热释电红外线体温检测仪的设计的开题报告.doc

热释电红外线体温检测仪的设计的开题报告.doc

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开题报告

学号

081022161136

姓名

庞洪

指导教师

马俊涛

系别

电气信息工程系

专业/班级

自动化08102

毕业设计（论文）题目

热释电红外线体温检测仪的设计

题目类型

□工程设计□技术开发□软件工程√理论研究和方法应用

□管理模式设计□其他

选

题

目

的

及

意

义

红外测温技术在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面发挥了正在发挥着重要作用。

近二十年来,非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展,性能不断提高,适用范围也不断扩大,市场占有率逐年增长。

比起接触式测温方法,红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。

此外，红外测温技术在医疗、救援方面也有非常广泛的应用。

体温是人体生理特征最基本的参数之一。

21世纪以来，红外传感技术得到快速发展。

由于当年非典型肺炎的爆发，使得高精度的红外测温也从原来的工业领域走进了医疗领域和日常生活。

用传统的温度计测量温度的缺点十分明显，尤其是其需要测量者与被测目标近距离接触，这不仅会带来测量的不便和较大的误差，许多情况下还会对测量者的自身安全构成影响（如测量传染性疾病患者的体温或测量高温锅炉的温度）。

相比之下，红外测温仪则具有便捷、精确、安全等优点，使得它在工业、医疗、安检等领域的应用有着重要意义。

在各种地震灾害，疾病的救援过程中都需要对被救援人员与患者的生理状况进行动态监控，实现搜救与治疗行动中的实时动态信息的获取，为及时治疗患者、安全救援提供技术保障。

因此，开发低功耗温度采集系统，对这些温度数据进行测量是非常必要的。

设计（研究）现状和发展趋势

体温计是一种测量人体温度、辅助疾病诊断的常用医疗器具。

随着现代科技的发展,新材料、新工艺的运用,各式各样的体温计陆续出现,探测方式在不断改进。

人们熟悉的传统的体温计是水银（汞）体温计,它是根据汞受热膨胀的原理制成的。

由于受到体温的影响，水银体积的膨胀使管内水银柱的长度发生明显的变化。

由于人体温度的变化一般在35℃到42℃之间，所以体温计的刻度通常是35℃到42℃，而且每度的范围又分成为10份，因此体温计可精确到0.1度。

近几年来，电子体温计越来越多地应用在各个行业：

冶金、玻璃制造以及体温测量等领域。

许多医院也采用了电子体温计，虽然其性能暂不能与传统的体温计相比，但因其拥有快速、无需接触被测者等的优点而被广泛采用。

体温测试是在实际生活中经常会遇到的问题，传统的体温计也就是我们的水银体温计有其很多的不足之处，如：

测温时间长，读取结果不方便，体温计易被损坏并且其材料汞有毒等。

针对以上问题，提出一种新型的测量体温仪器,它优于传统的体温计的一个很大的特点就是测温时间相对较短。

解决了传统体温计读数不便、用途单一的问题，无汞害，灵敏度高，方便携带，寿命较长，其方便性大大超越水银式体温计。

课

题

研

究

的

主

要

内

容

本次课题将设计红外测温仪的整体系统构架。

根据斯特藩-玻尔兹曼定律,主要针对人体体温测量进行了具体的设计开发,开发包括硬件电路,外围工艺,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±0.1℃。

本次课题将设计以AT89C52单片机为控制核心，以红外测温模块为传感器采集温度信号，将数字信号直接传送给单片机，以开关控制的方法实现对人体及环境温度采集并能进行液晶显示及报警的电子装置。

系统工作原理是以单片机作为心，在软件控制下，与其它硬件电路相结合，实现智能化的体温测量。

系统硬件组成环节主要有：

温度传感器、放大电路、A／D转换电路、单片机系统、液晶显示模块和报警模块。

其软件部分包括：

A／D转换、数字滤波、智能功能以及显示等程序。

其工作原理是：

体温信号由温度传感器变换为电信号后，进入放大电路进行放大处理以满足A／D转换器的要求，然后在A／D转换程序控制下经A／D转换器转换成数字信号。

此信号送入单片机系统，利用单片机本身的软件功能进行数字滤波、线性化处理、数据存储、逻辑判断，从而实现相应的智能功能。

并将最后的测量结果送人液晶显示模块，在显示程序控制下进行显示，包括显示温度数据和汉字。

同时语音芯片在程序的控制下进行语音播报。

从而使测温前后的各种操作更趋于智能化和人性化。

课

题

的

工

作

方

案

总体的工作方案：

设计热释电红外线体温仪所需要的硬件设施。

包括系统单片机、A/D转换器、D/A转换器、红外温度传感器、液晶显示器等。

而后对单片机、红外温度传感器、运算放大器等作以概述，设计出体温仪的基本构型，并找到其各部分的相关资料，并与市场上的元器件进行对比，选择出性价比高的元器件，以符合本次课题设计要求。

软件方面，设计较为新颖的程序，尤其是人性化、智能化方面为本次设计的主要要求。

此外无论硬件还是软件都需要考虑经济因素，达到推广的目的。

课题研究有无困难

准备如何解决

硬件方面困难：

对相关元器件的发展及现状不甚熟悉，很难找出性价比高的元器件。

如单片机的选择、红外温度传感器的选等等。

软件方面困难：

相关人性化设计的完善存在困难；智能化的语音系统如何于温度传感器的硬件设施进行匹配，达到预想之中的效果，这也是本次设计中最大的困难。

解决：

对于硬件方面，在其选择上，会通过大量的查询网络与相关的科技文献相比对，以期寻出最优元器件。

而软件方面，对于编程知识的匮乏将会是本次设计的致命伤，尤其是智能化、人性化方面的程序设计。

所以希望在以后的时间里，能够通过在自身学习相关知识，查阅相关资料，请教老师和同学，来解决这一问题。

主要参考文献

[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：

高等教育出版社，2003

[2]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].北京：

高等教育出版社，2005

[3]邱关源.电路原理[M].北京：

高等教育出版社，2005

[4]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：

高等教育出版社，2005

[5]余成波.传感器与自动检测技术[M].北京：

高等教育出版社2003

[6]程玉兰.红外诊断实用技术[M].北京：

机械工业出版社，2002.

[7]周书栓.红外辐射测量基础[M].上海：

上海交通大学出版社1991

[8]王伯雄、马秉林.微机控制的红外测温技术[J].北京：

清华大学出版社1998

[9]辛友顺.单片机应用系统设计[M].福建：

福建科学技术出版社2005

[10]陈永甫.红外探测与控制电路[M].北京：

人民邮电出版社，2004：

[11]何希才.传感器及其应用电路[M].北京：

电子工业出版社，2001：

.

[12]马殿阁.多路红外温度监测仪[J].电子测量技术，1993（3）：

计

划

进

度

2011．12月初至月末，收集资料，分析资料，确定设计所需方案。

2012.1月初至2月底，撰写设计的初稿。

2012.3月至4月底，完成设计的二稿。

2012．5月，准备答辩

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

备

注

4