疫情期间，天天对着你“开枪”的额温枪，你知道它的工作原理吗？

冠状病毒疫情期间，大家都知道口罩脱销了，消毒酒精脱销了，其实医用的额温枪也脱销了，一枪难求，因为其快速测温（1秒测温），无接触测温的特点，在医院、机场、火车站、小区、海关等地方被广泛使用，额温枪成了名副其实的防疫物质，此篇博客讲述额温枪的工作原理，博主现学现卖，希望大神门勿喷，多多提点。

一、常见人体测温仪器分类

测温仪器	测试部位	接触类型	一般精度	使用年龄	原理	测温时间
玻璃体温计	腋下/口腔	接触式	±0.1℃	建议成人	水银热胀冷缩	腋下一般7~10min，口腔或者肛门3-5min
电子体温计	口腔/腋下/肛门	接触式	±0.1℃	不限儿童成人	利用温度传感器（热敏电阻，热电偶，集成温度传感器（数字和模拟）等）采集	10S~3min
额温枪	额头	非接触式	±0.1℃	不限儿童成人	检测人体/物体发出的红外线计算体温	1~2S
耳温枪	耳蜗内部	接触式	±0.1℃	不限儿童成人	检测鼓膜所发出的红外线光谱来计算体温，不同温度的物体所产生的红外线光谱也不同	1~2S

二、额温枪

1、外观图

一个完整的额温枪产品是由外壳、内部电路板及电池（系统供电）三个部分组成，对于外壳我们就不说了，属于结构工程师设计范畴，下面重点讲述内部电路组成。

从下面额温枪的结构图，可以看出电路器件有：LED显示屏，红外温度传感器，电池，按键，蜂鸣器等。

2、硬件结构框图

根据以上组成，我们可以画出额温枪的大致硬件结构框图。

• 红外温度传感器：用于采集人体/物体的温度，红外额温枪一般距离额头1~3cm处进行测量，采集到的数据经过信号放大电路进行放大，信号放大电路是可选项。
• MCU微处理器：接受红外温度传感器的数据进行处理，对于模拟式的传感器，需要添加A/D转换电路，将模拟信号转换为数字信号，再给MCU处理；对于数字式的温度传感器，可以直接给MCU进行处理。
• 按键模块：用于模式切换，测量物体，测量额头，测量颈部等模式切换，按键可以自定义，可以做开机键，系统复位键等。
• LCD显示屏：MCU控制，用于对温度数据的显示。
• 蜂鸣器：报警模块，MCU设置正常的温度区间，如35~37.3℃，超过上限或者低于下限，进行蜂鸣器报警，温度过低或过高均不正常。
• 晶振电路：用于MCU微处理的时钟，提供震荡源。
• 电池：电池是整个系统的主电源，因为额温枪的便携性，必定是电池供电，电池供电的产品，最重要的是低功耗，在不工作时，系统需要进入睡眠模式，以达到更低的耗电，延长电池寿命。
• 电源管理：红外温度传感器，显示屏，蜂鸣器等模块的供电电压不一定相同，电池需要转换为合适的电压值给各模块供电，当然，也可以用可充电电池，加入充电电路。

3、红外温度传感器

额温枪其实就是一个单片机处理系统，最重要的就是红外温度传感器模块，传感器也决定了测量的精度，如下介绍一种常用的红外温度传感器MLX90615，MLX90615属于数字式传感器，开发中不需要外加A/D转换电路，最高精度可以达到0.2℃，因为体积小，开发方便，现在使用的还是比较多的。

体积很小，减少占用内部电路的空间，可以使产品更加便携。

工作电压3V，越低的电压意味能作更低的功耗，power-down模式电流仅1.1uA，也就是在温度计不工作时消耗电池的电量极少，这个参数对于电池供电产品来说十分重要。

内部框图

管脚定义，支持PWM和SMBus两种模式

参考电路

SMBus模式，需要接两根线SDA和SCL，SDA和SCL需要接上拉电阻。

PWM模式，将SDA接到MCU带有PWM功能的管脚，上拉10K电阻到MCU的供电电源上，SCL连接到温度传感器电源VDD上。

三、小结

额温枪的实现其实并不是很难，学过单片机的小伙伴应该都能自己动手制作实现。最近疫情严重，额温枪出现频率很高，一时兴起，写了这篇博客。