非接触式体温测量系统
非接触式体温测量系统[20200408102534]
摘要
人体体温是身体健康状态的标志，一般情况下，测量体温常使用水银体温计，用它测量体温数值准确、稳定性高，但也存在着耗时长、交叉感染的可能性大、破裂容易引发汞中毒等弊端。非接触式体温测量系统无需与人体接触即可实现测温，测温速度快、操作简便。本设计采用台湾燃太公司研发的TN901红外温度传感器来测量温度，并使用SPI总线协议与单片机AT89C52进行数据传输，最终利用单片机驱动液晶显示器LCD1602,将温度以数值的形式表示在液晶显示器上。经过与市面上销售的电子体温计的测量数据对比，该体温测量系统的测量效果与其十分接近，说明该系统有着极高的准确度。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:单片机红外体温测量液晶显示
目录
1、 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究的国内外现状 1
1.3本文研究内容 2
2、 系统总体设计方案 3
2.1系统总体设计思路 3
2.2系统设计总体要求 3
3、 系统硬件设计 4
3.1 单片机简介 4
3.1.1单片机主要部件 4
3.1.2 STC89C52引脚 5
3.2 TN901介绍 6
3.2.1工作原理 6
3.2.2 TN901 引脚介绍 7
3.2.3 TN901的工作时序 7
3.2.4 TN901温度值的计算 8
3.2.5 TN901的视场和测温范围 9
3.3 LCD显示 10
3.3.1 LCD简介 10
3.3.2 LCD模块的选择 10
3.3.3 LCD1602主要技术参数 11
3.3.4引脚功能说明 11
3.3.5 LCD1602的指令说明 12
3.4电源显示模块介绍 13
4、 系统软件设计 14
4.1系统软件设计总体介绍 14
4.2 TN901红外测温模块 15
4.3 LCD液晶显示模块 18
5、 误差分析以及影响因素 20
5.1误差分析 20
5.2影响因素 20
结 语 24
参考文献 25
附录A:原理图 26
附录B:实物图 27
附录C:源程序代码 28
致 谢 36
1、 绪论
1.1课题研究背景
日常生活中，我们常使用水银温度计测量体温。使用水银体温计为儿童测量体温时，由于耗时长且儿童活泼好动，使得测量体温成为一件既耗时又耗力的事情；使用水银体温计为老人测量体温时，由于老人活动不便而且眼花看不清楚汞柱的位置，降低了体温测量的准确性；在人流量大，人群密集的地方，使用水银体温计延长了甄别发热患者的时间，对以发热为主要特征的疫情的控制十分不利。
在感冒发烧频发季节，医院内总是人满为患，提高医生的工作效率是解决这个问题的一个重要手段。由于传统的水银测温计测量体温时需要5分钟左右的时间，使得检查病因的时间变长，降低了检查效率。同时接触式的检查，有可能会给病人带来二次伤害，使得病人病情更加严重。但是随着红外测温技术的快速发展，使用非接触式体温测量系统检查病人的疾病，必定会成为将来医生检查人体疾病的重要手段。使用这种技术将大大减少医生检查病人病因的时间，提高重症患者存活的概率，终结医院内排队就医看病的现象。在各种大型聚会和活动中，在开始前迅速确切地进行体温测量，可以高效地控制各类流行性疾病的散播。
1.2课题研究的国内外现状
当前国内外对非接触式体温计的需求日益增长，于是市面上相应地出现了很多类型的非接触式人体体温计。之前一段时间，常见的非接触式体温计大多是从外国进口的，“非典”过后，我国在这方面的的研究也得到了巨大的发展，尔后的“H1N1”风暴更是促进了非接触式体温计的研发和生产[1]。
尽管非接触式体温计在国外发展的比较晚，但是他们非常注重对非接触式体温计的研发，现在该项技术已经走在了全球前端。德国博朗集团生产的型号为IRT3020的非接触式体温计，将测温时间缩短至一秒钟。同时为了提高使用的舒适度，该集团还使用了更契合人体工效学的外形方案。日本欧姆龙公司研究的BJ40型非接触式体温计，精度为±0.2℃。意大利富克士公司生产的WFHX-68A型便携式红外体温计分辨率为0.1℃，测量精度为±0.2℃[1]。
我国关于这方面的研究是在“非典”之后迅速兴起的，仅在一个月之内，科研工作者们就研制出了40多种能够进行体温筛选工作的红外体温测试仪器，研究成果令人骄傲。为了提高产品研发和生产的质量，相关部门还制定了相关方面的国家标准。例如GB/T19146-2003《红外体温快速测量仪使用技术条件》，香港卫生防护中心颁布的《疑似猪流感病人标准》等。国内一些高校和研究所在制造红外体温计方面做出了巨大的贡献。例如：华中科技大学研究并制造了一款名为“慧眼HW-05”的人体体温红外热图像仪。它能够在１秒钟内立即显示出人体体温，误差仅在0.06℃以内，并且可以寻找到局部发热的部位。当前我国在红外测温领域，尤其是便携式红外测温仪方面技术已经比较成熟，应用范围也越来越广[1]。
近年来，我国各大高校和研究所对非接触式体温测量系统的研究热情也日益高涨。华中科技大学采用MLX90614型红外体温传感器，通过SMBus协议向微控制器传输数据，再经过A/D转换，实现了体温的数值化[2]。桂林激光通信研究所采用热辐射波长测温法来进行红外体温测量。以普朗克定律为依据, 研究物体辐射的电磁波能量和温度的关系, 来实现人体温度的测量[3]。江苏联合职业技术学院使用TN901热释电体温传感器，设计了一款体温可以通过无线蓝牙传输的红外体温计[4]，它不仅实现了非接触测量体温，而且实现了体温的远距离传输与收发。无独有偶，滨州学院选择SPCE061A单片机和无线传输模块也完成了非接触、远距离体温测量的要求[5]。
1.3本文研究内容
本文拟采用单片机、温度传感器、液晶显示器、电源来制作一个非接触式体温测量系统。设计目标：该系统能够在短时间内迅速判断出体温值，可以在不接触人体体表的情况下测量人的体表（包括额头、手心、腋下等）温度。同时应具有较高的精确度、较大的分辨率。
2、 系统总体设计方案
2.1系统总体设计思路
本系统选用台湾燃太公司生产的TN901红外温度传感器来测量温度，并通过SPI总线协议来实现与AT89C52单片机的通讯，最后通过单片机系统驱动液晶显示器LCD1602,将温度以数值的形式显示在液晶显示器上。
系统框图主要由主控制器、电源、开关、LCD液晶显示、温度传感器组成，如图2.1所示。
图2.1 系统结构图
2.2系统设计总体要求
（1）通电时，红灯亮起表示电源接通；
（2）在1s内迅速实现体温测量；
（3）非接触测量人体表（包括额头、手心、腋下等）的温度;
（4）温度测量精度±0.5℃；
（5）温度测量的分辨率在0.01℃；
（6）电源电压：DC 5V±0.5V。
3、 系统硬件设计
3.1 单片机简介
本系统选择STC89C52单片机来控制整个非接触式体温测量系统。STC89C52可以使用两种节电工作模式，空闲方式和掉电方式。这两种工作模式软件可选。在第一种模式下，中央处理器会停止所有正在进行的历程，然而随机存储器、中断系统等会维持中央处理器的基本功能。在第二种方式下，单片机会立刻将RAM中的数据信息保存，然后再停止时钟振荡器，而且单片机禁止其他一切不必要的工作[6]。
3.1.1单片机主要部件
（1）一个8位的处理器；
（2）一个片内振荡器；
（3）一个时钟电路；
（4）8K ROM程序存储器，256B RAM数据处理器；
摘要
人体体温是身体健康状态的标志，一般情况下，测量体温常使用水银体温计，用它测量体温数值准确、稳定性高，但也存在着耗时长、交叉感染的可能性大、破裂容易引发汞中毒等弊端。非接触式体温测量系统无需与人体接触即可实现测温，测温速度快、操作简便。本设计采用台湾燃太公司研发的TN901红外温度传感器来测量温度，并使用SPI总线协议与单片机AT89C52进行数据传输，最终利用单片机驱动液晶显示器LCD1602,将温度以数值的形式表示在液晶显示器上。经过与市面上销售的电子体温计的测量数据对比，该体温测量系统的测量效果与其十分接近，说明该系统有着极高的准确度。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:单片机红外体温测量液晶显示
目录
1、 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究的国内外现状 1
1.3本文研究内容 2
2、 系统总体设计方案 3
2.1系统总体设计思路 3
2.2系统设计总体要求 3
3、 系统硬件设计 4
3.1 单片机简介 4
3.1.1单片机主要部件 4
3.1.2 STC89C52引脚 5
3.2 TN901介绍 6
3.2.1工作原理 6
3.2.2 TN901 引脚介绍 7
3.2.3 TN901的工作时序 7
3.2.4 TN901温度值的计算 8
3.2.5 TN901的视场和测温范围 9
3.3 LCD显示 10
3.3.1 LCD简介 10
3.3.2 LCD模块的选择 10
3.3.3 LCD1602主要技术参数 11
3.3.4引脚功能说明 11
3.3.5 LCD1602的指令说明 12
3.4电源显示模块介绍 13
4、 系统软件设计 14
4.1系统软件设计总体介绍 14
4.2 TN901红外测温模块 15
4.3 LCD液晶显示模块 18
5、 误差分析以及影响因素 20
5.1误差分析 20
5.2影响因素 20
结 语 24
参考文献 25
附录A:原理图 26
附录B:实物图 27
附录C:源程序代码 28
致 谢 36
1、 绪论
1.1课题研究背景
日常生活中，我们常使用水银温度计测量体温。使用水银体温计为儿童测量体温时，由于耗时长且儿童活泼好动，使得测量体温成为一件既耗时又耗力的事情；使用水银体温计为老人测量体温时，由于老人活动不便而且眼花看不清楚汞柱的位置，降低了体温测量的准确性；在人流量大，人群密集的地方，使用水银体温计延长了甄别发热患者的时间，对以发热为主要特征的疫情的控制十分不利。
在感冒发烧频发季节，医院内总是人满为患，提高医生的工作效率是解决这个问题的一个重要手段。由于传统的水银测温计测量体温时需要5分钟左右的时间，使得检查病因的时间变长，降低了检查效率。同时接触式的检查，有可能会给病人带来二次伤害，使得病人病情更加严重。但是随着红外测温技术的快速发展，使用非接触式体温测量系统检查病人的疾病，必定会成为将来医生检查人体疾病的重要手段。使用这种技术将大大减少医生检查病人病因的时间，提高重症患者存活的概率，终结医院内排队就医看病的现象。在各种大型聚会和活动中，在开始前迅速确切地进行体温测量，可以高效地控制各类流行性疾病的散播。
1.2课题研究的国内外现状
当前国内外对非接触式体温计的需求日益增长，于是市面上相应地出现了很多类型的非接触式人体体温计。之前一段时间，常见的非接触式体温计大多是从外国进口的，“非典”过后，我国在这方面的的研究也得到了巨大的发展，尔后的“H1N1”风暴更是促进了非接触式体温计的研发和生产[1]。
尽管非接触式体温计在国外发展的比较晚，但是他们非常注重对非接触式体温计的研发，现在该项技术已经走在了全球前端。德国博朗集团生产的型号为IRT3020的非接触式体温计，将测温时间缩短至一秒钟。同时为了提高使用的舒适度，该集团还使用了更契合人体工效学的外形方案。日本欧姆龙公司研究的BJ40型非接触式体温计，精度为±0.2℃。意大利富克士公司生产的WFHX-68A型便携式红外体温计分辨率为0.1℃，测量精度为±0.2℃[1]。
我国关于这方面的研究是在“非典”之后迅速兴起的，仅在一个月之内，科研工作者们就研制出了40多种能够进行体温筛选工作的红外体温测试仪器，研究成果令人骄傲。为了提高产品研发和生产的质量，相关部门还制定了相关方面的国家标准。例如GB/T19146-2003《红外体温快速测量仪使用技术条件》，香港卫生防护中心颁布的《疑似猪流感病人标准》等。国内一些高校和研究所在制造红外体温计方面做出了巨大的贡献。例如：华中科技大学研究并制造了一款名为“慧眼HW-05”的人体体温红外热图像仪。它能够在１秒钟内立即显示出人体体温，误差仅在0.06℃以内，并且可以寻找到局部发热的部位。当前我国在红外测温领域，尤其是便携式红外测温仪方面技术已经比较成熟，应用范围也越来越广[1]。
近年来，我国各大高校和研究所对非接触式体温测量系统的研究热情也日益高涨。华中科技大学采用MLX90614型红外体温传感器，通过SMBus协议向微控制器传输数据，再经过A/D转换，实现了体温的数值化[2]。桂林激光通信研究所采用热辐射波长测温法来进行红外体温测量。以普朗克定律为依据, 研究物体辐射的电磁波能量和温度的关系, 来实现人体温度的测量[3]。江苏联合职业技术学院使用TN901热释电体温传感器，设计了一款体温可以通过无线蓝牙传输的红外体温计[4]，它不仅实现了非接触测量体温，而且实现了体温的远距离传输与收发。无独有偶，滨州学院选择SPCE061A单片机和无线传输模块也完成了非接触、远距离体温测量的要求[5]。
1.3本文研究内容
本文拟采用单片机、温度传感器、液晶显示器、电源来制作一个非接触式体温测量系统。设计目标：该系统能够在短时间内迅速判断出体温值，可以在不接触人体体表的情况下测量人的体表（包括额头、手心、腋下等）温度。同时应具有较高的精确度、较大的分辨率。
2、 系统总体设计方案
2.1系统总体设计思路
本系统选用台湾燃太公司生产的TN901红外温度传感器来测量温度，并通过SPI总线协议来实现与AT89C52单片机的通讯，最后通过单片机系统驱动液晶显示器LCD1602,将温度以数值的形式显示在液晶显示器上。
系统框图主要由主控制器、电源、开关、LCD液晶显示、温度传感器组成，如图2.1所示。
图2.1 系统结构图
2.2系统设计总体要求
（1）通电时，红灯亮起表示电源接通；
（2）在1s内迅速实现体温测量；
（3）非接触测量人体表（包括额头、手心、腋下等）的温度;
（4）温度测量精度±0.5℃；
（5）温度测量的分辨率在0.01℃；
（6）电源电压：DC 5V±0.5V。
3、 系统硬件设计
3.1 单片机简介
本系统选择STC89C52单片机来控制整个非接触式体温测量系统。STC89C52可以使用两种节电工作模式，空闲方式和掉电方式。这两种工作模式软件可选。在第一种模式下，中央处理器会停止所有正在进行的历程，然而随机存储器、中断系统等会维持中央处理器的基本功能。在第二种方式下，单片机会立刻将RAM中的数据信息保存，然后再停止时钟振荡器，而且单片机禁止其他一切不必要的工作[6]。
3.1.1单片机主要部件
（1）一个8位的处理器；
（2）一个片内振荡器；
（3）一个时钟电路；
（4）8K ROM程序存储器，256B RAM数据处理器；
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/267.html
