二维阵列测温与热成像系统的设计

二维阵列测温与热成像系统的设计(论文12000字)
摘要：热敏电阻测温热成像技术是一种接触式测温。由于电气化设备越来越多，普通的单点测温在一些方面已经不能满足需要。本论文首先研究了热敏电阻测温技术的原理和方法，提出了基于 51单片机和MATLAB 平台共同开发平面测温系统的总体方案。首先，驱动电路带动单片机，将触发多路开关从热敏电阻上采集温度的模拟信号，经过模数芯片转换，然后发送给51单片机。单片机通过串口将热敏电阻阵列数据发给计算机。最后利用 MATLAB对数据进行分析、转换、显示图像等一系列工作。该系统实现了测温的显示功能，可从显示器获得清晰的热图像。系统工作稳定，能够分析温度分布状况。
关键词：热成像测温，二维阵列，热敏电阻

Abstract
Two - dimensional array temperature measurement and thermal imaging system
Abstract:Thermistor thermal imaging technology is a kind of contact temperature measurement. Because of the increasing number of electrified devices, the common single point temperature measurement is not sufficient in some respects.This paper first studied the principle and method of thermistor temperature measurement technology, is proposed based on 51 single chip microcomputer and MATLAB platform to develop the overall scheme of the planar temperature measuring system. First of all, the drive circuit microcontroller, would trigger multi-channel switch analog signals collected from the thermistor temperature, after conversion chip modulus, then sent to 51 single chip microcomputer. The single chip machine sends thermistor array data to the computer by serial port. Finally, MATLAB data analysis\transformation\display image and other work. The system realizes the display function of temperature measurement, and can obtain clear thermal image from the display. The system is stable and can analyze temperature distribution.
Key words: thermal imaging temperature measurement, a two-dimensional array, thermistors

2.系统的总设计方案
在现实生活中，一个产品，人们最关心的是它的使用价值，因此方案的设计就显得尤为重要了，为此做出了如下设计。
2.1系统总体功能描述
首先，单片机控制模拟开关，选通所要测量的电阻，基准电压给提供稳定的2.5V电压，经过运放给到热敏电阻，热敏电阻直接接到AD上，AD采集到的数据经过转换后传送给51单片机。单片机通过串口发给计算机。最后利用 MATLAB对数据进行分析、转换、显示图像等一系列工作。该系统实现了测温的图像显示功能。
2.2系统总体方案设计
选择好主控制芯片、热敏电阻这两个元器件后，如果要构成完整的测温系统，还需要搭建其他模块来完成采集目的，包括有电源，运放，模数转换，串口，晶体震荡驱动电路，由此构成完整的温度采集系统。
设计中采用STC89C52RC型单片机，该种型号的单片机功能强大，功耗比较低，可以满足设计的要求，本设计中使用单片机，控制模拟你开关，接收模数转换芯片上的数据，控制串口，将数据发送到串口，这些数据由MATLAB接收，去完成上位机成像部分的内容。STC89C52RC单片机连接各个芯片的引脚，控制信号的具体处理，将在后面的章节详细介绍。
 

目 录
摘要    I
Abstract    II
1.绪论    1
1.1研究背景及意义    1
1.2研究的主要内容    1
1.3国内外研究现状    2
1.4论文主要工作    3
2.系统的总设计方案    3
2.1系统总体功能描述    3
2.2系统总体方案设计    3
3.硬件设计    4
3.1硬件系统框图    4
3.2主控制模块    4
3.3采集模块    6
3.3.1热敏电阻测温阵列    6
3.3.2 阵列单元选通    7
3.3.3 电压放大与跟随    8
3.3.4 电压基准    9
3.4模数转换模块    10
3.4显示模块    11
4.软件设计与调试    11
4.1软件流程图    11
4.2单片机部分    12
4.3 上位机部分    13
5. 系统调试与实验    16
5.1硬件的焊接    16
5.2系统的调试    17
5.3分布式测温实验    17
5.4测试结果分析    20
6.结论与展望    20
参考文献    21
致谢    22