基于紅外測溫傳感器的測溫儀設(shè)計

(重慶電子工程職業(yè)學院 重慶 401331)

一、測溫原理

光學系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，經(jīng)過放大器和信號處理電路按照儀器內(nèi)部的算法和目標發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。除此之外，還應(yīng)考慮目標和測溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標的影響及修正方法。

二、測溫儀電路設(shè)計

(一)系統(tǒng)設(shè)計

使用STC89C52系列處理器控制器，通過采集紅外測溫傳感器參數(shù)的變化，并用OLED顯示出來，用按鍵控制實現(xiàn)測溫功能和其他功能，并在溫度到達設(shè)定值的時候發(fā)出報警。

(二)紅外測溫傳感器接口電路設(shè)計

該傳感器型號為MLX90614-BAA,測量辨析率可達0.02℃，采用IIC通信。由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器和信號處理及輸出等部分組成。光學系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標紅外輻射能量，視場大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路，并按照儀器內(nèi)的算法和目標發(fā)射率校準后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值。

(三)顯示電路

此OLED屏采用SPI通信。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

通過按鍵掃描程序采集按鍵信息，當檢測到key_1按下時，進入工作模式，傳感器開始工作并讀取溫度數(shù)據(jù)，將讀出的溫度數(shù)據(jù)顯示在OLED上，若處于非靜音工作狀態(tài)下，蜂鳴器會響一聲以提示測溫成功。在工作模式下，檢測到key_2按下時，系統(tǒng)會在室溫模式和人體測溫模式進行切換。若處于室溫模式，OLED會顯示室內(nèi)符號以表示室溫模式，測溫范圍在0-50℃，若處于人體測溫模式，OLED顯示出溫度計符號以表示人體測溫模式，測出的溫度將會限制在34-42℃，若測出的溫度高于設(shè)定的溫度報警值，OLED則會顯示黃色感嘆號以提示溫度偏高，若測出的溫度高于設(shè)定值，蜂鳴器則會發(fā)出高溫報警信號。

在工作模式下：

(1)按下key_2超過1.5秒時，系統(tǒng)會切換為靜音或非靜音的工作模式，若系統(tǒng)處于靜音工作模式，OLED會顯示靜音符號以表示進入靜音模式，將會禁用蜂鳴器。

(2)按下key_3時，系統(tǒng)會進入溫度報警值調(diào)整模式，OLED會顯示調(diào)整符號以表示進入調(diào)整模式，當檢測到key_2按下報警值進行加0.1℃，在37.1-37.6℃進行循環(huán)，若再次檢測到key_1或key_3按下，將退出調(diào)整模式。

在工作時，若key_1、key_2、key_3按鍵10秒內(nèi)無任意操作系統(tǒng)進入休眠模式(低功耗)。