基于非接触式红外测温枪研究设计.docx

该【基于非接触式红外测温枪研究设计 】是由【科技星球】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【基于非接触式红外测温枪研究设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。基于非接触式红外测温枪研究设计
 
 
Summary:由于新冠病毒突然爆发,它的前期症状是发烧(少数无症状病患者除外),我国各大中小城市均对进出人员进行测体温来排查感染者。而非接触式红外测温枪为防止新冠病毒的扩散和传播提供了一种非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温检查。通过非接触红外测温枪就可以得到体温,降低了排查人员的风险。本文介绍一种采用STM32单片机和MLX90164传感器实现红外测温,红外测温原理是将物体发射红外线所具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度,通过STM32单片机AD转换最终显示在液晶屏幕上。本文研究的非接触式红外测温枪,其设计简单,成本较低,利用通用的基本元器件完成了非接触测温的功能。
Keys:STM32;MLX90164;非接触;红外测温
:TM925
0引言
新冠疫情的发生使得我们每个人都深受影响,但经过近半年的抗击疫情斗争,中国疫情已经稳定。这次疫情开始时候迫切需要非接触式测温枪来检测人们是否发热,进而确定是否是感染者。在疫情发生的初期,中国电子设计工程师提供了许多种非接触式测温枪电路图,为检测感染者提供了一种便捷的方式。基于此,本文研究了非接触式红外测温枪的原理,同时根据红外测温的原理提出了一种不用近距离接触就可以进行测量人体体温的设计电路,并对该电路进行了验证的仿真分析。本文研究的非接触式红外测温枪,其设计简单,成本较低,利用通用的基本元器件完成了非接触测温功能,具有很好的推广意义。
1系统组成
要想进行非接触式人体红外测温,那么红外测温模块是必不可少的。人体红外测温原理是利用人体发出的红外辐射能量,该辐射能量与人体的温度相对应,即辐射能量大,人体的体温就比较高;故将该辐射能量转换成对应电路所需的电信号,就可以间接的测量出人体的温度(1,2)。故依据红外测温的原理本文选用MLX90614传感器作为红外测温计,该传感器具有体积小、成本低、易集成等优点。本文设计的非接触式红外测温枪,主要由非接触式体温测量模块、温度状态指示电路、显示电路、主控芯片、电源电路和按键电路构成,其系统组成的原理图如图1所示。
图1系统组成的原理图
2单元电路设计

STM32F103C8T6这款单片机,在内部设计了12位的模数转换器和数模转换器,它们的转换时长在1us上下(3,4),同时它还拥有双采样通道,可以同时进行两路的输入输出的检测。满足设计要求并且具有在相同功能的单片机中具有很高的性价比。
按键电路的主要作用是控制整个电路通电和利用按键来控制测温,打开总电源控制开关,按下按键代表测温开始,将红外测温MLX90614传感器距离被测量者手腕或额头5cm左右时(5,6),即可测量出温度。

温度状态指示电路由LED红色测量状态灯和MLX90164红外温度传感器构成,通过按动按键开始测量温度,则此时该温度状态指示电路中LED红色测量状态灯亮,MLX90164传感器工作,若测量结束时LED红色测量状态灯灭,MLX90164传感器停止工作,同时液晶屏会显示所测得温度值。

液晶屏显示电路,可以清晰的显示输出所测得的温度,通过液晶显示可以实时观察测量过程中的温度数值,数值可以精确到小数点后两位。本设计策划时有OLED,12864,1602,3种显示屏。结合本设计要求,OLED显示数字太小;12864显示数字大小足够但是体积过于庞大。为了显示清楚所测温度值的大小,本设计中使用1602液晶屏显示所测温度的数值(7,8)。

考虑到非接触式红外测温枪使用的方便性,所以并不能采用带电源线的供电方法,结合使用它的工作时长,本设计采用1节18650电池供电,电池可拆卸可进行充电,,故需要进行电压变换使用,变换后输出电压可以给单片机和1602液晶显示屏进行供电。
3软件程序设计
根据设计要求,要求进行非接触式测量温度,并在液晶屏上显示所测得温度的数据,并且通过按键可以控制测量温度。单片机软件部分的程序主要由各元件的控制程序和模数转换程序两大部分组成,其实现了测温模数转换、液晶显示屏显示、按键控制测温和测温状态LED提示功能,最终实现了非接触式红外测温,其主要程序流程如图2所示。
图2主要程序流程图
4实验仿真结果
本次设计的仿真使用protues软件,根据查阅仿真软件内部元件,综合比较本次设计仿真使用LM35温度传感器替代MLX90164红外温度传感器进行
(9,10),原因是仿真简便,得出的测量结果也具说服性。根据仿真测量出的数据分析,反映出温度测量数据显示不太准确,但是数据实际误差,符合设计的基本要求,其仿真测量数据表和仿真电路如表1所示。
表1仿真测量数据表
输入温度
仿真温度
输入温度
仿真温度












5结论
本文根据红外测温的原理,利用STM32单片机按键控制红外测温,设计出了一种基于STM32单片机的非接触式红外测温枪装置。实现了所测得的温度进行液晶显示,使用可充电电池(可拆卸电池)18650极大地提高了防疫人员检测体温的效率,有利于尽快查出体温异常者,使得防疫工作更好的推进。本次设计的非接触式红外测温枪具有设计电路简单、成本较低、效率高的优点。
Reference:
[C].:《石油化工应用》杂志社,2018:323-325+329.
[D].黑龙江大学,2016.
杨伟,[J].微型机与应用,2014,33(20):29-31+34.
[J].科技风,2019(07):54.
[J].安徽职业技术学院学报,2019,18(03):24-27.
陶杰,王欣,孙慧贤,[J].电子技术与软件工程,2017(21):75.
史静,[J].科技视界,2017(20):61-62.
[J].农机使用与维修,2017(12):15-17.
李香宇,任建存,王世功,[J].电子设计工程,2017,25(15):94-97.
[10][J].中国高新科技,2020(04):39-41.
(-),汉,男,山东莱阳,学士,研究方向:电气工程及其自动化方向
(-),汉,男,黑龙江富锦,学士,研究方向:电气工程及其自动化方向
(-),汉,男,黑龙江齐齐哈尔,学士,研究方向:电气工程及其自动化方向。
 
-全文完-