测温防疫装置的设计与实现.pdf

第 期(总第 期)年 月山西电子技术应用实践收稿日期:项目基金:山西省高等学校科技创新项目()太原工业学院院级教改项目()作者简介:翟丽红()女山西太原人讲师硕士研究方向:信号与信息处理、机器人路径规划等文章编号:()测温防疫装置的设计与实现翟丽红 石 玥 孙 磊 王雅茹(太原工业学院山西 太原)摘 要:设计了一套测温防疫装置系统包括温度测量模块、身份识别模块、超声波测距模块、语音播报模块等 以 系列单片机作为主控芯片通过摄像头捕捉图像信息发送给主控主控将运算处理后的结果通过无线网络传递给传感器传感器非接触式检测体温通过温度补偿算法来实现远距离人体温度的检测 显示屏对其进行实时显示语音模块实现检测结果的语音播报 通过 实现人脸识别判断是否符合防疫要求 此外 客户端的设计实现了阈值更改实时测温及对测温数据的记录等功能关键词:测温身份识别客户端中图分类号:文献标识码:():.:引言当前全球新冠肺炎确诊病例绝对数量依然居高不下新冠病毒仍在快速传播且不断变异做好疫情防控切实保障人民群众生命安全和身体健康提高在公共场所的人员防疫检测速度和准确度是十分重要的 测温防疫装置能够大大减少接触感染的几率加强监测力度提高检测效率为防疫工作带来巨大的便利本文以 年山西省大学生电子设计竞赛为背景设计了一套测温防疫装置系统可以实现无接触测温、身份识别、佩戴口罩识别、语音播报及超过温度阈值实现报警等功能此外还设计了 客户端程序与单片机交互 系统设计本测温防疫装置的系统框架如图 所示该系统以 系列单片机作为主控芯片包括温度测量模块、视觉模块、测距模块、语音播报模块、电源模块、按键模块及报警模块等由一个.锂电池和一个降压模块作为电源降压模块能够提供 和.两种电压给系统各模块供电 系统通电后在 单片机控制下 显示屏显示初始化画面根据按键进行功能选择 搭建按键外围电路开启人机交互模式方便进行功能选择 按键 每按一次更新一次温度和距离按键 阈值范围 按键 进行人脸学习后自动进入身份识别模式按键 完成身份识别和佩戴口罩识别模式的切换图 系统框图本系统的测温模块选择单点式 测距模块使用 激光测距用于温度补偿 按键模块可以选择测温和学习模式 测温模式下温度传感器获取温度信息通过温度补偿算法来实现远距离人体温度的检测及实时显示 语音模块可以实现检测结果的语音播报 学习识别模式下视觉模块中的 通过串行通信与 建立联系通过 摄像头捕捉图像信息发送给主控主控接收图像信息后通过人脸识别算法进行身份识别和口罩检测判断是否符合防疫要求显示模块实时显示检测结果系统同时实现语音播报 软件设计本系统采用 激光测距采用 红外测温 测温模块的设计流程:按下测温按键 之后先判断是否在合理的测温距离之内如果超出距离语音播报“请保持合适的测量距离”在合适的测距范围之内 进行温度测量为了合理控制测量误差测量温度取多次测量值的均值和设定的阈值温度进行比较超出阈值语音播报“温度异常”并在显示屏上标红显示否则显示正常温度身份识别的设计流程如图 所示按下按键 系统开启人脸学习和识别模式采集被测人员的信息如果采集失败语音播报“未采集到人脸请再试一次”若采集成功将采集到的信息存入本地 采集到的信息与本地信息进行比对若比对成功身份识别成功否则重新比对图 身份识别流程图口罩识别的设计流程摄像头捕捉被测人员的图像信息开启口罩识别模式判断被测人员是否佩戴口罩如果未佩戴口罩语音播报“请佩戴口罩”如果佩戴口罩屏幕用绿色框线进行显示并显示匹配程度采用 设计了 客户端程序与单片机交互 采用 架构分别设计了交互层、逻辑层和数据层 交互层完成与单片机交互获取温度信号 逻辑层设定一个温度指标当温度信号大于温度指标时触发提示储存每次收到的温度信号 数据层不使用数据库用文件保存 如图 所示 客户端的功能包括:变更预设的温度功能记录历史扫描温度功能显示当前时间图 客户端界面山 西 电 子 技 术 年第 期 年第 期翟丽红等:测温防疫装置的设计与实现 实验测试本测温防疫装置的实物如图 所示 在室温 无阳光直射周围 无其他热源或冷源的条件下对本测温防疫装置进行功能测试 结果如表 所示图 测温防疫装置表 额温测量结果组别实际温度()测试温度()误差().室内条件无正面强光照的条件下进行身份识别功能测试 测试内容包括:是否成功检测到口罩是否可以语音播报是否可以采集学习特征值并进行识别身份测试如图 所示 单人识别时间平均为.图 身份测试 口罩识别功能测试如图 所示本装置可以对市面上的多种口罩进行正确识别图 口罩测试 总结本文设计的测温防疫装置可以准确快速地完成温度测量、身份学习和识别、口罩识别及语音播报等功能 此外 客户端的设计实现了阈值更改实时测温及对测温数据的记录等功能后续的工作还可以对功能继续优化同时记录扫描到温度及当下的时间若传入温度信号能加入身份码可加入身份信息模块相关内容等参考文献 姜宁李奕兵任可心等.无接触温度测量与身份识别装置设计.物联网技术():.王标吴薇.基于 的测温实验平台的设计.仪器仪表用户():.张杜娟姜洋洋.基于深度特征决策融合的人脸识别方法.信息技术():.(上接第 页)文提出的综合评判算法既能克服基于 评判方法中因倾斜角变化引起的定位误差的问题又能避免基于震动传感器评判方法因天气原因导致的准确性不高的缺点检测结果更加有效 小结实验证明本文提出的桩考撞杆评判方法简单有效可操作性较强可以准确地评判出车辆撞杆符合公安部交通管理科学研究所相关检测要求 在摩托车驾驶人场地驾驶技能考试系统的桩考项目撞杆检测有一定的参考价值参考文献 陈东升杨振刘薇.系统误差来源的分析.科技信息():.师彬.卫星导航抗干扰天线阵列倾角设计方法研究.科技视界():.修威国唐胜武王政等.一种超低功耗无线震动传感器设计.传感器与微系统():.舒云龙.机械振动无线传感器网络节点低功耗能量管理方法研究.重庆:重庆大学.