基于stm32单片机便携式非接触红外人体测温系统(附件)【字数:5391】
目录
引言 1
(一) 研究背景与意义 1
(二) 红外测温技术国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 2
一、 人体红外测温系统总体设计 2
(一) 系统设计目标 2
1. 温度检测 2
2. 信息显示 3
3. 报警功能 3
(二) 系统整体框架 3
二、 硬件电路设计 4
(一) 总的硬件电路各模块介绍 4
1. 主控模块 4
2. 红外测温模块 5
3. 人机交互模块 5
4. 晶振电路 6
5. 电源电路 7
6. 电压采集 8
三、 软件设计 9
(一) 系统主程序设计 9
(二) 子系统软件设计 9
1. 红外测温子程序 9
2. 电池电量检查子程序 10
3. 按键功能子程序 10
四、 系统测试 11
(一)红外测温模块测试 11
(二)人机交互模快调试 12
(三)电池电源电压测量软件调试 12
总结与展望 13
(一)本文总结 13
参考文献 13
附录一原理图 14
附录二程序 15
附录三 元件清单 16
引言
研究背景与意义
人体体温检测既是表现个体是否健康的的重要数据也是现代医学发展中不可或缺的课题之一[1]。
随着人们生活质量以 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072^
及医学发展的提高,健康在我们心目中的地位也越来越高,这也代表着体温这项人体数据能被现代医学更加深入的解读。
红外测温技术的应用为防止新冠疫情的传播具有重要意义。2019年新冠疫情的爆发使得世界各国都遭受了不同程度的打击,着给各国医疗组织都需要面临疫情所带来的强大压力。由于新型冠状病毒所引发的症状会带来持续的体温升高现象(≥37.3℃)[2],由此可通过测温来发现疑似型冠状病毒的感染者。而红外测温作为一种新型的测温技术,能够更快也跟准确的测温同时避免了与待测人员的接触避免发生交叉感染传播。为防止新型冠状病毒的传播产生了重要意义。虽然我国疫情控制以小有成效但是在疫情常态化下的今天我们[3]任需提高警惕做好疫情防控工作,相信电子技术的发展会生活中给我们带来更美好的意义。
红外测温技术国内外发展现状
1800年英国物理学家F.W.赫胥发现了物体红外辐射和温度的关系,1988年第一台红外测温仪诞生。
我国在红外测温技术研发方面起步较晚,技术方面相比一些西方的一些发达国家还有所不足,但是经过这么多年的努力以及集成电路和传感器的发展和提高我国的红外测温技术也在不断进化,向着更加国际化的道路前进。
本文主要研究内容
首先本文通过网络搜索和查阅相关文献了解了红外测温的相关背景和意义。通过观察疫情常态化下红外测温技术的大规模应用,本文设计讨论了一种基于STM32的便携式非接触人体红外测温系统。
此系统采用了STM32作为主控芯片,并搭载了MLX90614红外测温传感器实现测温功能[4]。同时使用集成了包括蜂鸣器、RGB指示灯、按键及其电路等外围设备于一身的开发板进行设计,简化了硬件设备的配置难度,突出了此系统作为红外测温方面的特长同时也降低了设计开发的难度。
人体红外测温系统总体设计
系统设计目标
本系统的设计目标主要为通过非接触的方式快速准确的测量出人体温度,通过传感器和显示屏等收集并显示出温度,通过按键功能的配置在实现功能的同时也能提供良好的人机交互体验。具体需要实现的功能:
温度检测
最主要也是最基础的功能,可以应对各种疫情或非疫情所需场景的测温需求,检测到的温度会被单片机进行存储,并为后续的电路模块提供数据依赖。
信息显示
系统还应具有温度显示和定量显示的功能,系统通过温度检测模块检测到的温度值和ADC及内部程序得出的电量会通过显示屏进行显示,这样用户就可以通过观看显示屏来获知当前的温度及电量信息。
报警功能
本设计还应具有报警功能,具体功能通过RGB警示灯和无源蜂鸣器实现,当使用其测温时温度超过设定值,设备蜂鸣器将报警并显示红灯。当设备电量过低是时也会触发报警并显示绿灯以提示用户设备处于低电量状态。
系统整体框架
STM32F103C8T6是一款便宜且性能优异的控制芯片,本系统将其作为系统的主控模块使用。本系统使用红外测温模块进行温度的测量,温度测量的结果会通过驱动OLED显示屏在上面显示出温度数据,温度测量的同时RGB小灯指示工作状态,通过蜂鸣器进行报警提示和配合其他模块传递信息。同时系统配置有可充电锂电池对系统持续供电保证运行。开发板搭载的按键可以让用户更加方便的配置功能实现良好的人机交互。系统的总体框架如下图1所示:
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图 1 系统总体框架图
硬件电路设计
总的硬件电路各模块介绍
主控模块
本次设计的人体红外测温系统采用基于CortexM3内核的32为微控制器STM32F103C8T6如图2。
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图 2 STM32F103C8T6
其最小系统包含了两个外部时钟源,这两个不同频率的晶振电路分别给整个单片机供给和RTC供给。STM32有很多种启动模式可以选择,而这个选择是通过芯片上电后自动读取BOOT1和BOOT0的引脚电平的高低来决定的如图3。开发板可以通过排针和短接帽来配置BOOT0和BOOT1。
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