基于STM32单片机设计的红外测温仪(带人脸检测) |
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由于医学发展的需要,在很多情况下,一般的温度计己经满足不了快速而又准确的测温要求,例如:车站、地铁、机场等人口密度较大的地方进行人体温度测量。 当前设计的这款红外非接触式测温仪由测温硬件+上位机软件组合而成,主要用在地铁、车站入口等地方,可以准确识别人脸进行测温,如果有人温度超标会进行语音提示并且保存当前人脸照片。 1、 硬件选型与设计思路 (1). 设备端主控单片机采用STM32F103C8T6,人体测温功能采用非接触式红外测温模块。 上位机采用Qt5设计,Qt5是一套基于C++语言的跨平台软件库,性能非常强大,目前桌面端很多主流的软件都是采用QT开发。比如: 金山办公旗下的-WPS,字节跳动旗下的-剪映,暴雪娱乐公司旗下-多款游戏登录器等等。Qt在车联网领域用的也非常多,比如,哈佛,特斯拉,比亚迪等等很多车的中控屏整个系统都是采用Qt设计。 在测温项目里,上位机与STM32之间采用串口协议进行通信,上位机可以打开笔记本电脑默认的摄像头,进行人脸检测;当检测到人脸时,控制STM32测量当前人体的实时温度实时,再将温度传递到上位机显示;当温度正常时,上位机上显示绿色的提示字样“温度正常”,并有语音播报,语音播报的声音使用笔记本自带的声卡发出。如果温度过高,上位机显示红色提示字样“温度异常,请重新测量”,并有语音播报提示。温度过高时,会自动将当前人脸拍照留存,照片存放在当前软件目录下的“face”目录里,文件的命名规则是“38.8_2022-01-05-22-12-34.jpg”,其中38.8表示温度值,后面是日期(年月日时分秒)。 (3) 上位机运行效果上位机需要连接STM32设备之后才可以获取温度数据,点击软件上的打开摄像头按钮,开启摄像头,让检测到人脸时,下面会显示当前测量的温度。如果没有连接STM32设备,那么默认会显示一个正常的固定温度值。界面上右边红色的字,表示当前处理一帧图像的耗时时间,电脑性能越好,检测速度越快。 (4) 拿到可执行文件之后如何运行?先解压压缩包,进入“测温仪上位机-可执行文件”目录,将“haarcascade_frontalface_alt2.xml”拷贝到C盘根目录。 然后双击“FaceTemperatureCheck.exe”运行程序。 未连接设备,也可以打开摄像头检测人脸,只不过温度值是一个固定的正常温度值范围。 二、上位机设计 2.1 安装编译环境如果需要自己编译运行源代码,需要先安装Qt5开发环境。 下载地址: https://download.qt.io/official_releases/qt/5.12/5.12.0/ 下载之后,先将电脑网络断掉(不然会提示要求输入QT的账号),然后双击安装包进行安装。 安装可以只需要选择一个MinGW 32位编译器就够用了,详情看下面截图,选择“MinGW 7.3.0 32-bit”后,就点击下一步,然后等待安装完成即可。 如果需要完整的工程,可以在这里去下载: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/85892490 打开工程后(工程文件的后缀是xxx.pro),点击左下角的绿色三角形按钮就可以编译运行程序。 参数说明: 如果电脑上有多个摄像头,可以修改配置文件里的摄像头编号,具体的数量在程序启动时会自动查询,通过打印代码输出到终端。 如果自己第一次编译运行源码,运行之后, (1)需要将软件源码目录下的“haarcascade_frontalface_alt2.xml” 文件拷贝到C盘根目录,或者其他非中文目录下,具体路径可以在配置文件里修改,默认就是C盘根目录。 (2)需要将软件源码目录下的“OpenCV-MinGW-Build-OpenCV-3.4.7\x86\mingw\bin”目录里所有文件拷贝到,生成的程序执行文件同级目录下。 这样才能保证程序可以正常运行。 报警温度的阀值范围,也可以自行更改,在配置文件里有说明。 2.6 语音提示文件与背景图语音提示文件,背景图是通过资源文件加载的。 源文件存放在,源代码的“FaceTemperatureCheck\res”目录下。 自己也可以自行替换,重新编译程序即可生效。 2.7 语音播报与图像显示处理代码 //图像处理的结果 void Widget::slot_HandleImage(bool flag,QImage image) { bool temp_state=0; //检测到人脸 if(flag) { //判断温度是否正常 if(current_tempMIN_TEMP) { temp_state=true; //显示温度正常 ui->label_temp->setStyleSheet("color: rgb(0, 255, 127);font: 20pt \"Arial\";"); ui->label_temp->setText(QString("%1℃").arg(current_temp)); } else //语音播报,温度异常 { temp_state=false; //显示温度异常 ui->label_temp->setStyleSheet("color: rgb(255, 0, 0);font: 20pt \"Arial\";"); ui->label_temp->setText(QString("%1℃").arg(current_temp)); } //获取当前ms时间 long long currentTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch(); //判断时间间隔是否到达 if(currentTime-old_currentTime>AUDIO_RATE_MS) { //更改当前时间 old_currentTime=currentTime; //温度正常 if(temp_state) { //语音播报,温度正常 QSound::play(":/res/ok.wav"); } //温度异常 else { //语音播报,温度异常 QSound::play(":/res/error.wav"); //拍照留存 QString dir_str = QCoreApplication::applicationDirPath()+"/face"; //检查目录是否存在,若不存在则新建 QDir dir; if (!dir.exists(dir_str)) { bool res = dir.mkpath(dir_str); qDebug() setText("----"); } //处理图像的结果画面 ui->widget_player->slotGetOneFrame(image); } 2.8 STM32的温度接收处理代码 //刷新串口端口 void Widget::on_pushButton_flush_uart_clicked() { QList UartInfoList=QSerialPortInfo::availablePorts(); //获取可用串口端口信息 ui->comboBox_ComSelect->clear(); if(UartInfoList.count()>0) { for(int i=0;icomboBox_ComSelect->addItem(info); //添加新的条目选项 } else { ui->comboBox_ComSelect->addItem(UartInfoList.at(i).portName()); //添加新的条目选项 } } } else { ui->comboBox_ComSelect->addItem("无可用COM口"); //添加新的条目选项 } } //连接测温设备 void Widget::on_pushButton_OpenUart_clicked() { if(ui->pushButton_OpenUart->text()=="连接测温设备") //打开串口 { ui->pushButton_OpenUart->setText("断开连接"); /*配置串口的信息*/ UART_Config->setPortName(ui->comboBox_ComSelect->currentText()); //COM的名称 if(!(UART_Config->open(QIODevice::ReadWrite))) //打开的属性权限 { QMessageBox::warning(this, tr("状态提示"), tr("设备连接失败!\n请选择正确的COM口"), QMessageBox::Ok); ui->pushButton_OpenUart->setText("连接测温设备"); return; } } else //关闭串口 { ui->pushButton_OpenUart->setText("连接测温设备"); /*关闭串口-*/ UART_Config->clear(QSerialPort::AllDirections); UART_Config->close(); } } //读信号 void Widget::ReadUasrtData() { /*返回可读的字节数*/ if(UART_Config->bytesAvailable()readAll(); //转换温度 current_temp=rx_data.toDouble(); } |
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