一種基于SOC的高精度紅外測溫系統(tǒng)的設計

　　3．系統(tǒng)軟件設計

　　紅外線溫度檢測系統(tǒng)的軟件設計主要有如下幾個主要模塊：初始化模塊﹑I/O口查詢模塊﹑AD轉(zhuǎn)化模塊﹑數(shù)據(jù)處理模塊﹑數(shù)據(jù)糾正模塊﹑顯示驅(qū)動模塊等。另外還一個中斷程序處理模塊：0外部中斷，主要用于參數(shù)設定。

　　軟件設計流程如圖 3所示。

　　整個程序采用 c51編寫，初始化模塊主要是初始化各路報警信號，將發(fā)射率等參數(shù)設定成默認的值并顯示。主程序不斷通過 I/O口查詢模塊掃描 AD轉(zhuǎn)換模塊送過來的 12位數(shù)字信號，本程序中采用的是 SPI總線的通信方式，串行的接口方式節(jié)約了大量 IO口。接受過來的數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)處理模塊處理之后按查表的方式得出溫度值，把該溫度值經(jīng)過數(shù)據(jù)糾正模塊糾正后送顯示模塊顯示，并將數(shù)據(jù)傳給上位機界面進行顯示，從而完成了一路溫度測量。在程序的運行過程中，隨時可以對發(fā)射率，報警值等參數(shù)進行設定。當功能鍵按下的時候觸發(fā)單片機的 0外部中斷，在中斷程序中對參數(shù)設定按鍵進行掃描，并將結(jié)果存儲起來。每路測溫結(jié)束后系統(tǒng)通過 RS485將溫度值傳送給上位機，在 VB界面上顯示。

　　1 實驗數(shù)據(jù)處理及發(fā)射率整定

　　2 實驗數(shù)據(jù)的最小二乘法擬合

　　對于一個測量系統(tǒng)，其精度和準確度是非常重要的。雖然本設計選用 12位AD，給本設計的高精度奠定了基礎，但是由于傳感器，AD等電子器件自身不可避免的誤差和外界的干擾，測量結(jié)果難免會有些偏差。因此和研究其他儀器儀表一樣，在本設計中，也進行了大量實驗，通過對實驗數(shù)據(jù)的處理，進一步提高了準確度。采用的主要方法是曲線擬合的最小二乘法?，F(xiàn)將其原理介紹如下：

　　在函數(shù)的最佳平方逼近中,函數(shù) f(x)∈C[a,b]，如果 f(x)只在一組離散點集{xi，i=0,1,…,m}上給定，那么我們就需要對實驗數(shù)據(jù){（xi，yi），i=0,1,…,m}進行曲線擬合，其中，yi= f(xi)。若要求函數(shù) y="S" （(*)x）與所給數(shù)據(jù){（xi，yi），i=0,1,…,m}擬合，則誤差δi= S *（x）-yi。設Φ 1（x），Φ2（x），…, Φn（x）是C[a,b]上線性無關函數(shù)族，在Φ =span{Φ1（x），Φ2（x），…, Φ n（x）}中找一函數(shù)S （(*)x），使其誤差平方和最小即可。因為實驗數(shù)據(jù)量很大，故在實際運算中，可以借助MATLAB等數(shù)學工具，通過調(diào)用或者編寫相關函數(shù)來完成曲線擬合，最后選擇適當?shù)慕Y(jié)果輸出。