■蘇聰聰

華北水利水電大學

針對目前發(fā)展趨勢，本項目擬設計一個成本低、體積小、操作靈活方便、適合推廣的紅外跟蹤攝像測溫系統(tǒng)，主要利用紅外線人體測溫原理和攝像頭目標跟蹤技術，實現(xiàn)動態(tài)測溫。主要利用紅外線人體測溫原理和攝像頭目標跟蹤技術，實現(xiàn)動態(tài)測溫。應用攝像頭的目標跟蹤技術，進行人員檢測；應用紅外探測器實現(xiàn)溫度監(jiān)測，運用算法補償運動對測試結(jié)果的影響，對測量數(shù)據(jù)及時修正。①攝像頭動態(tài)跟蹤被測體，機身附加紅外測溫裝置進行實時溫度測量，測溫裝置利用紅外線傳感器，接受人體發(fā)射的紅外線，并使之轉(zhuǎn)換成為電壓信號，由主控系統(tǒng)完成被測體溫度實時監(jiān)測。②測量結(jié)果可以進行多終端顯示，手機終端可現(xiàn)場完成數(shù)據(jù)分析、查詢等功能，功能強大，使用方便，相比于傳統(tǒng)單一的顯示方式，可以遠程及時接受測量結(jié)果，時效性高，在此基礎上進一步完成數(shù)據(jù)的處理分析。

1 主要技術方法

1.1 主要技術路線

1.2 主要功能技術

攝像頭與云臺：動態(tài)跟蹤被測體、進行人員鑒別、傳輸實時畫面。

光敏控制：模塊預留有位置，可設置光敏控制白天或光線強時不感應，光敏控制需要光敏電阻實現(xiàn)。

紅外測溫模塊：MLX90614，內(nèi)嵌非接觸式測溫傳感器，其可根據(jù)被測物體的紅外輻射能量來確定物體的溫度，不與被測物體接觸，不影響被測物體的溫度分布場，具有響應速度快，測溫范圍廣，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。紅外的測溫精度最高可以達到±0.5℃，紅外溫度傳感器 MLX90614 與待測體之間的距離對溫度測量的精度影響很大，當這個距離為0.5cm 時，實際溫度與紅外測量溫度之間誤差最小，可以達到 0.1℃。

單片機編程：系統(tǒng)整合信息。將攝像頭捕捉到的圖像和紅外測溫模塊測得的數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)诫娔X等終端

1.3 主要功能實現(xiàn)

攝像頭與云臺：通過攝像頭自帶的USB接口與電腦連接，進行圖像的實時傳輸。云臺線與單片機端口相應連接，以控制轉(zhuǎn)動方向與角度。

紅外測溫模塊：通過將現(xiàn)有的紅外測溫模塊編程，優(yōu)化，能夠與攝像頭相配合進行動態(tài)實時測溫。并及時將數(shù)據(jù)傳入單片機。

單片機編程：編寫單片機內(nèi)部程序來控制攝像頭旋轉(zhuǎn)角度，使之配合測溫模塊工作；傳輸圖像和溫度等數(shù)據(jù)；存儲數(shù)據(jù)，以便后續(xù)進行數(shù)據(jù)分析。

2 問題與解決方法

2.1 遇到問題

（1）紅外測溫裝置與紅外攝像跟蹤裝置有效的相結(jié)合，解決靈敏度較低的問題。

（2）解決單一的數(shù)據(jù)分析處理和終端顯示問題。

2.2 解決方法

（1）智能攝像頭體溫計由攝像頭跟蹤、紅外測溫、終端顯示三個主體部分組成，其中攝像頭動態(tài)跟蹤由單片機控制云臺實現(xiàn)，紅外測溫則是在攝像頭內(nèi)部安裝紅外溫度傳感器實現(xiàn)，檢測到的溫度作為電壓信號反饋給主控系統(tǒng)。最終通過無線網(wǎng)絡進行終端讀取。

（2）攝像機跟蹤基本原理是當運動目標進入跟蹤攝像機的視場范圍內(nèi)，攝像機利用高速DSP芯片對在前一幀圖像和當前幀的圖像進行差分對比，當達到某個特定數(shù)值，判定一幀中的某個特定部位為移動物體，如此循環(huán)往復，跟蹤攝像機就能檢測出視場內(nèi)移動物體的軌跡。

3心 得體會

在項目初期階段，我們對這個項目的進展比較緩慢，主要由于沒有學習相關的知識。通過研究紅外溫度傳感器MLX90614，我們基本掌握了其用途。根據(jù)項目特色“智能攝像頭體溫計”，其可根據(jù)被測物體的紅外輻射能量來確定物體的溫度，不與被測物體接觸，不影響被測物體的溫度分布場，具有響應速度快，測溫范圍廣，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

不知不覺已經(jīng)到了大四上半學期，在這個學期我們也開始系統(tǒng)學習了單片機的課程。在通過做這個項目之后，我們在學習單片機課程的時候沒有那么的迷茫，有些問題也能夠較快的掌握，我覺得這是該項目帶來的好處，也是我們所收獲的屬于自己的知識。通過課余時間對STM32單片機的學習，我們可以初步編寫基礎的單片機程序，使之能夠正常運行。在學習的過程中，一開始非常不適應，知識點難以理解并且留給我們的時間不太多。帶著幾分焦慮的心態(tài)向?qū)W長慢慢討教學習經(jīng)驗才知，有些內(nèi)容是需要相互作用的，對于硬件設備的熟悉尤為關鍵。于是在每次學習我們都認真把不清楚得地方用筆做上記號，待學習之后，若仍有不懂得地方，在空閑時間向老師提出問題。

我們在項目設計的過程中遇到了不少困難，但我認為作為一個大學生，自學應該是一種需要掌握的能力，不能將所有期望都寄托在簡單上面。即使這次項目的確有難度，可是在通過自己的努力之后還是可以開闊眼界，增長專業(yè)知識，掌握專業(yè)技能，也能強迫自己調(diào)整心態(tài)，是對自己的一種磨練，鍛煉自身的意志。在這些因素下，我們初步完成云臺驅(qū)動控制程序，能夠控制雙軸云臺的運轉(zhuǎn)方向，進而帶動攝像頭和紅外測溫器完成溫度的檢測工作。同時編寫的單片機程序能夠根據(jù)實際需求改變云臺的運動方向，配合測溫器進行溫度檢測。

通過分析實際測量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算紅外的測溫精度最高可以達到±0.5℃，這也是目前非接觸式測溫可以達到的比較好的精度，滿足了項目的要求，這是我們非常欣慰的一點。但同時，紅外溫度傳感器 MLX90614 與待測體之間的距離對溫度測量的精度影響很大，當這個距離為0.5cm 時，實際溫度與紅外測量溫度之間誤差最小，可以達到 0.1℃，精度是最高的。