基于嵌入式计算机的红外监控系统的设计及应用

　　1　红外技术测温可靠性和安全性

　　1.1　红外线技术测温的基本原理

　　任何物体由于其自身分子的运动,不停地向外辐射红外热能,从而在物体表面形成一定的温度场,俗称“热像”。每一种物体温度越高,辐射的最强波长就越短,我们根据接受的物体的辐射波长光谱,就能确定该物体的温度,斯蒂芬-玻耳兹曼定律表明,凡是温度高于开氏零度的物体都会自发地向外发射红外热辐射,而且,只要当温度有较小变化时,就将会引起物体发射的辐射功率很大变化。

　　1.2　红外线测温的对患者的安全性

　　红外线测温技术利用的是人自身放射的红外线,而不是人接收外界的红外辐射,因此红外线测温对患者不会造成伤害。从另外一个角度来讲,传统的接触式测体温的方法测量时间比较久,一般需要2~3min,而红外线测体温方法与被测对象不接触,在测体温时不会造成不必要的感染;测量时间非常短,通常测量时间小于1s,一般不会超过2s。

　　2　系统设计

　　2.1　系统的原理框架图

　　依据常见的红外线体温计设计原理,本系统框图设计如图1。

　　2.2　系统设计的硬件实现

　　在本系统中,采用的技术都相应比较成熟,其中红外光学系统的基本功能是接受和聚集目标发出的红外辐射并传递到探测器而产生电信号。红外光学系统主要采用反射元件,红外物镜,红外探测器等部件组成。信息采集系统模块功能是定时采集红外光学系统传过来的信号,并将其保存起来,以便监护程序随时来提取数据。

　　嵌入式计算机在硬件平台和软件平台的基础之上设计而成。硬件平台的基础是嵌入式32位处理器,其主要由微处理器及逻辑控制、系统存储模块、人机交互模块、网络通信、电源管理和调试及下载0S接口等功能模块组成。软件平台(即嵌入式操作系统OS)采用μCliunx。

　　嵌入式计算机(Cyclone)具备以下功能与特点:

　　(1)处理器使用ARM9,工作频率最高支持220MHz。

　　(2) Flash存储容量32M/64M可选,用于存储用户程序。

　　(3) SDRAM存储容量32M/64M可选,用于μClinux运行使用。

　　(4) LED控制器接口可支持分辨率为320×240TFT格式的16位真彩色LCD和分辨率为640×480DSTN格式的单彩色。

　　(5) JTAG接口,支持μCliunx的调试和驱动程序下载,RS-232串口用来接收采集的数据。

　　2.3　报警系统

　　报警系统需要用到单片机技术,利用单片机控制管脚,然后由管脚信号来驱动报警器报警。其框图如图2所示。

　　2.4　系统的软件实现

　　在嵌入式计算机上运行的多线程监护程序,主要作用是利用子线程分别收集采集到的信息,并进行判断,如果体温不正常则发出信号(房间号)驱动C51,然后由C51控制相应的报警器。