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temperature of the target. The blue curve represents the temperature which TN901 collected. The green curve represents the temperature which DS1624 collected. Through this figure, we can clearly find that the infrared measuring temperature sensor TN901 response more quickly. It’s really the advantage of the sensor.
Software Program Design
The design of the system software mainly completed the project that read the temperature collected by the sensor and manipulate the lower machine. The Fig. 5 shows all the consequences of the program. At first, we use LabVIEW set the IP address and if the network is OK, the PC and the STM32 will establish communication. PC can send the command to start the temperature collecting or stop it. So we can control the STM32 at any time no matter where you stay. At the same time, it also saves the loss of the equipment.
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The Fig. 6 shows the PC program. In the process of experiment, open the heat source to simulate the temperature of the environment change, the circle 1 means open the simulate heat source, and to set the temperature 28 degrees. Then wait for a few minutes, stop the heat source, the temperature then go down to the ambient temperature, the circle 2 shows the point. From the two different curve, we should find that the non-contact temperature measurement technology has clear advantage of fast response. It is convenient to put this device on difficult environment. And it will solve a series of problems.
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Conclusions
This article introduces an infrared temperature measurement system based on STM32.This system realizes the function of the following points. First, it can get the accurate measurement of the target temperature and the environmental temperature. Second, display the temperature on the LCD screen. Third, remotely check the temperature and operate a machine to start or stop temperature measuring.
In the process of test, we use a heat source to simulate the different ambient. In this way, we know the non-contact measuring technology has more good advantages than contact measuring technology. At the same time, we use LabVIEW to realize the remote temperature observation. This can widely prolong the service life of the equipment. References
[1] Haoqiang Tang. C program design(second edition) . Beijing: Tsinghua university press. (2003)
[2] Zhibo Chen, Chun-ling Wang. Objective programming language for C++ . Beijing: people’s posts and telecommunication publishing house. (2002)
[3] Yongfu Chen. Infrared radiation devices and typical applications. Beijing: electronic industry press, 2004.
[4] Shichang Jiang. An overview of the infrared measurement technology. Journal of measurement test, 1999(3):18 to 19.
[5] Wenyan Tang. Sensors. Beijing: mechanical industry publishing house. (2006)
[6] Xihui Chen, Yinhong Zhang. LabVIEW programming from entry to the proficient in 8.20. Beijing: Tsinghua university press. (2007)
[7] Huoliang Liu, Sin Yang. STM32 library development practical guide. Beijing: mechanical industry publishing house. (2013)
[8] Xiangjun Hu. Circuit analysis. Beijing: higher education press. ( 2007)
[9] W.Richard Stevens (American). TCP/IP rounding, Volume 1: protocol. Interpreted by Jianhua Fan et. Beijing: mechanical industry publishing house. (2000)
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译文
使用STM32的红外温度测量系统
韩文博1
12
,a
宋建林2b
,
长春理工大学,中国 长春理工大学,中国
b
hanwenbo@cust.edu.cn, 15143014944@163.com
关键词:红外测温;STM32;LabVIEW。
摘要 红外测温技术被广泛应用于非接触测温领域。该系统采用红外测量TN系列测量目标温度的温度传感器和数据显示在液晶屏上用STM32。同时,结合LabVIEW编程实现远程控制的目的。与非接触式测温技术不同,该系统具有响应速度快、测量速度快等优点。同时也为日常生活和工业生产提供了便利。 引言
用接触法测量温度是一种传统的方法。然而,它只能测量一个对象,达到热平衡状态,温度传感器。直接的结果是一个较长的响应时间,容易受环境温度和测量精度的测量。与传统的测量方法相比,红外测温技术在测量精度方面具有更大的优势。同时也方便了温度的快速检测。因此,红外测温技术成为最重要的检测方法之一。本文将介绍一种采用红外测温技术的设备。该设备采用tn901作为传感器来测量温度。它采用STM32作为主用tn901和DS1624当奴隶。同时,系统可以通过网络实际温度转移到原理的计算机。计算机的原理采用LabVIEW作为软件控制与STM32的通信。该设备可以测量温度,任何时间,任何地方。它为远程观测目标温度和操作系统带来了极大的方便。
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原理
红外辐射是电磁波辐射的本质中最广泛存在的一种,它是基于在常规环境中的任何物体都会产生自己的分子和原子运动而不规则的。同时,物体会不断辐射能量。分子和原子的运动更为激烈,辐射能量越大。相反,辐射能量会更少。因此,我们可以测量的红外能量,以便检测到的对象的温度。红外辐射测温的客观依据。
根据史蒂芬-的方法,物体的温度越高,能量就越大。当温度T,所有波长的辐射强度的对象是:
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M b =εσT (1)
在方程中的σ是史蒂芬玻尔兹曼常数;T是物体的绝对温度;ε是物体表面的法向发射率,如果对象是一个绝对的黑色,这是一ε,否则小于但大于零。 红外传感器接收由目标辐射的能量,然后将能量转换为电信号。该信号将被放大的放大器和改变的对象的温度被测量。
TN901,红外传感器,是一个很好的例子。其原理图如图1所示。红外热释电传感器位于一个后视镜的焦点,这是一个过滤器。因此,传感器可以接收的红外能量与浓度。在此之后,放大器被设计来放大信号。然后一个模拟数字转换器将模拟信号转换为数字信号。最后,根据韦恩-史蒂芬-位移法的相关公式,我们可以计算出待测物体的表面温度。
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图1 TN901原理图
设计方案
红外测温系统由几大模块组成,分别是STM32主控模块、红外温度测量模块、显示模块、PC机远程控制模块和电源模块。系统总体框架如图2所示。 STM32控制TN901温度采集,然后用STM32的TN901交换数据。STM32的LCD液晶显示屏会显示实时温度。只要在网络条件允许,STM32可以实现随时与LabVIEW的通信。STM32使用TCP/IP协议将数据传输到PC机,PC机采用LabVIEW软件来控制温度采集的开始或停止在一个偏远的模式。此功能将给用户方便随时检查目标温度的情况和操作系统的测量系统。
为了响应快的优点,对红外技术的测量精度,我们采用接触测量单元采集温度传感器DS1624。相比之下,红外测量技术将非常好的突出优势。
图2 总体框架
程序设计
该系统主要包括两部分的程序设计,分别是下位机和上位机程序设计的过程。下位机程序设计主要包括捕获温度和显示。上位机程序设计主要包括下位机和下位机状态下的目标温度的远程监控。
硬件设计方案
根据结构化程序设计的要求,采用模块化和结构化编程的方法进行设计。基于该系统的功能,该程序模块包含以下:主程序模块、电源控制模块、温度检测模块、液晶显示模块、中断模块、DMA模块等功能模块。详细的项目计划如图3所示。
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