【《人体红外测温系统的总体方案设计案例》2300字】

人体红外测温系统的总体方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u6302人体红外测温系统的总体方案设计案例 [19]。针对市面上的红外测温系统进行人体温度测量时测量精度低、测量结果易受测量距离、外界环境温度等影响，设计一种通过软件算法对测量距离和环境温度进行补偿的非接触式人体红外测温系统。该人体红外测温系统选用STM32F103C8T6单片机芯片作为测温系统的核心控制器，选用具有高精度和高分辨率的红外温度传感器MLX90614进行红外辐射的采集实现人体温度测量，以VL53L1作为测距元件进行测量距离的测量。红外温度传感器测量人体额头的温度、环境的温度，将测得的温度值传输给单片机主控制器；距离传感器测量人体红外测温系统与人体额头之间的测量距离，将测得的距离值传输给控制器；软件上采用均值滤波算法，具体做法为在90ms内采集12个温度值、距离值，为有效抑制大幅值低频尖峰的影响，过滤掉最大值和最小值，将剩下的10个温度数据取平均值作为输出的温度和距离。用水银精密温度计测量人体口腔舌下温度、额头温度。反复测量1000余组数据，利用数学知识对额头温度、环境温度、测量距离、口腔舌下温度进行多元线性回归，拟合出能够反应人体真实温度值的算法。单片机对环境温度、测量距离、额头温度进行修正补偿算法对人体红外测温系统测得的人体温度值进行修正，得到修正补偿后的人体温度，人体红外测温系统通过蓝牙模块实现数据的无线传输，在上位机软件和显示屏上实时显示测得的温度值。若测得的人体温度值超过设置的报警阈值，蜂鸣器将发出声音报警，上位机软件将发出温度异常警告。当人体红外测温系统硬件和软件搭建完成后，通过大量实验测得环境温度、测量距离、额头温度、水银精密温度计温度，对测温实验采集得到的各个温度数据进行多元线性回归，利用最小二乘法拟合使得计算出的拟合温度值与实际测量的口腔舌下温度值之间的误差平方和最小，找到额头温度、环境温度、测量距离与口腔舌下温度之间的数学关系。在测温系统中通过对主函数编写温度算法补偿程序，实现软件算法层面上的对人体红外测温系统的温度补偿，减小外界环境温度和测量距离的改变对人体红外测温系统精度的影响。1.3人体红外测温系统总体方案设计人体红外测温系统总体方案设计如图3-1所示，整个人体红外测温系统主要包括进行整体控制的单片机微控制器、进行温度数据采集的测温模块、进行测量距离数据采集的测距模块、温度实时显示的显示模块、实现无线传输的蓝牙模块、对温度异常数据进行报警的蜂鸣器模块等。其中，整个系统主要以STM32F103C8T6芯片为控制核心，采用MLX90614高精度红外温度传感器进行额头温度和环境温度的数据采集，采用VL53L1长距离飞行时间传感器进行测量距离数据的采集。软件上采用均值滤波算法对环境温度、测量距离、额头温度进行滤波，用多元线性回归最小二乘法实现温度算法补偿。软件部分基于KieluVision5开发环境，进行温度测量程序设计、测距程序设计、串口通讯程序设计、蓝牙传输程序设计、上位机程序设计。STM32作为MCU，连接MLX90614和VL53L1，当按下按键时，利用I2C协议对温度数据和距离数据进行采集，将处理过后的温度数据通过蓝牙模块发送给显示屏显示，并通