基于语音合成的非接触式红外温度计
智能非接触式体温计的毕业设计
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随着科学技术的迅速发展，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
1.1.1
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.
基于单片机的非接触式红外温度测量仪的研究
图２ １ ４ Ｌ Ｘ ９ ０ ６ １ ４ 的数据传输时序
２ ． ２ ３电源电路模块
Ｓ Ｔ Ｃ ８ ９ Ｃ ５ １ 的内核供电为 ５ Ｖ ，而此红外测温仪系统的红外测温模 块和 Ｌ Ｃ Ｄ键盘模块的供 电电 压都可为 ５ Ｖ ，所 以通过 此电源模块后 ， 将 外部输入 电 压转换成 ５ Ｖ的单片机工作 电压，以保障红 外测温系统正 常
芯片的最小系统把红外测温模块传来的数据加 以处理 ，送 Ｌ Ｃ Ｄ１ ６ ０ ２ 液 晶显示器 显示和在温度超限时声 光报餐 。本模块设计包括 ：芯片部 分、
晶振部分、 复位部分。
２ ２ ． ２ 红外测温模块 本 设 计 采 用 的 红 外 测 温 模 块 是 采 用 的 是 ＭＬ Ｘ ９ ０ ６ １ ４ １ ２ Ｉ ，
只要测出所发射的 Ｅ ｊ 就可得到温度 ，这就是非接触式红 外测温的
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原理。 由于非接触式 测量。红外测温范围很宽 ，从 一 ５ ａ ℃直至高于 ３
Ｏ ０ ａ ℃。在不同的温度范围 ，对象发出的 电 磁波 能量 的波长分布不同 ，
ｆ 一 一 一 一 Ｉ
式中，Ｋ ＝ Ｒ ａ Ｅ １ ３ ＂ ，由实验确定 ， 定标时 ￡取 １ ：Ｅ ——为辐射出
射率 ，单位 为 ｗ ／ ｍ。 ：Ｔ ＿—被 测物体 的绝对温度 ， 单位为 Ｋ ．Ｅ —— 物体的辐射率 ．ａ … 斯蒂芬一玻耳兹曼常数 ， ５ ６ ． ７ ｘ ｌ ０ 。 ｌ ８ ／（ ｍ￣ ｋ ４ ） 。
运行。
根据红外测温原理 ， 采 用一体化 的红外测温探头，进行测温 ，可 知１ ６ ０ ２ 和按键部分 Ｌ Ｃ Ｄ １ ６ ０ ２ 液晶显示器 ，具有散功耗、尺寸小 、显示信息量 大、字
语音自动报温的体温计
语音自动报温的体温计
许琦瑛
【期刊名称】《自动化与仪器仪表》
【年(卷),期】1995()6
【摘要】语音自动报温的体温计许琦瑛测量体温普遍采用水银温度计，但对盲人
来说这种温度计无法使用。
本文介绍一种采用单片机的智能自动语音报温的体温计。
１电路组成及工作原理电路组成如图１所示。
图贝当单片机接收到需报温的外部中断时，根据事前经编码压缩固化在ＥＰＲＯＭ中...
【总页数】2页(P41-42)
【关键词】体温计;语音;自动报温
【作者】许琦瑛
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TH811
【相关文献】
1.电子语音报温杯设计 [J], 王明;王勉;朴大胜
2.红外额式体温计(非接触式额温枪)与普通玻璃体温计测量体温效果对比研究 [J], 芦亚静
3.一种盲人电子语音报温报时器的设计 [J], 陈学兵
4.成年人电子体温计测量额温与水银柱体温计测腋温相关性研究 [J], 李伟健
5.语音报度体温计 [J], 任致程
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一种非接触式红外体温计的设计
【兰 兰兰兰 ＝＝
ｌ时钟模块 ＝＝ 单片机
图 １设 计 结 构 框 图 ２ 硬 件 设 计 Байду номын сангаас
（１）红 外测 温模 块… ＭＬＸ９０６１４红外 传感 器 是 由Ｍｅｌｅｘｉｓ公 司生产 的一款 红 外非接 触 测 温 芯 片 ，具 有 高精 度 、体 积小 、成 本低 、 易集 成 、３Ｖ／５Ｖ电源 供 电 的优 点 ，适 用 于 不 同领 域 的 多种 封 装 方 式 和 测 量 方 式 。 内部 结 构 由低 噪 声 放 大器 、 ｌ ７位 模 数转 换器 和 ＤＳＰ单元 组 成 ，测量 结 果 以 ＰＷＭ方 式 输 出 。 该传 感 器测 量 温 度 范 围为 一４Ｏ～＋ｌ２５℃ ，测 量 分辨 率 可达 ０．０２℃ ， 是辐 射测 温 中 最精 确 的一种 ，特 别 是在 测量 温度 为 ＋３２￣＋４２℃时 ， 测量 绝对 精度 为 ±０．１℃ ，可应 用于 测量 人 体温度 。
１ 整体设计 方案
人 体 温 度 不 同 会 发 射 出 不 同 波 长 的 红 外 线 ， 对 应 的 红 外 辐 射 能量 也不 同 ，本 设 计 即 利 用 人体 发射 的红 外 线 测 体 温 。 先通 过 ＭＬＸ９０６１４红 外传 感 器 采集 由红外 线产 生 的辐 射 能 并将 其转 化 为 电 信 号 ，再 经 过Ａ／Ｄ转 换 为数 字 信 号 ，最 后 送 入ＳＴＣ８９Ｃ５２单 片机 并 通 过 ＬＣＤ１６０２显 示 模块 显示 出人 体 温度 和 时 间。此 外 ，该 设计还 具 备 声 光报 警 功能 ， 当测 量温 度 高于３８℃、 小于３９℃时 ，灯亮 报 警 ； 当测 量温 度 高于３９￣Ｃ时 ，声光 同时 报警 。
双 电源 供 电 ，具有 高性 能 、低 功耗 、 闰年 自动 调整 、工 作 电压宽 达 ２．０Ｖ～５．５Ｖ的优 点 。其 中时 钟模 块 的时 钟频 率 是保证 整 个系 统正 常 有序进 行 的 关键 ，因此 设 置 合适 的时钟 频率 至 关重要 ，本文 采用 的 是３２．７６８ＫＨｚ的晶振 。 该时钟 模块 电路 图 如图２所示 。
简易设计基于单片机的语音温度计
简易设计基于单片机的语音温度计1. 引言1.1 背景介绍目前市面上的温度计大多为数字显示，用户需要亲自查看温度数据，较为繁琐。
而语音温度计的出现，不仅可以通过语音输入快速获取温度信息，还可以实现语音交互，提高了用户的体验感。
设计一个简易的基于单片机的语音温度计具有重要的实用意义和研究价值。
本文基于单片机的语音温度计的设计将结合硬件设计、软件设计和语音识别算法的技术，在实际系统测试中验证其可行性和准确性，最终得出实验结果，并结合总结和展望对这一技术的未来发展进行探讨。
【字数：205】1.2 研究目的研究目的: 本文旨在利用单片机和语音识别技术结合，设计一个简易的语音温度计。
通过构建硬件和软件系统，实现温度的感知和语音反馈，提供用户友好的温度测量和显示方式。
我们还将探讨不同的语音识别算法在温度检测中的应用，并通过系统测试和实验结果验证设计的可行性和性能。
通过本研究，我们希望进一步探索单片机在智能温度测量领域的应用，为未来智能家居和物联网设备的发展提供一定的参考和借鉴。
通过对语音识别和温度计的结合应用，优化用户体验，提高智能设备的交互性和智能性，为人们的生活带来更多便利和舒适。
2. 正文2.1 硬件设计硬件设计是整个语音温度计系统中最基础的部分。
在硬件设计中，我们主要包括了传感器模块的选取、单片机的选择以及语音模块的集成等方面。
传感器模块的选取是至关重要的。
我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器作为主要的数据采集器。
这款传感器能够准确地测量环境的温度，并将数据传输给单片机进行处理。
单片机的选择也是需要仔细考虑的。
我们选择了一款性能稳定、功耗低的单片机作为主控制器。
这款单片机具有足够的计算能力和存储空间，可以满足我们的系统需求。
在硬件设计中，我们还集成了语音模块。
这个模块能够实现语音输入和输出功能，用户可以通过语音指令来查询温度信息，从而提高系统的用户友好性和便利性。
通过以上的硬件设计，我们成功地搭建了一个基于单片机的语音温度计系统。
简易设计基于单片机的语音温度计
简易设计基于单片机的语音温度计在我们现代生活中，温度计是一个非常常见的生活工具。
我们经常使用温度计来测量室内外的温度，以便我们可以根据温度变化来调节室内的温度、选择合适的衣物或者提前预防疾病。
而随着科技的发展，一些新的温度计开始出现，比如语音温度计。
本文将介绍如何基于单片机制作一个简易的语音温度计。
一、设计方案语音温度计的设计方案基于单片机，通过单片机来测量温度，并且通过语音合成模块将温度信息转化为语音输出。
具体来说，设计方案如下：1.温度传感器：使用一款数字温度传感器来测量环境的温度。
传感器有许多种选择，比如DS18B20、DHT11等都可以。
2.单片机：选择一款带有模拟输入输出端口和串口的单片机，比如Arduino、STM32等。
3.语音合成模块：语音合成芯片可以将数字信息转化为语音输出。
这里我们选择一个简易的语音合成模块，比如ISD1820。
4.输出设备：为了让用户可以听到语音输出，我们需要连接一个扬声器。
通过以上四个部分的组合，我们可以实现一个简易的语音温度计。
下面我们将详细介绍每个部分的具体实现和连接方法。
二、硬件设计1.连接温度传感器：将温度传感器的数据线连接到单片机的模拟输入端口，同时连接到单片机的VCC和GND端口。
在Arduino上连接DS18B20传感器需要使用OneWire库和DallasTemperature库，并通过编程获取温度值。
2.连接语音合成模块：将语音合成模块的数据线连接到单片机的串口，同时连接到单片机的VCC和GND端口。
在Arduino上控制ISD1820语音合成模块，我们需要使用对应的库来实现串口通信。
3.连接输出设备：将扬声器连接到语音合成模块的输出端口。
通过以上硬件设计，我们完成了整个语音温度计的硬件部分的搭建。
接下来我们需要着手进行软件的编程设计。
1.获取温度值：通过编程读取温度传感器的数值，并将其转化为摄氏度的数值。
2.语音合成输出：将得到的温度数值转化为对应的语音输出，并通过单片机控制语音合成模块进行语音播放。
简易设计基于单片机的语音温度计
简易设计基于单片机的语音温度计随着科技的不断发展，我们的生活变得越来越便利。
而在日常生活中，我们经常会需要测量温度，尤其是在烹饪、医疗、室内温度控制等方面。
为了更加方便快捷地测量温度，我们可以利用单片机和语音识别技术来制作一个简易的语音温度计。
一、设计思路在设计这个语音温度计的过程中，我们需要使用单片机来采集温度数据，并利用语音识别模块来实现语音交互功能。
我们需要选用一款适合的单片机模块，例如Arduino或者Raspberry Pi，这些单片机模块具有强大的功能和良好的扩展性，非常适合用来制作语音温度计。
我们需要选择一款合适的温度传感器，常用的有DS18B20数字温度传感器或者DHT11数字温湿度传感器，这些传感器可以通过数字信号输出当前的温度值。
我们还需要选用一款语音识别模块，例如语音识别模块V3，它可以实现语音的采集和识别功能。
设计思路可以简单总结为：单片机采集温度数据，语音识别模块实现语音交互功能，用户可以通过语音指令查询当前温度值。
二、硬件连接在实际操作中，我们首先需要将温度传感器连接到单片机模块上，然后再将语音识别模块连接到单片机模块上。
接下来，我们需要编写相应的硬件连接代码，使得单片机能够读取到温度数据，并实现与语音识别模块的通讯功能。
接下来是单片机的部分代码设计：```#include <OneWire.h>#include <DallasTemperature.h>#define ONE_WIRE_BUS 2OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);DallasTemperature sensors(&oneWire);void setup(void){Serial.begin(9600);sensors.begin();}void loop(void){sensors.requestTemperatures();float temperatureC = sensors.getTempCByIndex(0);Serial.print("Temperature: ");Serial.print(temperatureC);Serial.println(" °C");delay(1000);}```这部分代码实现了单片机模块与温度传感器的连接，并可以实时读取温度数据并通过串口输出。
简易设计基于单片机的语音温度计
简易设计基于单片机的语音温度计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：在日常生活中，温度计是一种常用的测量温度的工具。
而随着科技的发展，基于单片机的温度计设计也成为了一种新的趋势。
今天，我们就来介绍一种简易设计基于单片机的语音温度计。
一、设计思路我们的语音温度计设计思路是利用单片机来读取温度传感器所采集到的温度值，并通过语音模块来将温度值转换成语音输出。
用户可以直接通过语音来获取当前温度，从而实现便捷的测温功能。
二、硬件设计在硬件设计方面，我们使用温度传感器来采集环境温度，并将采集到的数据传输给单片机进行处理。
我们还需要加入语音模块，将处理后的温度数据转换成语音输出。
整个设计中，单片机起着核心的作用，负责数据的处理和控制。
三、软件设计在软件设计方面，我们需要编写单片机的程序来实现温度数据的读取和处理，以及语音输出的控制。
具体来说，我们需要编写温度传感器的驱动程序和数据处理程序，以及语音模块的控制程序。
还需要考虑用户的交互设计，使得用户可以通过简单的语音指令来获取所需的温度信息。
四、功能实现通过以上的硬件和软件设计，我们实现了一款简易的基于单片机的语音温度计。
用户只需要触发语音模块，就可以通过语音输出得知当前的温度。
这种设计不仅减轻了用户的操作负担，还提升了测温的便捷性。
五、应用价值这种基于单片机的语音温度计具有广泛的应用价值。
在家庭生活中，用户可以轻松地获取室内外的温度信息，为生活提供便利。
在工业领域，可以用于监控生产环境的温度变化，保障生产的质量和安全。
这种设计还可以用于医疗领域，帮助医生和护士及时监测病人的体温。
基于单片机的语音温度计在实现简单的功能的也带来了便捷和实用的用户体验。
未来，随着科技的不断发展，更多基于单片机的智能温度计设计将不断涌现，为人们的生活和工作带来更多的便利和安全。
第二篇示例：简易设计基于单片机的语音温度计随着科技的不断发展，智能设备在人们生活中扮演着越来越重要的角色。
智能家居设备、智能手机等产品在人们的日常生活中起到了极大的便利作用。
基于TTS模块的语音播报红外数字测温计设计
基于TTS模块的语音播报红外数字测温计设计
引言
由于现代医学发展的需要，在某些场合传统的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求。
而红外测温技术打破了传统测温模式，兼具响应速度快、测量精度高、测量范围广等特点，为测量人体体温提供了一种快捷、非接触的测量手段，广泛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检测。
此外，红外测温在诸如机车轴温巡检等类似需要非接触测温的工业领域也有着良好的应用前景。
本文给出一种基于红外测温模块及TTS 语音模块的语音播报非接触式红外测温计设计方案。
硬件系统设计
系统总体结构
非接触式语音红外数字测温计硬件电路主要包括单片机控制模块、红外测温模块、语音合成模块、LCD 显示模块，按键模块、电源模块等。
图1 为该测温计的总体设计框图。
图1 非接触式语音红外数字测温计总体设计框图
系统硬件部分由AT89C51 单片机芯片、台湾陵阳TN1 红外测温模块、科大讯飞XF-S4240 嵌入式中文语音合成模块、LM386 音频放大器、放音喇叭、操作按键、1602 字符式LCD 屏、4.2V/3.3V 电源变换模块等组成。
单片机作为主控芯片，通过串行接口控制红外测温模块完成被测温度及环境温度信息的获取。
测得的温度值首先通过液晶屏显示，同时使用SPI 接口发送到XF-S4240 模块实施语音合成，再经LM386 实现音频信号放大后推动喇叭发音;LDO 芯片
AMS1117 则用于实现4.2V3.3V 的电源变换，为XF-S4240 及TN1 提供所需的工作电源。
非接触式红外遥感体温计的设计
非接触式红外遥感体温计的设计摘要针对传统水银体温计和电子体温计的种种缺陷和不便，本文设计了一种非接触测量体温计。
该体温计利用GE公司的红外热电堆温度传感器ZTP-101L实现对温度信号的非接触测量。
微弱的电压信号放大采用低失调、低漂移、高精度的集成仪用运算放大器AD620。
模数转换用自带ADC的16位单片机MSP430F149。
本文从硬件技术和软件方法上详细阐述了该仪器的实现手段。
系统具有报警选择和长时间无人操作自动待机的功能，具有智能化的特点。
关键词热电堆温度传感器；体温；AD620DESIGN OF NON-CONTACT INFRARED REMOTETHERMOMETERABSTRACTThe paper designs of a non-contact measurement thermometer to solve the traditional mercury thermometer and electronic thermometer of deficiencies and inconveniences. The infrared thermopile temperature sensor ZTP-101L produced by GE achieves the untouched measuring of body temperature. The weak electric voltage signal is amplified by the extremely low offset voltage、low drift、high precision of integrated instrument operational amplifier AD620. A/D is realized by 16 bits MCU MSP430F149, whitch has ADC function. The paper explains the realization of the instrument from the two aspects-hardware techniques and software methods. The system has functions such as selectable alarm feature and auto-power off if there is no operation for long time, the design has intelligentized feature.KEY WORDS the thermopile temperature sensor; body temperature; AD620目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言.......................................................................................................................................... - 1 -2 系统总体方案 .................................................................................................................... - 1 -3 硬件电路设计 .................................................................................................................... - 2 -3.1 电源电路 .................................................................................................................... - 2 -3.1.1 概述...................................................................................................................... - 2 -3.1.2 TL431简介......................................................................................................... - 3 -3.2 单片机最小系统 .................................................................................................... - 4 -3.2.1 MSP430F149简介.............................................................................................. - 4 -3.2.2 最小系统 ............................................................................................................ - 4 -3.3 键盘系统 .................................................................................................................... - 5 -3.4 显示系统 .................................................................................................................... - 6 -3.4.1 系统概述 ............................................................................................................ - 6 -3.4.2 YM12864简介 .................................................................................................... - 6 -3.4.3 显示系统电路 ................................................................................................... - 7 -3.5 报警系统 .................................................................................................................... - 8 -3.6 电池电压监控系统 ............................................................................................... - 8 -3.6.1 系统概述 ............................................................................................................ - 8 -3.6.2 LM393概述......................................................................................................... - 9 -3.7 ADC系统.................................................................................................................... - 10 -3.8 ZTP101L简介 ......................................................................................................... - 10 -3.9 信号调理系统.........................................................................................................- 11 -3.9.1 系统概述 ...........................................................................................................- 11 -3.9.2 AD620简介........................................................................................................- 11 -3.9.3 热电堆信号调理............................................................................................. - 12 -3.9.4 环境补偿信号调理 ........................................................................................ - 13 -4 软件设计............................................................................................................................. - 13 -4.1 环境温度补偿算法 ............................................................................................. - 13 -4.1.1 黑体辐射定律 ................................................................................................. - 13 -4.1.2 算法概述 .......................................................................................................... - 14 -4.2 主程序流程图........................................................................................................ - 14 -4.3 子程序流程图........................................................................................................ - 15 -4.3.1 初始化子程序流程图.................................................................................... - 15 -4.3.2 键盘扫描子程序流程图 ............................................................................... - 16 -4.3.3 显示子程序流程图 ........................................................................................ - 17 -4.3.4 测温子程序流程图 ........................................................................................ - 18 -4.3.5 温度值存储子程序流程图........................................................................... - 19 -5 结束语 .................................................................................................................................. - 20 - 致谢..................................................................................................................................... - 22 - 参考文献..................................................................................................................................... - 22 - 附录一 .......................................................................................................................................... - 23 - 附录二 .......................................................................................................................................... - 25 -1 前言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。
多功能红外语音体温计的设计
Desigh of a Multifunction Infrared Phonetic
Thermometer
作者： 饶连周
作者机构： 三明学院,物理与机电工程系,福建 三明 365004
出版物刊名： 三明学院学报
页码： 148-152页
主题词： 单片机;红外语音体温计;SPCE061A;TSEA01-4A
摘要：介绍一种具有非接触体温测量的新型多功能红外语音体温计.该体温计基于普朗克黑体辐射定律和高性能红外温度传感器,采用单片机数据处理和语音处理、LCD显示等技术,能够对体温进行有效准确的非接触测量.该体温计功耗低,测量速度快,并有年历、语音报温和报时,安全可靠,使用方便等特点,可广泛应用于日常保健及医学测试领域.。
基于单片机的非接触式红外体温计设计之欧阳歌谷创编
本科毕业论文欧阳歌谷（2021.02.01）非接触式红外体温计的设计Design of Contactless Infrared ThermometerSystem学院名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：年月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：目录92结论 (18)91非接触式红外体温计的设计摘要：本文针对传统的测温仪器自身存在的诸多缺点以及在现实生活中所暴露的使用不便，缺少安全性等缺陷，提出了一种非接触式红外测温系统设计方案。
该系统是以STC89C52作为红外测温传感器数据传输和控制核心。
此外，还设计了报警模块、显示电路、功能按键等外围模块。
本系统实现了对实时温度的显示，以及对后者过限时报警，同时还能对温度测量报警的上下限进行调节。
它的最大的创新不仅仅是因为可以测量基本的温度，更在于它可以控制继电器电路使温度在测量范围内。
它的安全性，方便性更有利于普通百姓的使用。
本次红外测温系统的设计简化了电路结构，提高了测温的稳定性及可靠性。
该系统具有反应速度快、传输效率高、测量精度高、可靠性高等优点。
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0引言温度测量分为接触测量和非接触测量两类，接触式测量必须与被测物体充分接触，测量的数据比较可靠稳定，精度也很高，但主要因为要让测量传感器与被测物体进行充分的热交换以达到两者温度的平衡，则测量时间比较长，一般需要几分钟；而非接触温度测量是通过接收待测物体表面的热红外波长来测量温度，测温传感器与被测物体不用接触，测量响应速度非常快，一般可达到毫秒级别；但会受到被测物体的发射率、环境温度等因素的影响[1]。
在科研生产及社会生活中，温度计的使用越来越广泛，而且应用也是五花八门，人体温度的测量、水温测量、电力系统接触点温度测量等。
为了测量使用方便，因此本文设计了基于语音合成的非接触式红外温度计。
1控制系统设计方案系统原理方框图如图1所示，以主控CPU(PIC18F 25K22)为核心，由外围电源模块、液晶显示、存储芯片、红外温度传感器、时钟芯片及语音合成模块组成一个完整系统，实现温度数据采集显示，并且语音播报；且低功耗电源管理方式增加手持温度计连续的使用时间；时钟芯片和存储芯片构成了实时日期时间温度记录子系统，可以让用户实时查询以往存诸的历史记录。
作者简介院连全塔(1976-)，男，福建福州，学士学位，现为福州皓视光电科技有限公司技术总监，工程师，主要研究方向为电子信息技术、自动控制和智能控制。
基于语音合成的非接触式红外温度计Non-Contact Infrared Thermometer Based on Speech Synthesis连全塔（福州皓视光电科技有限公司,福建福州350001）Lian Quan-ta (Fuzhou Haoshi Photoelectric Technology Co.,Ltd.,Fujian Fuzhou 350001）摘要：随着电子技术不断发展，各式各样温度计不断涌现，原来接触式的水银温度计使用不方便，而且人为读数精确度不准，数字化温度计通过LCD 屏读取数据，精确度较高，为了适合大多数人的使用方便，该文提出了一种基于语音合成的非接触式温度测量方式，采用远距离小角度红外测温传感器，液晶显示读数并通过语音合成播报读数，达到视听效果，让人使用耳目一新。
关键词：MLX90614；语音合成；OLED 显示；单片机中图分类号：TH811文献标识码：A文章编号：1003-0107(2019)04-0003-05Abstract:With the continuous development of electronic technology,various kinds of thermometers are cons-tantly emerging.The original contact mercury thermometer is inconvenient to use,and the accuracy of human reading is not accurate.Digital thermometer reads data through LCD screen with high accuracy.In order to suit the convenience of most people,this paper proposes a non-contact temperature measurement method based on voice synthesis,which uses remote sensing.From the small angle infrared temperature sensor,LCD display reading and voice synthesis broadcast reading,to achieve audio-visual effect,let people use refreshing.Key words:MLX90614;voice synthesis;OLED display;microcontroller CLC number:TH811Document code:AArticle ID ：1003-0107(2019)04-0003-053电子质量2019年第04期(总第385期)2控制系统组成2.1主控CPU处理器系统电路如图2所示，采用Microchip 经济高效的单片机PIC18F25K22组成管理中心，管理中心由电源部分、复位控制、输入输出接口及JTAG 下载接口组成[4]。
图1系统原理方框图2.2电源模块和按键输入电源模块由锂电池、锂电池充电管理芯片(LTC 4054ES5)、LDO 电源变换(XC6206P330)组成，采用场效应管(SI2301)实现电池和外部充电电源供电的自动切换，如图3所示。
图3电源模块和按键输入电路图2处理器系统电路4图4语音合成模块电路2.3存储芯片、液晶显示和时钟芯片存储芯片采用非易失储存器24LC128，容量为128Kbit，存储温度需要年、月、日、时、分、秒、温度高字节、温度低字节共8个BYTE，占用8*8=64bit，存储芯片共可存储记录为128*1024/64=2048条，循环存储使用。
时钟日历芯片PCF8563，电路结构组成简单，内部自带振荡器，无须外部晶振，功耗很低，在待机的情况下只有0.35uW，适合手持设备，与处理器的接口采用两线I2C 接口形式。
采用自发光OLED 点阵液晶显示屏，只要电源和I2C 总线接口，固态发光，抗振能力强，有很宽的视角，从侧面看也不影响效果，而且显示响应时间快，适合温度显示高频率更新。
2.4红外温度传感器红外温度传感器使用MLX90614系列的测温器，该芯片内部嵌入了接收红外能量热电堆探测，前端信号使用低噪声的运算放大器，经数字信号处理器完成ADC模数转换，从I2C 接口输出转换后数字温度值，精度可达0.01摄氏度[2]。
基于不同被测物体其表面红外辐射能量也不同，红外温度传感器要根据不同物质设置发射率，才能准确地测出被测物体的温度，要获取被测物体温度的准确度，必须对MLX90614进行发射率设置来补偿不同被测物体，系统在设计时加入发射率的设置，方便用户测量不同物质的温度。
2.5语音合成模块语音模块采用了深圳佳强电子科技有限公司的JQ8400-FL 为语音处理器模块，处理器内部的硬件解码采用DSP 信号处理器，内置MP3解码器，支持FAT 文件系统操作，操作的硬盘是用SPI_FLASH 存储器模拟而成，语音的输出采用24位数模转换DAC 输出，90dB 动态范围，通过串口控制语音的播放，通过串口查询播入状态和设置音量[5]。
语音合成模块电路硬件电路由JQ 8400-FL 语音处理芯片、W25QXX 系列的SPI_FLASH 存储芯片、8002A 音频功放和喇叭组成，如图4所示。
3系统软件设计系统软件设计流程图如图5所示。
图5系统软件设计流程图3.1温度采集程序设计红外温度传感器MLX90614的信号输出采用I2C 接口，接口协议格式如图6所示。
图6MLX90614信号输出接口协议格式首先对MLX90614初始化，函数为void MLX90614_init(void)，主要完成smbus 总线请求和设置配置寄存储器(地址：0X05)，将PWM 模式切换到smbus 模式，设置片上的数字滤波器，以达到温度准确度。
接着从MLX90614读取被测物的表面温度To ，To 计算公式To [0K ]=Toreg ×0.02，芯片输出的表面温度是以开尔文为单位输出的，要转成摄氏度必须将结果减去273.15℃而得5电子质量2019年第04期(总第385期)到，即在程序中温度=T0-273.15℃来计算。
根据不同被测物体设置被测物体表面发射率，MLX90614默认发射率为标准黑体，即为1.0，发射率可设置范围为0到1.0之间，发射率校准系数值放在寄存器(0X04)里，由两个字节组成，最大值为65535，计算公式：设置16位数值=dec2hex[round(65535xε)]其中ε=0~1；在改变寄存器的值之前，先擦除寄存器原来的值[2]。
程序如下：void MLX90614_Adj_Emiss(void){uchar slaveaddress;uint*Emv;uint EmvLO;uint EmvHI;float Emissivity=0.5;//发射率设置值Emv=MLX90614_dec2hex(Emissivity);//计算EmvLO=(*(Emv+2)<<4)+*(Emv+3);EmvHI=(*(Emv+0)<<4)+*(Emv+1)MLX_sda_out;MLX90614_scl=0;Delay_ms(3);MLX90614_scl=1;slaveaddress=MLX90614_MEM_READ(0x00,0x2E);MLX90614_EEPROM_WRITE(slaveaddress,0x24,0x0 0,0x00);MLX90614_EEPROM_WRITE(slaveaddress,0x24,Em vLO,EmvHI);}[2]3.2语音播报程序设计语音播报程序设计主要通过单片机串口发送命令执行，语音合成是通过存放在FLASH存储器语音片段组合而成，JQ8400-FL语音模块提供了语音组合播放，组合播放功能是通过播放一系列不同语音文件来组合，在模拟硬盘上创建个"ZH"文件夹来存放语音片段[5]。
格式：起始码+指令类型+数据长度(n)+数据1－数据n+和检验(SM)指令码：固定为AA。
指令类型：命令类型。
数据长度：数据的字节数。
数据：指令数据。
和检验：所有字节之和的低8位。
语音的合成使用"语音合成软件"合成数字"0～9"、"摄氏度"、"点"的语音，通过串口发送组合来播报测量温度。
00.MP3-合成0的语音，……09.MP3-合成9的语音，10.MP3-合成"摄氏度"的语音，11.MP3-合成"点"的语音。
例如：AA1B04303330373131303631300E组合播放03.MP3+07.MP3+11.MP3+06.MP3+10.MP3，语音合成播报"37.6摄氏度"。
处理器串口发送程序：void UartPutStr(uchar*Uc_Str){while(*Uc_Str){UartPutByte(*Uc_Str);Uc_Str++;}}3.3液晶显示程序设计OLED屏驱动程序设计流程：OLED屏初始化-清屏-设置显示位置-发送显示数据[6]。