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一、前言
1.1Arduino开发环境
Arduino是国外近年来非常热门的开源嵌入式开发平台，以其开放、灵活、便捷的特性深受世界各地开发者的喜爱，特别适合嵌入式电子产品的原型开发。Arduino是包括硬件和软件两部分开发平台的统一整体。硬件方面，它支持各种型号的Arduino主控板及扩展版硬件，涵盖ATMEL、STM32、ESP32等主流产品，并且各硬件平台使用统一的开发接口，集成度高、使用方便，都得到了广泛应用[1]。软件方面，Arduino软件平台提供开源开发环境Arduino IDE，它高度集成了简单便捷的开发环境，让程序开发变得更加轻松高效。Arduino系统是分层架构的，开发者通过对每一层进行开发，从而完成相应的程序功能从。Arduino系统的每一层都是有明确的功能的，结构清晰，互不干扰又相互协调，上往下分别是：（1）应用层：直接交互开发者，系统自带的应用和开发者开发的应用都属于这层。（2）应用框架层：提供开发人员开发所需的API，并且Arduino系统的各大组件也在该层，能够简化组件的应用。（3）系统运行层：由Arduino运行时库和C/C 程序库组成。运行时库分为ART和核心库，ART类似于虚拟机用来在系统中生成虚拟机实例，核心库为Arduino核心库。（4）硬件抽象层：它将硬件抽象化，是一个接口。所有的控制硬件的行为都在这一层，但是大多开发者都不将其视为Android系统架构的一层。（5）Linux内核层：由于Arduino是基于Linux系统开发的，所以这一层提供各种硬件底层驱动。它还是网络协议栈、进程管理、驭动模型等猫础[2]。
Arduino硬件设计和软件都是开源的，用户可以通过网络下载Arduino电路板的电路原理图以及印刷电路板的加工文件。掌握了Arduino开发技术以后，用户编写的代码还可以方便地移植到不同型号的硬件控制器上，可以控制通过wifi或蓝牙接入的电灯、电机或其他电子设备，为智能家居带来了技术的革新[3]。
1.2.红外测温原理
红外测温也叫辐射测温。在自然界中，一切温度高于绝对零度（-273.15°C）的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的物理学原理[4]。
1.3.设计依据和立意
体温是一项人体的重要生理指标，很多疾病在发生时都伴随着体温变化的特征。2020 年新冠疫情发生，体温成为是否感染疾病的初步筛检条件。为了有效对抗防控疫情保障人民群众切身利益和生命财产安全，正确认识当前形势，坚定信心、保持定力，高度重视、严密部署，切实增强做好疫情防控的责任感、紧迫感，加强系统内信息共享和联防联控，依法、科学、规范、有序做好疫情防控工作。各省市政府成立疫情防控指挥部，开展对居民小区、学校、车站、商场等重点场所都进行严格管控，对出入这些人员进行信息登记和必要的体温检测。由于测量基数庞大测量过程冗杂，一定程度上影响医护人员工作效率。同时，为避免人员接触而引发交叉感染，非接触式体温检测方式成最佳选择。传统的水银温度计与新兴的电子温度计都无法满足非接触式快速测温的要求，容易传染疾病，非接触式测温仪开始应运而生，方兴未艾。实际生活中，从手持的耳温枪、额温仪到大型的红外安检门与红外热像仪都有大量的使用。而相关仪器弊端也展露无疑：手持式的红外测温仪需要由工作人员手持，如果操作不当容易造成测温误差，在人流量大的地方无法得到大规模使用。红外热像仪能够显示人体的红外图像并找到温度的最高点，具有精确度高的优点，但是价格昂贵。基于上述问题存在，本毕业设计基于Arduino平台设计并实现一款操作便捷、测量准确、低成本高效率的非接触式红外测温仪。本文所设计的基于Arduino的非接触式测温软件框架包括了硬件校块、云平台、手机端，其屮硬件模块主要Aduino Uno R3和温度传感器传感器。具体的工作流程是硬件模块上的传感器采集数据到Arduino上，然后通过模块进行上传云平台。当云平台接收到数据之后进行判断和响应。在硬件结构方面，考虑原理、成本等因素选择Arduino控制器、红外温度传感器和OLED显示屏；在功能设计方面，设计并实现硬件连接电路；在固件程序实现方面，需要实现红外温度传感器数据的处理以及在OLED显示屏上显示被测试者的体温。本设计基于Arduino技术，能够实现非接触式红外测温，能够自动修正测温误差的红外测温系统，实现了自动快速测温，并能够自动对探测到发烧患者进行图像采集[5]。
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