基于STM32F103C8T6設計一款智能防疫門禁系統

畢設介紹

本設計的系統由STM32F103C8T6單片機核心板、彩屏液晶顯示電路、語音播報電路、非接觸測溫傳感器電路、舵機驅動電路、WIFI模塊、按鍵電路及電源組成。

題目要求

針對當前的疫情形勢，設計一款智能防疫門禁系統。

本系統由STM32F103C8T6單片機核心板、彩屏液晶顯示電路、語音播報電路、非接觸測溫傳感器電路、舵機驅動電路、WIFI模塊、按鍵電路及電源組成。

本系統能夠采集人體溫度、記錄人流量，測量溫度對比溫度閾值，當測量溫度低于溫度閾值時，液晶顯示“狀態:正常”，語音播報“溫度正常”，舵機動作（相當于打開閘門）；如果測量溫度超過設置閾值，液晶顯示“狀態:注意！異常”，語音播報“請注意溫度異常”，舵機不動作（不允許通過）。

題目分析

本次畢業設計是智能防疫門禁系統的設計與實現，設計所包含的模塊主要有彩屏液晶顯示電路、攝像頭模塊、語音播報電路、非接觸測溫傳感器電路、舵機驅動電路、WIFI模塊、按鍵電路模塊及電源模塊。

通過模塊之間的配合實現對疫情的預警，一旦有溫度異常將會通過閘門關閉和語音播報來通知相應人員做出相關措施。

STM32F103C8T6實時采集紅外傳感器獲取溫度，如果溫度低于或高于指定閾值時，操作TFT顯示屏顯示溫度異常和語音模塊播報，同時控制舵機關閉，模擬門閘關閉狀態，并將溫度信息通過WIFI模塊上傳至后臺，提醒后臺工作人員進行上報和處理。

本題難點在于stm32單片機程序設計、液晶顯示、語音播報模塊以及非接觸式測溫模塊的使用。

總體方案設計圖

原理圖設計說明

彩屏液晶顯示:采用1.8寸128X160像素tft屏幕，該屏幕采用ST7735S驅動芯片，通過14pin、0.5mmFPC 接口與單片機相連，通過SPI串口與單片機進行通信，用來顯示所測溫度或顯示其它必要信息。

彩屏液晶顯示原理圖

?語音播放芯片：采用NV020C-SOP8語音芯片，該芯片內置一組PWM輸出器可直推0.5W喇叭，支持13bit的DAC輸出，也可外接功放模塊；采用靈活的多種操作模式（邊沿按鍵觸發，電平觸發、隨機按鍵播放、順序按鍵播放等）；外圍電路簡單，僅需一個耦合電容。

靜態電路小于2uA；本系統中采用一線制控制模式，單片機僅需1個IO口輸出時序信號，即可控制該芯片輸出音頻。

語音播放原理圖

非接觸測溫傳感器：采用GY-906-DCC模塊,該模塊體積小巧，內部自帶環境溫度補償和線性校準算法，通過SPI通信與單片機進行數據交換，當溫度超過設定的閾值時，單片機進行及時的顯示和邏輯處理，本模塊精度非常之高，完全可以滿足無接觸測溫功能需求。

WIFI模塊：ESP12F 系列模組是深圳市安信可科技有限公司開發的一系列基于樂鑫ESP8266的低功耗UART-WiFi芯片模組，用戶可以使用該模塊為現有的設備添加聯網功能，也可以構建獨立的網絡控制器。

本系統采用該模塊進行數據的上傳，可以實時將數據上傳給后臺服務器，進行數據的存儲和大數據處理等。

WIFI模塊原理圖

電源模塊：AMS1117-3.3是一種輸出電壓為3.3V的正向低壓降穩壓器，適用于高效率線性穩壓器發表開關電源穩壓器電池充電器活躍的小型計算機系統接口終端筆記本電腦的電源管理電池供電的儀器，本系統采用AMS1117-3.3將5V電源電源穩壓至3.3V為單片機和wifi模塊等供電。

參考了B站藍橋杯教學視頻中的防反接電路，同時設計了三種供電接口(USB、接線端子、圓頭)，防反接電路是通過NMos控制GND的導通。

防反接電路圖

主控模塊：STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 內核STM32系列的32位的微控制器，程序存儲器容量是64KB，需要電壓2V~3.6V，本系統采用STM32F103C8T6當主控模塊，實時采集紅外傳感器獲取溫度，如果溫度低于或高于指定閾值時，操作TFT顯示屏顯示溫度異常和語音模塊播報，同時控制舵機關閉，模擬門閘關閉狀態，并將溫度信息通過WIFI模塊上傳至后臺，提醒后臺工作人員進行上報和處理。