【摘要】：體溫是人體基本生命體征之一,是能夠反映人體健康狀況的重要指標(biāo)。體溫測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到疾病的診斷以及病情的觀(guān)察和治療方案的制定,這就要求測(cè)溫儀器要具有較高的測(cè)量精度。傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)和電子溫度計(jì)雖然精度較高,但卻不能滿(mǎn)足快速測(cè)量的要求,且這種接觸式測(cè)量具有交叉感染的危險(xiǎn)。近年來(lái),紅外測(cè)溫儀由于非接觸、測(cè)量時(shí)間短、靈敏度高等特點(diǎn)得到了廣泛使用。目前常見(jiàn)的紅外測(cè)溫儀有紅外耳溫計(jì),紅外額溫計(jì),紅外熱像儀等。紅外耳溫計(jì)使用時(shí)需要將傳感器對(duì)準(zhǔn)鼓膜,如果操作不當(dāng)測(cè)出的溫度就會(huì)不準(zhǔn)確;紅外額溫計(jì)受環(huán)境溫度和距離影響,目前精度不夠高;紅外熱像儀測(cè)溫雖具有較高的精度,但其價(jià)格昂貴。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本文設(shè)計(jì)了一款基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)距離補(bǔ)償?shù)尼t(yī)用紅外測(cè)溫儀,將成本控制在一定水平的情況下,提高其測(cè)量精度。本文首先進(jìn)行了醫(yī)用紅外測(cè)溫儀總體方案的設(shè)計(jì),主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)與軟件程序的設(shè)計(jì)。硬件部分:根據(jù)各子模塊需要實(shí)現(xiàn)的功能,完成相關(guān)器件的選型,并對(duì)其相關(guān)接口電路及外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)幾種紅外溫度傳感器進(jìn)行比較,選擇了信號(hào)處理電路比較容易、穩(wěn)定性好、成本比較低的熱電堆式紅外溫度傳感器。軟件部分:編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)MLX90614測(cè)量紅外溫度、DS18B20測(cè)量環(huán)境溫度,HC-SR04測(cè)量距離,LCD實(shí)時(shí)顯示等功能。其次,對(duì)醫(yī)用紅外測(cè)溫儀基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度補(bǔ)償算法等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。通過(guò)對(duì)幾種溫度補(bǔ)償算法的比較,選擇容錯(cuò)性強(qiáng),泛化能力強(qiáng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行測(cè)量距離和環(huán)境溫度補(bǔ)償,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的補(bǔ)償結(jié)果的正確性,誤差為±0.1~o C左右。有效降低了環(huán)境溫度、距離等因素對(duì)測(cè)溫精度影響。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH77;TP212
【圖文】：

霍夫定律是一個(gè)極其普遍的定律，從中可以看出物體的吸收率愈大，則也愈大，即好的吸收體必是好的發(fā)射體[18]。朗克定律0 年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出普朗克公式（2-2）。揭示了黑體輻射能的定量關(guān)系：( )2105,1CTCM Teλλλ= （ ( )0M λ ,T為黑體輻射能量，1C 為第一輻射常數(shù)，6 211C3.7415 10 W m = × 射常數(shù)22C1.4388 10 = × μm·K。

對(duì)于大氣通�？烧J(rèn)為 1a aε = α = τ，則式（3-1）可變?yōu)椋? ) ( ) ( )o, 1 1obj o sur atmM λ T = ε τ M + τ ε M + τM（3-2）由式（2-4）和式（3-2）得：( ) ( )4 4 4 4o1 1o o u aσ T = σε τ T + στ ε T + σ τT（3-3）其中oT 是人體的實(shí)際溫度，T 是紅外測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)量得到的溫度，uT 是測(cè)量時(shí)背景的環(huán)境溫度，aT 是測(cè)量時(shí)背景的大氣溫度，則人體溫度為：( ) ( )144 4 4oo11 1o u aT T τ ε T τTε τ = （3-4）3.3 醫(yī)用紅外測(cè)溫儀總體設(shè)計(jì)方案

圖 4.6 DS18B20 封裝圖 4.6 中各引腳分別為：GND：公共地端；VDD：電源端；DQ：數(shù)字信號(hào)輸入端。DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 4.7 所示，DS18B20 主要由寄生電源電路、64OM 和單總線(xiàn)接口、高溫報(bào)警觸發(fā)器 TH、低溫報(bào)警觸發(fā)器 TL、高速緩存、溫度元件、配置寄存器、8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)寄存器等部分組成。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2771991