红外模组的非接触式测温系统设计
红外模组是汇集其视场内目标的红外辐射能量，将红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的数字信号的传感器，它具有非接触测温方式、温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高、稳定性好和使用寿命长等一系列优点，比传统的接触式测温有更多的场合适应性。
本文介绍了一种基于单片机实用温度实时检测和记录系统。它的设计思路主要是利用红外模组传感器，采集人体发射出的红外线，得到数字信号送入单片机，由AT89S52单片机通过温度补偿来实现温度值的转换并送入LCD1602显示和超温声光报警功能，同时通过无线模块进行中短距离传输到STC89C51。本设计实现了非接触式的温度测量，并且感应时间在3秒以内，分辨力达到0.01℃，精度在0.5℃以内，实现了无线传输到液晶LCD1602的控制。 M000205
关键词：红外测温系统 无线传输模块NRF24L01 无线传输
The Infrared module is within the field of target infrared radiation energy gathering, in this kind of energy focus on photoelectric detectors, and becomes relatively digital signal of the sensor. It not only has the non-contact temperature measurement, and temperature measurement time is short, high resolution, measure precision higher multiple strengths. In addition, it than the previous contact temperature measurement has a better adaptability.
This system is a system based on single chip microcomputer applicable temperature real-time monitoring and recording.It is mainly applicable to infrared module to collect the radiation of the human body infrared, converted into digital signal and send to the single chip microcomputer, with MCS - 51 single chip microcomputer through temperature compensation to realize the transition temperature and send LCD1602 display and overtemperature alarm function,at the same time, through the wireless transceiver module NRF24L01 teleports to LCD1602 display again. This system realizes the non-contact temperature measurement, and can be induced in 3 seconds, the resolution of 0.01℃and 0.5℃ precision, realized the function of wireless transmission, transferred to display on the LCD screen.
Key words: infrared module; Wireless transmission module NRF24L01; Non-contact infrared temperature measurement
目 录 查看完整请+Q:351916072获取
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2课题的研究意义 1
1.3国内外研究现状 2
第二章 红外测温技术简介 3
2.1红外测温原理 3
2.2 红外测温方法 4
第三章 红外测温系统的总体方案选择 5
3.1重要模块的方案对比与选择 5
3.1.1温度传感器的选择 5
3.1.2无线传输模块选择 5
3.1.3显示模块的选择 5
3.2芯片介绍 6
3.1.1主从处理器STC89C51 6
3.1.2 红外温度计模块TN901 8
3.1.3无线通信芯片NRF24L01 9
3.1.4 液晶1602 11
3.2 系统总体硬件设计方案 13
3.3系统总体软件设计方案 14
第四章 红外测温系统的硬件设计 15
4.1 主从单片机处理模块 15
4.2 TN901红外测温模块 16
4.3 无线收发NRF24L01模块 17
4.4 液晶显示模块 17
4.5 温度报警模块 18
4.6 按键模块 19
4.7电源模块 20
第五章 红外测温系统的软件设计 21
5.1 主程序的设计 21
5.2 TN901红外测温程序模块 23
5.3 无线收发程序模块 27
5.3.1无线接收程序 27
5.3.2无线发送程序 29
5.4键盘扫描程序模块 31
第六章 系统调试和性能分析 33
6.1所用仪器 33
6.2焊接与调试过程 33
6.3 测温系统的误差分析 33
6.4 系统性能分析 33
6.5 减小误差的方法 36
结论 37
参考文献 38
附录1 实物图与仿真图 39
附录2 部分程序 40
附录3 原理图 53
附录4 元件清单 55
谢辞 57
第一章 绪论 查看完整请+Q:351916072获取
1.1课题的研究背景
在密集人群中进行疾病防治工作是一项难度很大的工作，特别是在火车站、机场这些流动性又大，人口密集度也大的地方。例如2003年发生的“非典”，以及之后发生的“H1N1”，都是因为具有较高的传染性以及发病前期有较好的隐藏性（除体温偏高），这些特征都使得防治工作异常困难。而这类疾病通常都要一个共同的特点：体温偏高是其最主要的发病特征。因而，能在密集度大的人群中既快又准的把病人区分出来成为最优的方法。然而，到目前为止，虽然能够使用的体温测量的方法很多，但都难以满足既能有效区分病人，又能不造成更大范围的传播。
在这种情况下，非接触式的红外测温技术孕育而生，它与一般的接触式测温方法相比，有很多优点：
（1）测温场不会被干扰，以及它原有分分布也不会被影响，也正因为此，它的测量精度比普通测温技术要高很多倍；
（2）它的测温速度也很快，可以实时观测，这也减小了疾病传播的可能性；
（3）温度范围宽，在理论上无测量上限，可以测量相当高的温度；
（4）测量器的反应时间短，反应速度快，易于快速与动态测量；
（5）不必接触被测物体，操作方便；
（6）可以确定微小目标的温度。
综上所述，非接触式红外测温技术是时代的产物。
1.2课题的研究意义
本文设计的基于红外模组的非接触式测温系统正是是针对上面的问题而设计开发的，可以利用红外模组进行非接触式测温，显示到液晶屏1602上，如果人体体温高于正常值，马上进行报警处理；同时将温度通过无线传输，传输到控制室里的LCD1602上面。这样，不仅可以减小传染的可能性，更能有效的让办公的医生及时了解到病患的状况。
因而，本论文的第一章主要介绍红外测温技术发展的背景与现状，第二章是对红外测温原理和方法的概述；第三章介绍了在设计过程中所用到的芯片和对红外测温系统的总体软硬件方案的选择；第四章则详细的介绍了本红外测温系统的各个硬件设计模块；第五章详细的介绍了系统软件设计，以流程图和重要要代码说明的方式介绍了各个功能的具体实现；第六章介绍了本设计系统的调试和性能分析。
1.3国内外研究现状
从最开始的测量某一点的温度，再发展到由点测线，由线及面的状况，红外测温技术有了长足的发展，现如今更是从有线发展到了无线。但是这些测温方法都有一个共同的缺点，例如有些传感器不能直接接触物体进行测温。由此，基于红外模组的非接触式测温技术逐渐成为测温的主流。
目前国内外对于此类监测人体生理参数的仪器的发展很重视，出现了很多类型的便携式仪器。早期，市面上的用于非接触式测温的产品主要来源于进口的国外产品，而在非典之后，国内的此类技术也受到影响，有了长足的发展，在H1N1中，更是有了巨大的提升和普及。
在国外，此类技术起步较早，并且对于非接触测温技术的研究发展十分重视，并且有了相对明显的成果。例如：由德国博朗集团开发，只需1秒便可测出体温的红外测温计；日本的欧姆龙公司研发的：BJ40型非接触式医用红外测温计，精度达+/-0.2℃；而意大利的THERMO Focus-reg，分辨率更是达到0.1℃。
而我国的非接触红外测温技术主要发展于非典之后，并在短短一个多月的时间内，研发出40多种医用的红外体温检测仪。不仅如此，在产品研发和生产的同时，标准、计量校准装置等技术的研究也在同步发展；并在随后的，抗猪流感的进程中，得到了大范围的应用与普及。而在这些产品当中，最具代表性且相对优秀的有：华中科技大学研发的“慧眼HW-05”，人体温度红外热图像仪，它的分辨率高达0.06℃；除此之外，还有LHW-1红外线测温仪，由中科院上海物理研究所研发。
而在国内，在北京、天津、广东、浙江等省份技术最成熟，而且产品也相对更加普及。 查看完整请+Q:351916072获取
本文介绍了一种基于单片机实用温度实时检测和记录系统。它的设计思路主要是利用红外模组传感器，采集人体发射出的红外线，得到数字信号送入单片机，由AT89S52单片机通过温度补偿来实现温度值的转换并送入LCD1602显示和超温声光报警功能，同时通过无线模块进行中短距离传输到STC89C51。本设计实现了非接触式的温度测量，并且感应时间在3秒以内，分辨力达到0.01℃，精度在0.5℃以内，实现了无线传输到液晶LCD1602的控制。 M000205
关键词：红外测温系统 无线传输模块NRF24L01 无线传输
The Infrared module is within the field of target infrared radiation energy gathering, in this kind of energy focus on photoelectric detectors, and becomes relatively digital signal of the sensor. It not only has the non-contact temperature measurement, and temperature measurement time is short, high resolution, measure precision higher multiple strengths. In addition, it than the previous contact temperature measurement has a better adaptability.
This system is a system based on single chip microcomputer applicable temperature real-time monitoring and recording.It is mainly applicable to infrared module to collect the radiation of the human body infrared, converted into digital signal and send to the single chip microcomputer, with MCS - 51 single chip microcomputer through temperature compensation to realize the transition temperature and send LCD1602 display and overtemperature alarm function,at the same time, through the wireless transceiver module NRF24L01 teleports to LCD1602 display again. This system realizes the non-contact temperature measurement, and can be induced in 3 seconds, the resolution of 0.01℃and 0.5℃ precision, realized the function of wireless transmission, transferred to display on the LCD screen.
Key words: infrared module; Wireless transmission module NRF24L01; Non-contact infrared temperature measurement
目 录 查看完整请+Q:351916072获取
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2课题的研究意义 1
1.3国内外研究现状 2
第二章 红外测温技术简介 3
2.1红外测温原理 3
2.2 红外测温方法 4
第三章 红外测温系统的总体方案选择 5
3.1重要模块的方案对比与选择 5
3.1.1温度传感器的选择 5
3.1.2无线传输模块选择 5
3.1.3显示模块的选择 5
3.2芯片介绍 6
3.1.1主从处理器STC89C51 6
3.1.2 红外温度计模块TN901 8
3.1.3无线通信芯片NRF24L01 9
3.1.4 液晶1602 11
3.2 系统总体硬件设计方案 13
3.3系统总体软件设计方案 14
第四章 红外测温系统的硬件设计 15
4.1 主从单片机处理模块 15
4.2 TN901红外测温模块 16
4.3 无线收发NRF24L01模块 17
4.4 液晶显示模块 17
4.5 温度报警模块 18
4.6 按键模块 19
4.7电源模块 20
第五章 红外测温系统的软件设计 21
5.1 主程序的设计 21
5.2 TN901红外测温程序模块 23
5.3 无线收发程序模块 27
5.3.1无线接收程序 27
5.3.2无线发送程序 29
5.4键盘扫描程序模块 31
第六章 系统调试和性能分析 33
6.1所用仪器 33
6.2焊接与调试过程 33
6.3 测温系统的误差分析 33
6.4 系统性能分析 33
6.5 减小误差的方法 36
结论 37
参考文献 38
附录1 实物图与仿真图 39
附录2 部分程序 40
附录3 原理图 53
附录4 元件清单 55
谢辞 57
第一章 绪论 查看完整请+Q:351916072获取
1.1课题的研究背景
在密集人群中进行疾病防治工作是一项难度很大的工作，特别是在火车站、机场这些流动性又大，人口密集度也大的地方。例如2003年发生的“非典”，以及之后发生的“H1N1”，都是因为具有较高的传染性以及发病前期有较好的隐藏性（除体温偏高），这些特征都使得防治工作异常困难。而这类疾病通常都要一个共同的特点：体温偏高是其最主要的发病特征。因而，能在密集度大的人群中既快又准的把病人区分出来成为最优的方法。然而，到目前为止，虽然能够使用的体温测量的方法很多，但都难以满足既能有效区分病人，又能不造成更大范围的传播。
在这种情况下，非接触式的红外测温技术孕育而生，它与一般的接触式测温方法相比，有很多优点：
（1）测温场不会被干扰，以及它原有分分布也不会被影响，也正因为此，它的测量精度比普通测温技术要高很多倍；
（2）它的测温速度也很快，可以实时观测，这也减小了疾病传播的可能性；
（3）温度范围宽，在理论上无测量上限，可以测量相当高的温度；
（4）测量器的反应时间短，反应速度快，易于快速与动态测量；
（5）不必接触被测物体，操作方便；
（6）可以确定微小目标的温度。
综上所述，非接触式红外测温技术是时代的产物。
1.2课题的研究意义
本文设计的基于红外模组的非接触式测温系统正是是针对上面的问题而设计开发的，可以利用红外模组进行非接触式测温，显示到液晶屏1602上，如果人体体温高于正常值，马上进行报警处理；同时将温度通过无线传输，传输到控制室里的LCD1602上面。这样，不仅可以减小传染的可能性，更能有效的让办公的医生及时了解到病患的状况。
因而，本论文的第一章主要介绍红外测温技术发展的背景与现状，第二章是对红外测温原理和方法的概述；第三章介绍了在设计过程中所用到的芯片和对红外测温系统的总体软硬件方案的选择；第四章则详细的介绍了本红外测温系统的各个硬件设计模块；第五章详细的介绍了系统软件设计，以流程图和重要要代码说明的方式介绍了各个功能的具体实现；第六章介绍了本设计系统的调试和性能分析。
1.3国内外研究现状
从最开始的测量某一点的温度，再发展到由点测线，由线及面的状况，红外测温技术有了长足的发展，现如今更是从有线发展到了无线。但是这些测温方法都有一个共同的缺点，例如有些传感器不能直接接触物体进行测温。由此，基于红外模组的非接触式测温技术逐渐成为测温的主流。
目前国内外对于此类监测人体生理参数的仪器的发展很重视，出现了很多类型的便携式仪器。早期，市面上的用于非接触式测温的产品主要来源于进口的国外产品，而在非典之后，国内的此类技术也受到影响，有了长足的发展，在H1N1中，更是有了巨大的提升和普及。
在国外，此类技术起步较早，并且对于非接触测温技术的研究发展十分重视，并且有了相对明显的成果。例如：由德国博朗集团开发，只需1秒便可测出体温的红外测温计；日本的欧姆龙公司研发的：BJ40型非接触式医用红外测温计，精度达+/-0.2℃；而意大利的THERMO Focus-reg，分辨率更是达到0.1℃。
而我国的非接触红外测温技术主要发展于非典之后，并在短短一个多月的时间内，研发出40多种医用的红外体温检测仪。不仅如此，在产品研发和生产的同时，标准、计量校准装置等技术的研究也在同步发展；并在随后的，抗猪流感的进程中，得到了大范围的应用与普及。而在这些产品当中，最具代表性且相对优秀的有：华中科技大学研发的“慧眼HW-05”，人体温度红外热图像仪，它的分辨率高达0.06℃；除此之外，还有LHW-1红外线测温仪，由中科院上海物理研究所研发。
而在国内，在北京、天津、广东、浙江等省份技术最成熟，而且产品也相对更加普及。 查看完整请+Q:351916072获取
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4861.html
