基于GridEYE红外阵列传感器的温度计测系统[范文]

第1章 绪 论

1.1课题的意义

现在的许多红外应用已经不完全需要非常完整的图像信息，只需要从图像中识别出特定的信息如位置、运动以及被测物体的轮廓等信息。面对这种特定的应用场景，就需要不同于以往的传感器，来实现对特定应用场景的信息采集。

基于GridEYE红外阵列传感器的温度计测系统总体设计框图

随着半导体技术的快速发展，我们已经能够制造出在几平方毫米内，嵌入数百个热电偶的红外热电堆传感器。这种传感器具有尺寸小、灵敏度高、响应时间快等优良的物理特性，并且随着半导体规模生产和光刻技术应用的普及，其生产制造成本也得到了很大幅度的降低，为它在消费类设备领域的应用扩展了市场，例如在医疗设备、办公设备以及家用电器等方面的应用。

1.2国内外现状分析

随着科技的飞速发展，人们对智能化的要求也越来越高，其中智能家居就是其中一个重要的组成部分，而Grid-EYE红外阵列传感器在很多领域都有广泛应用，例如它可以在安防设备中检测温度值，及时检测可能发生的火情，用来预防火灾的发生。它还可以作为智能空调的一部分，用以检测室内人员的流动，作为空调调控室内温度的依据，以达到智能控温的目的。

Grid-EYE红外阵列传感器外部驱动电路

国外由于其科技发展水平高，其智能化程度相较于国内会更加成熟，而且其应用也比较广泛。在测温元件的选择上，国外会更加注重于其测量精度的要求。例如美国国家实验室(NIST)就采用铂电阻对纳米测试装置的工作腔进行测试，其测试精度为0．001℃。而Grid-EYE红外阵列传感器的精度为0.25℃。在2013年，美国的一所大学就设计了一个基于Grid-EYE红外阵列传感器的室内温度检测与反馈的空调控制系统，红外阵列传感器通过检测室内人员的流动，能够估算出室内人员的大致范围，然后把信息反馈给空调。空调通过接收来的人员信息，动态调整室内的温度值，使得室内的温度始终保持在合适的范围内，通过这一温度的实时反馈，能够有效节约能源，实现能源的有效利用。

我国在家居智能化发展上还有很大空间，传感器在家居智能化方面还没有大规模的使用，在软件应用层的开发也不够完善，属于初级阶段。伴随着我国科研实力的增强，相信在不远的将来，我国在家居智能化方面能够越走越远，给我们的生活带来更多舒适与便利。

1.3主要工作任务

根据本课题实际的任务要求，我首先学习了解嵌入式系统——HCS12系列微控制器与传感器等方面的知识，通过嵌入式系统的基本了解，初步选择采用MC91S12G128 MCU单片机作为本次设计的数据采集与处理部分，传感器采用Grid-EYE红外阵列传感器，实现对二维区域内的温度检测，PC端通过VB软件编写人机交互界面，实现实时温度显示功能。系统要求对二维区域能够进行较长时间的温度检测并且实时显示。

1.4系统的主要性能指标

随着家居智能化的发展，人们希望在生活中能有更多的智能化的设备被应用，使得我们不仅在工作中，甚至在家中都能够有更加舒适与智能化的生活体验。温度检测在实现家居智能化的过程中扮演着非常重要的角色。

本次设计使用的传感器是松下的Grid-EYE红外阵列传感器，其检测的精度可以达到0.25℃，并且通过freescale MC91S12G128单片机和Visual Basic 6.0的温度监测系统，实现了二维区域温度的采集，在PC端实现了实时温度的动态显示。具有以下的功能和性能指标：

（1）通过Grid-EYE红外阵列传感器实现温度的采集；

（2）通过单片机实现数据的简单处理并上传至PC端的VB软件；

（3）通过VB软件，编写温度动态显示界面，实现温度的实时监测。

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