīng)用中每隔510°C就必須標(biāo)定一個系 數(shù)，當(dāng)采樣電壓峰值落在此區(qū)間時就選擇該系數(shù)。然后再根據(jù)環(huán)境溫度的不同 對己選出的標(biāo)定系數(shù)進行修正，達到在不同環(huán)境溫度下仍然能夠準(zhǔn)確測溫的目 的。分析表1可知，當(dāng)物體表面溫度較低時(78°C以下)，環(huán)境溫度對修正系數(shù)的 影響較大。所以對此溫度范圍的物體必須進行環(huán)境溫度對標(biāo)定系數(shù)的修正

20、。而 當(dāng)物體表面溫度較高時，則修正系數(shù)基本由物體表面溫度決定，這樣系數(shù)就不 必再依環(huán)境溫度進行校正。這就減少了標(biāo)定系數(shù)的復(fù)雜性。下圖為表1：表1不同環(huán)境溫度下的標(biāo)定系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)溫度(°C)環(huán)境溫度(°C)測量值(V)系數(shù)Ka(V/°C)34.0026.02.6133.06126.52.6052.87927.02.5882.70478.0026.02.96017.5726.52.94817.4727.02.92517.44120.0026.03.39227.7126.53.38827.5927.03.38427.48在這里我們使用的是TN901模塊，他內(nèi)己經(jīng)集成了釆集，

21、溫度補償和ADC 轉(zhuǎn)換功能，所以我們通過模塊讀出來的是數(shù)字信號。2.4人體紅外線測溫儀的特點人體紅外測溫儀是通過接收人體發(fā)射的紅外線的能量的大小來測量其體溫 的儀器。測溫儀內(nèi)部的靈敏探測元件將采集的能量信息輸送到微處理器中進行 處理，然后轉(zhuǎn)換成溫度讀數(shù)顯示。所以人體紅外測溫儀具有以下優(yōu)點：1、非接觸測量：它不需要接觸到人體，只需在額頭前方5厘米左右測溫 即可，而且紅外探測器只需感應(yīng)人體輻射的紅外線。因此，不會干擾人體，也 不會為人體帶來損傷。2、測量范圍廣：因為人體紅外測溫儀是非接觸式測溫，所以測溫儀并不 處在較高或較低的溫度場中，而是工作在正常的溫度或測溫儀允許的條件下進 行測量的，所以測量

22、范圍比較廣。3、測溫速度快：即響應(yīng)時間快。紅外探測器中靈敏元非常靈敏，只要接 收到目標(biāo)一紅外輻射即可在短時間內(nèi)定溫。4、準(zhǔn)確度高：人體紅外測溫不會與普通測溫一樣破壞物體本身溫度分 布，因此測量精度高。5、靈敏度高：只要人體溫度有微小變化，輻射能量就有較大改變，易于 測出。而且使用安全及使用壽命長。6、體積小，方便攜帶。7、受外界環(huán)境溫度干擾較?。河捎诒驹O(shè)計中所使用的紅外探測器是帶補 償電路的，所以它可以補償外界環(huán)境溫度的高低起伏。第三章人體紅外測溫儀的硬件設(shè)計31總體設(shè)計下圖3.1所示是人體紅外測溫儀系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。圖3.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖由上圖可以看出，紅外傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后

23、，經(jīng)過TN901模 塊對信號處理單元對所測得的信號進行放大、濾波、再計算，模數(shù)轉(zhuǎn)換處理， 將最終的信號轉(zhuǎn)換成SPI總線傳輸，單片機讀取SPI總線信號將信息傳送到顯示 單元顯示出溫度讀數(shù)。如果檢測完信號后送達處理系統(tǒng)處理，所測的數(shù)據(jù)有誤, 則可以通過LCD輸出錯誤信息。3.1.1整體框圖設(shè)計熱釋電紅外測溫儀可以這樣設(shè)計整體結(jié)構(gòu)框圖，如圖3.2所示。上電后開 始測量，每次測量結(jié)果顯示在顯示器上。當(dāng)測量時紅燈亮起，物體表面輻射的 能量經(jīng)熱釋電傳感器接收后，將熱輻射信號轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)由放大電路放大 后（由外界環(huán)境導(dǎo)致的雜亂信號經(jīng)濾波器過濾后）輸出SPI總線信號，單片機作 為CPU接收經(jīng)經(jīng)過TN901

24、數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)換成物體表面溫度顯示 在LCD液晶顯；5屏上。傳感器放大器濾波器TN901輸出單片機A1液顯 LCD1602圖3.2總體電路框圖3.1.2電路設(shè)計本設(shè)計采用STC89系列單片機進行數(shù)據(jù)的釆集存儲和處理。由于信號有兩 個輸入源和一個控制線。芯片的CLK端和Data端配合可以給芯片自身產(chǎn)生時鐘 脈沖。測量物體表面輻射能量的熱釋電傳感器選用的是臺灣ZyTemp傳感器有限 公司的TN901型熱釋電傳感器，它有效調(diào)節(jié)外界環(huán)境的溫度起伏影響；液晶顯 示器（LCD）選用的是2行16個字的液晶顯示屏。電路的主要功能是將熱釋電傳感器接收的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換為可供單片機 接收的數(shù)字信號。顯示

25、器（LCD）由單片機P0端口驅(qū)動，并由89C51單片機通過 軟件控制顯示物體表面的溫度。通過軟件程序編制可以實現(xiàn)三位有效數(shù)字的顯 示（100度以下顯示兩位整數(shù)和一位小數(shù)）下圖3.3是整個設(shè)計的電路連接圖：圖3.3紅外人體測溫儀電路3.2紅外線傳感器本設(shè)計的探頭使用的是紅外線傳感器，它能接收人體發(fā)射出的紅外線并使 之轉(zhuǎn)換成數(shù)字號。設(shè)計選用的是TN901單元熱釋電傳感器，這種傳感器雖是內(nèi) 部集成濾波，放大，數(shù)模轉(zhuǎn)換的一體非接觸溫度傳感器。他的工作溫度是-33°C-220 °C,特別適合測量人體的溫度。而且TN901各項指數(shù)都比較好，因此選 用了他做溫度儀的傳感器。如圖3.4所示

26、：圖3.4傳感器的實物圖TN901的具體操作時序我們在后面的軟件介紹中會詳細介紹，它主要使用 的是SPI的協(xié)議流程，通過SCK和Data完成傳輸。3.3 LCD1602顯示電路液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點， 在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在本設(shè)計采用的字 符型液晶模塊是一種用5x7點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容 量可以分為116個字、2行16個字、2行20個字等等，這里以常用的2行16個字的1602液晶模塊來介紹它的編程方法。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其 中：第3腳：VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端；第4腳：RS為寄存器選

27、擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令 寄存器；第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操 作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)；第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命 令；第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線；第1516腳:空腳。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模 塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯 示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表2是DM-162的內(nèi)部顯示地

28、址。表2 1602的內(nèi)部顯示地址12345678910111213141516序號000102030405060708090A0B0C0D0E0F第一行404142434445464748494A4B4C4D4E4F第二行1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器(CGROM)己經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖 形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和口文假名等，每一個 字符都有一個固定的代碼。在軟件中設(shè)置溫度的代碼是：3O.O0C (001100UB,00110000B, 00101110B,00110000B, 010000UB) : 37.O0C (00110011B,

29、00110111B,00101110B, 00110000B,01000011B) : 60°C (00110110B, 00110000B, 01000011B)。在液顯電路連接上，LCD1602顯示模塊可以直接和單片機STC89C52直接接 口 ,液晶顯示的D0D7八個雙向端口接STC89C52單片機的P0 口的P0.0P0.7, 單片機的P0 口可以作為通用的輸入，輸出端口使用，此時，若要驅(qū)動NMOS 或其他拉電流負載時，需外接上拉電阻，才能使該位高電平有效，所以中間接 10K的排阻，來決定顯示器高低點位，是否要顯示。由于VEE端接電源時接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最

30、高，對 比度過高時會產(chǎn)生"鬼影，對比度過低會使屏幕模糊不清，所以使用時可以通 過一個10K的電位器來調(diào)整它的對比度。LCD1602的RS寄存器選擇端口接單片 機的P2.7 口，通過軟件程序中對此端口的設(shè)置來決定選擇的寄存器。液顯的RW 端口直接接地，因為我們不需要讀取內(nèi)部內(nèi)容，高電平時進行對輸入的數(shù)字信 號進行讀數(shù)。使能E端接單片機的P2.6 口，使能端由高電平到低電平時開始執(zhí) 行命令，把讀數(shù)顯示出來。下圖3.8是LC D1602顯示電路的連接圖：LCD屏莊6ND <10 KUL 1602LCD>»ND單片機356910PL.aPL.LPL.2PL.3P1.+P

31、l.5PL.6PL.TRESTP3.0/RXDP3.L/TXDP?,2/mT0 pj.s/mriP5.4-ZT0vccpo.o:PCLLP0.2P0.5P0.4-pa.5P0.6PO.TEAALE SPEHP2.TP2.6403613343332ITT7I27圖3.8 LCD顯示電路連接圖中9簡010K工R101/n? /第四章軟件設(shè)計第五章小結(jié)5.1紅外測溫儀的使用注意事項1、必須準(zhǔn)確確定被測物體的發(fā)射率；2、避免周圍環(huán)境高溫物體的影響；3、對于透明材料，環(huán)境溫度應(yīng)低于被測物體溫度；4、測溫儀要垂直對準(zhǔn)被測物體表面，在任何情況下，角度都不能超過土 26.56° ；5、不能應(yīng)用于光亮

32、的或拋光的金屬表面的測溫，不能透過玻璃進行測溫;6、正確選擇跟離系數(shù)，目標(biāo)直徑必須充滿視場；5.2改進方案由于普通紅外測溫儀只限于測量物體外部溫度，不方便測量物體內(nèi)部和存 在障礙物時的溫度，所以可以在其檢測頭部加一段光導(dǎo)纖維，并在其前端裝一 個小視角的透鏡，這樣被測物體的輻射能經(jīng)過透鏡到光導(dǎo)纖維內(nèi)部。在光導(dǎo)纖 維里面經(jīng)過多次反射傳至檢測器。因為光纖可以自由彎曲，使輻射能自由轉(zhuǎn) 向，這就解決了物體內(nèi)部溫度的測量問題，可以測量有障礙物擋住的角落等地 方的溫度。5.3推廣及應(yīng)用由于SARS和H1NI甲流的出現(xiàn)，這樣，紅外測溫儀就用于人體溫度的測量 和大量人群的初步篩檢。但是非接觸式人體紅外測溫儀測量

33、的是表體溫度而非 精確體溫，所以有關(guān)人體表面溫度和傳統(tǒng)的用體溫計測得的腋下溫度之間的相 關(guān)性還正在研究之中，且發(fā)表的相關(guān)文章少之乂少。到目前為止，還沒有任何 結(jié)論性的證據(jù)表明，其中一種溫度可以可靠地、一致性地表示為另一種溫度。本文通過研究部分受試人員的溫度測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：手持式紅外側(cè)溫儀所測 得的人體表面溫度與體溫（腋下溫度）相比較，其溫差因人體個體差異而一致性 較差。從本設(shè)計試驗結(jié)果來看，如果將溫差判據(jù)確定為2°C-4°C時，將仍然有 35%左右的人員漏查和不必要的進一步待查。而按照現(xiàn)在一些相關(guān)單位暫時提 出的紅外測溫值修正1°C-3°C,那么可能漏查的

34、人員更多！基于普朗克輻射理論的紅外非接觸測溫技術(shù)，由于被測物體均非物理憊義 上的黑體（發(fā)射率£“）,而是灰體（發(fā)射率£（入,R，）1）,而被測物體的發(fā)射率£（入,R,）與輻射波長入，輻射物體表面粗糙度R,被測物體的材料等有關(guān)，因而 其測溫的準(zhǔn)確度受到限制。相對于工業(yè)用途的紅外測溫來講，人體表面的紅外 測溫因每個人的個體差異較大（諸如人體自身對周圍環(huán)境溫度的適應(yīng)調(diào)節(jié)能 力，皮膚狀況，化妝，出汗，膚色等），因而很難準(zhǔn)確地（標(biāo)準(zhǔn)體溫計的準(zhǔn)確度 為土 0.15 °C）*給出人體溫度。參考文獻1 那彥.電子及通信畢業(yè)設(shè)計M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.

35、2 程玉蘭.紅外診斷實用技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.3 趙全利，肖興達.單片機原理及應(yīng)用教程（第二版）M.北京：機械工業(yè)出版 社，200&4 彭承琳.生物醫(yī)學(xué)傳感器原理及應(yīng)用M.北京；高等教育出版社，2000.5 何希才.傳感器及其應(yīng)用實例M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.6 黃賢武，鄭筱霞.傳感器實際應(yīng)用電路設(shè)計M.成都：電子科技大學(xué)出版 社，1997.7 何志彪，黃光，易新建.熱釋電紅外測溫方程的研究J.紅外技術(shù)，1999.8 陳繼述.紅外探測器M.北京:國防工業(yè)出版社,1986.9 胡乾斌，李光斌，李玲，等單片微型計算機原理與應(yīng)用M.武漢：華中理 工大學(xué)出版社，19

36、97.10 柳剛，黃竹鄰，周昊，王雙保，易新建.非接觸式紅外研制M.光電子科技 與信息，2005.11 陳永甫.紅外探測與控制電路M.北京：人民郵電出版社，2004： 290-320.12 何希才.傳感器及其應(yīng)用電路M.北京：電子工業(yè)出版社，2001： 7-46, 177-191.1習(xí)馬殿閣.多路紅外溫度監(jiān)測儀J 電子測量技術(shù)，1993（3）： 5556.14 劉瑞新.單片機原理及應(yīng)用教程M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.7.15 無線電雜志社.無線制作精匯M.北京：人民郵電出版社，2005.16 趙亮.單片機C語言編程與實例M.北京：人民郵電出版社，2003.17 閻石擻字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.

37、北京：高等教育出版社，2006.5.18 謝嘉奎.電子線路一一非線性部分（第四版）M.北京：高等教育出版社，2000.致謝在此我要感謝我的指導(dǎo)老師和專業(yè)老師，是你們的細心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能 夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計及論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老 師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴謹治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神 使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也 學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深地敬意。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助， 有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以

38、 在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。附錄1原理圖H-附錄3程序宏定義#define uchar unsigned char itdefine uint unsigned int 頭函數(shù)#inelude <reg52.h>全局變量定義float Temp;float HJTemp,MBTemp;/TN9溫度傳感器頭函數(shù)#include <TN9.h>/LCD頭函數(shù)#include <LCD.h>按鍵sbit K =P1A5;sbit LR=P1A2;sbit LG=P1A1;主函數(shù)void main()屏幕初始化lnit_LCD();開啟指示燈LR=1;LG=0;開

39、始按鍵while(K=l);溫度顯示初始化循環(huán)讀碼while(l)每讀一次LED閃爍一次LR=LR;讀取目標(biāo)溫度TN_IRACK_EN();TN_GetData(0x4c);MBTemp=Temp;LR=LR;讀取環(huán)境溫度TN_IRACK_EN();TN_GetData(0x66);HJTemp=Temp;顯示Display(MBTemp,HJTemp);llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllTN9.h管腳定義sbit TN_ACK =P2A2;/* TN9

40、觸發(fā)7sbitTN_Clk =P2A1; /* TN9時鐘線 sbitTN_Data=P2A0;/* TN9數(shù)據(jù)線77uchar ReadData5;y* Function name:TN_IRACK_EN(void)* Descriptions:* in put parameters:使TN9開始工作采集環(huán)境溫度 無* output parameters:無* Returned value:無*void TN_IRACK_EN(void)TN_ACK=0;y* Function name:void TN_IRACK_UN(void)* Descriptions:使TN9關(guān)閉進入測試模式* i

41、n put parameters:無* output parameters:無* Returned value:無*yvoid TN_IRACK_UN(void)TN_ACK=1;y* Function name:* Descriptions:* in put parameters:* output parameters:* Returned value:TN_ReadData(uchar Flag)使TN9關(guān)閉進入測試模式命令標(biāo)志0x4c工作溫度0x66目標(biāo)溫度無無*void TN_ReadData(uchar Flag)uchar i,j;bit BitState=O;while(l)/*

42、讀取i個字節(jié)7while 仃 N _Clk);/*等待時鐘下降沿*/BitState=TN_Data;/*將一位數(shù)據(jù)傳至DitState 7 ReadDataO= ReadDataO«l;/*數(shù)據(jù)左移一位*/ReadDataO= ReadDataO | Bitstate;/*寫入新的數(shù)據(jù)*/while(!TN_Clk);/*等待上升沿*/if(ReadDataO=Flag)/*等待字節(jié)匹配*/break;if(ReadDataO=Flag)/*如果第一個字節(jié)無誤開始讀數(shù)據(jù)*/for(j=l;j<5;j+)/*讀取4個字節(jié)*/for(i=0;i<8;i+)/*判斷八位數(shù)*/

43、while(TN_Clk);/*等待時鐘下降沿*/BitState=TN_Data;/*將一位數(shù)據(jù)傳至DitState 7ReadDataj= ReadDataj«l;/*數(shù)據(jù)左移一位*/ReadDataj= ReadDataj | B 讓 State;寫入新的數(shù)據(jù)*/while(!TN_Clk);/*等待上升沿*/else/*如果有錯就清空*/for(i=0;i<5;i+)ReadDatai=O;/*y* Function name:* Descriptions:* in put parameters:* output parameters:* Returned value:

44、TN_GetData(uchar X)計算溫度無無Temp是相關(guān)指令的數(shù)據(jù)*void TN_GetData(uchar X)TN_ReadData(X);/*讀取值*/Temp=(ReadDatal«8) | ReadData2;/*計算*/ReadData0=0;/*標(biāo)志位清空*/Temp=(float)Temp/16.00-273.15;/*華氏度轉(zhuǎn)換為攝氏度*/IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIILCD.h管腳定義sbit rs=P2A6;

45、sbit lcden=P2A7;屏幕初始化待機時間顯示uchar code tableO="Welcome to theuchar code tablel="TN9 System"uchar code table2="Target T: 00.0 C"uchar code table3="Milieu T: 00.0 C"等待函數(shù)void delay_LCD(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/LCD寫命令void write_com(uchar c

46、om)rs=O;lcden=0;P0=com;delay_LCD(l);lcden=l;delay_LCD(l);lcden=0;/LCD寫數(shù)據(jù)void write_date(uchar date)rs=l;lcden=O;PO=date;delay_LCD(l);lcden=l;delay_LCD(l);lcden=O;初始化void lnit_LCD()uchar num;lcden=O;屏幕初始化write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);時間write_com(0x01)

47、;write_com(0x80);for( nu m=0;num<16;num+) write_date(tableOnum);write_com(0x80+0x40);for( num=0;numvl6;num+)write_date(tablelnum);初始化void lnit_T()uchar num; lcden=O;屏幕初始化write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);時間write_com(0x01);write_com(0x80);for( nu m=0;n

48、um<16;num+)write_date(table2num); write_com(0x80+0x40);for( nu m=0;num<16;num+)write_date(table3num);顯示函數(shù)目標(biāo)溫度 環(huán)境溫度void Display(float MTjIoat HT)uint temp=0;溫度錯誤Errorif(MT>220.0| |MT<-33.0) write_com(0x80+9); write_date(' *);write_date(lE,)；writedatefr');writedatefr'); writeda

49、tefo1);writedatefr');write_date(' *);正溫度else if(MT>=0)if(MT<10)temp=MT*10; write_com(0x80+9); writedatef *);writedatef *); writedatefO'+temp/lO);write_date(1.1); write_date('0'+temp%10); write_date(Oxdf); write_date(lC,);else if(MT<100)temp=MT*10; write_com(0x80+9); writedatef *); writedatefO'+temp/lOO); write_date(,0