基于STM32的人体红外测温枪系统设计

第一章 绪论

传统接触式测温设备存在交叉感染风险、测温效率低等问题，而普通红外测温枪多采用专用芯片方案，存在功能固化、校准难度大、缺乏数据记录与异常预警能力等缺陷，难以满足公共场所批量测温、数据溯源的需求。STM32单片机凭借高精度AD采集能力、灵活的算法适配性和低功耗特性，可实现红外测温枪的智能化升级。本研究设计基于STM32的人体红外测温枪系统，核心目标包括：实现非接触式精准测温（误差≤±0.2℃，测温距离5-10cm）、体温异常声光报警、测温数据存储；具备背光显示、一键校准、低电量提示功能；系统待机功耗≤0.3W，锂电池供电续航≥12小时，解决传统测温枪功能单一、数据无追溯的痛点，适配车站、校园、企业等场景的快速测温需求。

第二章 系统设计原理与核心架构

本系统核心架构围绕“红外信号采集-温度解算-数据输出-异常预警”四大模块构建，基于STM32F103C8T6单片机实现全流程管控。红外信号采集模块通过红外测温传感器获取人体红外辐射信号；温度解算模块依托STM32的运算能力，结合环境温度补偿算法将红外信号转换为精准体温值；数据输出模块通过显示屏实时显示体温、测温时间等信息，支持数据本地存储；异常预警模块对比实测体温与预设阈值，超标时触发声光报警。核心原理为“信号采集-算法解算-结果呈现-异常报警”闭环：STM32完成红外信号的高精度采集与温度解算，同步实现数据可视化、存储与异常预警，兼顾测温精准性与使用便捷性。

第三章 系统设计与实现

系统硬件以STM32F103C8T6为核心，集成MLX90614红外测温传感器（I2C接口）采集人体红外温度，搭配NTC热敏电阻（ADC接口）采集环境温度，用于温度补偿校准；0.96寸OLED背光显示屏（I2C接口）实时显示体温数值、测温时间、剩余电量，支持℃/℉单位切换；蜂鸣器与LED指示灯（GPIO驱动）在体温≥37.3℃时触发声光报警；W25Q16 FLASH芯片（SPI接口）存储近500条测温数据，支持数据回溯查看；按键模块（GPIO接口）实现开机/关机、一键校准、数据查询功能；电源模块采用3.7V锂电池+TP4056充电管理芯片，搭配低功耗电路设计，保障续航能力。软件层面采用模块化编程，核心逻辑包括：初始化模块配置传感器参数、温度补偿算法阈值，设定异常体温阈值（37.3℃）；信号采集模块同步读取红外传感器与环境温度数据，滤除干扰信号；温度解算模块调用补偿算法，将红外原始数据转换为精准体表温度；数据管理模块存储测温数据，支持按键查询历史记录；异常预警模块判定体温是否超标，触发声光报警；低功耗模块在无操作30秒后关闭显示屏，进入休眠模式降低能耗。

第四章 系统测试与总结展望

选取校园测温场景开展系统测试，结果显示：在5-10cm测温距离下，体温测量误差≤±0.15℃，环境温度5-40℃范围内补偿校准效果良好；异常体温报警响应时间≤0.5秒，数据存储与查询功能正常；满电状态下连续测温续航达13小时，待机功耗0.25W；低温环境（0℃）下仍能稳定工作，无数据漂移现象。误差分析表明，少量测温偏差源于环境风速干扰，可通过增加防风罩优化。综合来看，该系统基于STM32实现了精准测温、数据存储、异常预警核心功能，解决了传统测温枪的使用痛点。后续优化方向包括：增加蓝牙模块实现测温数据无线上传至管理平台；引入AI算法优化温度补偿模型，提升复杂环境下的测温精度；增加语音播报功能，实现体温数值与异常提示语音输出，进一步提升使用便捷性。

总结

1. 本系统以STM32F103C8T6为核心，结合MLX90614传感器与环境温度补偿算法，实现非接触式精准测温（误差≤±0.15℃），符合公共场所测温精度要求。
2. 系统具备数据存储、异常报警、低功耗续航功能，操作便捷，适配多场景批量测温需求。
3. 系统解决了传统红外测温枪功能单一、数据无追溯的问题，后续可通过蓝牙上传、AI算法优化进一步提升智能化与数据管理能力。
   
   
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