【应用】高达±0.2℃医疗级精度的远距离红外测温模块设计方案,助力门禁系统测温

2020-04-11 世强
数字式红外温度传感器,MCU,MLX90614ESF-DCI-000-TU,MLX90641ESF-BCB-000-TU 数字式红外温度传感器,MCU,MLX90614ESF-DCI-000-TU,MLX90641ESF-BCB-000-TU 数字式红外温度传感器,MCU,MLX90614ESF-DCI-000-TU,MLX90641ESF-BCB-000-TU 数字式红外温度传感器,MCU,MLX90614ESF-DCI-000-TU,MLX90641ESF-BCB-000-TU

目前“COVID-19”疫情发生时期,非接触式体温监测的需求正在急剧增加,传统的人脸识别门禁系统只有人员识别和控制门禁的功能,并不具备人体测温,而目前市面上存在的红外测温方案大多采用模拟输出形式,后级信号处理电路比较复杂,并且校准难度较大,检测距离较近。所以为了解决这种问题,本方案采用了出厂已校准的数字式红外温度传感器、微控制器、距离传感器、电源管理等器件实现了一个远距离医疗级精度测温模块方案,用于门禁系统测温。


本方案系统框图如下:



在门禁系统中进行人员体温测量,一般要求测量距离要达到50cm,测量精度±0.2℃。市面上存在的模拟输出的热电堆红外传感器视场角FOV有达到100°左右,相对偏大,所以测量距离都较短,远远达不到50cm远距离测温的要求,并且还需要复杂的模拟电路来进行信号处理,黑体校准等,大大提高了开发难度。本方案中推荐MELEXIS的数字式红外温度传感器来进行远距离人体测温,有如下两种方案可选择:


1、单点测量方式:推荐MLX90614ESF-DCI-000-TU,视场角FOV仅为5°,测量可达50cm有效距离,并且产品出厂进行了黑体校准,可达到医疗级±0.2℃精度,通过PWM或SMBus数字接口输出温度数据;


2、阵列测量方式:推荐MLX90641ESF-BCB-000-TU,16*12像素阵列,视场角FOV为55°x35°,测量精度1±0.5℃,通过对人脸成像进行测量温度,通过IIC数字接口读取192个像素点温度值。


在上述两种测量方案中,单点测量方式精度高,可以达到±0.2℃医疗精度,软件开发简单,但是在实际使用时对人的额头位置有一定的要求;阵列测量方式覆盖面积大,用户体验更好,但传感器本身精度稍差,需要做算法补偿提高精度。最后可以根据实际需求选择两种不同的方案。


在测温模块中,需要一颗MCU和传感器部分进行通信,并且对于阵列式红外温度传感器而言,在测量时需要进行大量的数据运算,所以对SRAM和主频都有较高的要求。推荐国产中科芯MCU:CKS32F103CBT6,采用Cortex-M3内核,主频最高可达72MHz,内置128KB Flash和20KB SRAM,并且还集成了IIC和UART等丰富的外设资源,所以非常适合应用于测温模块中,并且该器件为国产品牌,成本和性能都具有明显的优势。


高达±0.2℃医疗级精度的远距离红外测温模块设计方案,助力门禁系统测温

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  • 用户55767199 Lv3 高级工程师 2020-04-27
    远距离红外测温模块设计方案,有实际模组么,具体实际效果什么样,可否聊聊?
    • Hardy_世强回复: 您好,对于红外温度传感器,我们有EVM可以提供测试,EVB90614和EVB90640。Melexis(迈来芯)红外温度传感器介绍及技术指导

      查看全部1条回复

  • 用户55767199 Lv3. 高级工程师 2020-04-26
    有实际模组么,具体实际效果什么样,可否留个联系聊聊
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