崔楊 張玉雪
摘要:隨著社會(huì)的發(fā)展,對人們出行的安全要求不斷提升,除了需要對出行交通工具的安全進(jìn)行保障之外,出行環(huán)境的安全也要加以注重。為了能夠在出行時(shí)對乘客的進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,本文對基于STM32單片機(jī)的鐵路實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測座椅進(jìn)行研究設(shè)計(jì),將實(shí)時(shí)測溫監(jiān)控裝置和公共交通中人流量較大的列車座椅相結(jié)合。以STM32單片機(jī)作為控制中心,使用GY-906 BCC紅外測溫模塊作為本裝置的測溫端口,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測列車上乘客的體溫來對其出行條件是否健康進(jìn)行判斷,減少在乘坐公共交通工具帶來的風(fēng)險(xiǎn)。通過對無接觸實(shí)時(shí)測溫系統(tǒng)的研究,實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)測溫等一系列功能。
關(guān)鍵詞:無接觸;STM32單片機(jī);實(shí)時(shí)測溫系統(tǒng)
0引言
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們乘坐公共交通工具出行對道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn),尤其是中國作為鐵路大國,鐵路運(yùn)行過程中對乘客的實(shí)時(shí)監(jiān)測更為重要。因此,設(shè)計(jì)一款可以在列車上實(shí)時(shí)監(jiān)測乘客體溫的裝置,可以實(shí)時(shí)的對旅客的體溫進(jìn)行監(jiān)測,并上傳至后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、比較,將身體健康異常的乘客進(jìn)行面部識別并加以及時(shí)服務(wù),保證乘客儲(chǔ)出行的安全。通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)-基于STM32單片機(jī)的鐵路實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測座椅,在當(dāng)今環(huán)境下的鐵路運(yùn)行具有一定的意義。
1總體設(shè)計(jì)原理
本設(shè)計(jì)基于STM32單片機(jī)的鐵路實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測座椅主要由5部分組成。以STM32單片機(jī)為控制核心,當(dāng)有乘客入座相應(yīng)座椅時(shí),便會(huì)觸發(fā)開關(guān)按鈕,由STM326單片機(jī)向GY-906 BCC紅外測溫模塊發(fā)送電信號,GY-906 BCC紅外測溫模塊在接收到由單片機(jī)發(fā)出的電信號后開始對座椅上的乘客進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測,并記錄數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái),與人體正常體溫進(jìn)行比較,直至乘客離開座位。若在過程中,乘客體溫監(jiān)測度數(shù)超過38.5℃,則會(huì)通過STM32單片機(jī)觸發(fā)由有源蜂鳴器與LED燈連接而成的聲光報(bào)警系統(tǒng),在后臺(tái)進(jìn)行聲光報(bào)警,引起工作人員的注意,并將座位信息與乘客信息統(tǒng)計(jì)成表,方便工作人員對相關(guān)乘客進(jìn)行服務(wù),鐵路實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測座椅硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
2系統(tǒng)組成電路設(shè)計(jì)
2.1 GY-906 BCC紅外測溫模塊
本系統(tǒng)采用的 GY-906 BCC紅外測溫模塊是一組通用的紅外測溫模塊。在出廠前該模塊已進(jìn)行校驗(yàn)及線性化,具有非接觸、體積小、精度高,成本低等優(yōu)點(diǎn)。被測目標(biāo)溫度和環(huán)境溫度能通過單通道輸出,并有兩種輸出接口。該模塊安裝在座椅背部,在本設(shè)計(jì)中主要用于對乘客面部以及額頭區(qū)域的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并將數(shù)據(jù)通過電信號傳輸至單片機(jī)。
2.2 STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)
本系統(tǒng)使用的STM32單片機(jī)作為主控部件,實(shí)現(xiàn)對 GY-906 BCC紅外測溫模塊測得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析及處理,對超出閾值的溫度進(jìn)行采集并向聲光報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送高電平信號,實(shí)現(xiàn)對座椅等外設(shè)的控制輸出。
在設(shè)計(jì)過程中以STM32單片機(jī)作為主控,將經(jīng)編譯完成代碼指令轉(zhuǎn)換成電信號控制各部件進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。主程序代碼包括一段初始化代碼,其中包括屏幕的初始化、屏幕的清屏、按鍵的初始化、LED以及總線的初始化。除此之外還寫有一個(gè)for語句循環(huán),用來顯示最初的“----”符號。其作用主要為接收GY-906 BCC紅外測溫模塊測得的數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行分析處理,并將數(shù)據(jù)傳輸至OLED顯示屏模塊,進(jìn)行顯示。還包括一段if、else語句,用來進(jìn)行溫度的判斷。當(dāng)溫度>38.5℃時(shí),則輸出一段高電平,在數(shù)據(jù)比對過程中采集到超出閾值的溫度時(shí),即向聲光報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送高電平信號,進(jìn)行聲光報(bào)警。
2.3 OLED顯示屏模塊
本系統(tǒng)還有以一個(gè)非常重要的部分,那就是OLED顯示屏模塊,將所測得的溫度通過具體的數(shù)值直觀的顯示在OLED屏幕中,以方便工作人員將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集對比。
OLED,即有機(jī)發(fā)光二極管,又稱為有機(jī)電激光顯示,具備輕薄、省電等特性。在顯示屏選擇方面,本系統(tǒng)所采用的OLED顯示屏為IIC接口0.96寸模塊,4線SPI、IIC接口,兼容3.3V和5V控制芯片的I/O電平。
2.4聲光報(bào)警模塊
本系統(tǒng)的聲光報(bào)警模塊由STM32單片機(jī)作為主控部件進(jìn)行控制,并由一組有源蜂鳴器模塊和LED二極管構(gòu)成。有源蜂鳴器模塊由高電平觸發(fā),采用S8050三極管驅(qū)動(dòng),工作電壓3.3V-5V,當(dāng)I/O口輸入高電平時(shí),蜂鳴器發(fā)出“滴”的警示聲。
2.5自動(dòng)殺菌及識別部分
本系統(tǒng)的自動(dòng)殺菌系統(tǒng)由STM32單片機(jī)控制,當(dāng)乘客離開座位后,座位底部的壓力傳感器恢復(fù)正常后則啟動(dòng)置于座位上方的花灑,向座位全方面噴灑酒精殺菌,并等待下一名乘客入座。系統(tǒng)核心硬件實(shí)物圖如圖2所示。測試數(shù)據(jù)對比如圖3所示。
3總結(jié)
本文通過對無接觸實(shí)時(shí)測溫模塊、自動(dòng)滅菌理論的相關(guān)研究結(jié)合鐵路座椅,提出了基于STM32的鐵路實(shí)時(shí)測溫座椅的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)相對于現(xiàn)如今的鐵路座椅來說更加適合當(dāng)下的大環(huán)境,并且在今后的升級改造中也會(huì)加入一些更具科技感的功能,使其更加舒適、智能。對乘客來說使用更加安全放心和舒適,同時(shí)對鐵路工作人員來說,大幅度降低了工作量,減少了安全隱患,使監(jiān)測工作更加便捷、精確。
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注:本文為遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目“基于STM32的鐵路實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測座椅”(項(xiàng)目編號:202113207008)研究成果