基于STM32的鐵路實時溫度監測座椅

崔楊 張玉雪

摘要：隨著社會的發展，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行保障之外，出行環境的安全也要加以注重。為了能夠在出行時對乘客的進行實時監測，本文對基于STM32單片機的鐵路實時溫度監測座椅進行研究設計，將實時測溫監控裝置和公共交通中人流量較大的列車座椅相結合。以STM32單片機作為控制中心，使用GY-906 BCC紅外測溫模塊作為本裝置的測溫端口，通過實時監測列車上乘客的體溫來對其出行條件是否健康進行判斷，減少在乘坐公共交通工具帶來的風險。通過對無接觸實時測溫系統的研究，實現了基于單片機的實時測溫等一系列功能。

關鍵詞：無接觸;STM32單片機;實時測溫系統

0引言

隨著社會的不斷發展，人們乘坐公共交通工具出行對道路交通運輸系統提出了嚴峻的考驗，尤其是中國作為鐵路大國，鐵路運行過程中對乘客的實時監測更為重要。因此，設計一款可以在列車上實時監測乘客體溫的裝置，可以實時的對旅客的體溫進行監測，并上傳至后臺進行數據收集、比較，將身體健康異常的乘客進行面部識別并加以及時服務，保證乘客儲出行的安全。通過設計系統-基于STM32單片機的鐵路實時溫度監測座椅，在當今環境下的鐵路運行具有一定的意義。

1總體設計原理

本設計基于STM32單片機的鐵路實時溫度監測座椅主要由5部分組成。以STM32單片機為控制核心，當有乘客入座相應座椅時，便會觸發開關按鈕，由STM326單片機向GY-906 BCC紅外測溫模塊發送電信號，GY-906 BCC紅外測溫模塊在接收到由單片機發出的電信號后開始對座椅上的乘客進行實時溫度監測，并記錄數據發送至后臺，與人體正常體溫進行比較，直至乘客離開座位。若在過程中，乘客體溫監測度數超過38.5℃，則會通過STM32單片機觸發由有源蜂鳴器與LED燈連接而成的聲光報警系統，在后臺進行聲光報警，引起工作人員的注意，并將座位信息與乘客信息統計成表，方便工作人員對相關乘客進行服務，鐵路實時溫度監測座椅硬件結構框圖如圖1所示。

2系統組成電路設計

2.1 GY-906 BCC紅外測溫模塊

本系統采用的 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行校驗及線性化，具有非接觸、體積小、精度高，成本低等優點。被測目標溫度和環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，在本設計中主要用于對乘客面部以及額頭區域的溫度進行實時采集，并將數據通過電信號傳輸至單片機。

2.2 STM32單片機最小系統

本系統使用的STM32單片機作為主控部件，實現對 GY-906 BCC紅外測溫模塊測得的數據信息進行分析及處理，對超出閾值的溫度進行采集并向聲光報警系統發送高電平信號，實現對座椅等外設的控制輸出。

在設計過程中以STM32單片機作為主控，將經編譯完成代碼指令轉換成電信號控制各部件進行協調運轉。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for語句循環，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據信息并進行分析處理，并將數據傳輸至OLED顯示屏模塊，進行顯示。還包括一段if、else語句，用來進行溫度的判斷。當溫度>38.5℃時，則輸出一段高電平，在數據比對過程中采集到超出閾值的溫度時，即向聲光報警系統發送高電平信號，進行聲光報警。

2.3 OLED顯示屏模塊

本系統還有以一個非常重要的部分，那就是OLED顯示屏模塊，將所測得的溫度通過具體的數值直觀的顯示在OLED屏幕中，以方便工作人員將數據進行采集對比。

OLED，即有機發光二極管，又稱為有機電激光顯示，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聲光報警模塊

本系統的聲光報警模塊由STM32單片機作為主控部件進行控制，并由一組有源蜂鳴器模塊和LED二極管構成。有源蜂鳴器模塊由高電平觸發，采用S8050三極管驅動，工作電壓3.3V-5V，當I/O口輸入高電平時，蜂鳴器發出“滴”的警示聲。

2.5自動殺菌及識別部分

本系統的自動殺菌系統由STM32單片機控制，當乘客離開座位后，座位底部的壓力傳感器恢復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。系統核心硬件實物圖如圖2所示。測試數據對比如圖3所示。

3總結

本文通過對無接觸實時測溫模塊、自動滅菌理論的相關研究結合鐵路座椅，提出了基于STM32的鐵路實時測溫座椅的設計。該設計相對于現如今的鐵路座椅來說更加適合當下的大環境，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，使監測工作更加便捷、精確。

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注：本文為遼寧省大學生創新創業項目“基于STM32的鐵路實時溫度監測座椅”（項目編號：202113207008）研究成果