(新)红外温度计开题报告

1、毕业设计 （论文 ）开题报告题目：红外语音体温计的设计研究2014 年 3 月 10 日一、毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况1.1题目背景红外测温作为一门新技术和新方法，它的出现是红外技术的发展结果。红外技 术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。体温是人体生命活动的基本特征，也是观察人体机能是否正常的重要指标之一，是 标准化较强、测量也较为方便的一种生理信号。随着现代电子技术的发展，电子 设备越来越显示出其向高集成化和小型化的发展趋势。传统的水银体温计虽然价格便宜但也有很多弊端，比如要通过刻度值来判断温度高低，有时因为光线较暗 使观察者难以准确

2、判断及测量等待时间长等 0甚至某些危害人类健康的传染病， 其特征是体温的异常，但是在公共场所，例如车站，商场，酒店以及娱乐场所等 检测人体体温并不是一件容易的事，而采用非接触式的红外测温计就可以减少交 叉感染。1.2研究意义本文提出的红外语音体温计具有较高的灵敏度、测温速度快、准确度高、寿 命长、使用安全、价格低及语音报时、存储测量值等优点，是很理想的体温测量 仪器3-5。再者，对于重症或者患有传染病的病人，利用红外语音体温计对其保 持一定距离的实时监护，可以大大降低接触产生的染病风险。同时，还可以广泛 用于在大流量人群中快速鉴别可能存在的疑似高温病人，积极预防和警示流行性疾病的传播。1.3国

3、内外相关研究情况首先，红外测温仪的研究己经有几十年的历史，近20年来，非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用 范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。60年代我国研制成功第一台红外测温仪， 1990年以后又陆续生产小目标，远距离，适合电业生产特点的测温仪器，如西光 IRT-1200D 型,IRT-3060D 型，IRT-3000A 型，IRT-400G型，HCW-VA 型，DHS-200 型, WFHX330型（光学瞄准，测温距离可达30m），美国雷泰公司生产的ST系列， MX系列，MX6系列，3i系列测温仪，德国HEITRONICS公司的KT19系列

4、， KT15D系列，KT12系列等也有较广泛的应用 。目前，世界上最大的红外测温仪生产商是美国的FLUKE公司，其产品包括便携式，在线式和扫描式三大类数百多个品种，测温范围从-50 C -6000E不等，占有了世界上30%以上的销售份额。我国红外测温仪的生产单位有西安北方光电 有限公司，中科院自动化所，西安沃尔仪器公司等，但不仅产品的种类较少，而 且从精度或读数的重复一致性方面均与国外有不小的差距7。正因为红外语音体温计在医疗卫生方面有其独特而重要的作用，所以国内 外科学家一直对其非常重视，现在有各种各样的同类体温计已经面世。例如国内 的红外体温监测仪，这是非典时期在我国出现的一类特殊的非接触

5、体温测量设 备。其重点是为了排查那些体温过高的人群，这类仪器的共同特点是用在公共场 所，以测量人的额头温度为主。例如由清华紫光公司研制LH-BI悬挂式自动扫描 红外体温检测仪，它主要通过测温探头的转动完成对额头温度的测量；由沈阳科 仪公司等研制的KHC-DGI型快速红外测温仪，它的探头采用固定的方式，在被 测人行进的过程中捕捉其额头温度信息o而在国外，美国从60年代中期就开始研究把鼓膜温度作为核心温度的标准。 近年来以美国为中心研制开发了一系列红外辐射式耳温计。这是一种专门用于测量鼓膜温度的温度计，通过红外导波管将主要由鼓膜发射的红外辐射能传送到热 电堆等热探测器，将红外辐射能量转换为电能后进

6、行电信号处理得到人体温度信 息。1986年, TShinozkai等首次应用热电堆探测器制成了耳道式体温计出现在美 国市场上。如今市场上出售的耳温计品种繁多，形式各异，如欧姆龙MC-10，百灵 HM-2，康定 HD-7 等9-10 o二、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施画PCB板，软硬件联调2.1主要内容：本文提出一种具有非接触体温测量的新型红外语音体温计，该体温计基于普朗克定律和红外温度传感器，采用单片机数据处理和语音处理、LCD显示等技术， 能够对体温进行有效准确的非接触测量。可广泛应用于日常保健和医学测试领 域。技术指标：（1）红外体温计软硬件设计流程（2）电路仿真

7、可行（3）体温计 功能指标（显示、单片机软件程序）。2.2拟采用的研究方法：本课题计划结合单片机，并运用红外传感原理来设计基于单片机的非接触式 红外体温计测试方案。所需器件与软件：MATLAB，Multisim，Protel99SE,红外测温传感器（TSEA01-4A），单片机（STC89C516RD+）（图3），语音芯片（ISD4004）（图4），扬声器，话筒，电容，电阻和电源。整个红外测温系统由：单片机主控模块，红外测温模块，键盘显示模块，语音输出模块以及电源模块组成(如图1 )。系统结构如图所示，单片机 STC89C516RD+是系统的主控模块，其外接红外测温模块，键盘显示模块，语音 输

8、出模块和电源模块，能够实现对温度的采集，计算和显示播报。通过按键启动 红外测温模块，测量结束返回测量结果，待 MCU运算处理得出人体温度后将温 度的结果进行语音播报。利用键盘可以控制测温计的灵活性。2.3研究方法与流程图：硬件设计(1) 信号采集与处理模块；STC89C516RD+作为信号采集及处理模块的控制中心，负责控制启动温度测 量，通过红外探头得到物体温度对应的电信号，电信号经过前置放大后送至A /D模块进行模数转换，最后将数据传送到单片机计算温度值，并根据 LED键盘 模组输入的键值判断是否进行温度测量。而此仪器的振荡电路选用的是晶体振荡 电路。采用晶体振荡电路的原因是因为它的频率稳定

9、性好，而这正是本红外测温 系统非常重要的技术要求。(2) 红外测温模块；A红外测温模块的时序B红外测温模块温度值的计算(3) 语音输出模块；语音模块是由语音芯片ISD4004,扬声器，话筒和电容电阻等组成，ISD40004 是一种采用ChipCorder专利技术的语音芯片。此芯片无须 A/ D转换和压缩就 可以直接储存，没有A/D转换误差。片内集成了晶体振荡器，麦克前置放大器， 自动增益控制等，只要很少的外围器件，就可以构成一个完整声音录放系统！(4) 电源模块。软件设计(1) 单片机主控程序(图2与图5);(2) 红外测温程序；(3) 播报显示程序；仿真画PCB板，软硬件联调。图1系统总体结

10、构图2主程序流程图 3 单片机 STC89C516RD+图5软件调用结构三、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1重点：（1）硬件的设计与连接；（2）软件设计过程中三大模块的编程；（3）功能仿真与软硬件的联调。3.2难点：测试过程中由于测试的角度，距离，辐射率，人体所处环境，响应时 间等因素的影响，很容易产生误差11-16 03.3前期已开展的工作：首先，在这几周的准备工作中，认真阅读了老师指定的相关资料文献，并结 合自我理解查找各种文献，对于研究主题有了较为细致的理解。其次，对比了解 了好几种系统设计的方法，最后筛选出最简易有效的方法。再次，利用MATLAB 语言编写了相关简单程序片段

11、，复习并熟练掌握了此语言的应用，为后续编程打 下了基础。四、完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)第1周：查阅相关文献资料；第23周：提出设计基本思想，完成设计框图和开题报告；第49周：设计主要电路，选择电路所需的元器件并进行可行性分析；第10周：准备中期答辩，中英文翻译；第1114周：调整电路参数，绘制电路图并仿真；编制单片机信号处理与 显示程序；第1516周：制作电路板并软硬件联调； 第17周：撰写毕业论文；第18周：完善设计并准备答辩。参考文献1、郑子伟.红外测温仪概述.测量与测试技术.2006.33( 10) : 222、 李松林.非接触人体表面温度测量方法的研究.硕士学位论文.

12、天津：天津大学， 20053、Richard R Corwin.Temperature error in radiation thermometry causedby emissivity and reflectanee measurement error.APP.1993.33:104、赵小兰,胡征,马国欣,徐驰,陈华辉.便携式红外线人体测温仪的设计J.电 子测试.2013(22)5、 李卫兵,胡波,孔华生.非接触式远程自动体温测量仪设计J.电子设计工程. 2013(06)&杨建中.基于单片机SPCE061A勺耳温枪设计J.数字技术与应用.2013(01)7、刘加峰,石宏理,李海云.

13、基于HMS红外传感器的体温测量仪设计J.医疗卫 生装备.2011(07)8、彭桂力，刘知贵，王彩峰，李靖.ZTP135S-R红外传感器温度补偿算法的研究和应用J.西南科技大学学报.2008(04)9、彭桂力,刘知贵,刘利.ZTP135S-R型传感器在体温计中的应用J.国外电子元 器件.2006(04)10、 高原,刘洪运,张政波.基于CPLD测温电路的设计和实现J.科学技术与工 程.2010(21)11、 傅中君,侯雪亚.基于TS118-1的无接触式人体体温计的实现J.江苏技术师范学院学报 2007(02)12、 彭桂力，刘知贵.红外体温装置的设计J.微计算机信息.2006(14)13、吴宗凡等编著.红外与微光技术M.国防工业