基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统设计

摘要

随着新冠肺炎的爆发，人们越来越注重个人健康状况的监测。为了防止疫情扩散，人们开始采取各种措施，其中之一就是体温检测。本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统，能够实现对进出人员的体温检测及控制门禁。该系统采用了DS18B20数字温度传感器对人体体温进行测量，并通过LCD1602液晶屏显示体温结果。当体温高于设定阈值时，系统会自动发出警报并拒绝进入。本文还介绍了系统的硬件设计和软件实现，并对系统进行了实验验证。实验结果表明，该系统具有较高的准确性和稳定性，能够有效地防止疫情扩散。

关键词

AT89S52单片机，智能体温检测门禁系统，DS18B20数字温度传感器，LCD1602液晶屏，阈值，警报

Abstract

With the outbreak of COVID-19, people are paying more and more attention to monitoring their personal health status. In order to prevent the spread of the epidemic, people have started to take various measures, one of which is temperature measurement. In this paper, we designed an intelligent temperature detection access control system based on AT89S52 microcontroller, which can realize temperature detection and access control for entering and exiting personnel. The system uses DS18B20 digital temperature sensor to measure human body temperature, and displays the temperature result through LCD1602 LCD screen. When the temperature is higher than the set threshold, the system will automatically sound an alarm and refuse entry. This paper also introduces the hardware design and software implementation of the system, and verifies the system through experiments. The experimental results show that the system has high accuracy and stability, and can effectively prevent the spread of the epidemic.

Keywords

AT89S52 microcontroller, intelligent temperature detection access control system, DS18B20 digital temperature sensor, LCD1602 LCD screen, threshold, alarm

第一章 绪论

1.1 研究背景

新冠肺炎是一种高度传染性的病毒性肺炎，具有极高的传染性和致死率。为了遏制疫情的蔓延，各国政府采取了一系列措施，其中之一就是对进出人员进行体温检测。体温检测是目前预防病毒传播最常用的方法之一，但是传统的体温检测方法存在许多不便之处，如人工测量耗时耗力、易造成交叉感染等。因此，设计一种智能体温检测门禁系统具有非常重要的意义。

1.2 研究意义

本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统，该系统能够实现对进出人员的体温检测及控制门禁。该系统具有测量准确、反应迅速、自动报警等优点，能够有效地防止疫情扩散。本文的研究意义在于：

（1）提高体温检测的准确性和效率，减少人工干预，降低交叉感染的风险；

（2）提供一种智能化的防疫措施，为疫情防控提供有力支持。

1.3 研究内容

本文的研究内容主要包括以下几个方面：

（1）AT89S52单片机的硬件设计，包括电源、传感器接口、LCD1602液晶屏接口、蜂鸣器接口、门禁控制接口等。

（2）系统的软件设计，包括温度测量、数据显示、门禁控制、警报发出等功能的实现。

（3）系统的实验验证，包括温度测量的准确性、系统的稳定性、门禁控制的可靠性等方面的测试。

第二章 系统设计

2.1 系统框图

本文设计的智能体温检测门禁系统框图如图2-1所示。

图2-1 智能体温检测门禁系统框图

2.2 硬件设计

2.2.1 传感器电路设计

本系统采用DS18B20数字温度传感器对人体体温进行测量。DS18B20是一种数字温度传感器，具有线性输出和高精度等特点，广泛应用于各种温度测量场合。DS18B20的引脚定义如下：

图2-2 DS18B20引脚定义

DS18B20的工作电压范围为3V~5.5V，输出分辨率为12位。本系统采用单总线方式连接DS18B20，传感器的电路如图2-3所示。

图2-3 DS18B20电路图

2.2.2 LCD1602液晶屏电路设计

本系统采用LCD1602液晶屏显示体温结果。LCD1602液晶屏是一种常用的字符型液晶显示器，具有低功耗、高对比度、可读性好等优点。LCD1602液晶屏的引脚定义如下：

图2-4 LCD1602液晶屏引脚定义

本系统采用4位数据总线方式连接LCD1602液晶屏，液晶屏的电路如图2-5所示。

图2-5 LCD1602液晶屏电路图

2.2.3 蜂鸣器电路设计

本系统采用蜂鸣器发出警报。蜂鸣器是一种电声转换器件，广泛应用于报警、提醒等场合。本系统的蜂鸣器电路如图2-6所示。

图2-6 蜂鸣器电路图

2.2.4 门禁控制电路设计

本系统的门禁控制采用继电器控制。继电器是一种电控制机械开关，具有可靠性高、寿命长等优点。本系统的门禁控制电路如图2-7所示。

图2-7 门禁控制电路图

2.3 软件设计

2.3.1 系统初始化

系统初始化包括引脚配置、定时器配置、串口配置等。本系统采用AT89S52单片机，其引脚定义如下：

图2-8 AT89S52单片机引脚定义

2.3.2 温度测量

系统在初始化时配置DS18B20传感器，通过单总线方式读取传感器输出的温度值。DS18B20的温度值为12位二进制数，需要进行转换得到实际温度值。具体转换方法如下：

（1）读取DS18B20输出的12位二进制数，并将其转换为十进制数；

（2）将读到的温度值除以16，得到实际温度值。

2.3.3 数据显示

系统将读到的实际温度值通过LCD1602液晶屏显示出来。

2.3.4 门禁控制

当实际温度值高于设定阈值时，系统会自动发出警报并拒绝进入。

2.3.5 警报发出

当实际温度值高于设定阈值时，系统会通过蜂鸣器发出警报。

第三章 系统实验

3.1 实验目的

通过实验验证本文设计的智能体温检测门禁系统的功能和性能，并对系统进行评估和优化。

3.2 实验环境

本文的实验环境如下：

（1）硬件平台：AT89S52单片机开发板、DS18B20数字温度传感器、LCD1602液晶屏、蜂鸣器、继电器等。

（2）软件平台：Keil C51、Proteus 8、TeraTerm等。

3.3 实验步骤

（1）配置DS18B20传感器和LCD1602液晶屏，并进行硬件连接。

（2）编写AT89S52单片机的程序，并将程序下载到开发板中。

（3）启动系统，并进行温度测量和门禁控制测试。

（4）对测试结果进行分析和评估，并进行系统优化。

3.4 实验结果

经过实验测试，本系统具有以下优点：

（1）温度测量准确度高，可以满足精确测量的要求；

（2）反应速度快，可以在短时间内完成温度测量和门禁控制；

（3）警报发出响亮，可以有效提醒人们注意防疫。

同时，也存在一些不足之处，如：

（1）系统功能较为单一，只能实现体温检测和门禁控制，不能进行数据存储和数据分析等操作；

（2）系统可靠性有待提高，需要加强硬件和软件的设计和优化。

3.5 实验总结

本文设计的智能体温检测门禁系统可以实现对进出人员的体温检测及控制门禁，具有测量准确、反应迅速、自动报警等优点，能够有效地防止疫情扩散。通过实验验证，系统具有较高的准确性和稳定性，但还存在一些不足之处需要进一步优化和改进。