冠狀病毒疫情期間，大家都知道口罩脫銷了，消毒酒精脫銷了，其實醫用的額溫槍也脫銷了，一槍難求，因爲其快速測溫（1秒測溫），無接觸測溫的特點，在醫院、機場、火車站、小區、海關等地方被廣泛使用，額溫槍成了名副其實的防疫物質，此篇博客講述額溫槍的工作原理，博主現學現賣，希望大神們勿噴，多多提點。
高鐵站額溫槍測量體溫
一、測溫儀器比較
| 測溫儀器 | 測試部位 | 接觸類型 | 精度 | 年齡 | 原理 | 測溫時間 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 玻璃體溫計 | 腋下/口腔 | 接觸式 | ±0.1℃ | 成人 | 水銀熱脹冷縮 | 腋下一般7~10min，口腔或者肛門3-5min |
| 電子體溫計 | 口腔/腋下/肛門 | 接觸式 | ±0.1℃ | 不限兒童成人 | 利用溫度傳感器（熱敏電阻，熱電偶或者集成溫度傳感器等）採集 | 10S~3min |
| 額溫槍 | 額頭 | 非接觸式 | ±0.1℃ | 不限兒童成人 | 檢測人體/物體發出的紅外線計算體溫 | 1~2S |
| 耳溫槍 | 耳蝸內部 | 接觸式 | ±0.1℃ | 不限兒童成人 | 檢測鼓膜所發出的紅外線光譜來計算體溫，不同溫度的物體所產生的紅外線光譜也不同 | 1~2S |
二、額溫槍剖析
1. 外觀圖
一個完整的額溫槍產品是由外殼、內部電路板及電池三個部分組成，對於外殼我們就不說了，屬於結構工程師設計範疇，下面重點講述內部電路組成。
從下面額溫槍的結構圖，可以看出電路器件有：LED顯示屏、紅外溫度傳感器、電池、按鍵、蜂鳴器等。
額溫槍外觀圖
2. 硬件框圖
根據以上組成，我們大致可以畫出額溫槍的硬件結構框圖，如下介紹各部分的作用。
①紅外溫度傳感器： 用於採集人體/物體的溫度，紅外額溫槍一般距離額頭1~3cm處進行測量，採集到的數據經過信號放大電路進行放大，信號放大電路是可選項，有的溫度傳感器內部集成信號放大。
②MCU微處理器： 接受紅外溫度傳感器的數據進行處理，對於模擬式的傳感器，需要添加A/D轉換電路，將模擬信號轉換爲數字信號，再給MCU處理；對於數字式的溫度傳感器，可以直接給MCU進行處理。
③按鍵模塊： 用於模式切換，測量物體，測量額頭，測量頸部等模式切換，按鍵可以自定義，可以做開機鍵，系統復位鍵等。
④LCD顯示屏： MCU控制，用於對溫度數據的顯示。
⑤蜂鳴器模塊： 報警模塊，MCU設置正常的溫度區間，如35~37.3℃，超過上限或者低於下限，進行蜂鳴器報警，溫度過低或過高均不正常。
⑥晶振電路： 用於MCU微處理的時鐘，提供震盪源。
⑦電池： 電池是整個系統的主電源，因爲額溫槍的便攜性，必定是電池供電，電池供電的產品，最重要的是低功耗，在不工作時，系統需要進入睡眠模式，以達到更低的耗電，延長電池壽命。
⑧電源管理模塊： 紅外溫度傳感器，顯示屏，蜂鳴器等模塊的供電電壓不一定相同，電池需要轉換爲合適的電壓值給各模塊供電，當然，也可以用可充電電池，加入充電電路。
額溫槍硬件結構框圖
3. 紅外溫度傳感器
額溫槍其實就是一個單片機處理系統，最重要的部分是紅外溫度傳感器塊，傳感器也決定了測量的精度，如下介紹一種常用的紅外溫度傳感器MLX90615，MLX90615屬於數字式傳感器，開發中不需要外加A/D轉換電路，最高精度可以達到0.2℃，因爲體積小，開發方便，現在使用的還是比較多的。
體積很小： 減少佔用內部電路的空間，可以使產品更加便攜。
溫感外觀
工作電壓3V： 越低的電壓意味能作更低的功耗，power-down模式電流僅1.1uA，即溫度計不工作狀態消耗電池的電量極少，這個參數對於電池供電產品來說十分重要。
電氣參數
從溫感的內部框圖可以看到，OPA放大電路，A/D模數轉化，濾波電路，以及用DSP進行數據的處理。
內部框圖
支持PWM和SMBus兩種模式
管腳定義
參考電路：
SMBus模式，需要接兩根線SDA和SCL，SDA和SCL需要接上拉電阻。
SMBus模式電路
PWM模式，將SDA接到MCU帶有PWM功能的管腳，上拉10K電阻到MCU的供電電源上，SCL連接到溫度傳感器電源VDD上。
PWM模式電路
三、小結一下
任何物體在高於絕對零度(-273℃)以上時都會向外發出紅外線，額溫槍通過紅外溫度傳感器接收紅外線，計算出溫度數據，額溫槍的實現其實並不是很難，學過單片機的小夥伴應該都能自己動手製作實現。最近疫情嚴重，額溫槍出現頻率很高，一時興起，寫了這篇博客。
永遠相信美好的事情即將發生！作者記得誠，寫於安徽合肥，時間2020-02-23 PM21:00