STM32CubeMX 温度检测 stm32测温模块

转载

mob6454cc6658d1 2024-08-07 14:19:32

文章标签 STM32CubeMX 温度检测单片机 stm32 嵌入式硬件初始化 文章分类 机器学习人工智能

基于STM32单片机的MLX90614无接触式红外测温仪（额温枪）的设计与实现

一、项目背景与意义

随着科技的发展和人们生活水平的提高，无接触式红外测温技术在医疗、公共卫生、安全监控等领域得到了广泛应用。特别是在新冠疫情期间，无接触式测温设备成为了不可或缺的防疫工具。本项目旨在设计并实现一款基于STM32单片机的MLX90614无接触式红外测温仪（额温枪），通过集成OLED显示屏、蓝牙HC-05模块、按键设置和蜂鸣器报警等功能，实现便捷、准确的温度测量与监控。

二、系统设计方案

硬件组成

本系统主要由STM32单片机、MLX90614红外测温模块、OLED显示屏、蓝牙HC-05模块、按键、蜂鸣器等组成。

工作原理

（1）MLX90614红外测温模块负责测量目标物体的温度，并将温度数据通过I2C接口传输给STM32单片机。

（2）STM32单片机接收并处理MLX90614传输的温度数据，同时控制OLED显示屏显示温度信息，通过蓝牙HC-05模块将温度数据上传到手机APP，并接收按键输入来设置温度上限值。

（3）当测量温度超过设定的上限值时，STM32单片机控制蜂鸣器发出报警声。

三、硬件设计与实现

STM32单片机：选用STM32F103系列单片机作为主控芯片，负责整个系统的数据处理和控制。
MLX90614红外测温模块：该模块采用非接触式红外测温原理，测量范围为-40℃~+85℃，精度可达±0.5℃。通过I2C接口与STM32单片机进行通信。
OLED显示屏：选用0.96寸OLED显示屏，用于实时显示测量温度和设定的温度上限值。
蓝牙HC-05模块：负责将温度数据无线传输到手机APP，实现远程监控。
按键与蜂鸣器：按键用于设置温度上限值，蜂鸣器用于温度异常时的报警提示。

四、软件设计与实现

系统初始化：配置STM32单片机的时钟、I/O端口、I2C接口等硬件资源。
MLX90614驱动：编写MLX90614的初始化函数和数据读取函数，实现温度的准确测量。
OLED显示驱动：编写OLED显示屏的初始化函数和显示函数，实时显示温度和设定值。
蓝牙通信：编写蓝牙HC-05模块的初始化函数和数据发送函数，实现温度数据的无线传输。
按键处理与报警逻辑：编写按键扫描函数和报警处理函数，实现温度上限值的设置和温度异常时的报警功能。

五、系统测试与优化

对各个模块进行单独测试，确保每个模块都能正常工作。
进行系统集成测试，验证整个系统的功能和性能。
根据测试结果对系统进行优化和改进，提高测量的准确性和稳定性。

六、结论与展望

本项目成功设计并实现了一款基于STM32单片机的MLX90614无接触式红外测温仪（额温枪）。该系统具有测量准确、操作便捷、可远程监控等优点，可广泛应用于医疗、公共卫生、安全监控等领域。未来可以进一步优化系统性能，提高测温速度和精度，以满足更多场景的需求。

由于篇幅限制，我无法直接给出完整的项目代码，但我可以提供一个大致的框架和一些关键函数的伪代码或示例，以帮助您开始编写基于STM32单片机的MLX90614无接触式红外测温仪（额温枪）的程序。

首先，您需要确保您的STM32开发环境已经搭建好，例如使用STM32CubeIDE或Keil uVision。

以下是一个简化的代码框架：

#include "stm32xxx.h" // 根据您的STM32型号替换xxx  
#include "mlx90614.h"  
#include "oled.h"  
#include "bluetooth.h"  
#include "buzzer.h"  
  
// 全局变量  
float temperature = 0.0;  
float temperature_threshold = 37.5; // 默认的温度阈值  
  
int main(void) {  
    // 系统初始化  
    SystemInit();  
      
    // 初始化硬件接口  
    MLX90614_Init();  
    OLED_Init();  
    Bluetooth_Init();  
    Buzzer_Init();  
      
    while (1) {  
        // 读取温度  
        temperature = MLX90614_ReadTemperature();  
          
        // 显示温度到OLED  
        OLED_DisplayTemperature(temperature);  
          
        // 通过蓝牙发送温度数据  
        Bluetooth_SendTemperature(temperature);  
          
        // 检查温度是否超过阈值  
        if (temperature >= temperature_threshold) {  
            // 触发蜂鸣器报警  
            Buzzer_Beep();  
        }  
          
        // 延时以减少数据刷新频率，降低功耗  
        HAL_Delay(1000);  
    }  
}  
  
// MLX90614初始化函数（伪代码）  
void MLX90614_Init() {  
    // 初始化I2C接口  
    // ...  
}  
  
// 读取MLX90614温度函数（伪代码）  
float MLX90614_ReadTemperature() {  
    // 通过I2C从MLX90614读取原始数据  
    // 转换原始数据为温度值  
    // 返回温度值  
    // ...  
}  
  
// OLED初始化函数（伪代码）  
void OLED_Init() {  
    // 初始化OLED硬件接口  
    // ...  
}  
  
// OLED显示温度函数（伪代码）  
void OLED_DisplayTemperature(float temp) {  
    // 将温度值转换为字符串  
    // 在OLED上显示温度字符串  
    // ...  
}  
  
// 蓝牙初始化函数（伪代码）  
void Bluetooth_Init() {  
    // 初始化蓝牙模块  
    // ...  
}  
  
// 蓝牙发送温度函数（伪代码）  
void Bluetooth_SendTemperature(float temp) {  
    // 将温度值转换为字符串或通过其他方式打包数据  
    // 通过蓝牙发送数据到手机APP  
    // ...  
}  
  
// 蜂鸣器初始化函数（伪代码）  
void Buzzer_Init() {  
    // 初始化蜂鸣器硬件接口  
    // ...  
}  
  
// 蜂鸣器响铃函数（伪代码）  
void Buzzer_Beep() {  
    // 控制蜂鸣器发出报警声  
    // ...  
}

请注意，上述代码只是一个非常基础的框架，并且很多函数都是用伪代码表示的。在实际开发中，您需要根据具体的硬件连接和库函数来实现这些功能。

对于MLX90614的驱动，您可能需要参考其数据手册来编写初始化函数和读取温度的函数。对于OLED显示屏、蓝牙模块和蜂鸣器的驱动，同样需要参考各自模块的文档或SDK来编写相应的初始化、显示、发送和响铃函数。

此外，您还需要处理按键输入来设置温度阈值等功能，这部分也需要您根据具体的按键电路和编程逻辑来实现。

在嵌入式系统的开发中，模块化设计是一个重要的原则，它允许我们将复杂的功能拆分成更小、更易于管理和测试的部分。以下是一个基于STM32单片机的MLX90614无接触式红外测温仪（额温枪）的模块化代码展开示例。

我们将整个项目分为几个模块：

MLX90614驱动模块
OLED显示模块
蓝牙通信模块
按键处理模块
蜂鸣器模块
主程序模块

由于篇幅限制，我将只展示每个模块的关键部分。

MLX90614驱动模块

#include "mlx90614.h"  
  
void MLX90614_Init(I2C_HandleTypeDef *hi2c) {  
    // 初始化MLX90614，设置I2C接口等  
}  
  
float MLX90614_ReadTemperature(I2C_HandleTypeDef *hi2c) {  
    // 发送读取温度的命令  
    // 读取MLX90614的响应  
    // 将响应转换为温度值并返回  
    float temperature = 0.0;  
    // ... 实现温度读取的代码 ...  
    return temperature;  
}

OLED显示模块

#include "oled.h"  
  
void OLED_Init(void) {  
    // 初始化OLED屏幕  
}  
  
void OLED_DisplayTemperature(float temperature) {  
    // 将温度显示在OLED屏幕上  
    // ... 实现温度显示的代码 ...  
}

蓝牙通信模块

#include "bluetooth.h"  
  
void Bluetooth_Init(void) {  
    // 初始化蓝牙模块  
}  
  
void Bluetooth_SendTemperature(float temperature) {  
    // 将温度数据打包并通过蓝牙发送  
    // ... 实现蓝牙发送的代码 ...  
}

按键处理模块

#include "button.h"  
  
void Button_Init(void) {  
    // 初始化按键输入  
}  
  
float Button_GetTemperatureThreshold(void) {  
    // 读取按键输入，设置或返回温度阈值  
    float threshold = 37.5; // 默认值  
    // ... 实现按键读取和阈值设置的代码 ...  
    return threshold;  
}

蜂鸣器模块

#include "buzzer.h"  
  
void Buzzer_Init(void) {  
    // 初始化蜂鸣器  
}  
  
void Buzzer_Beep(void) {  
    // 控制蜂鸣器发出声音  
    // ... 实现蜂鸣器响的代码 ...  
}

主程序模块

#include "main.h"  
#include "mlx90614.h"  
#include "oled.h"  
#include "bluetooth.h"  
#include "button.h"  
#include "buzzer.h"  
  
I2C_HandleTypeDef hi2c1; // 假设使用I2C1接口  
  
int main(void) {  
    // 系统初始化代码...  
    MLX90614_Init(&hi2c1);  
    OLED_Init();  
    Bluetooth_Init();  
    Button_Init();  
    Buzzer_Init();  
  
    float temperature_threshold = Button_GetTemperatureThreshold();  
  
    while (1) {  
        float temperature = MLX90614_ReadTemperature(&hi2c1);  
        OLED_DisplayTemperature(temperature);  
        Bluetooth_SendTemperature(temperature);  
        if (temperature >= temperature_threshold) {  
            Buzzer_Beep();  
        }  
        // 延时或等待中断等...  
    }  
}

请注意，上述代码只是一个框架示例，并没有包含完整的实现细节。在实际的项目中，您需要根据具体的硬件和需求来填充每个模块的实现细节。此外，还需要考虑错误处理、功耗管理、中断处理等方面的内容。

本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。