非接触式红外测温仪瞄准精度光学分光模块设计
非接触式的红外测温系统设计方案
非接触式的红外测温系统设计方案1 红外测温系统的设计背景随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现代一些领域的测温需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大。
本红外测温系统设计的出发点也正是基于此。
1.1 单片机发展历程单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计
基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 研究内容与方法 (5)二、系统设计与实现 (6)2.1 系统总体设计 (7)2.1.1 硬件设计 (8)2.1.2 软件设计 (10)2.2 系统实现与调试 (11)2.2.1 硬件实现与调试 (12)2.2.2 软件实现与调试 (14)三、系统功能测试与分析 (15)3.1 功能测试 (16)3.1.1 红外体温检测功能测试 (18)3.1.2 数据处理与存储功能测试 (19)3.2 性能分析 (19)3.2.1 系统响应时间分析 (21)3.2.2 系统精度分析 (22)四、系统总结与展望 (23)4.1 系统总结 (24)4.2 研究不足与展望 (25)一、内容概括硬件设计：详细阐述系统的硬件组成，包括STM32主控芯片的选择与配置、红外温度传感器件的选择与接口设计、外围电路（如电源电路、信号调理电路等）的设计原则和要求。
软件设计：介绍系统的软件架构，包括STM32的软件编程环境、主程序设计思路、中断服务程序的设计、数据处理与显示方法等。
红外测温原理及实现：介绍红外测温技术的基本原理，包括红外辐射定律、测温公式等，以及如何实现非接触式测温，如温度信号的采集与处理、测温精度的保证等。
系统调试与优化：阐述系统在开发过程中可能遇到的问题及解决方案，如温度测量的准确性、系统稳定性、响应速度等方面的调试与优化方法。
系统性能评估：对设计完成的系统进行性能评估，包括测温范围、测温精度、稳定性、功耗等方面的测试与分析。
实际应用及展望：介绍系统在实际应用场景中的表现，如医疗、工业等领域的体温检测应用，并展望未来的发展方向，如提高测温精度、降低成本、实现多参数检测等。
本设计旨在实现一个高性能、低成本、易于实现的红外体温检测系统，具有一定的市场应用前景。
1.1 研究背景全球气候变化和公共卫生问题日益严重，如流感、新型冠状病毒感染等传染病频繁爆发，严重威胁着人类的生命安全和身体健康。
基于红外线测温的无接触体温监测方案设计
基于红外线测温的无接触体温监测方案设计随着全球范围内新型冠状病毒肺炎疫情的爆发，人们对于体温监测的重视程度也日益增加。
而无接触式红外线测温技术由于不需要接触人体，减少了交叉感染的风险，成为当前常用的体温监测手段。
本文将基于红外线测温技术，设计一种无接触体温监测方案。
一、方案概述本方案基于红外线测温技术，采用非接触式测温方式，实现快速高效的体温监测。
方案主要包括红外线传感器、信号处理模块和显示模块。
二、红外线传感器选择红外线传感器是整个方案的核心部分，负责测量人体的红外辐射。
在选择红外线传感器时，应考虑以下几个因素：1. 精度：传感器的测温精度需达到±0.2°C以内，确保测温结果的准确性。
2. 响应时间：传感器的响应时间应尽量快，以实现快速无接触测温。
3. 反应波段：选择适合人体体温测量的红外线波段，一般在8-14μm之间。
4. 可靠性：传感器的质量和稳定性要有保证，能够长时间稳定工作。
三、信号处理模块设计信号处理模块负责将红外线传感器测得的信号转化为数字信号，并进行温度计算。
在设计信号处理模块时，需要考虑以下几个方面：1. 数据转换：将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，一般采用模数转换芯片完成。
2. 温度计算：根据传感器输出的信号值，结合校准数据，进行温度计算。
可以采用线性关系或者多项式拟合等方式来实现。
3. 数据处理：对温度数据进行滤波平均处理，提高数据的稳定性和准确性。
4. 数据传输：将处理后的数据通过传输方式发送给显示模块或其他设备。
四、显示模块设计显示模块负责接收处理模块传输过来的数据，并进行显示。
显示模块应具备以下特点：1. 实时性：显示模块能够实时显示体温结果，降低误差和延迟。
2. 易读性：显示模块应设计简洁明了的界面，提供清晰可读的体温数据。
3. 警报功能：当体温超过预设阈值时，显示模块能够及时发出警报，提醒操作人员。
4. 数据存储：显示模块可选添加存储功能，将测量数据保存，以便后续分析和追溯。
非接触式红外测温仪瞄准精度光学分光模块设计
非接触式红外测温仪瞄准精度光学分光模块设计温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化、化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务，要实现准确的温度控制就必须有精度相对较高的测温仪。
就测温仪形式来说，可归纳为接触式测温和非接触式测温两种。
不同的被测目标必须采用不同的测温形式。
在特定的领域中，非接触式测温有着接触式不可比拟的优越性，例如在有色冶炼、粉末冶金、中高频感应加热、铸造、焊接、锻造、热处理等领域。
目前市场上应用较多的非接触式测温工具是红外测温仪。
非接触式红外测温仪是一种结合非接触式测温方法和光纤传感技术，实现高精度、高重复性、快速响应测温仪。
现已广泛被应用在各种工业测温中。
因其使用的是双光纤传输红外光信号，有着光路不同路，测量点和瞄准点不在一条光线上，光纤使用过程中容易折断等不足。
针非接触式红外测温仪的这一缺点，结合实际应用要求，对使用双光纤传输的非接触式红外测温仪进行技术改造，将原来的双光纤传输改为用单光纤连接分光模块的信号传输形式，其核心为光学分光模块的设计，对产品重新作机械设计，用黑体炉标定采集出相应的电压信号值，得到一个新的产品，以该产品向知识产权局申请专利。
以下是该产品各部份设计详细介绍。
1 光学分光模块的设计非接触式红外光纤传感测温仪采用光纤探头与电子处理单元分离的结构，探测热源辐射的红外光密度，红外光经透镜会聚于光纤接头，通过光纤传导进入光电转换单元，输出的电信号经放大、线性化处理后，得到与被测温度信号成线性关系的电压（或电流）信号，将该信号接入智能数字显示表，即可显示对应的温度值。
可设定报警温度区间以控制所需要的生产温度；也可将测温仪的输出信号通过RS-232串口通信接入计算机，通过设定工艺曲线，进行多点多量程的温度控制。
该光纤传感测温仪的原理框图如下：图一光纤测温仪原理框图传导光纤使用的是双光纤，接红外探测器的这根光纤将光信号传输到光电转换器，然后通过电路作相应的信号处理。
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, which 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-standy if there is no operation for long time, the design has intelligentized feature.KEY WORDS the thermopile temperature sensor body temperature AD620目录中文摘要 (I)英文摘要 (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 (11)3.9 信号调理系统 (11)3.9.1 系统概述 (11)3.9.2 AD620简介 (12)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 (14)4.1.2 算法概述 (14)4.2 主程序流程图 (15)4.3 子程序流程图 (16)4.3.1 初始化子程序流程图 (16)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 (23)附录一 (24)附录二 (26)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。
优化红外线测温技术的算法与设备设计
优化红外线测温技术的算法与设备设计红外线测温技术是一种非接触式温度测量技术，利用物体辐射的红外线能量来确定物体的温度。
这项技术在工业、医疗、安防等领域具有广泛应用。
本文将围绕优化红外线测温技术的算法与设备设计展开讨论。
一、算法优化1. 温度补偿算法优化红外线测温技术在实际应用中常常受到环境温度、湿度等因素的影响，容易导致测温误差。
为了提高测温精度，可以采用温度补偿算法。
该算法通过校准系数、环境温度传感器等参数，对红外线测温结果进行修正。
2. 多点校准算法设计红外线测温设备在不同的温度范围内，可能存在不同的测温误差。
为了提高整个温度范围内的测温准确性，可以设计多点校准算法。
该算法利用已知温度下的测温值，建立测温值与温度之间的映射关系，从而校正整个温度范围内的测温结果。
3. 实时图像处理算法红外线测温设备通常会采集到大量的红外线图像数据，而这些数据中含有丰富的温度信息。
为了更好地分析和利用这些信息，可以采用实时图像处理算法。
该算法可以对红外线图像进行噪声抑制、边缘检测、目标识别等处理，从而提高红外线测温的可靠性和实用性。
二、设备设计优化1. 光学系统设计红外线测温设备的核心部分是光学系统，包括红外接收器、滤波器、透镜等。
为了提高测温的精度和可靠性，需要优化光学系统的设计。
可以通过选择合适的材料、优化光学元件的形状和结构，来提高光学系统的灵敏度和抗干扰能力。
2. 散热系统设计红外线测温设备在长时间使用过程中会产生一定的热量，为了确保设备的稳定性和可靠性，需要设计有效的散热系统。
可以采用散热片、风扇、导热材料等方式，将设备产生的热量快速散发出去，保持设备的正常工作温度。
3. 人机交互界面设计红外线测温设备通常需要与人进行交互，因此需要设计友好的人机交互界面。
可以采用触摸屏、按键等方式，提供简洁直观的操作界面。
同时，还可以设计报警功能，当温度超过设定阈值时发出警报，提醒用户采取相应的措施。
总结：优化红外线测温技术的算法与设备设计是提高测温准确性和可靠性的关键。
基于红外的非接触式测温仪设计
２２３和ＴＯ－２５２两种封装方式，另外有５个固定 电压输出（１．８Ｖ、２．５Ｖ、 ［２］Ｋｅｒ ｎｅｎ Ｋ，Ｍ ｋｉｎｅｎ Ｊ，Ｋｏｒｈｏｎｅｎ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
２．８５Ｖ、３．３Ｖ和 ５ｖ）的 型 号 ，本 仪 器 选 用 ＬＭ Ｉ１Ｉ７－５．０Ｖ。 １．３测 温传 感 器 选 型及 调理 电路 设计
过２个外部 电阻可实现 １．２５～１３．８Ｖ输出 电压 范围，有一个 内部 电源 ［１］朱建 军，赵 宝瑞，纪青春，等．动力电缆光纤分布式测温系统的设计
和热限制 电路 ，当电路超负荷运行时起到保护作用 ，并提供 了ｓ０Ｔ一 ［Ｊ］．自动化 与仪 表 ，２Ｏ１ １，２６（１ １）：５７～６０．
时诊断 以及节省能源等方面都具有重要意义［４１。红外测温技术 自身 用于存放温度转换码 的ＡＳＣＩＩ码 ，整数和小数 中间放了一个小数点
的优势特点使得它在各个领域（工业 、生活民用等）都被广 泛应用 】。 ３实验 及 结 果
１系统 硬 件 设计
本测试实验选择了ＦＬＩＲ１４０红外测温仪作为实验数据对 比参
是不用与被测物体相接触而迅速的测 出目标温度［２】。传统温度 测量 于存放ＳＭＢｕｓ操作过程通信码 ，在ＭＬＸ９０６１４一ＳＭＢｕｓ中被初始 化
传感器容易受到各种 因素 的干扰 ，并且 只能监测有 限个 点的温度 ，
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ Ｔｅｍｐｒ—ｃｏｄｅ［５］＝｛１，２，３，４，５｝；
中图分类号 ：ＴＭ６１５
文献 标识码：Ａ
文章编 号：１００７—９４１６（２０１６）０４—０１７８—０１
在现代工业生产过程中，温度测量 的准确性和实时性 的要求也
＃ ｉｎｃｌｕｄｅ＜ ＲＥＧ５２．ｈ
基于红外线测温技术的温度非接触式测量方案设计与优化
基于红外线测温技术的温度非接触式测量方案设计与优化温度是一个重要的物理参数，对于工业生产、医疗诊断、环境监测等领域具有重要意义。
随着科技的不断发展，红外线测温技术在温度测量中得到了广泛应用。
本文将基于红外线测温技术，设计与优化一个温度非接触式测量方案。
1. 红外线测温原理和技术特点首先，简要介绍红外线测温的原理和技术特点。
红外线测温利用物体发射的红外辐射能量与其表面温度之间的关系进行温度测量。
红外线测温具有非接触、远距离、快速测量、无损测量等优点，适用于不同场景的温度测量需求。
2. 温度测量方案设计基于红外线测温技术，我们可以设计以下温度非接触式测量方案：2.1 硬件方案设计：选择合适的红外线测温传感器：根据所需测温范围、测量精度和响应时间等要求，选取适合的红外线测温传感器。
常见的红外线测温传感器有热电偶式和热电阻式传感器等。
设计红外线测温电路：根据传感器的信号输出特点和测温需求，设计相应的电路，包括电源电路、信号放大与滤波电路等。
确保传感器能够准确、稳定地输出温度信号。
搭建信号处理系统：使用微控制器或专用的温度测量芯片，对传感器输出的信号进行采集、处理和校准。
设计合适的接口与显示模块，将测温数据实时显示出来。
2.2 软件方案设计：软件方案设计主要包括测温算法的选择和测量误差的校正。
选择合适的测温算法：根据测温场景的特点，选择合适的测温算法。
常见的测温算法包括基于比较法、基于辐射能量计算法和基于物体表面的红外辐射率的估计法等。
测量误差校正：因为红外线测温受环境因素的影响较大，如背景辐射、湿度等，需要进行测量误差的校正。
通过对环境因素进行补偿，提高测量精度。
3. 温度非接触式测量方案的优化为了提高温度非接触式测量的准确性和可靠性，我们可以进行以下优化措施：3.1 传感器选型优化：根据测温范围、测量精度和响应时间等要求，选择更高精度的红外线测温传感器。
优质的传感器可以提供更准确的温度测量结果。
3.2 温度补偿技术：通过测量环境的温度、湿度等因素，对测量结果进行补偿，减少环境因素对测温结果的影响。
基于MSP430单片机的非接触式红外测温仪设计
率修正为真实温度萁 校正式为：
１ 测 量 原 理
＝
・
Ａ
士
ｅ
－１
图 ｌ 是不 同温度下 的黑体光谱辐射度图 ：
３ ． １ 红外 采集 电路 红外测温仪器使用 的是 Ｔ Ｐ ￣３ ４ 热电堆红外传感器 。热电堆红外 传感器 的原理是将多个热 电偶 串联起来 ， 使其具有较 高灵敏度。 光学 系统起 到收集红外辐射并将其聚焦到红外探头上 的作用 ， 由于红外信 、 红外 辐射损失小 的光学系统。在设计中可以在被测物体 和红外 传感器之间加一个透镜 ， 以便聚焦红外线。 ３ ． ２ 信号放 大电路 Ａ Ｄ ６ ２ ３是一个集成单 电源仪 表放大器 ， Ａ Ｄ ６ ２ ３能在单 电源 （ ＋ ３ 一 ＋ １ ２ Ｖ） 下提供满 电源幅度 的输出 ， 并且 允许使用 单个增益 电阻设置增 益大小 ， 具有很强 的灵活性 。 在无外接增益 电阻 的条件下 ， 增益倍数为 １ ； 外接增益 电阻后 ， 可编程设置增益 ， 其增益最高可达 １ ０ ０ ０ 倍 。其增 益公式 Ｇ ＝ １ ０ ０ ｋ Ｏ ／ ／ Ｒ ， 式 中， Ｇ为放大器的增益倍数 ； Ｒ 为放大器 的增
【 摘 要】 红外测 温是 目 前 最主要 的非接 触式测 温方式之一 ， 被广泛应用 于各行各业。本文设计 了一种基 于 Ｍ Ｓ Ｐ ４ ３ ０ 单片机的非接触型红
外测温仪 ， 其 工作原理是红外能量聚 焦在 Ｔ Ｐ Ｓ ４ ３ ４传感上并转化为相应的 电信号 ， 该信号 经 ＡＤ ６ ２ ３仪用放大 器高倍放 大送 至 Ａ Ｄ转换器， 然后 单 片机按 照仪 器内部 的算法计 算和温度补偿校正后 变为被测 目标的温度值 ， 最后 通过 Ｌ Ｅ Ｄ显示 出测量温度值 。
非接触式红外温度测试仪设计
１ 引 夸
温度的测量 ，在工业生产 、医疗、科学研究等中，有着非常 重要 的地位 。通常我们对于温度的测量一般用的最多的就是接触 式测温 ，因为最直接 、精度也最高；但接触式测温需要将测量元 件与被测物紧密接触 ，本身热传递需要一定的时间，才 能达到热 平衡 ，再加上在一些特殊条件下，如超高温下，检测元件也将至 于 高温环境下，这将加剧测量元件 的老化 ；也有些场合更不适合 接触式测温 ，例 如在 医疗 中，特别是在发生重大传 染性疫情时 ， 希望能对人流密集 的场所设关卡进 行疫情筛查，通 过测体温 的方 式 识 别 出有 疫情 的病 人 。这 些 场合 使 得 接 触 式 测温 不再 那 么 方 便 可 行 了 ，相 反 非 接 触 式 测 温可 以弥 补 这 些不 足 。
２ 系统设计方案
本 系 统 设 计 思路 是 采 用 基 于ＳＴＣ１２Ｃ５２０１ＡＤ型 单片 机 作 为 控 制核心，为 了能提高系统检测温度 的精确度，以及减少测量误差 等外在 因素对测量数据准确性 的影响 ，我们采 用高精密数字型红 外 测温 模 块 ＭＬＸ９０６１４进行 温 度 采 集 ，单 片 机 直 接 通 过Ｉ２Ｃ通 讯 方 式将红外测温传 感器ＭＬＸ９０６１４的温度数据读取 出来 ，最终转化 成温度信 息在ＬＣＤ显示屏上显示 出来 。本次设计的非接触式测温 装置，为了能提高它的实用性和更广的使用场 合，本系统设计技 术 指标 定 为 ：测 温 宽 范 围．５０＂Ｃ～３５０＂Ｃ，精度 士１℃ ：并 可 设置 报 警 温 度 ， 当温 度 达 到 预 设 温度 时使 用 声 光 报 警 ， 为 了提 高 测 试 仪 的 功能拓展，预 留串 ＩＳ１４８５接 口可传输报警温度信息。以下将根据技 术指 标 ，介 绍 具体 器 件选 型 、硬 件 电路 设计 、软件 设 计 等方 案 。 ２．１ 硬 件 电路 设 计 ２．１．１ ＳＴＣ１２Ｃ５２０１ＡＤ芯 片 简介 【２Ｊ
基于红外线测温技术的无接触体温检测方案设计与优化
基于红外线测温技术的无接触体温检测方案设计与优化随着全球疫情的不断蔓延，体温检测变得尤为重要。
从传统的接触式体温计发展到现在的无接触体温检测技术，红外线测温技术成为了最常用的无接触式体温检测方案。
本文将围绕基于红外线测温技术的无接触体温检测方案进行设计与优化。
一、方案设计1. 仪器选型在设计无接触体温检测方案时，首先需要选用合适的红外线测温仪器。
理想的仪器应具备以下特点：高精度、快速测量、稳定性好、操作简单、价格合理。
应根据实际使用环境和需求选择合适的仪器。
2. 测量距离与视场大小在选择仪器时，要考虑测量距离和视场大小的适宜范围。
较远的测量距离能确保安全性，较大的视场大小则能提高工作效率。
根据具体使用场景，权衡这两个因素的关系，选择适合的参数。
3. 测温环境控制在使用无接触体温检测技术进行测温时，要确保测温环境的稳定性和一致性。
避免在强光、强风、高温或低温等干扰因素下进行测量，以确保测温的准确性和可靠性。
二、方案优化1. 测温距离的调整根据实际情况对测温距离进行优化调整，以获得更准确的测温结果。
一般来说，距离测温距离较近可以提高测温精度，但可能会受到测量视场范围的限制。
因此，在确定测温距离时，需要综合考虑测温精度和视场大小的平衡。
2. 测温算法的优化针对不同的测温对象和环境条件，可以采用不同的温度校正算法进行优化，以提高测温精度。
例如，对于有较大温度梯度的物体，可以采用多点测温算法，并结合热成像技术进行校正，以获得更准确的测温结果。
3. 温度补偿由于红外线测温技术对环境温度的敏感性，需要进行温度补偿来提高测温精度。
可以通过引入环境温度传感器，结合测温仪器自身的温度补偿功能，来校正测温结果。
4. 数据分析与处理无接触体温检测方案通过红外线测温仪器获取温度数据，为了更好地分析和处理这些数据，可以利用计算机视觉技术、机器学习算法等进行数据分析和处理，以提高体温检测的准确度和效率。
5. 用户体验优化针对不同人群和使用场景，考虑用户的使用习惯和需求，对体温检测方案进行用户体验的优化。
红外线测温技术方案
红外线测温技术方案
红外线测温技术是一种非接触式测温技术，通过测量物体发出的红
外辐射能量，来推断物体的表面温度。
根据不同应用需求和环境条件，可以使用以下方案来实现红外线测温技术：
1. 红外线测温传感器：选择适合的红外测温传感器模块，如
MLX90614等，它具有高精度、快速响应、低功耗等特点。
2. 光学透镜设计：使用适当的光学透镜来聚焦红外辐射能量，提高
测量精度和灵敏度。
可以根据需要选择焦距和材料。
3. 光学滤波器：根据目标物体的波长特性，选择适当的光学滤波器，以过滤掉其他频段的辐射信号，并提高测量的准确性。
4. 热辐射补偿：考虑环境温度和其他物体的热辐射干扰，需要对测
量结果进行热辐射补偿，以减小误差。
5. 数据处理和显示：通过微处理器或者单片机来读取红外测温传感
器的数据，并进行合适的算法处理，得到目标物体的表面温度。
可
以采用LCD显示屏或者其他方式将测温结果实时显示出来。
6. 温度校准：为了确保测量结果的准确性，需要定期进行温度校准。
可以使用标准温度源对测温设备进行校准。
需要注意的是，红外线测温技术在实际应用中可能受到环境温度、
湿度、朝向、目标物体表面反射率等因素的影响，需要合理设计和
校准，以保证测温结果的准确性和稳定性。
非接触式的红外测温系统设计方案
非接触式的红外测温系统设计方案1 红外测温系统的设计背景随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现代一些领域的测温需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大。
本红外测温系统设计的出发点也正是基于此。
1.1 单片机发展历程单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
一种基于TN901非接触式红外测温系统的设计
一种基于TN901非接触式红外测温糸统的设计谢永超1，张辉2，严俊1>3(1-湖南铁道职业技术学院，湖南株洲412001；2-兰州轨道交通有限公司，甘肃兰州730030；3-中南大学，湖南长沙410083)摘要：非接触式红外测温系统广泛应用于医疗、自动检测等实际领域。
该文设计的非接触式红外测温系统遴选单片机AT89S51芯片为测温系统的主控,利用非接触式TN901红外温度传感器进行温度的实时采集，并将采集到的温度信息传递给单片机AT89S51的IO(P2)口，然后由单片机AT89S51程序计算公式idemp=Qemp/16-273.15将数据转换为温度值，再由9012型三极管构成的放大电路驱动四位一体数码管，实现温度的实时显示。
基于TN901非接触式红外测温系统测量精度±0.1°C、分辨率0.1°C,工作电源为+5V,工作环境温度$60°C、湿度$90%。
该非接触式红外测温系统具有响应时间短,稳定性能好,温度分辨率高和使用方便、寿命长的特点％关键词:TN901；非接触式；测温系统；设计中图分类号:TP368.1；TH811文献标识码:A文章编号#1000-0682(2021)03-0045-05 Design of a non-contact infraree temperaterr measurement system basee on TN901XIC Yongchac1,ZHANG Hui2,YAN Jun1'3(1.Hunan Railway Pofess P nal Technology Hunan Zhuzhoo412001,China+ nzhou Rai TransP Co.,Lt*.,Hunan Lanzhou730030,China+3.Central Sou*University,Hunan ChangsPa410083,China#Abstrace:Non-contact infrared temperature measurement system is widely used in medical,auto-matocdetectoon and otheetoeeds.Dn thosnon-contactonteaeed tempeeatueemeasueementssstem,theson-gie-chip AT89S51chip is selected as tae main control of the temperature measurement system.The non -contactTN901onteaeed tempeeatueesensoeosused toetempeeatueesampeongand theco e cted tempeea-turo infooiation is transmitted to the P2poa of tae single一chip AT89S51-The AT89S51pocram calculates the fooiula idemp=idemp/16-273.15to convea the data into a temperatuo value,and then an amplifier circuit composed of a9012taode daves a four-in-one digital tube to realize tae temperature display.The non-contact infrared amperatuo measuoment system has a measuoment accuracy of ±0.1C,aeesoeutoon ot0.1C,awoekongpoweesoueceot+5V,awoekongeneoeonmenttempeeatuee $60C,and a humidity$90%-It has the characte/stics of shoe response time,good stability,high temperature resolution,convenient use and long gfe.Keywords&TN901;Non-contact;amperatuo measuoment system；design0引言红外测温(Infood Temperatuo Measuoment)技''收稿日期:2020-11-21基金项目：湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ6095)；2018年株洲市领军人才计划项目《互联网+3D虚拟设备测控系统》(株人才办发〔2018〕16号)作者简介:谢永超(1984),男"湖南省邵阳市,副教授"研究生,研究方向为嵌入式技术应用)术作为非接触式测温技术应用十分广泛，具有测量的精度高、温度测量的范围广,能够实现实时观测与自动测量控制等特点口一2-。
一种工业用红外温度测量系统模型设计
一种工业用红外温度测量系统模型设计工业用红外温度测量系统是一种非接触式测量温度的技术。
其模型设计可以包括以下几个主要组成部分：1. 红外传感器：选择具有高灵敏度和精度的红外传感器，以便准确地感知目标物体的红外辐射。
2. 红外光学系统：包括透镜、滤光片和反射镜等光学元件，用于聚焦和收集目标物体发出的红外辐射。
3. 信号处理器：将从红外传感器接收到的红外辐射信号转换为数字信号，并对其进行滤波、放大和修正等处理，以提供准确的温度测量结果。
4. 显示与控制单元：将处理后的温度信号进行数字信号转换，并将结果显示在液晶显示屏或其他界面上。
同时，还可以设置报警阈值和控制输出信号，以实现温度控制和报警功能。
5. 供电与接口模块：提供系统所需的电源供应，并与其他设备或系统进行通信，如使用RS485、MODBUS等现场总线协议实现远程监控和控制。
在设计工业用红外温度测量系统时，需要考虑以下几个关键点：1. 测量范围：根据应用需求确定温度测量范围，选择合适的红外传感器和信号处理器，以确保系统能够准确测量目标物体的温度。
2. 测量精度：根据应用需求，选择具有较高精度的红外传感器和信号处理器，以提供准确的温度测量结果。
3. 抗干扰性能：考虑到工业环境中可能存在的干扰源，如电磁干扰、振动等，采取相应的防护措施，如使用屏蔽材料、增加滤波电路等，以保证系统的稳定性和可靠性。
4. 反应时间：根据应用需求确定系统的响应时间，选择合适的红外传感器和信号处理器，以提供满足要求的测量速度。
5. 防护等级：根据工业环境的要求，选择合适的防护等级和材料，以确保系统能够在恶劣的环境条件下正常工作。
总之，工业用红外温度测量系统模型设计需要考虑测量范围、测量精度、抗干扰性能、反应时间和防护等级等因素，以满足工业生产过程中的温度测量需求。
非接触式红外测温仪的设计
非接触式红外测温仪的设计非接触式红外测温仪的设计摘要利用温度测量技术是很常见的，而且在当前问题的检测设备类仍然是一个非常重要的技术。
但在某些应用中，需要使用测量与被测物体接触式温度传感器，它需要一个非接触式温度测量来满足测量要求,本文是红外测温仪的设计的实际需要。
红外测温仪是利用黑体辐射定律为基础，是光学理论和微电子学综合发展的现象。
与基本的测温方式相比，具有反应时段短、非触碰、不干扰被测温场、使用寿命长、操做简便等一系列优点。
本文阐述了红外测温仪的基本原理和显示方式，指出红外测温系统的中心控制单元以STC89C51单片机。
具体列举了该系统的组成和制作方法，给出了硬件理论图和软件的设计流程图。
该系统基本由光学系统、光电探测器、显示输出等部份构成。
光学系统的红外辐射能量采集物体的红外能量收集在光电探测器转换成相应的电信号的视野。
STC89C51单片机担当节制驱动温度量取、接受量取的数据、并按照单片机中的温度值统计算法算出目的温度值再经过LCD把温度显示出来。
关键词: STC89C51单片机；红外测温；LCD显示屏目录摘要 _____________________________________________________________ I ABSTRACT ______________________________________ 错误!未定义书签。
第1章绪论 ______________________________________________________ 11.1课题背景_______________________________________________ 11.2 国内外研究状况 _________________________________________ 21.2.1国际现状 _______________________________________ 21.2.2 国内现状_______________________________________ 31.3 红外测温的展望 _________________________________________ 3 第2章设计方案拟定 ______________________________________________ 52.1温度测温技术的概述_____________________________________ 52.2红外测温原理及方法_____________________________________ 62.2.1 红外测温原理___________________________________ 62.2.2斯蒂芬-玻尔兹曼定律____________________________ 62.2.3 实际物体温度的计算_____________________________ 62.2.4 红外测温的方法_________________________________ 72.3 红外测温系统的方案介绍 _________________________________ 82.3.1 红外测温仪系统的技术指标及主要功能_____________ 82.3.2 红外测温仪的硬件系统方案设计___________________ 92.3.3红外测温仪的应用软件系统的方案设计 _____________ 92.4 方案设计 ______________________________________________ 102.5 方案论证 ______________________________________________ 11 第3章系统的硬件设计 ___________________________________________ 123.1 系统整机设计 __________________________________________ 123.2 单片机处理模块 ________________________________________ 123.3红外测温模块__________________________________________ 133.3.1 红外测温传感器的引脚介绍______________________ 143.3.2 红外测温模块的时序____________________________ 143.4 RS232A电平转换模块 ___________________________________ 153.5 MAX232C芯片介绍_____________________________________ 163.6 电源模块 ______________________________________________ 163.7 键盘模块 ______________________________________________ 173.8 LCD显示模块__________________________________________ 183.9 音频输出模块 _________________________________________ 20 第4章系统的软件设计 ___________________________________________ 224.1 主程序流程设计 ________________________________________ 224.2 红外测温程序模块 ______________________________________ 224.3 键盘扫描程序模块 ______________________________________ 24 第5章安装与调试 _______________________________________________ 265.1 硬件的安装与调试 ______________________________________ 265.2 单片机程序的烧录 ______________________________________ 28 结论 ____________________________________________________________ 30 参考文献 ________________________________________________________ 31 致谢 ____________________________________________________________ 34 附录 1附录2第1章绪论1.1课题背景普通温度测量技术经过相当长时间的发展已近于成熟。
非接触式高精度红外测温终端的设计
非接触式高精度红外测温终端的设计引言一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射特性决定了其辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。
因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
红外位于可见光和无线电波之间，红外波长常用微米表示，波长范围为0.7微米～1000微米，实际上，0.7微米～14微米波带用于红外测温。
采用红外测温技术进行电力设备温度监测，可在远离目标的安全处测量物体的表面温度，通过探测电气设备和线路的热缺陷及时发现、处理、预防重大事故的发生。
红外测温技术的这项优点使得红外测温产品成为电气维护的必不可少的工具。
本文正是针对高低压开关柜内母排连接处，开关节点等易发热部位的温度监测需求，设计了一台非接触式高精度红外测温终端，实现对电力开关柜接触节点的非接触式温度监控。
1终端设计要求本终端用于测量电力高低压开关柜内接触节点的非接触式温度测量，其技术及环境要求如下：a)测量范围：-20℃～300℃b)测量精度：1℃或量程的1%c)工作环境：-20℃～60℃d)通讯方式：RS4852原理及电路设计自然界一切温度高于绝对零度的物体，都在不停地向外发出红外线。
物体发出的红外线能量大小及其波长分布同它的表面温度有密切关系，红外测温设备借助光学系统的滤光作用，使目标物体表面的红外辐射进入仪器的只能是预定工作波段。
超过工作波段的其它辐射波长都被限制进入。
红外测温终端利用物体表面温度与发射的红外辐射量有一定的函数关系，通过接收被测目标表面的红外辐射能量来进行温度测量。
终端的测温原理如图1所示。
本终端由红外温度传感器、信号滤波与放大处理电路、A/D转换电路、微处理器电路、串口通信电路等组成，红外温度传感器采集由物体发射的红外能量并将其转换成电压信号，由信号滤波与放大处理电路进行滤波、放大，再由A/D转换电路进行数模转换，后送至微处理器电路进行数据处理，得到物体的温度信息，经串口通信电路传送至上位机软件进行显示、处理等，图1中，从红外温度传感器分别输出目标表面值和环境值进行处理，参考电压电路加入了一路标准参考电压信号，提高测量的精度。
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非接触式红外测温仪瞄准精度光学分光模块设计
摘要：非接触式光纤传感测温仪在实际的使用过程中，因高温、环境等因素，不能靠近被测物过近，在测温时，需要使红外光先行瞄准，而先前双光纤设计存在通信线路长，信号延迟、仪器体积过大等不足。
本文根据实际应用中的需要，设计一种新型已公开的光通信设备，应用到实际产品中，具体涉及一种光学分光模块，包括模块主体，所述的模块主体内设有相互连通光纤FC接口、红外探测器固定孔、激光器固定孔和分光片固定孔等；目的是提供一种能有效解决红外测温仪瞄准精确且生产简单、装配方便、生产成本不高的光学分光模块，应用到红外光纤传感测温仪中。
关键词：非接触；红外测温仪；光学分光模块
0 引言
温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化、化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务，要实现准确的温度控制就必须有精度相对较高的测温仪。
就测温仪形式来说，可归纳为接触式测温和非接触式测温两种。
不同的被测目标必须采用不同的测温形式。
在特定的领域中，非接触式测温有着接触式不可比拟的优越性，例如在有色冶炼、粉末冶金、中高频感应加热、铸造、焊接、锻造、热处理等领域。
目前市场上应用较多的非接触式测温工具是红外测温仪。
非接触式红外测温仪是一种结合非接触式测温方法和光纤传感技术，实现高精度、高重复性、快速响应测温仪。
现已广泛被应用在各种工业测温中。
因其使用的是双光纤传输红外光信号，有着光路不同路，测量点和瞄准点不在一条光线上，光纤使用过程中容易折断等不足。
针非接触式红外测温仪的这一缺点，结合实际应用要求，对使用双光纤传输的非接触式红外测温仪进行技术改造，将原来的双光纤传输改为用单光纤连接分光模块的信号传输形式，其核心为光学分光模块的设计，对产品重新作机械设计，用黑体炉标定采集出相应的电压信号值，得到一个新的产品，以该产品向知识产权局申请专利。
以下是该产品各部份设计详细介绍。
1 光学分光模块的设计
非接触式红外光纤传感测温仪采用光纤探头与电子处理单元分离的结构，探测热源辐射的红外光密度，红外光经透镜会聚于光纤接头，通过光纤传导进入光电转换单元，输出的电信号经放大、线性化处理后，得到与被测温度信号成线性关系的电压（或电流）信号，将该信号接入智能数字显示表，即可显示对应的温度值。
可设定报警温度区间以控制所需要的生产温度；也可将测温仪的输出信号通过RS-232串口通信接入计算机，通过设定工艺曲线，进行多点多量程的温度控制。
该光纤传感测温仪的原理框图如下：
图一光纤测温仪原理框图
传导光纤使用的是双光纤，接红外探测器的这根光纤将光信号传输到光电转换器，然后通过电路作相应的信号处理。
另一根光纤传输激光，对测量温度没有影响，激光器发出的650nm红光通过光纤传输到透镜的焦点上，经透镜聚焦后瞄准到被测温点。
但这样的描准方式因两根光纤之间存在一定的位移差，使得测量点和瞄准点不在一条光路上，从而产生很大的误差。
为了解决这个问题，可使用当前光通信行业的双向传输模块，但其生产需要具备很高的技术装备，如激光焊接机和光功率机等，同时在生产的过程中要求很高的生产工艺，价格昂贵，难以推广。
因此，设计一个光学分光模块，使用单光纤传输，解决双光纤传输存在的问题。
同时更便于产品的生产，广泛的应用到工业测温中，我们选择后一种方法，具体设计如下：
1.1 光学分光模块设计的技术方案
非接触式红外测温分光模块作为一种实用新型产品设计，采用的技术方案是：一种光学分光模块，包括模块主体，模块主体内设有相互连通的光纤FC 接口、红外探测器固定孔、激光器固定孔和分光片固定孔，所述光纤FC 接口和激光器固定孔同轴向设置，所述红外探测器固定孔垂直于光纤FC 接口和激光器固定孔的轴线，且设置于光纤FC 接口和激光器固定孔之间，所述分光片固定孔贯穿于模块主体上且与红外探测器固定孔和激光器固定孔均呈45 度角设置。
该设计取得有益技术效果：红光的传出和红外光的传入都是通过同一光纤FC 接头同时传输，因此可以有效的确保红光的瞄准点和瞄准点发出的红外光在同一条光线上，可以确保瞄准准确无误。
激光器固定孔可连接650nm 或者635nm 激光器。
激光器通电后发出红光，红光透过分光片后照射到光纤FC 的光纤端面上，红光耦合到光纤上，在光纤里传输，从光纤的另一个端面发射出来，经过透镜聚焦后耦合到照射到被测物体上。
被测物体发出的红外光，经过透镜聚焦后耦合到光纤的端面上，通过光纤的传输从光纤的另一个端面发射出来，经过分光片后反射到红外探测器上面，红外探测器接收到红光后进行光电转换变为相应的电信号，电信号再经过放大、数模转换、信号处理、标准信号输出，最终将温度信号显示出来。
1.2 非接触式红外测温仪光学分光模块的光学原理及实物结构
1）分光片光路原理图如图二所示：非接触式红外测温仪采集发热体发出的红外光，经光路1入射到光学分光片上，经光路2传输到光电转换器，再转换为电信号，再由电路对信号加以处理。
激光器发出的红光经光路3透射后传输到光纤端面上，再通过光纤传输出去，根据光的可逆性原理，该红光经光路1回到透镜焦点，再照射到被测物测温点。
图二分光片的光路图图三光学分光模块侧面剖视图
2）光学分光模块的结构（见图三），光学分光模块的侧面剖视图，其特征在
于：模块主体内设有相互连通的光纤FC 接口，（1）红外探测器固定孔，（2）激光器固定孔，（3）和分光片固定孔，（4）所述光纤FC 接口，（1）和激光器固定孔，（3）同轴向设置，所述红外探测器固定孔，（2）垂直于光纤FC 接口，（1）和激光器固定孔，（3）的轴线，且设置于光纤FC 接口，（1）和激光器固定孔，（3）之间，所述分光片固定孔，（4）贯穿于模块主体上且与红外探测器固定孔，（2）和激光器固定孔，（3）均呈45 度角设置。
光纤FC 接口，（1）为螺旋接口。
激光器固定孔，（3）与光纤FC接口，（1）根部上设有缩口段。
3采用光学分光模块设计的非接触式红外测温仪定标：
通过黑体炉温度对该测温仪的信号进行采集定标，采集的温度范围为300-1000℃，对应的电压信号值如下（见表一）。
并以此数据作出该电压信号的拟合曲线图（见图四）。
表一根据黑体炉温度标度输入端电压
黑体炉温度（单位：℃）1000 900 800 700 600 500 400 300
AD输入端的电压信号数据 4.000V 1.890v 840mv 326mv 105mv 27.4mv
7.5mv 4.2m v
通过对表一和图四的观察我们可以发现，光电转换器转化出来的电信号经过电路放大后得到的信号是一条曲线，而根据国际标准，为了便于信号的显示，通常需要输出的是标准的线性信号，比如0-5V电压信号或者4-20mA电流信号，此时的数据经过拟合成的直线与实际曲线的偏差较大，误差为满量程的5%左右。
为了提高测量精度，可以通过对曲线进行分段拟合和数字信号算法处理，形成分段函数，经过处理后的曲线，此时与标准的线性直线更接近，而误差也会大大的降低，可以达到1%以内，完全可以达到大部分的工业测温精度要求。
4结束语
非接触式红外测温仪中实用新型光学分光模块的设计，申请专利，让我们拥有一款造价便宜，生产工序简单，测量精度相对较高的工业红外测温产品，拥有自主知识产权。
在红外测温广阔的市场里，可取得一定市场份额，产生一定经济效益。
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