[10]。單片機(jī)少不了復(fù)位電路，復(fù)位電路由一個(gè)按鍵、電容和一個(gè)電阻構(gòu)成；而復(fù)位電路的作用則是上電瞬間和按鍵按下后讓芯片完成一次復(fù)位的功能，主控芯片原理圖如圖4.1所示。圖4.1主控模塊電路原理圖4.3射頻模塊電路設(shè)計(jì)在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，以RC522為核心，利用飛利浦公司MFRC522的射頻識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對讀寫器的讀取和讀取。本系統(tǒng)使用3.3V的供電方式，利用SPI接口可以與任意一臺(tái)CPU主機(jī)進(jìn)行通訊，能確保其工作的穩(wěn)定性和可靠性。圖4.2RC522射頻模塊學(xué)生可以使用RFID進(jìn)行刷卡，打開門鎖，射頻模塊的工作原理為：該模塊的1引腳SDA為串行數(shù)據(jù)線，其主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸；本設(shè)計(jì)以2個(gè)引腳SCK為本組件的時(shí)鐘，并在上行緣處執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送；這個(gè)模組的三管腳MOSI，在這個(gè)管腳是高電平的情況下向這個(gè)模組發(fā)送數(shù)據(jù)；4管腳MOSI，在這個(gè)管腳是高電平時(shí)，向MCU發(fā)送探測到的數(shù)據(jù)；該模塊的5引腳IRQ該模塊的不接，該引腳功能為中斷請求；該模塊的6引腳GND和地進(jìn)行連接，該模塊的7引腳為該模塊的復(fù)位引腳，當(dāng)檢測管腳上升沿啟動(dòng)內(nèi)部復(fù)位。該模塊的8引腳為電源模塊引腳，給該模塊進(jìn)行供電，根據(jù)RC522射頻模塊繪制原理圖，該模塊的原理圖如圖4.3所示。圖4.3射頻模塊原理圖4.4測溫模塊電路設(shè)計(jì)MLX90614是邁來芯公司生產(chǎn)的一種廉價(jià)、免接觸式體溫表[12]，主要用于測量人體體溫。測量結(jié)果與被測對象的溫度成正比關(guān)系，測量結(jié)果準(zhǔn)確，分辨力高。用PTC或PTAT器件來測定，其通頻帶在5.5-14微米之間。采用17位模數(shù)轉(zhuǎn)換器及功能齊全的DSP芯片MLX90302，為研制出具有較高分辨率、高準(zhǔn)確度的測溫器件提供了一種新的思路。另外，還增加了一塊內(nèi)置的溫度傳感器，用于檢測晶片的溫度。通過對兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，得到相應(yīng)的周圍環(huán)境和對象的體溫。將測量結(jié)果的對象的溫度及周圍的溫度數(shù)據(jù)存入MLX90302的RAM中，其具有0.01攝氏度的溫分辨力，并且可以通過雙絞線SMBus（SystemManagementBus）相容的協(xié)議（IIc)（0.02°C）或者10比特PWM(PWM)(PWM）的輸出方式進(jìn)行輸出。MLX90614的生產(chǎn)環(huán)境是經(jīng)過標(biāo)定的，它可以測出一個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有對象的平均溫度。圖4.4MLX90614非接觸測溫實(shí)物圖本設(shè)計(jì)采用MLX90614傳感器監(jiān)測人體體溫，根據(jù)實(shí)物圖繪制原理圖該模塊的原理圖如圖4.5所示。圖4.5MLX90614非接觸測溫原理圖4.5按鍵模塊電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)采用一鍵單鍵來實(shí)現(xiàn)對人體溫度的檢測。其工作機(jī)理是：在沒有鍵壓下時(shí)，將與其相關(guān)聯(lián)的輸入輸出端口與MCU相連，輸入輸出端口都為高電平，輸出信號為“1”；若存在按鍵，則相應(yīng)輸入/輸出端口經(jīng)由此按鍵而被接至地面，資訊為“0”[14]。這樣，CPU就可以通過探測10端口與MCU相連的10端口導(dǎo)線中的哪條為“0”，從而判斷出有無健技下，并能辨別出被按下的鍵。CPU被認(rèn)出來的時(shí)候。所述各鍵的連接方法為：所述各鍵的一末端分別與P2端口的一根管針相聯(lián)接；另外一頭是與地面相連的；被按壓后，由單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的按鈕的作用[14]。在圖4.6中顯示了一個(gè)單獨(dú)的鍵組件的示意圖，按鍵K1可確認(rèn)測量體溫完成，按鍵的左端與電源地進(jìn)行連接，右端與單片機(jī)的對應(yīng)引腳進(jìn)行連接，完成按鍵的控制功能。圖4.6按鍵模塊原理圖4.6顯示模塊電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主機(jī)上的顯示模塊選用的是0.96寸128*64的OLED顯示模塊，該屏幕內(nèi)部集成了SSD1306驅(qū)動(dòng)芯片，通過SPI接口與ARM主控芯片相連，該模塊具有體積小、功耗低、開發(fā)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于小型嵌入式設(shè)備中。OLED顯示模塊實(shí)物如圖4.7所示。圖4.7顯示模塊實(shí)物圖此次設(shè)計(jì)采用OLED顯示模塊作為門禁系統(tǒng)的顯示模塊，將體溫、姓名、班級、學(xué)號等具體數(shù)據(jù)在液晶屏上進(jìn)行顯示。顯示模塊的1引腳接到電源地；顯示模塊的2引腳接到電源VCC，給該顯示模塊進(jìn)行供電；顯示模塊的3引腳為時(shí)鐘模塊，在上升沿時(shí)允許將需要顯示的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊，顯示模塊的4引腳為SDA，將需要顯示的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示屏進(jìn)行顯示，顯示模塊原理圖如圖4.8所示。圖4.8顯示模塊電路原理圖4.7報(bào)警模塊電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)采用了一種具有報(bào)警功能的報(bào)警系統(tǒng)。蜂音器為集成型，有壓電型和電磁式兩種。該裝置所采用的壓電式蜂鳴器，其驅(qū)動(dòng)方式為自激式。該自激式蜂音器以DC為動(dòng)力，無需使用AC訊號來驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由三極管將該驅(qū)動(dòng)端口所輸出的激勵(lì)電平進(jìn)行放大，再將該驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行放大，從而可以讓蜂音器發(fā)聲〔15〕[16]。來自微控制器端口的阻值，在其輸出為高電平時(shí)，其不工作。當(dāng)端口輸出為“低”時(shí)，蜂鳴器工作，因?yàn)檩敵龆丝谳敵龅碾娏骱苌伲虼巳龢O作為一個(gè)“放”的角色，以此來帶動(dòng)蜂鳴器，當(dāng)兩個(gè)電極之間的電壓較小時(shí)，兩個(gè)電極之間就是一個(gè)““開””字，而三極之間的兩個(gè)電極之間的電流很小時(shí)，則是一個(gè)“關(guān)”，因此三極管也是一個(gè)開關(guān)。圖4.9顯示了蜂音器組件的實(shí)體視圖。圖4.9蜂鳴器報(bào)警模塊實(shí)物圖根據(jù)實(shí)物繪制該模塊的原理圖，該模塊的原理圖如圖4.10所示。圖4.10報(bào)警模塊原理圖4.8WIFI模塊電路設(shè)計(jì)在該方案中，使用了一個(gè)WIFI無線傳送模塊來傳送訪問控制系統(tǒng)的資料，使用了ESP8266的型號，Esp8266是一個(gè)用于與物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)相連，并將傳感信息上載到云端平臺(tái)中，然后將傳送指令發(fā)送到云端。Esp8266是一個(gè)支持802.11b/g/n規(guī)范的串行轉(zhuǎn)換WiFi芯片模塊，它可以通過SocketAT命令對模塊進(jìn)行迅速的進(jìn)行設(shè)置和接入，內(nèi)部的TCP/IP協(xié)議堆棧，可以實(shí)現(xiàn)TCPC客戶端的多通道連接，也可以在主板上安裝PCB天線[17]，并且還具備了大量的UART,I2C,PWM,GPIO等多種接口，做為一個(gè)從機(jī)，只要能夠通過一個(gè)USBUSART就可以和主機(jī)進(jìn)行通訊，Esp8266支持三種工作模式：STA、AP、STA+AP，比較適合家居環(huán)境使用，該模塊的實(shí)物圖如圖4.11所示。圖4.11WIFI模塊實(shí)物圖按照這個(gè)模塊的電路圖，見圖4.12，這一次的設(shè)計(jì)中，用到了5V的電源，而這個(gè)組件的工作電壓是3.3V。所以，在這一次的設(shè)計(jì)中，首先利用了一個(gè)降壓芯片AMS117，把5V的電壓變換成3.3V，對這個(gè)無線傳輸模塊進(jìn)行供電。圖4.12WIFI模塊原理圖5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框架圖5.111顯示了該系統(tǒng)的主要流程。在主要的編程過程中，通過對每個(gè)功能模塊的初始化，然后讀出RFID的電子標(biāo)簽及室外（室外）的溫度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行while主周期。在主循環(huán)中，先輸入一個(gè)功能鍵功能，這個(gè)功能包括兩個(gè)步驟，一是通過密鑰搜索功能來獲得關(guān)鍵值，二是根據(jù)關(guān)鍵值執(zhí)行對應(yīng)的過程。接下來是一個(gè)功能監(jiān)控功能【18】，這個(gè)功能主要是通過調(diào)用對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)功能來獲得一個(gè)測量結(jié)果，并且將監(jiān)控結(jié)果通過WIFI模塊傳送到移動(dòng)終端；然后是第三個(gè)功能，它是一個(gè)用來顯示監(jiān)控溫度的閥值的功能；然后進(jìn)行第4個(gè)功能處理功能，這個(gè)功能的作用就是判定目前的溫度有沒有達(dá)到設(shè)定的臨界值，如果體溫大于設(shè)置的最大值，則蜂鳴器報(bào)警2s，并通過WIFI發(fā)送至手機(jī)端同步信息，否則取消報(bào)警。圖5.1程序總體流程圖5.2溫度檢測模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)首先初始化引腳，然后發(fā)送起始位，再發(fā)送從機(jī)設(shè)備地址寫，接下來發(fā)送命令地址，重新發(fā)送一次起始位，再發(fā)送從機(jī)設(shè)備地址讀，然后先讀取低字節(jié)數(shù)據(jù)，再讀取高字節(jié)數(shù)據(jù)，最后發(fā)送結(jié)束位結(jié)束本次數(shù)據(jù)的讀取。將讀取的高字節(jié)數(shù)據(jù)和低字節(jié)數(shù)據(jù)整合為一個(gè)數(shù)據(jù)，通過公式換算最終得到溫度值,如圖5.2所示。圖5.2溫度檢測流程圖5.3按鍵模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)獨(dú)立按鍵有四個(gè)引腳，兩個(gè)邊角相通，在使用時(shí)其中一個(gè)接到單片機(jī)的I/O端口，另外一端接地。換句話說，在正常情況下，當(dāng)鍵盤不工作時(shí)，其輸出為高電平，而當(dāng)出現(xiàn)按壓操作時(shí)，其輸出為低電平。只要對與所述鍵管腳相關(guān)的輸入輸出接口進(jìn)行檢測，若出現(xiàn)了一個(gè)低電平，就確定所述鍵為按壓狀態(tài)。有的時(shí)候，由于線路或周邊設(shè)備的EMI，微控制器的I/O接口會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較低的電平，這樣就會(huì)被MCU誤以為是一個(gè)鍵操作。因此，在對鍵盤進(jìn)行掃描時(shí)，要進(jìn)行去抖動(dòng)的處理，將這些干擾信息濾除，得到精確的鍵狀態(tài)信號。獨(dú)立按鍵程序流程如圖5.3所示。圖5.3獨(dú)立按鍵流程圖5.4顯示模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)首先設(shè)置從機(jī)地址，然后傳入一系列初始化命令，包括設(shè)置內(nèi)存尋址模式、設(shè)置顯示時(shí)鐘分頻因子、設(shè)置多路傳輸比率、起始行、顯示偏移、對比度、電荷泵、顯示方式等，初始化完畢后，開始顯示數(shù)據(jù)，首先需要設(shè)置顯示的起始坐標(biāo)，然后調(diào)用字模數(shù)組，比對字模數(shù)組找到顯示的字模，調(diào)用寫數(shù)據(jù)函數(shù)，從而顯示出數(shù)據(jù),OLED顯示流程設(shè)計(jì)如圖5.4。圖5.4OLED顯示流程設(shè)計(jì)圖5.5WiFi模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)首先初始化引腳，然后配置ESP8266，包括設(shè)置ESP8266工作在Station模式、開啟DHCP、連接熱點(diǎn)、連接阿里云服務(wù)器。配置完成后，接下來連接阿里云平臺(tái)并設(shè)置用戶名、密碼、客戶端ID，接下來開始訂閱主題，此時(shí)就可以接收阿里云下發(fā)的數(shù)據(jù)，如果想要上傳數(shù)據(jù)，則通過JSON格式進(jìn)行發(fā)布主題，WiFi模塊流程如圖5.5所示。圖5.5WIFI模塊子流程設(shè)計(jì)圖6系統(tǒng)仿真與測試6.1系統(tǒng)仿真與測試整個(gè)實(shí)物試驗(yàn)的實(shí)體圖片，見圖6.1。由此可以看到，這一次的設(shè)計(jì)中，有很多的實(shí)物模塊，STM32單片機(jī)和它所構(gòu)成的最小系統(tǒng)，液晶顯示屏OLED,RFID刷卡模塊，獨(dú)立按鍵，體溫監(jiān)測模塊，蜂鳴器報(bào)警模塊，WiFi模塊等。圖6.1整體實(shí)物焊接圖6.2測試結(jié)果與分析首先進(jìn)行刷卡，當(dāng)小甲刷卡成功之后，液晶顯示屏?xí)⑿〖椎男彰?、班級、學(xué)號顯示出來，實(shí)物測試如圖6.2所示。圖6.2小甲刷卡成功測試圖在卡上卡片之后，通過無接觸式的紅外線觸發(fā)器來探測一次甲身的溫度，然后再用一只單獨(dú)的按鈕來確定一次的體溫，若溫度超過37度，則會(huì)發(fā)出2秒的警報(bào)，顯示人數(shù)為1。實(shí)物測試如圖6.3所示。圖6.3溫度正常測試圖當(dāng)小乙刷卡成功之后，液晶顯示屏?xí)⑿∫业男彰?、班級、學(xué)號顯示出來，實(shí)物測試如圖6.4所示。圖6.4小乙刷卡成功測試圖當(dāng)刷卡后，通過非接觸紅外觸發(fā)模塊檢測小乙體溫，通過一個(gè)獨(dú)立按鍵確認(rèn)測量體溫完成，如果體溫大于37°，蜂鳴器報(bào)警2s，顯示人數(shù)為2。如果體溫小于37°，蜂鳴器不報(bào)警，實(shí)物測試如圖6.5所示。圖6.5溫度正常測試圖當(dāng)小丙刷卡成功之后，液晶顯示屏?xí)⑿”男彰?、班級、學(xué)號顯示出來，實(shí)物測試如圖6.6所示。圖6.6小丙刷卡成功實(shí)物測試圖當(dāng)刷卡后，通過非接觸紅外觸發(fā)模塊檢測小丙體溫，通過一個(gè)獨(dú)立按鍵確認(rèn)測量體溫完成，如果體溫大于37°，蜂鳴器報(bào)警2s，顯示人數(shù)為3，實(shí)物測試如圖6.7所示。如果體溫小于37°，蜂鳴器不報(bào)警，實(shí)物測試如圖6.8所示。圖6.7溫度異常報(bào)警測試圖圖6.8溫度正常測試圖7總結(jié)與展望7.1總結(jié)此次設(shè)計(jì)分為硬件和軟件部分：硬件部分包括STM32單片機(jī)及其組成的最小系統(tǒng)、液晶顯示屏OLED、RFID刷卡模塊、獨(dú)立按鍵、體溫監(jiān)測模塊模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、WiFi模塊等。用Keil5進(jìn)行編譯并通過燒錄器直接燒錄到單片機(jī)中。此次基于STM32單片機(jī)控制的門禁設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)公眾場所人群的快速體溫測量，進(jìn)行初步篩檢體溫異常者，進(jìn)而解決了用戶在流感高發(fā)期避免與人體接觸而帶來的病毒傳播。當(dāng)然本系統(tǒng)也存在許多不足之處，體表溫度受環(huán)境干擾較大，如果將門禁系統(tǒng)再擴(kuò)展上人臉識(shí)別驗(yàn)證模塊，其安全性將會(huì)獲得更大的提高。7.2展望基于RFID技術(shù)的測溫門禁系統(tǒng)的研究目前存在一些不足之處。首先，當(dāng)前的研究范圍較為有限，主要集中在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，缺乏對系統(tǒng)應(yīng)用場景和用戶需求的深入探討。其次，現(xiàn)有研究缺乏充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，對系統(tǒng)在不同環(huán)境下的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性缺乏全面的了解。未來的研究方向可以著重于以下幾個(gè)方面：首先，加強(qiáng)對測溫門禁系統(tǒng)在不同場景下的實(shí)際應(yīng)用研究，包括公共場所、企業(yè)單位等，以滿足實(shí)際需求。其次，深入研究測溫算法和傳感器設(shè)計(jì)，提高溫度測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。另外，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對溫度數(shù)據(jù)的智能分析和預(yù)測，為增強(qiáng)呼吸道感染疾病防控和安全管理提供更科學(xué)有效的支持。未來基于RFID技術(shù)的測溫門禁系統(tǒng)有望成為疾病防控和安全管理領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，對社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面產(chǎn)生積極的影響。參考文獻(xiàn)梁艷芬.新冠肺炎疫情對世界經(jīng)濟(jì)的影響分析[J].國際經(jīng)濟(jì)合作,2020(2):4-11.張宏偉.基于人臉識(shí)別和紅外測溫技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào),2022,42(06):80-90.DOI:10.13356/ki.jdnu.2095-0063.2022.06.010.徐耀,劉步中,翟德超.基于健康碼識(shí)別檢測預(yù)警的智能門禁終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子制作,2021,(18):40-42.鄭思聰.基于紅外測溫原理的非接觸式體溫計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2020(18):148-149.DOI:10.19353/ki.dzsj.2020.18.069.王卓群,易超.新型智能防疫門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電子元器件與信息技術(shù),2021,5(5):219-223.DOI:10.19772/ki.2096-4455.2021.5.097.張建楠.基于嵌入式的人臉識(shí)別智能門禁系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D].杭州電子科技大學(xué),2020.Zhang,H.,&Wang,J.(2020).ApplicationofThermalImagingTechnologyinAccessControlSystems.JournalofThermalImaging,15(3),210-225.Li,J.,Wu,H.,Zhang,L.,&Liu,Y.(2020).DesignandImplementationofRFID-enabledTemperatureMonitoringandAccessControlSystem.

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