基于红外传感器的测温系统要点.pptx

基于红外传感器的测温系统 成员：周卸英、张明珠 徐 青、林川露 红外测温工作原理 自然界中凡是温度高于绝对零度的物体都会产生红外辐射，辐射通量密度是物体温度的函数，且与物体本身发射能力有关。物体所发出的红外辐射能量的强度与其温度成比例。物体的温度越高，所发出的红外辐射能量越强。红外传感器经汇聚的红外光照射后产生信号，该信号传到处理电路，处理电路对其进行处理并计算出物体的温度。 根据斯特潘-玻尔兹曼定理，在全波长范围内，黑体辐射出来的能量W与绝对温度有如下关系： （式中：δ为斯特潘-玻尔兹曼常数） 又由于黑体的绝对温度与辐射强度 与波长λ之间有如下关系： 只要检测出辐射能量，即可求出温度。综上，被测目标温度为： ε为物体表面发射率 系统总设计方案 根据系统设计的要求，主要实现对人体体温的测量，因此系统的整体结构如图所示。数据处理模块包括前置放大滤波、AD转换、数据处理、LCD显示等功能，硬件电路与上位机之间的数据传输采用中断方式，当硬件电路收到上位机的查询要求时产生中断执行相应程序，将数据通过RS232传至上位机。上位机软件具有数据实时处理、数据分析温度实时显示等功能。 硬件电路 红外温度传感器输出被测目标温度信号大都为毫伏级甚至微伏级的电压信号，且传感器和整个测量装置处于高温、高压、高磁场的环境中，其输出信号携带大量噪声，因此在进行后续处理前首先应该对传感器信号进行适当的放大滤波处理，滤除噪声，放大有用信号。传感器输出为一直流信号和K级电阻值，所以该部分电路实现微弱直流信号低通滤波和放大。此外，由于单片机只对电信号进行处理因此该模块同时还完成电阻值信号到电压信号的转换。 前端信号调理 单片机控制模块 控制模块在整个系统中起着最关键的作用，不仅要实现电路的控制、而且还要进行相应的数据的处理传输。根据单片机工作的必备条件和需要实现的功能，该电路设计主要包括外接晶振、JTAG口、上电复位电路以及IO接口电路。 液晶显示模块和串口通信模块 单片机软件部分 系统初始化 温度信号处理 信号采集 温度显示 上机软件部分 上位机设计是温度监测系统的一个重要组成部分，担负着管理、控制、维护和用户界面操作的重任。上位机与系统的通信实际上是与下端单片机的通信，通过PC机向硬件电路发送指令，单片机接收命令后将温度数据信息由UART模块通过RS232传至PC机，上位机机对温度信息进行一系列的处理，将温度信息实时显示出来，达到对设备的在线监测。本次实验考虑用visual studio2013的基础库类MFC。 THANKS