感知人体体温的电炉智能控制系统开发

[摘 要]随着科技的飞速发展，红外感应器的应用正在不断地日益广泛，同时也带动传统控制检测技术日新月异更新。在智能检测、控制系统中，往往使用红外感应器作为一个核心部件来使用，然后再配合具体硬件设备，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。红外感应控制系统能够取代以前使用的复杂控制系统，可以利用软件控制来实现，以至于能够实现智能化。

[关键词]红外测温，51单片机，测温探头

中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0353-01

1 引言

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标志之一。由于现代科技飞速发展，大多数家电越来越智能化，也有越来越多的事故发生，而我们选择这个课题的目的是想设计一款能感知人体体温，并能及时关闭电炉，避免意外事故发生。

红外测温的设计，其内容包含了电子技术，检测技术，单片机等多方面的内容，红外测温技术是一门很实用和前沿的技术，做此课题，有利于理论联系实际，更好的掌握这一方面的知识体系，是对学习内容的升华，特别是对单片机控制技术知识的深入理解，对于自身综合素质与工程能力的培养也有重要意义。

1.1 计算公式

无论测量环境温度还是目标温度，只要监测到Item为0x4cH或0x66H同时检测到CR为0x0dH，它们的温度计算方法都相同。计算公式为：溫度=Temp/16-273.15

其中Temp为十进制，而测量结果为16进制，把它直接转换为十进制即可。

利用单片机作为控制板，控制红外测温模组实现温度感知，并能实现温度的控制，完成一个完整的感知系统的设计。

1.2 设计要求

1.通过I/O口控制启动测温，并能显示温度值

2.可以测量目标温度和环境温度

3.测量结果表示的精度为个位十位。测量结果表示精度，并非是测量精度，测量精度以传感器的性能决定。

1.3 设计难点

电炉的使用环境条件在产品设计和使用时常易被人们忽视。因为不少人认为是一种发热设备，环境温度高低、湿度大小对使用的影响不会太大，所以在设计时这些因素有时就不加注意。近年来，日益受到重视的环境科学是一门新科学，它使人们认识到环境条件对工业产品在贮存、运输和使用过程中的影响。

电炉中的传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

但是人体体温与大多数生物的体温较为接近，所以就很难辨别出人到底有没有离开电炉，导致系统不能做出正确判断。

1.4 红外温度传感器的工作原理

在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm 的红外线，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。

SMTIR9901/02是一款现在市场上应用比较广的红外传感器，它是基于热电堆的硅基红外传感器。大量的热电偶堆集在底层的硅基上，底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量，高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能，由热电效应可知，输出电压与放射线是成比例的，通常热电堆是使用BiSb和NiCr作为热电偶。

51单片机作为整个系统的控制中心，负责控制启动温度的测量，接受测量的数据，计算温度值，并根据取得的键值控制播报显示过程；红外测温模块负责温度的测量，采集，并将采集数据通过数据端口传送到51单片机；通过启动红外测温模块，测量结束返回测量结果，待MCU运算处理得出目标温度和环境温度后将结果进行显示。该测温仪器以51单片机为控制核心，由于红外测温模块具有SPI接口，故可以直接与单片机的I/O口相连接，不需要放大信号或调理电路。

2 结论

通过此次项目实践，让我们团队成员更加清楚的掌握了单片机的有关知识，认识了其强大的功能，其结构特点及其相关的一些开发平台为本系统的设计提供了便利的条件：32个可编程的I/O口使得在设计中扩展红外测温模组和键盘显示模块非常的灵活；而且具有丰富的中断源，使得系统在数据显示，报警等方面游刃有余，扩展性强。

对的硬件的处理和软件的设计，以51单片机作为本次设计的主控机，使得红外测温仪具有以下功能： 非接触测量温度；快速测量环境温度和目标温度，而且测量以后可以直观的显示，当温度达到一定数值时，可进行报警，并自动切断电源。

通过这些都在很大程度上开阔了我们的视野，拓展了我们的知识面，也认识到了自己的不足，所以在后续的学习过程中，一定更加努力的学习相关的课程，更好的掌握好这方面的知识。