红外测温系统设计-毕业设计

第1页共2页摘要：在当今的生活中，传统的水银温度计有着很多大大小小的缺点，虽然它价格低、性能稳定，但是它精度低、测量时间长、不安全等缺点，给我们带来了众多麻烦和不便。红外线测温仪集快速、准确、安全、方便可靠等众多优点于一身，很快便被越来越多的人们所认知和接受。本文根据红外线测温的原理，以STC89C52单片机作为核心控制部件，控制系统运行，结合TN901红外测温模块，搭配液晶显示器实现测温。本文大致介绍了这套系统的构成和实现方式，给出硬件、软件方面的设计流程。此系统主要由光电探测部分、系统运行部分和显示输出部分等组成：由TN901进行红外辐射采集，传入单片机，经由单片机处理转换为电信号，并在液晶模块中显示出来。关键词：红外线测温STC89C52TN901第2页共2页AbstractIntoday'slife,thetraditionalmercurythermometerhasmanylargeandsmallfaults,althoughitspriceislow,performanceisstable,butitslowprecision,measurementtime,uneasycongruentfaults,bringsusmanytroublesandinconvenience.Infraredthermometersetrapid,accurate,safe,convenientandreliable,andmanyotheradvantagesinone,sooncognitiveandacceptedbymoreandmorepeople.Thispaperaccordingtotheprincipleofinfraredtemperaturemeasurement,STC89C52single-chipcomputerascorecontrolunit,controlsystem,combinedwithTN901infraredtemperaturemeasurementmodule,matchLCDtorealizetemperaturemeasuring.ThispaperOutlinesthecompositionandimplementationofthesystem,givesthehardwareandsoftwareaspectsofthedesignprocess.Thissystemismainlycomposedofphotoelectricdetectionsystemisrunning,anddisplayoutputsectionssuchas:infraredradiationbyTN901collection,introducedintosinglechipmicrocomputer,processedbysingle-chipmicrocomputerisconvertedtoelectricalsignals,anddisplayedintheLCDmodule.KeywordsInfraredtemperaturemeasurementSTC89C52TN901苏州市职业大学电子信息工程学院毕业设计目录1绪论...........................................................11.1设计背景.......................................................11.2设计应用.......................................................11.3设计内容.......................................................22系统总体设计...................................................32.1方案论证.......................................................32.1.1红外测温模块的方案论证.......................................32.1.2电源模块选取的方案论证........................................42.2系统总体设计....................................................52.3系统总体框图....................................................52.4STC89C52单片机概述.............................................62.5红外测温的原理及方法............................................82.5.1红外测温的原理................................................82.5.2红外测温的方法................................................92.6红外测温模块...................................................103硬件电路设计..................................................113.1硬件电路图.....................................................113.2按键部分的制作.................................................123.3电源模块的制作.................................................123.4单片机模块的设计...............................................133.5LCD显示模块设计...............................................134软件的设计....................................................154.1软件总体流程图.................................................154.2红外测温模块...................................................164.3显示模块部分...................................................185系统测试......................................................19结论............................................................20致谢.............................................错误!未定义书签。参考文献........................................................21附录A元器件清单................................................22附录B电路原理图................................................24附录C源程序...................................................25苏州市职业大学电子信息工程学院毕业设计第1页共35页1绪论1.1设计背景在科技快速发展的今天，温度随时可见，“温度”这个定义的出现，给各行各业带来了新的认知。在工业中，有很多不能触及的地方和无法用传统测温方式去测量的发面，这种情况和下使用传统的测温方式，不仅限制了接触式测温仪的使用，严重的话，可能导致伤亡事件的发生。此时，我们更加应该去寻找一种方便、快捷的测温方式。在医学中尤为常见，人的体温，是检测一个人状态的重要标志，温度成为了确定物质状态的重要参数之一，通过体温来检查一个人的机能是否正常已经成为我们现在很普遍的技术，如2003年的非典时期，由于测量人数庞大，医院的护士们需要一个一个使用传统的测温技术（水银测温），去测量每一位待测人员的体温，等待水银温度计的反应，这样一来，不仅在测量时间上有重大堵塞，并且在测量空间上给大家带来困惑和不便，把红外线测温技术运用到医学领域，不仅能大大节省时间（本设计温度仪反应时间小于2秒），而且在空间上给人们带来方便，也将工作效率提高到了一个新的高度。1.2设计应用红外测温也叫辐射测温，通常情况下都是使用光或者热等探测器来进行测量，因为此测量方法较为简单，所以可以进行大面积的操作，亦或是物体的某一部分，使用方便、便捷，它的制作工艺很简单，而且成本也比较低，测量的时候不需要接触到物体，并且响应时间短、使用寿命长。另外，红外传感器的种类比较多、发展速度比较快，在将来将会普遍使用。红外线测温的特点：1)测量范围广、精确2)反应时间短、反应速度快3)方便、安全，无需接触物体4)可以测微小的物体。根据红外线测温的以上特点，我们可以应用在如：电力：燃煤发电、水电站、核电站等。第2页共35页冶金：铝厂、铜厂、钢厂等。石化：采油、石化厂、炼油厂等。一般工业：空调厂、冷冻机、冰箱厂、啤酒厂、制药厂、汽车厂。温度原件和制造厂：温度开关，温度控制器制作。等诸多应用。1.3设计内容利用STC89C52单片机，结合上TN901温度传感器，完成测温的功能，具体设计指导如下：1)测量范围：0~55摄氏度，测量精度：0.5摄氏度2)测量距离：≤0.5米3)反应时间：≤2秒4)通过TN901模块进行温度的采集、测量，并将采集到的数据通过端口传送到STC89C52单片机中，单片机进行数据的处理，转入液晶显示器中，液晶显示器直观化呈现数据。另外，键盘模块可以进行部分操作，电源模块用于供电。第3页共35页2系统总体设计2.1方案论证2.1.1红外测温模块的方案论证方案一：在此方案中，系统分为模拟红外温度传感器模块、放大电路模块、AD转换电路模块、单片机模块、按键模块、报警（蜂鸣器）模块、LCD显示模块和电源模块（如图2-1所示）。所谓的模拟传感器就是传感器的输出量是模拟量，而不是可以直接进行数据处理的数字量，所以它需要通过信号放大和AD转换等处理后才能传输给单片机进行相关的处理。图2-1方案一系统框图此方案，首先模拟红外温度传感器接收人体发出的红外线，然后经过转换后输出对应的电压值，传感器同时通过传感器温度。这两个红外温度传感器的输出量通过放大电路和AD转换电路的处理后传输到单片机模块进行相关的处理，然后通过LCD显示模块显示相应的人体温度。方案二：此方案与第一个方案的最大区别就是：在本方案中采用TN901红外按键模块放大电路电源模块单片机A/D转换报警装置显示模块模拟红外传感器第4页共35页温度传感器来代替模拟红外温度传感器。由于TN901红外温度传感器内部已经集成了运放电路、AD转换电路、滤波电路和数字信号处理器，所以只需通过传感器的数据接口就可以把TN901传感器测量的人的体温数据直接传送给单片机模块处理并由LCD显示模块显示。图2-2方案二系统框架方案对比和选择：与方案二比较，方案一比较低廉，但是对设计要求和系统电路变的更加复杂，这样就使得电源的功耗增大，并且效率会有所降低，在增加工作量的同时也带来了更多的要求。与方案一相比，虽然方案二采用的TN901模块成本会高一些，但是整个系统相对而言就比较的简单，传感器可以和单片机直接连接，不仅简化了电路