课设：基于STM32的智能测温门禁系统

2024年6月11日找到课设的报告，更新第二次，更为详细的介绍项目方案。

1.选题背景与意义

在公共场所的日常管理中，非接触式体温检测与区域进出管理已成为重要的安防需求。针对这一需求，我们设计一款智能非接触测温门禁管理系统，实现测温无人化和区域进出智能化管理。

2.选题的要求及分析

2.1题目设计要求

智能测温门禁管理系统。

1、系统能够采集进出人员的人体温度、记录人流量，

2、能在屏幕上显示人体温度、状态、人流量等。

3、语音播报提示进出人员体温是否正常，舵机动作（相当于打开闸门）。

4、后台记录进出人员人体温度、人流量。提醒后台工作人员进行数据记录与通知。

2.2题目设计分析

智能测温门禁管理系统的设计与实现，设计所包含的模块主要有：

液晶显示电路、语音播报电路、非接触测温传感器电路、舵机驱动电路、物联网模块、按键电路模块及电源模块。

通过模块之间的配合实现对公共卫生的预警，一旦有温度异常将会通过闸门关闭和语音播报以及后台提醒来通知相应人员做出相关措施。

对于题目要求我们采用：

stm32f103c8t6实时采集红外传感器获取温度，当温度低于或高于指定阈值时，操作TFT显示屏显示温度异常和语音模块播报，同时控制舵机关闭，模拟门闸关闭状态，并将温度信息通过WIFI模块上传至后台，提醒后台工作人员进行上报和处理。

系统设计的难点在于stm32单片机程序设计、液晶显示、语音播报模块以及非接触式测温模块的使用。

3.设计综述

3.1实物设计综述

3.1.1总体设计框图

3.1.2硬件设计原理图及主要部分讲解

1、采用stm32f103c8t6当主控模块

 

1.采集红外传感器获取温度

2.操作TFT显示屏显示温度、状态情况、人流量。

3.控制语音模块播报，舵机开关（模拟门闸关闭状态）

4.将温度信息通过wifi模块上传至后台

3.1.2 MLX90614ESF-BCC模块-非接触测温传感器

       

1.内部自带环境温度补偿和线性校准算法

2.通过IIC通信与单片机进行数据交换

3.本模块精度非常之高，可以满足无接触测温功能需求（本项目用的是10cm精度的）。

3.1.3 ESP12F系列模组-ESP8266

   

1、低功耗UART-WiFi芯片模组

2、方便地进行二次开发，接入云端服务，实现手机3/4G全球随时随地的控制

3、支持标准的 IEEE802.11 b/g/n 协议，完整的 TCP/IP 协议栈

4、采用该模块进行数据的上传，可以实时将数据上传给后台服务器，进行数据的存储和大数据处理等。

3.1.4 液晶显示-1.8寸128X160像素TFT屏幕

     

1、通过SPI串口与单片机进行通信，用来显示所测温度或显示其它必要信息。

2、支持16BIT RGB 65K色显示，显示色彩丰富。

3、军工级工艺标准，长期稳定工作，提供底层驱动技术支持

4.显示温度、状态、人流量等信息。

3.1.5语音播放-SV 17F语音播报模块

   

1、支持l0触发播放功能，8个l0口单独触发8首曲目或8个10口组

2、支持MP3、WAV解码格式。

3、24位DAC输出,动态范围支持90DB，信噪比支持85DB。

4、自带5WD类功放,可直接驱动4Q,3.5W喇叭。

总的设计原理图

实物成品

 

 

 

3.1.3软件设计及代码调试说明

程序参考《[野火]STM32 HAL 库开发实战指南—基于 F103 系列开发板》基于HAL库利用STM32CubeMx生成。同时还参考了Melexis（迈来芯）%20MLX90614红外温度传感器数据手册

 

3.2关键技术及算法

3.2.1通信协议

串口通信协议：

IIC通信协议：

SPI通信协议：

3.2.2 CRC-8(PEC)校验原理以及实现

把需要校验的数据与多项式进行循环异或（XOR）， 但进行XOR的方式与实际中数据传输时，是高位先传、还是低位先传有关。

3.2.3 MLX90614ESF-DCC的温度算法研究

原理：

温度在模块内的地址是RAM:0x07, opcode:0x07

据上图所述计算温度的算法

T = Treg*0.02-273.15

算法实现:

3.2.4 MLX90614ESF-DCC的使用研究

通过IIC协议实现

1 .发送指令

0xA5+0x55+0xFA--------- 测额头输出体温值（模块返回数据类型为 0x45）

2.发送指令

0xA5+0x51+0xF6---------------上电后自动输出温度数据（掉电保存）

3.再断电重新上电，就是自动发送，测额头输出体温值

（测额头显示体温值模式下，温度输出范围是 34-41 度）

 

通过选择MLX90614的SMBus工作模式即可实现

 

3.3实物展示及说明

   

显示屏上实现温度、状态和人流量，APP上显示温度和人流量。

实物的侧视图