基于紅外測溫傳感器的測溫儀設計

(重慶電子工程職業學院 重慶 401331)

一、測溫原理

光學系統匯集其視場內的目標紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉變為相應的電信號，經過放大器和信號處理電路按照儀器內部的算法和目標發射率校正后轉變為被測目標的溫度值。除此之外，還應考慮目標和測溫儀所在的環境條件，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、測溫儀電路設計

(一)系統設計

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

(二)紅外測溫傳感器接口電路設計

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、光電探測器、信號放大器和信號處理及輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內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變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處理電路，并按照儀器內的算法和目標發射率校準后轉變為被測目標的溫度值。

(三)顯示電路

此OLED屏采用SPI通信。

三、系統軟件設計

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據，將讀出的溫度數據顯示在OLED上，若處于非靜音工作狀態下，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定值，蜂鳴器則會發出高溫報警信號。

在工作模式下：

(1)按下key_2超過1.5秒時，系統會切換為靜音或非靜音的工作模式，若系統處于靜音工作模式，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，系統會進入溫度報警值調整模式，OLED會顯示調整符號以表示進入調整模式，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，若再次檢測到key_1或key_3按下，將退出調整模式。

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