基于STM32的鐵路實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測座椅

崔楊 張玉雪

摘要：隨著社會的發(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，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，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自動殺菌及識別部分

本系統(tǒng)的自動殺菌系統(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