基于C8051F350和蓝牙技术的红外测温系统设计

机中单片机UART0中的P0.4、P0.5引脚分别与从机蓝牙模块的通信线RXD、TXD连接。上位机中PC机通过MAX232电平转换模块与主机蓝牙模块相连。测试证明，该蓝牙模块数据可靠传输范围在10米以内。

2 下位机软件程序设计

2.1 主程序流程图

红外测温系统程序软件包含A/D转换、数据处理、LCD显示、上位机和下位机蓝牙数据通信等几部分。为提高测温速度和精度，C8051F350单片机时钟乘法器用 CLKMUL寄存器进行配置，系统时钟为49MHz，ACD0配置为使用外部基准源，24位模数连续转换工作方式。A/D转换部分包含两路AD转换(环境温度和目标温度)，工作过程中对AIN0.0和AIN0.2每个通道中的转换值分别取值11次，把第一次值(此值不可靠)扔掉，剩下的10个值再求平均，采用这种软件滤波算法减小因数据扰动和A/D转换的随机性误差对测量结果造成的影响，从而进一步提高测量温度的精度;LCD显示部分负责将被测温度和环境温度在LCD对应位置显示出来。

在测温程序处理中还要考虑热电堆输出端的电信号是反映热电偶冷热两端的温度差，也就是被测物体与热点对冷热端的温度差，而不是反映被测物体的真实温度。由于被测物体温度受环境温度影响，因此需要对红外温度传感器输出信号进行一定补偿^[3]，补偿算法如下：

U_O= ε×ρ×(T₀³-T³)

其中U_O表示被测物体辐射能量转换输出的电压信号;T为当前环境温度值，T₀为被测物体温度;ρ为一常数，其值为1.0514×10^-5;ε为被测物体发射率。测温程序流程图如图4所示。

2.2 测温结果比较

用传统式的水银温度计和本红外测温系统分别对5杯不同温度的热水进行温度测量，5杯热水分别标号为1#~5#，其测量结果如表1所示。

通过表1数据对比表明，本红外测温系统的测温精度很高，与水银体温计测量的结果几乎没有差别，而且不会因为操作者不同而出现读数误差较大的现象发生。另外，在测试中红外测温速度快的优点非常明显。

3 上位机信息管理程序设计

上位机信息管理程序是红外测温系统的一个重要组成部分，担负着对测量温度数据管理、分析、存储和用户界面操作等任务。下位机电路将所测温度数据由蓝牙模块传至PC机，上位机对温度信息进行一系列的处理，实现温度实时显示、存储、查询、统计、删除等功能。本系统上位机信息管理系统采用C#语言实现。上位机信息管理系统显示界面如图5所示。

4 结论

本非接触红外测温系统集测温、显示、超限报警和数据管理等功能为一体，具有测温精度高、性价比高、快捷方便和性能稳定等优点，具有良好的应用价值和广阔的市场前景。

参考文献：
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