智能手部測溫消毒儀

華北理工大學人工智能學院 樊小凱

華北理工大學冶金與能源學院 陳香威

華北理工大學人工智能學院 高美芳

該項目是基于STM32F103的一款手部測溫消毒儀，它主要應用于如商場、超市、學校等人流量較大的公共場所，能夠實現手部溫度測量、智能識別、手部消毒等功能。設備在高效完成手部體溫檢測與消毒工作的同時，能夠減少人力物力資源的投入，降低檢測員在檢測過程中被感染的風險。

在疫情全球爆發的時代背景下，我國采取了非常嚴苛的防控措施，并取得顯著成果，但日常的防疫工作依然不能松懈，特別是針對如商場、酒店和學校等人流量巨大的公共場所，如何高效快捷的完成防疫檢測工作，同時降低在檢測過程中的感染風險，是本文提出要解決的一個問題。此次設計的手部測溫消毒儀，能夠實現智能化精準檢測被檢人員體溫和自動對手部進行消毒等功能，在減少傳統檢測方式高昂人力物力成本的同時，降低了檢測人員在工作過程中被感染的風險，實現了測溫與消毒的智能化和一體化，具有良好的應用前景。

1 設計思路

測溫模塊對被檢人員手部進行溫度測量，并將溫度數據傳送至STM32F103主控芯片，主控芯片會對溫度數據進行計算和判斷，同時將溫度信息顯示在屏幕上，并通過藍牙模塊發送至管理者手機，當溫度為正常值時，主控芯片控制真空泵滴落免洗酒精，當溫度超過正常值時，主控芯片控制蜂鳴器發出警笛。光電模塊檢測被檢人員手部是否離開測溫區域，只有當被檢人員手部離開測溫區域后，測溫模塊才會進行下一次溫度測量。整體設計如圖1所示。

圖1 整體設計

2 結構設計

手部測溫消毒儀整體結構如圖2所示。三維尺寸為439×205×200mm，體積較小，易于擺放。外殼材料多采用亞克力材質，其具有極佳的耐候性、較高的表面硬度和較好的高溫性能。

圖2 手部測溫消毒儀整體結構

3 程序設計

主要分為四部分，即溫度檢測、智能識別、控制消毒、信息展示。程序設計如圖3所示。

圖3 程序設計

3.1 溫度檢測

PWM初始化后舵機會控制MLX90621紅外(IR)陣列傳感器隔一段時間轉動一定角度，轉動三次完成一次掃描。紅外傳感器會將數據傳送至主控芯片，同時光電模塊會開始工作，利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路接通電路，來檢測手是否離開被測區域，只有當被測者手伸出被測區域時，舵機才會控制測溫模塊進行下一次的溫度采集。

3.2 智能識別

主控芯片接收到溫度數據后首先將溫度數組整合成一個二維數組，為了減少多次掃描可能會存在的數據重疊所帶來的影響，會對數據進行數組去重，來保證數據的準確性。根據全部數組的平均溫度和溫度范圍，主控芯片可計算出環境溫度，并設定手部溫度的閾值，以此來得到手部的溫度長寬比、數據點個數和平均溫度等條件，再判斷被測物體是否為人手。當識別到被測物體不是人手時，設備不會滴落消毒液，也不會記錄溫度信息，有效的降低了誤觸發生的概率。

3.3 控制消毒

手部測溫消毒儀采用12V微型真空泵，其配備了高品質無刷電機，能夠全天候連續運行，具有超長的壽命，同時它還可以提供PWM速度調節，電動機FG反饋等附加信號，可以隨意調節電機轉速并隨機改變產品的輸出流量，非常方便使用和調試。

主控芯片檢測到被測物體是人手，且沒有超過設定溫度時，會控制真空泵，滴落免沖洗酒精，供被測者進行手部消毒。

3.4 信息展示

主控芯片通過計算和分析得出被測者手部的溫度值后，會通過藍牙模塊將溫度值傳送至工作人員的手機，幫助工作人員進行記錄和分析。同時，主控芯片會將溫度值傳送至OLED顯示模塊，供被測者進行查看。

結束語：本文針對如何高效快捷的完成防疫檢測工作，同時降低在檢測過程中的感染風險一題，講述設計了一款能夠實現手部溫度測量、智能識別、手部消毒等功能的測溫消毒儀。此設備檢測精度較高，體積較小，同時造價較低，非常適用于人流量巨大的大型公共場所，能夠在防疫檢測工作中發揮有效作用，具有良好的應用前景。