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基于单片机的智能体温检测系统设计

摘要：由于新冠疫情的爆发给大众的生活带来了巨大变化，为了满足疫情条

件下对温度快速测量的需求，采用无接触式测温既有效规避病毒传染风险，又可

以第一时间检测疑似病例。在此基础上添加口罩识别功能极大减轻了工作人员人

工识别的负担，为防疫工作提供保障。目前市场现有系统存在价格高以及不易携

带的问题，并且目前市场应用的大部分装置都是单独的口罩识别或是无接触测温

系统。与之相比该系统将两种功能结合在同一系统中，具有体积小、便携、易操

作等优点，为操作人员提供了极大便利。此装置适用于学校、工厂、商场等人流

密集场所，可以为进出人员提供检测服务。人机交互式装置在疫情防控中发挥重

要作用，节省人力物力，并且其效率远高于人工检测。

关键词：单片机；智能体温；检测系统；设计

引言

患新冠肺炎的主要症状是发热，因此体温检测是疫情防控的第一道防线。以

当今人流密集场所疫情防控情况为背景，设计并实现了一款基于ＳＴＭ３２单片

机的非接触式体温测量与身份识别系统。该系统利用ＯＰＥＮＭＶ对目标人脸进

行快速检测，精准识别目标身份信息和口罩佩戴情况，利用ＭＬＸ９０６１４准

确测量目标体表温度，实时将测量信息通过显示屏直观地展示并通过蓝牙发送到

手机Ａｐｐ上，实现系统逻辑结构的完整性与任务完成的效率最优解。

1系统的组成及其工作原理

1.1系统的组成

以单片机作为系统控制基础，利用传感器测量温度，通过通信和控制技术，

形成温度测量控制系统。具体可分为基于MLX90614红外测温传感器的温度检测

模块、LCD12864液晶屏显示模块、4X4矩阵键盘模块、电源模块、复位模块、晶

振模块、报警模块、继电器控制模块和震动传感器模块。

1.2系统工作原理

该系统基于STC12C5A60S2单片机进行设计，包括电源电路、复位电路、晶

振电路、红外测温传感器、震动传感器、LCD显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘

输入电路和继电器控制电路，通过MLX90614红外温度传感器实现温度数据的处

理。在重新处理检测到的温度数据后，将其显示在LCD12864上。当检测温度异

常时，报警单元发送报警信号，电磁锁不开锁。MLX90614是一款红外非接触温度

计。TO-39金属封装集成了红外导电热力探测器芯片和用于信号处理的集成芯片、

支持高精度和高分辨率温度计的低噪音放大器、17位模拟数字转换器和强大的数

字信号处理单元。MLX90614集成了热电核心开发生产的两个芯片：MLX81101红

外热电反应堆传感器和MLX90302，这是一种专用于处理红外传感器输出信号的特

殊集成信号处理芯片。该芯片采用行业标准的TO-39外壳进行封装。MLX90614由

低噪音放大器、17位模拟数字转换器和强大的MLX90302数字信号处理芯片集合

而成，可实现高精度和高分辨率的温度测量。

2总体设计方案

为了实现非接触式体温测量、身份识别与口罩检测功能，以单片机为核心，

结合超声波测距模块、ＭＬＸ９０６１４红外测温模块、ＯＰＥＮＭＶ４ｐｌｕ

ｓ摄像头模块、按键控制模块、蓝牙数据传输模块、摄像头显示模块以及数据结

果监测模块等，其中单片机采用ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｃ８Ｔ６芯片，该芯片采用

基ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核，总线宽度为３２位，处理速度为７２ＭＨｚ，

ＩＯ口为３７位，程序储存器的容量为６４ＫＢ，充分满足了系统对于处理器的

高效运算能力和外部接口丰富的设计需求。超声波测距模块用作系统的距离补偿

算法，采集距离信息。超声波测距方式相较于红外测距具有更强的抗干扰性，适

用场合更加广泛，因此选用超声波测距模块用于目标距离感知。ＭＬＸ９０６１

４红外测温模块相较于普通红外测温模块，具有体积小、精度高，成本低等优点。

在结构上系统设计分为两面，正面从左到右依次放置超声波测距模块、ＭＬ

Ｘ９０６１４红外测温模块以及ＯＰＥＮＭＶ４ｐｌｕｓ摄像头模块。背面可分

为两部分：上半部从左到右放置ＯＰＥＮＭＶ４ｐｌｕｓ摄像头的显示屏以及报

警电路、主控电路和数据结果监测屏，下半部放置电源输入接口及按键电路。放

置原理为：（1）为了有效减少接收超声波信号时被障碍阻挡和红外测温传感器

由于测量角度偏差所带来的粗大误差所产生的干扰，做到信息采集最优解，故将

超声波测距放置于正面最左端，红外传感器放置于正面中心位置。（2）为了便

于使用者观察系统的输出结果，故将屏幕放置于背面。（3）为了有效节省电路

板的面积，做到布局最优解，故