光电信息系统课程设

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1、光电信息系统课程设人体温度超限报警器班级：姓名：学号：指导教师：一、课题分析随着社会的进步与发展，国家经济的迅速提高，使得人们的生活水平也在不断提高，从而人们对自己的身体健康也更加重视。人体的健康状况与人体温度密切相关，通过体温的测量可以迅速地判断自己的身体情况（生病/健康），所以，体温测量计对人们的日常生活也占了重要的地位。人们对于自己日常的体温检测的目的是判断自己健康与否，对于花时间测量体温数值，再根据健康人体温度范围判断自己的健康状况，很多人感觉到很花时间。所以，一个人体温度检测超限报警装置就显得非常重要。人体的温度变化反应了人的身体健康状况。生活中，人们常用水银温度计来测试体温。

2、但是，水银温度计不易携带，容易损害，且测量时所需时间较长,使用多有不便。所以，使用起来方便，同时测量较精确的人体温度超限器具有很高的使用价值。我们所熟悉的电子器件中有很多的元件的电气参数会随周围环境的温度变化而发生改变。热敏电阻就是其中之一。热敏电阻的阻值大小随外部环境温度的增加而减小，且具有很好的线性度。在此次设计，选热敏电阻为温度传感器。在与热敏电阻相串联的电路加以12V大小的电压，就可将温度变化转化为电气参数的变化，经过精确计算后得到的电压值和已经设计好的比较电压做比较，比较结果用于驱动报警器。报警器的状态可以及时准确地反应被测人体温度。二、方案设计1、题目要求当采集的温度高于或者

3、低于人体温度10度的时候。发出报警声音。系统采用3V直流供电。（注：温度传感器只能采用热敏电阻）在题目设定中给出的3V的直流电压，理论设计，结果仿真论证，在应用时驱动不了整个电路，所以，我们该用12V的电压。设计流程图：声音报警电路电压比较、触发电路温度检测与放大电路2、设计指标根据人体健康的温度范围和题目要求，设计成品的测量范围：27°c-45°c(即被测的温度超过所示范围时发生报警)。采用小电压直流驱动。发生警报后，直到被测温度恢复正常或报警器远离被测时警报解除。3、仿真软件的选择在课程设计中我们开始用到了MATLAB软件中的Simulink进行仿真实验，在Simulink中的通信仿

4、真器件非常丰富，但是，那是针对通信系统的仿真，电路仿真器件就很少。经过综合考虑，我们选择了较为熟悉的Proteus仿真软件。4、理论基础（1)、热敏电阻的温度系数的测量从经济方面考虑，在本课程设计过程中采用在正常温度左右的电阻值为1K的普通热敏电阻。热敏电阻的阻值变化范围为：1.40K-0.59k(27°c-45°c)（2）、放大电路放大器选择为LM324。如图：在放大电路中，放大器的放大倍数与电阻有关，连接如图：为了计算的方便，设置放大器的放大倍数为2倍即：阿A=1+Ｒ3/Ｒ4=2；可令R3=R4=1K；（3）、电压比较器：当R5=R6=R7=1K时比较器的Uh=Ｖcc*(R6+R7)

5、/(R5+R6+R7)=12*2/3=8(v)Ul=Ｖcc*(R7)/(R5+R6+R7)=12*1/3=4(v)即窗口电压比较器的范围为：4-8v；（4）、计算与热敏电阻串联电阻Ｒ１的阻值当热敏电阻为１.４K时要求：Vcc*1.4*A/(1.4+R1)>8得，R1<2.8k；当热敏电阻为0.6K时要求：Vcc*0.5*A/(0.5+R1)<4得，R1>2.5k。所以可取Ｒ１＝２.65K。5、仿真系统搭建如图：5、设计所需器件清单人体温度超限警报器元件清单：器件编号规格名称及作用R12．7K电阻串联热敏电阻R2常温时１Ｋ热敏电阻将温度信号转换为电信号R3R45．6K电阻与发达器芯片够成放

6、大电路R5R6R71Ｋ电阻　串联后取出窗口比较器比较电压LEDLED-BIBY指示温度偏高或者偏低LM324LM324构成放大器和比较器SOUNDERSOUNDER鸣声报警三、仿真结果分析在仿真系统中R2是热敏电阻，温度改变即改变R2的值，所以根据热敏电阻的阻值变化范围为：1.40K-0.59k(27°c-45°c)去改变R2的阻值，实现仿真。LED2：D1LED2：D2LED状态：黄色、蓝色、不亮R2的阻值D1、D2、蜂鸣器的状态（亮/灭）体温（正常、偏高、偏低）2KD1黄色、D2蓝色、蜂鸣器响偏低1.5KD1黄色、D2蓝色、蜂鸣器响偏低1.4KD1灭、D2灭、蜂鸣器不响正常1KD1灭

7、、D2灭、蜂鸣器不响正常0.6KD1灭、D2灭、蜂鸣器不响正常0.5KD1灭、D2亮、蜂鸣器响偏高0.4KD1灭、D2亮、蜂鸣器响偏高显示状态如图：温度偏低：温度正常：温度偏高：三、总结在这次课程设计当中，通过对人体温度超限报警器设计和仿真以及结果的验证，让我对电子产品的设计过程有了很好的了解。这次的作品还有许多改进和升级的地方，比如可以用数码管将温度的数值显示出来，可以用A/D转换器让温度的采集根据精确等等。总之，这次课程设计让我