基于STM32的红外测温仪的研制.pdf

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1、硬件纵横HardwareTechnique基于STM32的红外测温仪的研制1121刘文锋,宋德杰,刘俊成,韩涛(1.山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;2.山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博255049)摘要：利用嵌入式高性能ARM的Cortex-M3内核微控制器芯片STM32进行红外测温仪的研制，给出了硬件设计的原理框图。重点阐述了信号处理、带通滤波和检波部分的设计，并进行了相关软件的设计。由于STM32芯片内部集成度比较高，使硬件结构得到简化。该红外测温仪具有扩展方便、配置简单、可靠性高、成本低等特点。关键词：红外测温；热释电

2、传感器；STM32；神经网络中图分类号：TH811文献标识码：A文章编号：1674-7720(2012)02-0022-03DesignofaninfraredthermometerbasedonSTM321121LiuWenfeng,SongDejie,LiuJuncheng,HanTao(1.SchoolofElectricalandElectronicEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,China;2.SchoolofMaterialsScienceandEngineering

3、，ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,China)Abstract:Amethodofdevelopinginfraredthermometerisintroducedinthepaper;itisbasedonembeddedandhighperfor-manceCortex-M3micro-controllerSTM32.Thehardwarecircuitofamplifier,band-passfilteranddemodulationarepresented,andtherelatedsoftwa

4、reisdesigned.SincetheSTM32microcontrollerishighlyintegrated,thehardwarestructureoftheinfraredther-mometerissimplified.Itisconvenienttoextend,simpleinconfiguration,outstandinglyreliableandlowcost.Keywords:infraredthermometer;PIR;STM32;neuralnetwork红外测温仪是一种将红外技术与微电子技术相结-1Z=M(λ1)=(C

5、1/π)λ1-5exp(C2/λ1TC)λ1-λ2M(λ)(C/π)λ-5exp(C/λT)-1C2合的新型温度测量仪器。与传统接触式测温仪器相比，21222Cλ1λ2→TC=具有测温精度高、非接触、不影响被测对象温度场、响应λ25C2λ1-λ2lnZ-5lnλ2=()expλ1TCλ1λ2λ1速度快及稳定性好等一系列优点，在电力、石油、化工、[1]式中：M(λ1)表示波长为λ1处的单色辐射功率；M(λ2)表示医疗等领域得到广泛应用。波长为λ2处的单色辐射功率；C1和C2表示第一和第二辐热释电红外测温仪是利用热释电效应工作的一种射常数；因此，可根

6、据测得的Z值算出物体的温度Tc。新型红外测温仪。与其他传统测温仪相比，具有不需制2总体构成冷、能在室温下工作和光谱响应宽等优点，且其灵敏度[2]由于本系统需要测量的是高温物体的表面温度，故高、响应速度快、抗干扰能力强。本文利用热释电探测采用比色测温方案，即利用同一被测物体在两个波长下器，结合32bitARM核处理器低功耗、高性能和低成本的单色辐射亮度之比随温度变化这一特性作为其测温的优点，设计了一个以ARM微控制器STM32为核心的原理。红外测温仪的结构组成如图1所示，主要由光学红外测温仪。系统、红外探测器、信号处理和显示输出等部分组成。光1红外测温的原

7、理学系统完成光线的收集和视场大小的确定，红外探测器一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围用来将聚焦在探测器上的红外能量转换成电信号，经放空间发出红外辐射能量，其辐射能量的大小及其波长的大、滤波等进行信号调理，然后送至微控制器进行模数分布与其表面温度有密切关系，由维恩位移定律可知，转换及信号处理，最后再经温度补偿和标定后转换为被温度为Tc,的物体，对应于波长为λ1和λ2的单色辐射功测目标的温度并用LCD显示出来。率之比Z由下式表示：22《微型机与应用》2012年第31卷第2期硬件纵横HardwareTechnique为100Hz，带宽约在20Hz。2.

8、5检波电路本文设计中采用电子开关型检波器，与模拟乘法器型检波器相比具有电路简单、