一種智能遠(yuǎn)程在線測溫裝置系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馮曉榮，凌 云

（1.南通大學(xué)工程訓(xùn)練中心，江蘇 南通 226007；2.杭州開地信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000）

1 概述

文章圍繞一種“準(zhǔn)、快、操作方便”的紅外線測溫裝置，實(shí)現(xiàn)支持遠(yuǎn)程服務(wù)、自動程度高，但是價(jià)格低、操作便捷，方便一線新冠疫情防控工作使用。該裝置的人體測溫的電路由人環(huán)境溫度傳感器、人體溫度傳感器以及自校準(zhǔn)系統(tǒng)，人臉識別、控制器、本地語音播報(bào)、LED 顯示器以及遠(yuǎn)程傳輸模塊組成，在測試人體溫度時(shí)，人體體表溫度受環(huán)境影響比較大，控制器先測量環(huán)境溫度，再測量人體溫度，根據(jù)環(huán)境溫度來修正所測量的人體溫度，測量的溫度實(shí)現(xiàn)本地顯示和遠(yuǎn)程上傳，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行正?；虍惓２?bào)。

本測溫系統(tǒng)還帶有人臉識別系統(tǒng)，用于對特定區(qū)域范圍內(nèi)的群體進(jìn)行體溫測量和跟蹤。

2 軟件流程

模塊設(shè)計(jì)原則是解耦、顆粒度和時(shí)效性，按照此原則劃分了軟件模塊圖1，包括基本節(jié)拍任務(wù)、環(huán)境溫度測量任務(wù)、人體溫度測量任務(wù)、GPRS處理及自行上報(bào)任務(wù)、串口通信處理任務(wù)、人臉識別處理任務(wù)和語音播報(bào)處理。

圖1 硬件模塊圖

2.1 測溫總體流程

環(huán)境溫度對人體測溫存在重大影響，首先需要測得環(huán)境溫度，再測得人體溫度，通過計(jì)算得到實(shí)際人體溫度并通過遠(yuǎn)程通道上報(bào)到平臺，然后判斷人體溫度是否存在異常，按照設(shè)定值有異常則語音報(bào)警，否則正常顯示人體溫度，圖2為測溫總體流程圖。

圖2 測溫流程框圖

2.2 GPRS模塊處理及上報(bào)流程

人體測得的溫度需要上傳到平臺軟件，作為實(shí)時(shí)跟蹤的數(shù)據(jù)，而上傳通過GPRS無線通道連接到平臺軟件，裝置軟件有新的溫度數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)上報(bào)，裝置軟件GPRS通道的整體流程如圖3所示。

圖3 GPRS處理及上報(bào)流程圖

GPRS通道的登錄及心跳的流程如圖4所示，登陸幀和心跳幀都需要平臺軟件應(yīng)答，登錄若沒有收到確認(rèn)幀則會重試三次，都不成功斷開重新連接，心跳按照心跳周期發(fā)送心跳維持連接在線，GPRS重連如圖5所示。

圖4 GPRS登錄及心跳流程圖

2.3 環(huán)境溫度測量

環(huán)境溫度測量后，對環(huán)境溫度進(jìn)行細(xì)分、別分，采用不同的修正模型，對應(yīng)修正人體溫度，具體的流程如圖6所示。

2.4 人臉識別流程

人臉識別流程用于實(shí)時(shí)跟蹤特殊人群，特殊人群由使用單位添加，防止人臉數(shù)據(jù)被濫用，采集到溫度需要和人臉圖像建立對應(yīng)關(guān)系，如此測溫后便可索引歷史測得溫度，比對出異常信息并報(bào)警，歷史天數(shù)可以配置，流程如圖7所示。

圖7 人臉識別流程圖

3 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

·GPRS配置參數(shù)結(jié)構(gòu)：

typedef struct GPRS_PARM_STRUCT

{

char iIpAddr[IP_ADDR_LEN]； //IP

unsigned short iPort； //端口

char iAPN[16]； //APN

char iUser[16]； //APN用戶名

char iPassword[16]； //APN密碼

}STRUCT_GPRS_PARM；

·GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)構(gòu)

typedef struct

{

unsigned char iRecvFlag：1； //0-尚未接收完成，1-接收完成ê unsigned char iTimerOut：7；//接收超時(shí)時(shí)間

unsigned short iLen；//數(shù)據(jù)長度

unsigned char iData[SIZE_0F_GPRS_SEND_LEN]；//發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖

}CommStruct_Gprs；

·數(shù)據(jù)上報(bào)結(jié)構(gòu)

typedef struct REPORT_STRUCT

{

unsigned char iSta；// 上報(bào)狀態(tài) ′ì?

unsigned char iLen；//數(shù)據(jù)長度ê

unsigned char iData[SIZE_OF_SAVE_READ_DATA]；//上報(bào)數(shù)據(jù)緩沖

}ReportStruct；

·串口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

struct UARTOpStruct{

uint08 ＊TxBuf； // 發(fā)送數(shù)據(jù)指針

uint08 TxLen； //待發(fā)送數(shù)據(jù)長度è

uint08 TxOpc； //已發(fā)送數(shù)據(jù)長度

uint08 ＊RxBuf； // 接收數(shù)據(jù)指針

uint08 RxLen； //待接收數(shù)據(jù)長度

uint08 RxOpc； //已接收數(shù)據(jù)長度

}；

4 主要函數(shù)

（1）void IsMainProcessGprsTask(void)； //GPRS主循環(huán)處理。

（2）void IsTimerReportProcess(unsigned char ＊iSta)；// 上報(bào)處理函數(shù)。

（3）void IsProcessCfCenter(unsigned char iTcp，unsigned char iParm)；//登錄心跳維護(hù)。

（4）void IsRecvFromCenterProcess(unsign ed char iParm)；//數(shù)據(jù)接收循環(huán)處理。

（5）void IsHandleTemperature(void)； //溫度計(jì)算處理。

（6）float Test_ADC_Temperature(void)；//ADC采樣溫度。

（7）void UpdateTemperature(void)；// 刷新環(huán)境溫度。

（8）void IsProcessExtDisTemp(void)；//人體溫度修正顯示。

（9）void IsSciMainProcess(void)；// 串口處理任務(wù)。

（10）void IsTimeProcess(void)；//基本節(jié)拍任務(wù)。

5 結(jié)論

模塊分類正確，軟件編寫規(guī)范，在溫度數(shù)值計(jì)算與傳輸方面基本實(shí)現(xiàn)快速與正確。應(yīng)用本軟件系統(tǒng)形成的測溫裝置已經(jīng)投入使用，得到用戶肯定。