红外线人体测温仪电路的设计
红外人体感应开关电路的设计
III
陕西理工学院毕业设计
1.引言
随着现代化的发展，工业、农业、商业、教育等等行业的用电量都大幅度增加，在这种情况下 电能的浪费成为人们普遍关注的问题。一个优秀的照明系统不仅可以提升照明环境的品质，还要做 到充分利用和节约能源。目前功能型开关在人们的生产和生活中起着重要作用，市面上各类自动断 电开关和声控开关应用比较广泛，但是随着人们对生态环境的重视，这些开关电路已经不能满足人 们的需要，这就要求更加节能和环保的自动照明控制产品的出现，以满足人们对高质量生活的需求。
[关键词]热释电；红外感应器；菲涅尔透镜
I
The design of induction switch with infrared ray of human body
Liu Yan
(Grade 2012,Class 2,Major of Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)
Tutor:：Wu Yan
Abstract：Infrared sensor switch circuit by the infrared sensor, microprocessor control circuit, LED control circuit
基于单片机的红外线测温仪的设计之电路原理图、PCB图提交
电路原理图、PCB图
一、电路原理图
二、工作原理
自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律，利用这个原理我们能够设计非接触式测温仪——红外
测温仪。
采用AT89C51系列单片机进行数据的采集存储和处理。
由于信号只有一个输入，为了避免不必要的消耗，本设计A/D转换器采用的是ADC0804。
芯片的CLKIN端和CLKR端配合可以由芯片自身产生时钟脉冲。
测量物体表面辐射能量的热释电传感器有效调节外界环境的温度起伏影响，由于传感器探测到的人体红外线信号较弱，当转化为电压后需要通过放大器放大电压信号。
因为探测器测到的信号可能掺杂了外界环境的某些因素，所以放大电路中要加入低通滤波电路把多余的杂信号过滤掉。
探头使用的是红外线传感器，它能接收人体发射出的红外线并使之转换成电压信号。
设计选用的是PM611单元热释电传感器，这种传感器虽是单灵敏元，由于它采用一个接收元和二个并联的补偿元串接的结构，故也能有效地补偿环境温度起伏，振动等干扰影响。
它的工作温度是-20℃——+70 ℃，特别适合测量人体的温度，当然也适合一些动物的测量。
液晶显示器选用的是2行16个字的液晶显示屏，当测量按钮按下时，整个电路开始工作，物体表面辐射的能量经热释电传感器接收后，将热辐射信号转化为电信号，经由放大电路放大后到达A/D模数转换器，AT89C51单片机作为CPU 接收经A/D转换后的数字信号，经数据处理后转换成物体表面温度显示在液晶显示屏上。
三、PCB板图
四、3D效果图：
正面图
反面图。
人体红外测温系统设计
人体红外测温系统设计一、本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高，对健康和安全的关注日益增强。
在这个背景下，人体红外测温系统作为一种非接触式的温度测量方式，以其快速、准确、安全的特点，逐渐在医疗、公共安全、交通等领域得到广泛应用。
本文旨在深入研究和探讨人体红外测温系统的设计原理、技术实现和应用前景，以期为相关领域的实践和发展提供理论支持和技术指导。
本文将首先介绍人体红外测温系统的基本原理，包括红外辐射的基本理论、人体红外辐射的特性以及红外测温的基本原理。
在此基础上，详细阐述人体红外测温系统的设计过程，包括硬件设计、软件设计以及算法优化等方面。
还将对系统的性能进行评估，包括测温精度、稳定性、响应时间等指标的分析和测试。
本文将对人体红外测温系统的应用前景进行展望，探讨其在不同领域的应用可能性和发展潜力。
通过本文的研究和探讨，旨在提高人体红外测温系统的技术水平和应用效果，为人们的健康和安全提供更加可靠的保障。
也希望能够激发更多研究者和从业者对人体红外测温系统的兴趣和关注，推动相关技术的不断创新和发展。
二、红外测温技术原理红外测温技术是一种非接触式的温度测量技术，其基本原理基于物体发射的红外辐射与物体温度之间的关系。
所有高于绝对零度的物体都会发射红外辐射，这种辐射的强度与物体的温度有直接关系。
红外测温仪通过接收并测量目标物体发射的红外辐射，然后根据特定的算法将辐射强度转换为温度值，从而实现对物体温度的测量。
红外测温技术的核心在于红外辐射与温度之间的转换关系。
根据普朗克辐射定律，黑体在任意温度下，其单位面积在单位时间内向各个方向辐射出的总能量与黑体的绝对温度的四次方成正比。
红外测温仪通常采用黑体辐射定律作为理论基础，通过测量目标物体发射的红外辐射强度，再结合目标物体的发射率（即物体发射的红外辐射与相同温度下黑体发射的红外辐射之比），经过计算得到物体的真实温度。
红外测温技术具有测量速度快、非接触、测温范围广、受环境影响小等优点，因此在医疗、工业、安全监控等领域得到了广泛应用。
PCBA方案——额温枪(红外线测温仪)方案开发
PCBA方案一一额温枪（红外线测温仪）方案开发额温枪（红外线测温仪）针对量测人体额温基准设计，使用非常简单、方便。
1秒可准确测温，无镭射点，免除对眼睛之潜在伤害，不需接触人体皮肤，避免交叉感染，一键测温，排查流感。
适合家庭用户、宾馆、图书馆、大型企事业单位，也可以用于医院、学校、海关、机场等综合性场所，还可以提供给医务人员在诊所使用。
一、额温枪用途（1）人体体温测量：准确的测量人体体温，替代传统的水银体温计。
准备想要孩子的女性可以随时利用红外线测温仪（额温枪）来监测基础体温，记录排卵期的体温，并选择合适的时机受孕，还能测温判断怀孕等等。
当然，还有最重要的，随时观察自己体温是否存在异常，避免感染流感，防范猪流感等。
（2）皮肤温度测量：测量人体的皮肤的表面温度，比如可用于断肢再植入手术时需要测量皮肤的表面温度。
（3）物体温度测量：测量物体的表面温度，比如可用于茶杯外表的温度的测量。
（4）液体温度测量：测量液体的温度，如婴儿洗澡水的温度，宝宝洗澡的时候测一下水温，不再担心凉了或者烫着；还可以测量牛奶瓶的水温，方便冲调Baby的奶粉。
（5）可以测量室温。
二、额温枪工作原理任何物体在高于绝对零度（-273°C）以上时都会向外发出红外线,额温枪通过传感器接收红外线,得出感应温度数据。
额温枪的原理就是将热释电传感器输出的电压信号准确转换成温度值显示出来，其中的关键器件就是热释电传感器，也被成为人体红外传感器。
虽然测量原理不算复杂，但成品额温枪依然有五大技术难点。
（1）传感器输出信号幅度小，实测电压低至2PV。
（2）传感器输出信号幅度会受到环境温度的影响，需要做环境温度补偿。
（3）传统额温枪方案不对外开放，有相关经验的工程师少。
（4）做好额温枪需要电子、光学、热学的综合知识。
（5）设计和生产需要精密的实验测试环境（恒温环境）和仪器设备（恒温槽）。
红外测温原理物体处于绝对零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波形式，向外辐射能量，波长涉及紫外、可见、红外光区，但主要处于0∙76~3um的近红外、3~6μm中红外、6-15μm 远红外区。
_红外人体温度测量系统毕业论文.
陕筋瘗工曙整毕业论文（设计）任务书院（系）机械工程学院_________ 专业班级测控092班__________ 学生姓名石涛___________一、毕业论文（设计）题目_________________ 红外人体温度测量系统的设计_________________________二、毕业论文（设计）工作自2012 年11月19 日起至2013 年6月20日止三、毕业论文（设计）进行地点：_________________ 校内_________________________________________四、毕业论文（设计）的内容要求：1、设计课题简介：人体温度是表征人正常生理活动的重要指标之一，也是临床上诊断疾病需要检测的生理指标之一。
普通的体温计虽然可以准确测量人体温度，但测量时间较长，红外温度测量可以实现非接触、短时间准确测量人体温度，尤其适合在人流密度高、流行病高发区使用。
本次设计要求在熟悉目前红外人体温度测量原理基础之上，完成红外人体温度测量系统方案设计，要求方案能够实现连续测量、数据保存、清零、数据检索、测量前校准、超限报警、系统复位等功能，方案整体简便可行；针对制订出的设计方案，完成硬件电路部分设计（包括数据采集部分、信号调理、数字显示部分设计、元器件选型等），并完成相应的图纸和设计说明书（论文），完成专业外文资料翻译任务。
2、设计内容及要求：1）.搜集有关资料，撰写毕业设计开题报告。
2）.根据现有条件，在充分了解目前红外温度测量原理的基础上提出合理的系统总体设计方案。
3）•拟定红外人体温度测量系统方案，完成相应的设计计算，绘制方案原理图，硬件接线图，软件设计，硬件搭接、系统联调及标定，要求能够正确实现测量功能。
4）设计说明书：1份。
3、设计说明书格式要求：设计说明书应包括：序言、目录、摘要（中英文）、关键词（中英文）、中图分类号、正文（含设计方案论证、设计及其它说明等）、结束语和参考文献等内容，并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。
红外人体感应开关电路的设计
红外人体感应开关电路的设计红外人体感应开关是一种利用红外线感应人体动作的技术，广泛应用于室内灯光控制、安防系统等领域。
它通过感应人体的红外线辐射来控制开关的状态，当检测到人体时，开关自动开启相应的装置，当人离开时，开关自动关闭。
红外传感器模块是整个电路的核心部分，它用于检测人体的红外线辐射。
常见的红外传感器有红外感应发射管和红外感应接收器。
红外感应发射管通过发射红外线辐射，而红外感应接收器用于接收红外线辐射。
当有人体经过时，人体会发出红外线辐射，红外感应接收器就会接收到红外线信号。
信号处理模块用于处理红外传感器接收到的信号。
它通常包括信号放大、滤波和数字转换等功能。
信号放大模块用于放大红外线信号，使其达到适合后续处理的幅度。
滤波模块用于滤除噪声，以保证信号的准确性和稳定性。
数字转换模块将模拟信号转换为数字信号，方便后续的开关控制。
开关控制模块用于控制开关的状态。
它通常包括开关驱动电路和继电器。
开关驱动电路用于将数字信号转换为适合驱动继电器的电平信号。
继电器作为开关的控制器，根据开关驱动电路的输出信号，控制开关的开启和关闭。
在红外人体感应开关电路的设计中，还需要考虑一些细节问题。
首先，红外传感器的布置要合理，以保证检测到人体的红外线辐射。
其次，信号处理模块的放大倍数和滤波器的频率要根据实际情况进行调整，以提高信号的准确性和稳定性。
最后，开关控制模块要选择适合的继电器和开关驱动电路，以确保开关的可靠性和稳定性。
总之，红外人体感应开关电路的设计需要考虑红外传感器、信号处理和开关控制等多个方面的因素。
只有合理设计和精心调试，才能保证红外人体感应开关的正常工作，并满足实际应用需求。
人体红外辐射检测电路课程设计讲解
XX大学课程设计说明书2013/2014 学年第 2 学期学院：信息与通信工程学院专业：XXXXXXXX学生姓名：XX 学号：XXXXXXX课程设计题目：人体红外辐射检测电路设计起迄日期：201X年05月26日~201X年06月06日课程设计地点：XX大学5院楼513、606指导教师：XXX【目录】摘要 (1)关键词 (1)第一章课题要求1.1课题背景 (2)1.2设计目的 (2)1.3设计内容和要求 (2)第二章方案分析2.1课题名称 (3)2.2主要功能 (3)2.3设计思路 (3)2.4实现原理 (3)2.5主要过程 (4)第三章电路设计3.2电气规则检测报告 (5)3.3信号检测放大电路 (5)3.4信号延时电路 (5)3.5电压比较电路 (6)3.6电源供电电路 (7)第四章 PCB设计4.1 PCB布线图 (8)4.2 PCB覆铜效果图 (9)4.3线路焊盘图 (10)第五章 Multisim仿真Multisim仿真电路图：5.1信号检测放大电路 (11)5.2延时电路 (11)5.3电压比较电路 (12)第六章主要元件介绍6.1元器件清单 (15)6.2主要元件介绍 (15)6.2.1 热释电红外传感器——RE200B (15)6.2.2 555定时器——NE555 (17)6.2.3集成运放——AD620 (19)第七章结果分析结果分析 (19)第八章设计心得设计心得 (20)第九章附录参考文献 (20)【摘要】红外辐射检测技术在各领域都有广泛地应用，其中基于热释电传感器的人体热辐射检测电路，通过对人体红外辐射的检测，进一步实现了对人体的识别。
本文中所设计的红外检测电路设计了包含：信号检测放大电路、延时电路、电压比较电路、电源供电电路四部分，分析了本检测电路的工作原理，并进行了仿真论证。
所设计的电路性能可靠、成本低、进一步完善后可应用于防盗、报警、照明等诸多实用电路中。
【关键词】热释电传感器红外检测 Multisim Protel【第一章】课题要求1.1课题背景随着社会的不断进步和科学技术不断发展，基于热释电传感器的人体红外检测电路价格低廉、制作简单、成本低，安装比较方便，性能比较稳定，灵敏度高、安全可靠等特点，应用前景广阔。
人体红外测温系统设计
人体红外测温系统设计一、引言在当今全球范围内，新冠疫情的肆虐给社会带来了巨大的挑战。
为了做好疫情防控工作，尤其是预防病毒感染传播的措施，各个场所需要使用有效的测温系统来筛查出体温异常的人员。
传统的体温测量方法需要接触或近距离测量，对工作人员和被测者增加了交叉感染的风险。
而人体红外测温系统则可以通过非接触式测温来实现快速、准确、安全地监测人体温度。
二、人体红外测温系统原理人体红外测温系统基于红外线成像技术和温度测量原理，通过感应人体表面的红外辐射，将红外能量转化为电信号，然后经过处理和分析，从而得到人体温度信息。
其主要原理如下：1. 红外辐射感应人体表面的皮肤温度主要是通过辐射的方式传递的，而红外线正是人眼无法看见的电磁辐射波段。
红外传感器可以感应到人体发出的红外辐射，将其转化为电信号。
2. 红外成像红外成像技术将感应到的红外辐射转化为可见的图像，显示出人体表面不同部分的温度分布。
红外摄像头可以将红外线转化为热图，通过不同颜色的表示来显示人体各个部位的热量。
3. 温度测量系统依据红外成像得到的图像，通过对图像进行分析和处理，测量出人体不同部位的温度。
通过将红外传感器的输出电信号与特定算法结合，可以精确地计算出人体的表面温度。
三、组成部分及工作原理人体红外测温系统一般由红外传感器、红外摄像头、数据处理器等主要部件组成。
其工作原理如下：1. 红外传感器红外传感器是系统的核心部件，负责感应人体发出的红外辐射。
常用的红外传感器有热电偶和热敏电阻。
当人体靠近红外传感器时，传感器感应到的红外辐射电信号会随之变化，并将其转化为电流或电压信号。
2. 红外摄像头红外摄像头通过光学透镜抓取红外辐射，然后将其转化为电信号。
通过调整焦距和放大倍率，可以得到更明晰的红外图像。
摄像头还可以通过控制器和电脑进行毗连和图像处理。
3. 数据处理器数据处理器负责接收来自红外传感器和红外摄像头的信号，并对其进行处理和分析。
常用的处理方法包括滤波、放大、微分和积分等。
电子设计综合实训报告---红外数字体温计设计及制作
红外数字体温计设计及制作1、设计任务本课题针对目前国内外红外测温仪的现状，在查阅了大量文献的基础上，以智能红外测技术作为参考，提出并设计了一种基于51单片机的智能红外测温仪。
红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。
非接触红外测温计针对特定人群，比如儿童或老人，极其方便。
且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。
它不但可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值，除此之外，语音体温计还具有较高的灵敏度，可以在几秒钟内测得结果，且寿命长，是较为理想的测温仪器。
（1）电源开关，电源指示灯，工作指示灯，复位开关，设置报警上下限。
（2）红外温度检测传感器，信号要传送到控制器，同时显示体温（3）当体温超过标准时，灯光闪烁，蜂鸣器轰鸣，语音提示体温。
（4）误差要求： 0.2OC，量程20-50OC2、设计方案以STC89C52单片机为核心控制芯片，采用电路、模块结合化设计。
本设计主要分为：红外测温模块、报警电路和显示电路。
同时，本设计还增加智能温度报警等功能。
红外测温模块主要用来测量人体体温，并通过液晶显示屏显示其温度，当人体体温高于正常温度时进行指示灯报警；此功能主要目的是在流行病多发季节，提醒人们适当减少出行，避免交叉感染。
信号处理单元主要分为：高精度放大器、A/D转换电路、译码显示电路与报警电路。
高频振荡器、振荡检测器电路、音频振荡器电路和功率放大器电路等部分构成。
2.1设计框图本设计以STC89C52单片机为核心控制器，加上其他的模块一起组成非接触人体红外测温的整个系统，其中包含中控部分、输入部分和输出部分。
中控部分采用了STC89C52单片机，其主要作用是获取输入部分数据，经过内部处理，控制输出部分。
输入由三部分组成，第一部分是MLX90614红外测温模块，通过该模块可检测当前的人体温度；第二部分是独立按键，通过三个独立按键切换界面和设置人体温度的上下限值；第三部分是供电电路，给整个系统进行供电。
额温枪电路
额温枪电路1. 介绍额温枪是一种用于测量人体体温的仪器，其电路设计主要通过测量体表的红外辐射来获取准确的体温数据。
额温枪电路的设计需要考虑到准确性、稳定性和可靠性等因素。
本文将介绍额温枪电路的原理、设计要点以及常见的实现方式。
2. 原理额温枪利用红外传感器来测量人体体温，其基本原理是测量人体头部发出的红外线辐射。
红外线与热量有关，人体会随着体温的升高而发出更多的红外辐射。
额温枪通过红外传感器接收到红外线信号后，经过一系列的电路处理和算法计算，最终得到准确的体温数据。
3. 额温枪电路设计要点设计额温枪电路需要考虑以下几个关键要点：3.1 红外传感器选择合适的红外传感器至关重要。
传感器的灵敏度、响应时间以及准确性等都会影响测量结果的精确度。
常见的红外传感器有热电偶和热敏电阻等，根据实际需求选择合适的传感器。
3.2 信号放大和滤波红外传感器输出的信号较弱，需要经过放大电路进行放大，提高信号强度。
同时，由于信号中可能存在噪声，需要进行滤波处理，以确保测量结果的稳定性和准确性。
3.3 温度校准由于环境温度的变化会影响红外辐射的强度，需要对额温枪进行温度校准。
校准的方法可以是通过一段时间内的稳定测量来获得环境温度，进而修正测量结果。
3.4 温度计算测量到的红外辐射强度可以转换为温度值，通常使用斯特芬－玻尔兹曼定律进行计算。
该定律指出，物体辐射的功率与绝对温度的四次方成正比。
通过计算和校准，最终得到人体的体温。
4. 额温枪电路的实现方式根据不同的设计需求和预算，额温枪电路可以有多种不同的实现方式。
下面列举几种常见的实现方式：4.1 独立设计一种方式是自己设计完整的额温枪电路。
这种方式需要具备深厚的电路设计和红外技术知识，包括传感器的选择和使用、放大电路的设计、滤波电路的设计以及温度计算算法的实现等。
4.2 基于现有模块的设计另一种方式是基于现有的模块进行设计。
市场上存在各种成熟的红外测温模块，可以直接使用这些模块来实现额温枪电路。
基于红外线人体测温仪电路的设计
基于红外线人体测温仪电路的设计由于医学发展的需要，在很多情况下，一般的温度计已经满足不了快速而又准确的测温要求，例如车站和机场等的人口密度较大的地方进行人体温度测量。
虽然现在国外这种测温的技术都比较成熟，但是国内这方面的技术还处于发展阶段。
因此，为了适应医学发展的需要，有效地进行特殊环境下的温度测量，从而有力地控制和预防诸如非典之类的特殊疾病的传播，急需设计一种测温速度快，准确率高的测温仪。
针对一般的工业用的红外测温仪的精确度不够高，我们根据这种红外线测温的原理，通过关键器件的选择、瞄准系统的设计以及温度补偿的自动调节来提高红外线测温仪的精确度，设计了一种用红外线测温电路，用于人员密集且流量大的场合进行快速的人体温度测量。
1 红外线测温的原理自然界一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。
组外辐射原理——辐射定律：式中：E为辐射出射度，W／m3；σ为斯蒂芬—波尔兹曼常数，5.67×10-8W／（m2·K4）；ε为物体的辐射率；T为物体的温度，单位K；T0为物体周围的环境温度，单位K。
测量出所发射的E，就可得出温度。
利用这个原理制成的温度测量仪表叫红外温度仪表。
这种测量不需要与被测对象接触，因此属于非接触式测量。
红外温度仪表测温范围很宽，从-50℃直至高于3 000℃。
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，在常温（0～100℃）范围，能量主要集中在中红外和远红外波长。
用于不同温度范围和用于不同测量对象的仪表，其具体的设计也不同。
根据式（1）的原理，仪表所测得的红外辐射为：式中：A为光学常数，与仪表的具体设计结构有关；ε1为被测对象的辐射率；ε2为红外温度计的辐射率；T1为被测对象的温度（K）；T2为红外温度计的温度（K）；他由一个内置的温度检测元件测出。
红外电子体温计设计方案
红外电子体温计设计方案1.1、红外测温技术简介红外测温原理: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。
在2003年全国防“非典”斗争中，我国对红外技术应用于非接触式测温进行了深入研究，在短时间内开发成功了“非接触式红外测温仪”，打开了国内“非接触式测温”新篇章。
在国外，非接触式红外测温仪已经非常先进了，自1999年就有许多国家致力于这方面的开发研究，到现在为止很多国家的铲平已经达到国际先进水平，并已广泛应用于各个领域。
比如：美国早在2001年就颁布了有关红外测温仪的计量标准，美国雷泰公司生产的ST系列红外测温仪已达到世界领先水平。
由于红外测温仪测量温度范围宽，除了用于人体温度检测外，还可用于电器的红外测温、供暖的红外测温、运输/汽车维修时的红外测温等各个领域。
因此，它具有广泛的开发前景！目前国内开发的红外体温计主要有华中科技大学研制的“慧眼：HW一05”人体温度红外热图像仪．其分辨率高达0．06℃；中科院上海物理研究所研制的红外测温仪和兰州大学合华技术应用开发中心开发的LHW—I型红外线测温仪。
国外产品有德国博郎集团开发的只需1秒即可测出体温的红外体温计；日本欧姆龙研制的几款非接触式红外体温计和BJ40型非接触式医用红外线体温计(精度为±O．2℃)，其主要器件是红外温度传感器。
1.2、单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是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。
红外温度计显示及控制电路设计
摘要为小范围空间内的温度进行测量和控制，本文设计了一种利用红外温度计显示及控制电路，在论文中主要采用了红外温度传感器对控制器部分的温度进行采集，将非电量信号转换为电信号，转换后的电信号再进入A/D转换器换成数字量，传输给AT89C51单片机处理，以达到对控制对象的温度控制，由LED显示器来显示温度。
当温度超出温度控制的范围报警系统会发出报警信号，提醒工作人员进行操作。
设计出来的红外温度测量仪对在温室大棚、客厅温度调节、温度快速检测等各方面有重大意义。
关键词：单片机转换器显示器ABSTRACTWe designed a kind of using infrared thermometer display and control circuit for small area within the space of temperature measurement and control. In this thesis, we mainly used infrared temperature sensor to gather the section temperature controller. It will convert the signals to electricity signal, and be converted to the digital signals by A/D converter. At last, it will transmit to the AT89C51 microcontroller to get processing. Reach for the temperature control of the object, and to display temperature by the LED display. When the temperature exceeds the scope of temperature control the system will alarm issued a warning signal, remind staffs. The successfully developed of the infrared temperature measuring instrument will have the great significance to greenhouse temperature adjustment, awning, sitting room temperature rapid detection.KEYWORDS：singlechip Converter Monitor目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)1.绪论 (5)1.1概述 (5)1.2温度控制的总体设计和思路 (6)1.3系统设计 (7)2.温度控制电路的设计 (9)2.1 温度传感器的选择 (9)2.1.1红外传感器的工作原理 (9)2.1.2 P7187热释电红外传感器工作原理 (9)2.2传感器放大电路及补偿电路的设计 (10)2.3 A/D转换器的选择 (12)2.3.1 TLC549参数介绍 (12)2.3.2 TLC549工作原理 (13)2.4单片机AT89C51的结构和原理 (14)2.4.1 单片机型号的选择 (14)2.4.2 AT89C51的主要性能包括 (14)2.4.3 AT89C51单片机主要特性 (15)2.5显示系统及接口电路设计 (18)2.5.1数字显示器的选择 (18)2.5.2 LED工作原理及选型 (18)2.5.3 74LS147译码器的选择 (19)3.5.4 LED显示电路 (20)2.6报警电路 (21)2.7 MOC3061控制电路 (22)2.7.1控制通道的器件选择 (22)2.7.2 MOC3061的功能与结构 (22)2.7.3 MOC3061控制电路 (23)2.8键盘和时钟、复位电路 (24)2.8.1键盘输入 (24)2.8.2键盘和时钟、复位电路 (25)3.9 MAX232通信电路 (27)3.9.1单片机与PC通信的意义 (27)3.9.2 MAX232芯片实现单片机与PC通信 (27)3.9.3 MAX232通信电路 (27)3.10 电源电路 (28)3.软件流程图的设计 (29)3.1概述 (29)3.1.1软件功能分析 (29)3.1.2系统时钟周期的设定 (29)3.2主程序功能 (30)3.3 T0中断服务程序 (30)3.4子程序 (31)3.4.1给定值的计算程序 (31)3.4.2采样子程序 (31)3.4.3数字滤波子程序 (31)3.4.4 PID算法程序 (35)3.4.5温度标度转换 (35)3.4.6 LED显示子程序 (36)4. 结论 (40)5. 经济分析报告 (41)致谢 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。
人体红外测温仪电路系统设计与实现
题目人体红外测温仪电路系统设计与实现学生姓名高凯学号1213024120 所在学院物理与电信工程学院专业班级通信 1204 班指导教师赵峰完成地点物理与电信工程学院实验室2016年6月5日陕西理工学院本科毕业设计任务书院（系）物理与电信工程学院专业班级通信工程（通信1204）学生姓名高凯一、毕业设计题目人体红外测温仪电路系统设计与实现二、毕业设计工作自 2015 年 11 月 9 日起至 2016 年 5 月 18 日止三、毕业设计进行地点：物理与电信工程学院实验室四、毕业设计应完成内容及相关要求:设计内容:研究非接触式热释电红外测温仪的原理，实现对物体表面温度快速准确的测量装置。
设计红外测温仪的整体系统构架。
根据热释电原理，主要针对人体体温测量进行具体的设计和实现，具体包括整体方案，硬件电路，单片机程序和主机程序。
并利用设计出来的红外测温仪在环境温度30℃下对人体温度和水温进行了测量,对人体的温度测量的误差低于0。
5℃。
设计要点：（1）熟练应用单片机进行电路系统设计；(2）掌握热释电红外测温原理，建立起测量温度与输出信号之间的函数关系;（3）设计测温电路系统，测温距离不小于10cm；(4)根据电路原理图,制作电路板,完成样品制作、调试、改进；（5）系统测试与性能分析，分析存在的技术问题,并提出改进的方法;（6）撰写论文.六、毕业设计的进度安排:1.开题报告截止日期：2016年3月18日完成任务：（1）开题报告撰写，并于指定时间在系统中提交开题报告.(2）完成在系统中下达的外文翻译原文并提交。
2. 论文(设计）实施阶段截止日期：2016年5月18日完成任务：(1)查阅文献资料拟定毕业论文（设计）大纲，进行相关实验、调查或文献综述。
（2）4月中旬必须在系统中提交中期检查，教师审核后按照整改意见修改。
（3)提交初稿,教师进行初审,退回修改，直到初稿审核通过，进行定稿阶段。
3。
评阅及答辩阶段截止日期：2016年6月13日完成任务：（1）定稿论文评阅，答辩PPT制作.（2)论文答辩,答辩后按照修改意见对论文进行终稿定稿。
门式红外人体测温安检仪的设计
门式红外人体测温安检仪的设计以AT89C52单片机为核心，设计了一种集红外测温、数值显示、高温报警及金属探测为一体的安检仪。
该安检仪以高频振荡原理为基础，通过调节高频振荡器的增益电位器，使振荡器工作在临界振荡状态，也就是说刚好使振荡器起振。
当探测线圈L1靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。
如果能检测出这种变化，并转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了。
本设计带有温度检测和金属探测两大功能，可根据特殊情况进行调节，以达到目标要求。
经过实际测试，能够实现所有功能，且性能稳定。
1.总体方案设计以AT89C52单片机为核心控制芯片，采用电路、模块结合化设计。
本设计主要分为：红外测温模块、金属检测模块、报警电路和显示电路。
同时，本设计还增加智能温度报警、感应金属震动报警等功能。
其硬件系统的总体组成如图1所示。
红外测温模块主要用来测量人体体温，并通过液晶显示屏显示其温度，当人体体温高于正常温度时进行指示灯报警；此功能主要目的是在流行病多发季节，提醒人们适当减少出行，避免交叉感染。
金属检测模块主要用来检测随身携带的刀具，检测到管制刀具后进行蜂鸣器报警。
信号处理单元主要分为：高精度放大器、A/D转换电路、译码显示电路与报警电路。
高频振荡器、振荡检测器电路、音频振荡器电路和功率放大器电路等部分构成。
图1 系统总体组成2.硬件设计2.1金属检测模块金属检测模块的原理图如图2所示。
其中主要有高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器、功率放大器和蜂鸣器五部分组成。
图2 金属检测模块原理图工作原理：通过调节高频振荡器的增益电位器，恰好使振荡器处于临界振荡状态，也就是说刚好使振荡器起振。
当探测线圈靠近金属物体时，由于电磁感应现象，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。
红外快速人体温度检测装置的设计与开发
摘要红外快速人体温度检测装置系统由TPS334红外温度传感器、高精度放大器、双通道16位串行A/D转换器AD7705、AT89C51单片机、译码显示模块与报警电路等部分构成，实现非接触式红外快速测温，它能够在较短的时间内准确测量出人体的温度，而在测得温度超出某一范围时即启用报警电路进行超标报警。
文中提出了具体设计方案，讨论了红外非接触式体温计的基本原理，进行了可行性论证。
给出了电路图和程序流程图并附有源程序。
由于利用了单片机及数字控制系统的优点，系统的各方面性能得到了显著的提高。
关键词：红外温度传感器；快速检测；A/D转换器；译码显示；超标报警ABSTRACTThe system is consisted of tps334 infrared temperature sensor, high accuracy amplifier，the sixteen serial digital A/D switch AD7705 of binary channels, single chip of AT89C51, decoding demonstration module, warning circuit and so on . So the non-contact type infrared clinical temperature detecting is realized．It can be accurate to measure the temperature of human body in a short time, but if the temperature is beyond some certain scope, police electric circuit would be in use to carry on a super mark to report to the police electric circuit in time. The article discussed basic principle of the infrared non- contact clinical thermometer, has proposed the concrete design proposal, and has carried on the feasible proof test. We have offered the circuit diagram, the program flow diagram and the source program is also attached. Since we have take advantage of the single-chip and the digital control system, the functions of the system have been improved strikingly.Keywords: Infrared Temperature Sensor; Fast Check; A/D Switch; Decoding Display;Exceeded Alarm目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 引言 (1)1.1 发展概况 (1)1.2 红外测温仪的优点与缺点 (1)1.2.1 红外测温仪的优点 (1)1.2.2 红外测温仪的缺点 (2)1.3 红外快速人体温度检测装置的研究意义 (2)2 红外快速人体温度检测装置的框架构思 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 方案比较 (4)2.3 系统方框图及测量原理 (5)2.3.1 系统整体方框图 (5)2.3.2 测量原理 (5)3 系统设计与工作原理 (7)3.1 系统组成 (7)3.2 单元电路设计 (7)3.2.1 传感器的选用 (7)3.2.2 测量电路设计 (9)3.2.3 信号处理电路设计 (11)3.2.4 译码显示电路设计 (20)3.2.5 报警电路 (20)3.2.6 电源电路的设计 (21)3.3 系统工作原理 (23)4 软件设计 (24)4.1 算法设计 (24)4.1.1热敏电阻测量温度算法设计 (24)4.1.2 热电堆信号算法设计 (24)4.2 程序设计 (24)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)1 引言1.1 发展概况目前，国内传统的体温测量是用医用玻璃液体温度计（俗称体温表）、医用电子接触式温度计（常用热敏电阻作为它的感温元件）等插入人体内部（舌下、肛门）或置于腋下，通过与人体接触使温度计测出人的体温。
基于红外线测温技术的人体体温监测方案设计
基于红外线测温技术的人体体温监测方案设计人体体温监测是一项重要的公共卫生措施，可以帮助预防和控制传染病的传播。
基于红外线测温技术的人体体温监测方案设计能够提供快速、非接触式的体温测量，减少感染风险和提高效率。
下面将介绍一个基于红外线测温技术的人体体温监测方案设计。
首先，该方案需要使用红外线非接触式测温仪器。
红外线测温仪能够通过接收人体发出的红外线辐射，计算出人体体温。
由于其非接触性质，不仅可以提高效率，减少人员接触风险，还能在一定距离内对多个人进行快速测温。
其次，为了确保测温准确性，该方案设计应采用高质量的红外线测温仪器。
这些仪器应具有较高的测温精度和稳定性，以确保可靠的测温结果。
此外，红外线测温仪器还应具备自动校准和温度调节功能，以适应不同环境下的测温需求。
在人体体温测量过程中，还需注意一些重要的操作步骤。
首先，操作人员应确保测温仪器与被测体温区域保持适当的距离，通常为5-15厘米。
然后，操作人员应根据实际情况选择合适的测温仪器模式，比如前额测温、耳温测温或腋下测温。
操作人员还需要将测温仪器对准被测体温区域，保持稳定并等待测温结果显示。
为了实现高效的人体体温监测，该方案设计应结合现代化的信息技术。
使用计算机网络和数据库管理系统，可以将测温仪器与中央监控系统连接起来，实现远程监测和集中数据管理。
同时，该方案还应配备显示屏，以便被测人员和操作人员可以实时查看体温测量结果。
此外，为了保障人体体温监测的准确性和可靠性，该方案设计还应包括以下几个方面的考虑。
首先，应制定相应的标准和规范，确保测温仪器的准确性和一致性。
其次，应进行定期的仪器校准和维护，以确保测温仪器的正常运行。
另外，还应培训操作人员，使其熟悉测温仪器的操作流程和注意事项，以减少操作误差。
最后，对于测温异常情况，应建立相应的应急响应机制，及时采取措施并报告相关部门。
综上所述，基于红外线测温技术的人体体温监测方案设计可以提供快速、非接触式的体温测量。
RE200B红外测温体系电路设计
红外测温仪系统
温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参
数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过
程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。因此，实现对温度的实时测定就
显的十分重要。然而，传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行
Pb T T 4
式中，Pb(T)—温度为T 时，单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能，称为总辐射度；
σ—斯特藩—玻耳兹曼常量；
T—物体温度。
式（2）中黑体的热辐射定律正是红外测温技术的理论基础。如果在条件相同情况下，
物体在同一波长范围内辐射的功率总是小于黑体的功率，即物体的单色辐出度 Pb(Τ)小于
辐射电磁波,其中就包含—辐射常数。 式（1）说明在绝对温度Τ 下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为Pb(λΤ)。根据这个 关系可以得到下图1的关系曲线：
图2 黑体辐射的光谱分析 从图1中可以看出： (1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外 测温仪的设计依据。 (2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动(向左)，并满足维恩位移定理T *λm = 2897.8 μm*K，峰值处的波长λm与绝对温度Τ 成反比，虚线为λm 处峰值连线。这个公式告诉我们 为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 (3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高(灵 敏度高)，抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下， 这一点显得尤为重要。 根据斯特藩—玻耳兹曼定理黑体的辐出度 Pb(Τ)与温度Τ 的四次方成正比， 即：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
《现代电子技术》2007 年第 15 期总第 254 期
于ε= 1. 0 的实际黑体 ,用于温度计的校准 。所有真实的物 体 , 包括人体各部位的表面 ,其ε值都是某个低于 1. 0 的数 值 。由于ε值极难测量而又不确定 ,所以在仪表测出 E 后 , 按式 (2) 计算出的 T1 就会有误差 。在实际工作中 , 仪表是 在ε = 1. 0 的黑体上校准好出厂的 , 只有测量ε = 1 的对 象 ,其示值才代表对象的实际温度 , 如果对象ε不等于 1 , 则仪表读数不代表对象的实际温度 ,要进行修正 。
Keywords :t hermodetecto r ;design of circuit ;inf rared ray ; PM611 ; ICL7106
由于医学发展的需要 ,在很多情况下 ,一般的温度计已 经满足不了快速而又准确的测温要求 ,例如车站和机场等 的人口密度较大的地方进行人体温度测量。虽然现在国外 这种测温的技术都比较成熟 ,但是国内这方面的技术还处 于发展阶段 。因此 ,为了适应医学发展的需要 ,有效地进行 特殊环境下的温度测量 ,从而有力地控制和预防诸如非典 之类的特殊疾病的传播 ,急需设计一种测温速度快 ,准确率 高的测温仪。针对一般的工业用的红外测温仪的精确度不 够高 ,我们根据这种红外线测温的原理 ,通过关键器件的选 择、瞄准系统的设计以及温度补偿的自动调节来提高红外 线测温仪的精确度 ,设计了一种用红外线测温电路 ,用于人 员密集且流量大的场合进行快速的人体温度测量。
测控技术
唐岳湘等 :红外线人体测温仪电路的设计
红外线人体测温仪电路的设计
唐岳湘 ,赵修良 ,单 健 ,俞 红
(南华大学 核科学技术学院 湖南 衡阳 421001)
摘 要 :为了适应医学的发展 ,研究红外线人体测温技术具有实际的意义 。阐述了红外线测温原理 ,对如何减小测温误 差进行了讨论 ,同时进行了红外线人体测温系统设计 。在分析红外线传感器和 A/ D 转换对测量精度影响的基础上 ,选择 PM611 单元热释电传感器和 ICL7106 积分式 A/ D 转换器等器件实现了一种误差较小的红外线人体测温电路的设计 ,达到 了预定的设计效果 。
E = Aσε1ε2 ( T41 - T42 )
(2)
式中 : A 为光学常数 ,与仪表的具体设计结构有关 ;ε1 为被 测对象的辐射率 ;ε2 为红外温度计的辐射率 ; T1 为被测对 象的温度 ( K) ; T2 为红外温度计的温度 ( K) ; 他由一个内 置的温度检测元件测出 。
辐射率ε是一个用以表达物体发射电磁波能力的系 数 ,数值由 0 至 1. 0 。最理想的辐射物体是辐射率 1 . 0 的物 体 ,物理上叫做黑体 。这是一个理论上的概念 , 实际上并没 有一种物体的辐射率能达到 1. 0 。但可以制造出极为接近
2 结构框图及电路设计
2. 1 结构框图设计 如图 1 所示为设计系统的总体结构框图 。
图 1 总体结构框图
2. 2 温度传感器 本测温装置使用红外线传感器 ,他能接收物体发射出
的红外线并使之转换成电压信号 。我选用的是 PM611 单 元热释电传感器 ,这种传感器虽是单灵敏元 ,由于他采用 一个接收元和二个并联的补偿元串接的结构 ,故也能有效 地补偿环境温度起伏 ,振动等干扰影响 。他的工作温度是 - 20～ + 70 ℃,特别适合测量人体的温度 。而且 PM611 各项指数都比较好 ,因此选用了他做温度仪的探头 。
[ 7 ] Soejo ko D S , Tjia M O. Inf rared ray Type Broadcasting Sys2 tem for persons wit h hearing Defect s[J ] . Jo urnal of Materi2 als Science ,2000.
TAN G Yuexiang ,ZHAO Xiuliang ,SHAN Jian , YU Ho ng
(School of Nuclear Science and Technology ,Nanhua University , Hengyang ,421001 ,China)
Abstract : For t he develop ment of advanced medicine ,it has p ractical meaning to research t he technology of inf rared t her2 modetecto r for medicine. The p rinciple of inf rared temperat ure measurement and t he met hod of reducing error are int roduced in t his article. Based o n t hem ,t he system design of inf rared t hermodetector for human body is described. On t he basis of t he anal2 ysis of effect s on measurement accuracy f ro m t he IR sensor and A/ D co nverting ,t he circuit design of inf rared t hermodetector for human body wit h less error is p rovided ,using PM611 and ICL7106 ,which achieves p ro spective result .
测控技术
唐岳湘等 :红外线人体测温仪电路的设计
我们的设计没有影响 ,可他的优点非常适合设 CD 显示电路
显示部分由多位液晶显示驱动器 ICL7106 和标准段 式液晶显示屏 EDS801 及其他一些元器件组成 。
3 调 试
参 考 文 献
[ 1 ] 赵家贵 ,付小美. 新编传感器电路设计手册 [ M ] . 北京 :中国 计量出版社 ,2002.
[ 2 ] 丁镇生. 传感器及传感技术应用 [ M ] . 北京 : 电子工业出版 社 ,1998.
[ 3 ] 刘迎春 ,叶湘滨. 现代新型传感器原理与应用 [ M ] . 北京 :国 防工业出版社 ,1998.
但是 ,ICL7106 也有一些缺点 : 基准电源的变化直接 影响转换精度 ,当芯片内部的基准电压源一般受温度影响 比较大 ,当精度要求高时 ,应该采用外接基准电压源 ;工作 速度较低 ,一般在 1～20 次/ s 。
图 2 传感器单元及热辐射温度仪框图 如图 3 所示 : 将传感器的 D , S , E 分别与电路图中标 记的 D ,S , E 连接即可 。
人体主要辐射波长在 9～10 μm 的红外线 ,通过对人 体自身辐射红外能量的测量 ,便能准确地测定人体表面温 度 。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收 ,因而可利 用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度 。
人体的红外辐射特性与他的表面温度有着十分密切 的关系 ,因此 ,通过对人体自身辐射的红外能量的测量 ,便 能准确地测定人体表面温度 。红外温度测量技术的最大 优点是测试速度快 ,1 s 以内可测试完毕 。由于他只接收 人体对外发射的红外辐射 ,没有任何其他物理和化学因素 作用于人体 ,所以对人体无任何害处 。
2. 3 测量电路 测量电路如图 4 所示 。
图 5 L CD 显示电路
所以综合 ICL7106 的主要特点 , 尤其是为了提高精 度 ,设计中采用了外接基准电压源 。另外 ,因为用来测温 的速度最快也是 1 次/ s , ICL7106 工作速度较低的缺点对
137
© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
测试 ·测量 ·自动化
图 3 传感器的典型连接电路
图 4 测量部分电路图
2. 4 积分电路 在将模拟信号转变成数字信号中 ,选择了 ICL7106 积
分式 A/ D 转换器 。他主要有以下的优点 : 积分式 A/ D 转换器的转换精度高 ,成本低 ;他的精度
与积分电阻 ,积分电容的精度无关 ,故可降低对元件质量 的要求 ;抗干扰能力强 ;他的外围电路简单 。
[ 4 ] 梁延贵. 积分式 A/ D 转换器其他专用集成电路分册[ M ] . 北 京 :科学技术文献出版社 ,2002.
[ 5 ] 黄智伟 ,朱荣辉 ,朱卫华. 无线数字温度传感器的设计 [J ] . 传感器技术 ,2002 ,21 (9) :31 - 33.
[ 6 ] 刘建华 ,谢景新 ,曹克强 ,等. 全数字温湿度及光照系统的研 制[J ] . 河北农业大学学报 ,2002 ,25 (4) :97 - 101.
作者简介 唐岳湘 男 ,1964 年出生 ,湖南岳阳人 ,讲师 。主要从事医学电子学方向的研究 。 赵修良 男 ,1968 年出生 ,湖南湘潭人 ,教授 。主要从事核电子学与核技术应用方向的研究 。 单 健 男 ,1975 年出生 ,湖南衡阳人 ,讲师 。主要从事核电子学及核测控方向的研究 。
1 红外线测温的原理
自然界一切温度高于绝对零度 ( - 273. 15 ℃) 的物
体 ,由于分子的热运动 ,都在不停地向周围空间辐射包括
红外波段在内的电磁波 ,其辐射能量密度与物体本身的温
度关系符合辐射定律 。
红外辐射原理 ———辐射定律 :
E = σε( T4 - T0 4 )
( 1)
收稿日期 :2006 - 11 - 06
136