一种无接触温度测量装置及温度信息修正方法

1.本发明涉及的是一种无接触温度测量装置及温度信息修正方法，具体的说，是一种装配在遥控机器人身上的无接触温度测量装置，通过红外感应测量身体温度信息，然后对温度信息进行修正处理，给出精确体温信息的无接触测量装置。


背景技术：

2.身体温度测量的方法分为接触式和非接触式。接触式测温是基于热平衡原理，即测温敏感元件与身体接触，使两者处于同一热平衡状态。这样的体温测量方式，在疫情期间给工作人员(或者医护人员)带来很大的安全隐患，疫情传播期间，为了大家的生命安全，要尽量避免这种接触体温测量。但是，工作人员(或者医护人员)有时不得不对患者进行体温测量，这种情况下，可以采用非接触测温技术，即利用物质的热辐射原理，通过传感器近距离的感知体温。在非接触式测温过程中，我们发现，当距离超过一定值时，产生的误差会比较大，又因为测温本身受环境温度影响比较大，所以距离越大，受影响程度就越大，误差就会越大。这是几乎所有非接触测温技术都会存在的问题。要想提高温度测量的准确度，最简单的办法就是近距离的测量，比如疫情期间，商场内都会安排工作人员拿着手持测温枪近距离进行体温测量，虽然测量结果更加准确了，但是耗费了大量的人力物力，同时给工作人员带来很大安全隐患。如果有一种技术，可以实现远距离高精度的体温测量，那么非接触测温技术就会得到更加广泛的应用。
3.本发明的一种无接触温度测量装置可以实现远距离高精度的体温测量。该装置采用mlx90612测温模块，利用红外测温原理，通过物体发出的红外辐射能量大小来确定物体的温度，辐射强度随着温度的变化而变化。它接收红外辐射并将其转化成电信号，经电子线路放大器、线性化、信号处理，显示或输出温度。此外，本发明方案还使用了蜂鸣器报警、语音播报模块和超声波测距模块，增加了系统的实用性。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对公共场所的疫情防控需求，设计一种远距离、高精度的非接触式温度测量装置，通过红外感应测量身体温度信息，然后再对温度信息进行修正处理，实现精确的体温测量。
5.为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
6.一种无接触温度测量装置，其载体为遥控机器人，其特征在于包括：单片机，红外测温模块，超声波测距模块，语音播报模块，tftlcd显示屏，蜂鸣器报警模块，红外遥控接收模块，复位电路模块和电源模块等部分；所述单片机为温度测量装置的核心控制器，与红外测温模块，超声波测距模块，语音播报模块，tftlcd显示屏，蜂鸣器报警模块，红外遥控接收模块，复位电路模块和电源模块连接，由电源模块来向所述单片机供电，获取红外测温模块，超声波测距模块传输的信息，接收红外遥控接收模块和复位电路模块的控制信号，所述单片机根据程序处理结果向语音播报模块和tftlcd显示屏传递文本信息，同时根据需要向
蜂鸣器报警模块发送信号；所述 tftlcd显示屏与单片机相连，通过程序驱动tftlcd显示屏显示设定内容，用于输出被检测人员的体温信息；所述语音播报模块，其扬声器驱动模块通过串口与单片机相连，通过编程设定语音播报的指令；所述语音播报模块采用的是中文文字转语音合成模块来驱动扬声器进行语音播报，通知被检测人员的温度信息；所述红外测温模块通过串口与单片机相连，用于温度测量，并将测量的温度信息通过串口传递给单片机；所述超声波测距模块，通过发送超声波，接收反射回来的回波信号来计算机器人与被检测人员之间的距离，通过串口传递给单片机，用于修正温度信息；所述红外遥控接收模块用于接收管理人员的控制信息，包括机器人移动指令，温度测量装置的开关指令，参数设置指令，以及控制蜂鸣器、语音播报模块、显示屏、温度测量模块的中断指令等。所述电源模块向单片机和其余各模块供电，供电规格根据具体使用模块的电气特性来定。
7.一种无接触温度测量装置，其具体的工作流程为：
8.(1)由红外遥控器控制机器人和温度测量装置的启动，同时通过遥控器设置体温测量的模式和温度阈值，本装置有四个模式可以选择，模式1为溶液，模式2为额头，模式3为手腕，模式4为耳朵；
9.(2)超声波测距模块启动，检测与被测量人员之间的距离，并将距离信息传递给单片机，单片机判断测量距离是否合适，如果在有效的测量距离范围内，则进行下一步测量，如果不在有效的测量距离范围内，则给机器人传递移动指令，直到进入有效测量距离范围内，然后进行下一步测量；
10.(3)单片机发送信号给红外测温模块，红外测温模块启动工作，测量被测人员的温度信息，并将测量结果通过串口传送给单片机；
11.(4)单片机接收到温度信息后，启动温度修正程序，修正测量数据，并将测量数据转换成体温信息；
12.(5)单片机将体温值与预设的体温阈值进行比较，如果体温值小于体温阈值，单片机传递文本信息给tftlcd显示屏，显示屏幕显示体温正常和具体的温度值，同时，单片机将文本信息传递给语音播报模块，通过文本语音转换后，扬声器播报体温正常和具体的温度值；然后单片机发送指令给超声波模块，继续开展(2)的工作；
13.(6)单片机如果检测到被测量人员的体温信息高于体温阈值，单片机发送报警信号给蜂鸣器，蜂鸣器发出警报，同时单片机传递文本信息给tftlcd显示屏和语音播报模块，显示屏幕显示体温不正常和具体的温度值，语音播报模块通过文本语音转换后，扬声器播报体温不正常和具体的温度值；
14.(7)工作人员接收到蜂鸣器发出的警报后，对被测量人员进行特殊的安置处理；然后复位温度测量系统，单片机发送指令给超声波模块，继续开展(2)的工作；
15.一种无接触温度测量装置，其温度修正方法包括如下2个步骤：
16.(1)通过多次测量数据和精度要求，标校出溶液，人的额头、手腕和耳朵的温度修正表达式，其中溶液的表达式为x1表示传感器测量值，y1表示系统输出的溶液温度，额头的温度表达式为x2表示传感器测量值，y2表示系统输出的人的额头的温度，手的温度表达式为x3表示传感器
测量值，y3表示系统输出人手的温度，耳朵的温度表达式为x4表示传感器测量值，y4表示系统输出人耳的温度；
17.(2)工作人员遥控选择测温装置的工作模式，选择模式1，利用修正温度，输出y1的数值，选择模式2，利用修正温度，输出y2的数值，选择模式3，利用修正温度，输出y3的数值，选择模式4，利用修正温度，输出y4的数值。
附图说明
18.图1：温度测量装置的装配图
19.图2：温度测量装置的系统组成图
20.图3：温度测量装置的工作流程图
具体实施方式
21.现结合实施例、附图对本发明做进一步描述：
22.图1为温度测量装置在遥控机器人身上的装配图，图中1为tftlcd显示屏装配位置，2为蜂鸣器报警模块装配位置，3为语音播报模块装配位置，4为红外测温模块装配位置，5为超声波测距模块装配位置，6红外遥控接收模块装配位置，7复位按钮装配位置。
23.工作人员通过红外遥控控制机器人的运动和温度测量装置的启动和关闭，首先控制机器人走到合适的位置，通过红外遥控设置阈值，本实施例设为“37℃”(阈值可以根据具体环境进行合理设置)，然后选择温度测量装置的工作模式，本实施例选择模式 2，测量人的额头温度，模式选定后超声波测距模块启动，检测与被测量人员之间的距离，并将距离信息传递给单片机，单片机判断测量距离是否合适，如果在有效的测量距离范围内，则进行下一步测量，如果不在有效的测量距离范围内，则给机器人传递移动指令，直到进入有效测量距离范围内，然后进行下一步测量。测温程序自动启动，红外测温模块采集到红外感应信号，通过处理得出温度值x2，然后将测量结果通过串口传送给单片机；单片机利用修正公式计算出准确的额头温度y2，将温度值与预设的阈值进行比较，当测得的温度为“y2＝36.2℃”时，语音播报“您的体温为：36.2℃，体温正常”。当测得的温度为“y2＝37.2℃”时，蜂鸣器开始响，语音播报“您的体温为：37.2℃，体温异常”。工作人员接收到蜂鸣器发出的警报后，对被测量人员进行特殊的安置处理；然后复位温度测量系统，单片机发送指令给超声波模块，继续开展后续行人的测温工作。如果选择其他的模式，则测量手腕、耳朵、溶液测温方式和过程与上述相同。
24.现有的非接触测温技术包括热成像摄像机和红外线体温检测仪(例如额温枪、耳温枪等)，热成像摄像机的适用范围是大量人群，当人群中无异常温度时，可以使人流量快速流动，但面对大量人群测温时，热成像摄像机的精度远远不够，易错过疑似发热患者，对红外线体温检测仪而言，其检测精度相对准确，但对距离要求极高，在小于4cm的范围内才能确保其测温的准确性，如果超过4cm其测温精确性会降低，这样的话，测温人员需要和被
测温者近距离接触，如人群中有疑似患者，将会增加感染风险，且这类手持式会耗费很多人力物力，为了解决这些问题，本发明在现有技术上予以改进，提供了一种非接触自动测温装置，通过对红外测温模块进行温度补偿，采集大量数据，测量人体不同部位(耳蜗、额头、手腕)、不同距离和不同环境下的温度进行数据拟合，来实现不同远近距离、不同环境下的高精度测量，减少了人员的损耗，并且可以通过红外遥控自行设定温度阈值，实现不同温度范围的测量，更增加了蜂鸣器报警和语音播报功能，可以第一时间发现体温异常者，从而进行有效处理。
25.以上所述为本专利较佳的实施方式，故凡依本专利申请范围所述的构造、特征及处理方法所做的等效变化或修饰，均属于本专利权利要求的保护范围。