CN114152348A - 一种红外热成像测温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外热成像测温系统，包括核心控制模块、红外测温模块、无线传输模块、人机交互模块，所述红外热成像测温系统运用STM32单片机设计核心控制模块；所述红外测温模块采用MX90614 ESFDC型号红外测温传感器设备设计；所述无线传输模块用于根据系统运行中的设定程序发送数据；所述人机交互模块包括OLED显示器、按键、激光灯、蜂鸣器。本发明提出一种将STM32单片机作为核心设备，设计红外热成像测温系统的新思路，与MX90614红外测温传感器还有无线蓝牙传输模块搭配设计，达到了远程红外热成像测温与测温数据信息的实时传输。并与OLED显示器、蜂鸣器以及激光灯等设备联合使用，设计了便捷式人机交互、低成本、多功能、高精度且简易迅速的测温系统。
Description
技术领域
本发明涉及红外测温技术领域，具体而言，涉及一种红外热成像测温系统。
背景技术
随着城市和大中型企业的供电系统越来越多地采用电力电缆输配电，电缆的运行状态正影响着输配电系统的稳定与安全。电力电缆的绝大部分故障，如：压接点接触不良、绝缘老化过载短路等都会通过发热的形式表现，因此电缆的温度是表征电缆运行状态的重要指标，通过定期的温度巡检能有效监控和预测故障的发生，可有效提高供电可靠性。
电缆的温度检测系统主要分为在线监测系统和手持巡检系统。在线监测系统能实时监控，适用于埋设于地下的电力电缆，一般是一条线路一个系统，无法实现对整个区域的监测；且监测点无法覆盖整条电缆，一般只对压接点进行监测；系统灵活性差，无法满足故障检修的要求。手持温度巡检系统也是电力电缆巡检不可或缺的，可以弥补在线监测系统的不足，其特有的灵活性，可有效适应电缆的定期巡检与故障检修。目前的手持温度巡检系统主要采用接触式测温，处于安全考虑电缆都铺设于人员无法直接接触的位置，因此测温非常不方便，且直接接触电缆存在触电危险；对被测点的温度信息、地理位置和时间，需手工输入巡检终端，手工输入费时费力且容易出错，降低了巡检效率；终端中的数据需待巡检完成后，使用数据线导入巡检数据管理系统，所以巡检终端与数据管理系统无法实现同步。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外热成像测温系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种红外热成像测温系统，包括核心控制模块、红外测温模块、无线传输模块、人机交互模块，所述红外热成像测温系统运用STM32单片机设计核心控制模块；所述红外测温模块采用MX90614 ESFDC型号红外测温传感器设备设计，所述红外测温传感器运用SMBus输出模式与单片机相连接，经设计通讯程序完成有关内部参数和参数数据的对应设计；所述无线传输模块用于根据系统运行中的设定程序发送数据；所述人机交互模块包括OLED显示器、按键、激光灯、蜂鸣器。
进一步的，所述无线传输模块连接单片机串口，能够根据系统运行中的设定程序发送数据，并将另一块作为接收模块连接USB接口，与上位机接收数据相对应，能够传输无线数据。
进一步的，所述人机交互模块中主要组件分别是OLED显示器，用于显示测温、发射率以及单位、系统测量状态；按键用于操作功能模块与发射率；激光灯用于对被测温目标物体快速测量；蜂鸣器作为测温过程中的提示功能。
进一步的，系统设计程序上基于主程序框架，分模块设计子程序；
子程序分别是处理按键事件、红外测温、蓝牙传输；在主程序设计中首先初始化系统，点击扫描按键等待用户指令执行子程序后，显示OLED相关显示信息；在按键事件处理程序中，对用户按键功能进行判断，之后跳转相应子程序；在读取红外测温程序，首先对内部参数初始化，获得停止位后判断是否可以继续读取，发送起始位，之后在从机的地址与发送指令，假若发送后显示正常即可发送起始位，对低8位、高8位数据读取后，完成校验位读取后成功发送停止位，这样就表示完成读取，否则需要测温数据进行重新读取；蓝牙发送子程序需要初始化函数参数，对连接状态批判后判断是否空闲发送有关数据假若空闲则对数据直接发送，否则需要等待直至空闲重新发送。
本发明的有益效果是：
本发明提出一种将STM32单片机作为核心设备，设计红外热成像测温系统的新思路，与MX90614红外测温传感器还有无线蓝牙传输模块搭配设计，达到了远程红外热成像测温与测温数据信息的实时传输。并与OLED显示器、蜂鸣器以及激光灯等设备联合使用，设计了便捷式人机交互、低成本、多功能、高精度且简易迅速的测温系统。
附图说明
图1为本发明红外热成像测温系统结构图；
图2为红外测温传感器原理图；
图3为红外测温系统流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，本发明的一种红外热成像测温系统，包括如下部分：
(1)核心控制模块
红外热成像测温系统设计在核心控制模块，运用了STM32单片机，该单片机为32位微控制器，包括了电源、晶振、复位、BOOT电路为最小系统组成，能够运行于2V～3.6V的工作电压条件和-40℃～85℃的工作温度条件。该单片机能够在运行功耗较低，具备强大功能的嵌入式系统中运行，或是应用于多类通用型可升级系统方案中，在工业、安防、建筑、家电等领域广泛应用。
(2)红外测温模块
红外测温模块采用了MX90614 ESFDC型号红外测温传感器设备，红外测温传感器原理图如图2所示，该传感器能够在-40℃～125℃温度条件下运行，完成对-70℃～380℃温度范围内的物体测温，可以达到0.02℃的测量辨析度，在校准距离系数后可得12∶1。所以将此红外测温传感器应用于本系统设计中，运用SMBus输出模式与单片机相连接，经设计通讯程序完成有关内部参数和参数数据的对应设计。该传感器在实际运行中因为该型号运行性能良好，低成本、小体积、易集成所以广泛应用于空调温度、玻璃防雾、家电温控、工业监控以及牲畜养殖等各领域。
(3)无线传输模块
无线传输模块经HC-05主从一体化蓝牙串口实现无线传输2.0蓝牙型号2.4GHz天线，外置8Mbit FLASH，3.3V工作低电压，25℃～75℃的可运行温度条件，经A命令切换至主从机传输，可以应用于串口打印机、采集数据等。本系统设计无线传输模块连接单片机串口，能够根据系统运行中的设定程序发送数据，并将另一块作为接收模块连接USB接口，与上位机接收数据相对应，能够传输无线数据。
(4)人机交互模块
人机交互模块中主要组件分别是OLED显示器，用于显示测温、发射率以及单位、系统测量状态等；按键用于操作功能模块与发射率；激光灯用于对被测温目标物体快速测量；蜂鸣器作为测温过程中的提示功能。
(5)系统设计程序
在程序设计上基于主程序基础框架，设计的模块运行子程序分别是处理按键事件、红外测温、蓝牙传输。在主程序设计中首先初始化系统，点击扫描按键等待用户指令执行子程序后，显示OLED相关显示信息；在按键事件处理程序中，对用户按键功能进行判断，之后跳转相应子程序；在读取红外测温程序，首先对内部参数初始化，获得停止位后判断是否可以继续读取，发送起始位，之后在从机的地址与发送指令，假若发送后显示正常即可发送起始位，对低8位、高8位数据读取后，完成校验位读取后成功发送停止位，这样就表示完成读取，否则需要测温数据进行重新读取；蓝牙发送子程序需要初始化函数参数，对连接状态批判后判断是否空闲发送有关数据假若空闲则对数据直接发送，否则需要等待直至空闲重新发送。
如图3所示，本系统红外测温的具体流程为：
步骤1，初始化并用红外测温传感器获得被测量目标温度；
步骤2，单片机读取后经OLED屏显示具体温度信息；
步骤3，无线蓝牙传输数据。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种红外热成像测温系统，其特征在于，包括核心控制模块、红外测温模块、无线传输模块、人机交互模块，所述红外热成像测温系统运用STM32单片机设计核心控制模块；所述红外测温模块采用MX90614 ESFDC型号红外测温传感器设备设计，所述红外测温传感器运用SMBus输出模式与单片机相连接，经设计通讯程序完成有关内部参数和参数数据的对应设计；所述无线传输模块用于根据系统运行中的设定程序发送数据；所述人机交互模块包括OLED显示器、按键、激光灯、蜂鸣器。
2.根据权利要求1所述的一种红外热成像测温系统，其特征在于，所述无线传输模块连接单片机串口，能够根据系统运行中的设定程序发送数据，并将另一块作为接收模块连接USB接口，与上位机接收数据相对应，能够传输无线数据。
3.根据权利要求1所述的一种红外热成像测温系统，其特征在于，所述人机交互模块中主要组件分别是OLED显示器，用于显示测温、发射率以及单位、系统测量状态；按键用于操作功能模块与发射率；激光灯用于对被测温目标物体快速测量；蜂鸣器作为测温过程中的提示功能。
4.根据权利要求1所述的一种红外热成像测温系统，其特征在于，系统设计程序上基于主程序框架，分模块设计子程序；
子程序分别是处理按键事件、红外测温、蓝牙传输；在主程序设计中首先初始化系统，点击扫描按键等待用户指令执行子程序后，显示OLED相关显示信息；在按键事件处理程序中，对用户按键功能进行判断，之后跳转相应子程序；在读取红外测温程序，首先对内部参数初始化，获得停止位后判断是否可以继续读取，发送起始位，之后在从机的地址与发送指令，假若发送后显示正常即可发送起始位，对低8位、高8位数据读取后，完成校验位读取后成功发送停止位，这样就表示完成读取，否则需要测温数据进行重新读取；蓝牙发送子程序需要初始化函数参数，对连接状态批判后判断是否空闲发送有关数据假若空闲则对数据直接发送，否则需要等待直至空闲重新发送。
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