非接觸式紅外體溫計是一種利用現代傳感器測量技術、微電子技術等技術手段對被測對象進行溫度測量的新型儀器。當紅外額溫計對準并靠近被測對象至數字接近式傳感器檢測的有效距離時，按下電源/測量鍵，并保持若干秒，則紅外額溫計內部的紅外傳感器模塊就會進行溫度采集，并轉化為電信號，隨之將電信號轉換為數字信號，而后通過通信接口傳輸到單片機。單片機通過數字溫度傳感器采集當前環境溫度對傳輸的溫度數字信號進行相應溫度補償處理，并把修正后的溫度作為當前記錄編號存儲，同時判斷該溫度所處的LCD背光范圍，從而進行相應的背光顯示：（35.0-37.4℃）體溫正常綠色背光、（37.5-37.9℃）體溫偏高黃色背光、（38-42.9℃）體溫超高紅色背光，若體溫異常同時還會進行“嘀嘀嘀嘀嘀”報警，最后語音播報當前溫度。當超過30 秒不使用，自動進入低功耗模式省電。

方案硬件框圖：本非接觸式紅外額溫計方案由超低功耗、高安全性的MCU:RJM8L151、電源模塊、按鍵模塊、紅外傳感器模塊、溫度傳感器（模塊）、數字接近式傳感器模塊、環境溫度傳感器、語音模塊、喇叭及LCD顯示模塊組成，其硬件框圖如下所示：

1.微控制器MCU

采用武漢瑞納捷電子技術有限公司推出的超低功耗、高安全性的RJM8L151系列MCU。該芯片具備出色的運行和待機功耗表現，支持4路IO喚醒芯片，內部集成了12位高精度逐次逼近型ADC、2通道的多功能比較器、定時器、實時時鐘(RTC)、看門狗定時器(WDT)、電源可編程電壓檢測（PVD）、中斷控制器、硬件真隨機數發生器、AES/DES/SM4硬件加密引擎及通信接口： UATR、SPI、IIC、GPIO、ISO7816、JTAG等模塊，具有性價比高、存儲容量大、安全性高，功耗低、接口豐富等特點。芯片支持采用KeiluVision或IAR集成開發環境開發調試應用代碼。RJM8L151系列安全MCU的硬件框圖如下圖所示。

2.電源模塊

采用2節AAA規格的干電池供電，利用電壓轉換芯片維持電源模塊的輸出電壓，以保證MCU、紅外傳感器、數字接近型傳感器、語音芯片、LCD屏等模塊在電池電壓下降的情況下正常穩定工作。

3.傳感器模塊

3.1 體溫傳感器模塊可以選擇兩種不同的策略：

A）采用集成紅外感應模塊，模塊包括紅外熱電堆傳感器和專用處理芯片，優點是電路穩定、接口簡單、便于調試，不足是價格較高。傳感器信號可選用MLX90614、HMS K1C1 F5.5以及10TP583T等，其中舉例如下：

紅外傳感器MLX90614的紅外感應部分為81101熱電單元， 81101為紅外熱電堆傳感器，其接收目標物體的紅外輻射信號，然后通過內部DSP信號處理專用集成芯片MLX90302與17-bit ADC進行信號放大，信號處理等過程，由 PWM或SMBus方式輸出（與標準速度IIC兼容）測量精度可達0.2%，測量速度快，低功耗MLX90614支持睡眠模式。數字溫度傳感器主要用于測環境溫度，以便紅外傳感器作溫補提升精度，數字接近型傳感器用來檢測測溫時的有效距離

B）采用熱電堆傳感器+外圍電路，優點是成本較低，不足是小信號放大和處理電路、溫度補償電路需要仔細設計和調試，產品設計周期較長。傳感器信號可選用MTP10-B7F55、RTP678等、其中舉例如下：

采用桑尼奇的MTP10-B7F55，可以實現快速、高精度測溫，其內置NTC可以實現環境溫度測量來進行溫補以提升精度，其應用方式可以靈活選擇，原理如下：

（a）軟件溫度補償（b）硬件溫度補償

（c）模擬接口（d）數字接口

3.2數字接近型傳感器

用來判斷被測物體與PIR傳感器間的距離，只有在最佳物距比的情況下才啟動測量，保證測量數據的準確性，例如TMD26721。

3.3 環境溫度傳感器

其作用是獲取測量時的環境溫度，以此從紅外溫度傳感器的測量值中剔除環境溫度，得出被測人體溫度，對紅外溫度傳感器做補償。有的環境溫度傳感器被集成到熱電堆傳感器中，如MTP10-B7F55。

4.按鍵模塊設計包含5個獨立按鍵，分別為電源/測量鍵、SET鍵、UP鍵、DOWN鍵、MODE鍵，其中前4個鍵都有休眠喚醒功能。

電源/測量鍵：按下按鍵進行休眠喚醒后MCU執行一次溫度測量，完成后顯示當前溫度

SET鍵：按下按鍵進行休眠喚醒后，進入功能設置模式，每按1次依次對應以下功能:

?F1 顯示單位切換：默認為°C，按下UP鍵則切換為°F，按下DOWM鍵則切換為°C

?F2 語音播報開關ON/OFF：默認開ON,按下UP鍵則切換為ON，按下DOWM鍵則切換為OFF

?F3 刪除溫度記錄

UP鍵：從當前溫度記錄往上翻，直至溫度記錄32，再翻一次轉到溫度記錄1

DOWN鍵：從當前溫度記錄往下翻，直至溫度記錄1，再翻一次轉到溫度記錄32

MODE鍵：人體/體表模式切換

5.語音模塊

采用用語音芯片WTN1010/VC505來存儲語音片段，如‘十點’、‘℃’、‘℉’、‘一’、‘二’、、、‘九’、‘嘀嘀嘀嘀嘀’等，通過選段播放并湊起來形成完整語音，驅動喇叭發聲

6.LCD顯示模塊

采用RFD-TA20001ZT-11來顯示當前溫度、當前記憶溫度、測量模式、電池狀態、語音開關狀態等信息

?方案功能規格：

1)測量方式：非接觸式

2)測量距離：3~8CM

3)測量模式:?人體模式:32.0-42.9℃(89.6-109.3°F)

?體表模式:0.0-99.9℃(32.0-211.9°F)

4)測量時間：<6s

5)測量準確度：±0.2℃(35.0°-42.0℃);±0.3C(其他范圍)

6)顯示分辨率:0.1°C或0.1°F

7)顯示單位：℃（攝氏度）與°F（華氏度）

8)支持32組儲存記憶

9)支持三色背光顯示

?體溫正常綠色背光（35.0-37.4℃）

?體溫偏高黃色背光（37.5-37.9℃）

?體溫超高紅色背光（38-42.9℃）

10)支持電池低壓顯示

11)支持語音播報

12)支持自動關機省電

RJM8L151的優勢：

1)超低功耗

多達6種低功耗管理模式可供選擇，其中深度睡眠功耗5nA，外部喚醒小于5us并支持4路IO喚醒，Halt模式下功耗低至0.4uA且RAM數據保持等，可大大延長電池的使用壽命。

2)內置PVD可編程電壓檢測

可以對電池升壓后的輸入電壓實現快速階段式檢測與管理。

3)內置12位高精度逐次逼近型ADC

可以直接對電池進行實時、精確的電壓采集以便數字化顯示及掌握電池的使用狀態。

4)豐富的通信接口

芯片支持UATR、SPI、IIC、GPIO、ISO7816等，對擴展功能而言，外圍設備可以有更多的通信方式選擇。

5)15位的看門狗定時器

內置有1路15位的看門狗定時器，可用來在系統運行異常或死機的狀態下來復位系統，將系統回歸正常運行，進一步提升了系統的穩定性。

6)存儲器安全

對內部Flash、SRAM等存儲單元設計了高強度物理防護電路，有效防止惡意代碼竊取和反向分析。

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