摘 要

为了实现测量迅速、无需接触的温度检测功能，本系统采用MLX90615红外温度传感器采集目标物体的温度，DS18B20传感器采集环境的温度， STM32F103C8T6作为系统核心，同时还加入了ESP8266 WIFI模块，设计了一个非接触式红外温度检测系统。系统主要有硬件和软件两部分组成，MLX90615红外传感器和DS18B20温度传感器采集温度数据然后输出数字信号给STM32单片机，再由STM32单片机进行数据处理，通过按键选择通道在四位数码管上显示温度数据。同时可以通过WIFI模块与手机或计算机构建无线连接，通过单片机内建web服务器在终端浏览器上显示测量结果。软件部分单片机使用Keil uVision5编程，采用C语言编写。

关键词：红外测温；MLX90615红外温度传感器；STM32单片机；嵌入式Web服务器

Abstract

In order to achieve rapid measurement, no need to touch the temperature detection function, the system uses MLX90615 infrared temperature sensor as the target object temperature acquisition device, DS18B20 sensor as the ambient temperature acquisition device to STM32F103C8T6 as the system core, also joined the ESP8266 WIFI module, designed a non-contact infrared temperature detection system. The system consists of hardware and software components, MLX90615 infrared sensor and DS18B20 temperature sensor to collect temperature data and then output digital signals to the STM32 microcontroller, and then STM32 microcontroller for data processing, through the button to select the channel in the four digital display temperature data. At the same time can be constructed via a wireless connection with a mobile phone or computer WIFI module, built by the microcontroller to display the measurement result of the web server on the terminal browser. The software part uses Keil uVision5 programming, written in the C programming language.

Key Words：Infrared temperature measurement；MLX90615；STM32；Web Server

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 设计的主要内容 2

第2章 总体设计与器件选型 3

2.1 系统总体设计 3

2.2 主要元器件选型 3

2.2.1 STM32单片机选型 3

2.2.2 红外温度传感器选型 4

2.2.3 Wi-Fi模块选型 5

第3章 主要电路设计 6

3.1 STM32单片机最小系统 6

3.2 MLX90615测温电路 7

3.3 环境温度检测电路 7

3.4 Wi-Fi电路 8

3.5 键控电路 9

3.6 数码管显示电路 9

3.7 实物硬件图 10

第4章 系统软件设计 11

4.1 红外温度检测程序与SMBus通信 11

4.1.1 SMBus传输协议简介 11

4.1.2 红外传感器温度读取程序设计 12

4.1.3 关键代码详解 13

4.2 环境温度检测程序 14

4.2.1 环境温度读取程序设计 14

4.2.2 关键代码详解 14

4.3 Web服务器与串口通信 15

4.3.1 嵌入式Web服务器简介 15

4.3.2 基于NodeMCU的Web服务器的搭建 16

4.3.3 串口通信 16

4.3.4 关键代码详解 17

4.4 数码管动态扫描程序 18

4.5 系统程序总流程 19

第5章 系统测试 20

5.1 传感器测温 20

5.2 嵌入式Web服务器测试 21

结论 22

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

温度测量方法目前有很多种，可以大致分为接触式温度测量和非接触式温度测量。接触式测温的测量精度相对较高，可以测量环境温度和待测物体各部位的温度，但是对于测量待测瓶体内液体的温度，特别是在要求快速、精准和不打开瓶体的情况下，是无法做到的。另外，使用接触式测温测量传染病人、或者小孩的体温也都是比较困难的。也就是说，我们需要采用一种在不接触物体的情况下实现对物体温度测量的测温方法，为此设计采用了非接触式测温方式中的一种重要方式——红外测温^[1]。

2003年我国遭受非典型肺炎传染性疾病(SARS)，2009 年全球甲型 H1N1 流感的肆虐，这些事件的发生，使人们越来越注重公共卫生安全。非接触、高精度医用红外测温仪的研究，对于公共场合、大流量人群的快速检测具有重要的意义，它不仅具有巨大的商业价值，而且具有重大的社会价值^[2]。

非接触式温度检测反应迅速、无需接触、精确度高，可以广泛应用于传染病人体温测量、婴幼儿体温测量、钢铁行业温度测量等不便或无法采用接触式测量的场合。

1.2 国内外研究现状

温度检测装置大致分为接触式和非接触式的装置。传统的水银温度计就是最为常见的接触式温度检测装置了，它具有使用简单、测量可靠、价格便宜等优点。但是当面对流感、非典等大型传染性疾病的监控预防等工作的时候，水银温度计等接触式温度计就非常不适用，以及在某些具有高温、腐蚀等工业环境中也不适用。这时就需要用到非接触式的温度计，非接触式的温度计刚好可以弥补接触式温度计的缺点，可以不直接与被测文体接触就能够测量到物体的世纪温度，同时测量的响应速度快，数据结果精准。因此在现代社会中，非接触式温度计的使用越来越广泛^[3]。

非接触式温度检测装置在国外起步早、发展快，目前已经取得了很大的成就。在早期的国内市场上，主要是日本或者美欧等方面垄断了相关的产品的技术。在非典爆发后，国内非常重视非接触式温度计的研究，相关的技术和产品也得到了巨大的发展。而在H1N1的危机中，此类产品更是的到了巨大的提升和普及。可以说产品的发展与我们的生活有着巨大的联系。