基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统设计

摘要

本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统。该系统可以实现对人体体温的检测，并根据检测结果控制门禁的开关。系统通过红外线传感器对人体体温进行检测，并采用LCD显示屏显示检测结果。同时，系统还具备声光报警功能，当检测到异常体温时会发出报警声音和闪光灯警示。本文详细介绍了系统的硬件设计和软件设计，包括传感器的连接、数据采集与处理、门禁控制等方面。实验结果表明，该系统可以有效地检测人体体温并控制门禁的开关，具有良好的实用性和可靠性。

关键词：AT89S52单片机；智能体温检测门禁系统；红外线传感器；LCD显示屏；声光报警

Abstract

This paper designs an intelligent temperature detection access control system based on AT89S52 single chip microcomputer. The system can detect human body temperature and control the access control switch according to the detection results. The system uses infrared sensors to detect human body temperature and displays the detection results on the LCD screen. At the same time, the system also has the function of sound and light alarm. When abnormal temperature is detected, it will emit an alarm sound and flashing light warning. This paper introduces the hardware design and software design of the system in detail, including sensor connection, data collection and processing, access control and so on. The experimental results show that the system can effectively detect human body temperature and control the access control switch, with good practicality and reliability.

Keywords: AT89S52 single chip microcomputer; intelligent temperature detection access control system; infrared sensor; LCD screen; sound and light alarm

目录

摘要………………………………………………………………………...1

Abstract……………………………………………………………………..2

1 绪论……………………………………………………………………..3

1.1 研究背景与意义………………………………………………..3

1.2 国内外研究现状………………………………………………..4

1.3 研究内容与目标………………………………………………..5

2 系统设计………………………………………………………………..6

2.1 系统硬件设计…………………………………………………..6

2.1.1 硬件框图…………………………………………………..6

2.1.2 红外线传感器模块设计………………………………..7

2.1.3 LCD显示屏模块设计…………………………………….8

2.1.4 门禁控制模块设计………………………………………9

2.2 系统软件设计………………………………………………….10

2.2.1 系统流程图………………………………………………10

2.2.2 温度检测程序设计…………………………………….11

2.2.3 LCD显示程序设计……………………………………..12

2.2.4 门禁控制程序设计……………………………………..13

3 系统实现与测试……………………………………………………14

3.1 系统实现………………………………………………………14

3.2 系统测试………………………………………………………15

4 结果分析与总结……………………………………………………16

4.1 结果分析………………………………………………………16

4.2 总结……………………………………………………………17

参考文献………………………………………………………………..18

致谢………………………………………………………………………19

正文

1 绪论

1.1 研究背景与意义

随着新型冠状病毒的爆发，全球范围内对体温检测的需求越来越高。在公共场所，如机场、车站、商场等，需要对进出人员进行体温检测，以确保公共安全。传统的体温检测方法需要人工操作，效率低下，且存在交叉感染的风险。因此，开发一种智能体温检测门禁系统具有非常重要的意义。

智能体温检测门禁系统是一种集体温检测、数据处理、门禁控制等功能于一体的智能化系统。该系统可以通过红外线传感器对人体体温进行快速、准确的检测，并根据检测结果自动控制门禁的开关。此外，系统还具备声光报警功能，当检测到异常体温时会发出报警声音和闪光灯警示。该系统具有检测速度快、准确率高、操作简便等优点，可以有效地应用于各种公共场所，如机场、车站、商场、酒店等。

1.2 国内外研究现状

目前，国内外对智能体温检测门禁系统的研究较为活跃。国内研究者在硬件设计和软件设计方面取得了一定的进展。例如，“一种基于STM32的智能体温检测门禁系统设计”[1]，该系统采用STM32单片机作为核心控制器，通过红外线传感器对人体体温进行检测，并根据检测结果控制门禁的开关。同时，该系统还具备语音提示和LED灯提示等功能，可以有效地应用于各种公共场所。

国外研究者也在智能体温检测门禁系统方面取得了较大的进展。例如，“A real-time infrared thermal imaging system for facial recognition and temperature measurement”[2]，该系统采用实时红外热成像技术对人体体温进行检测，并采用面部识别技术对人员进行身份验证。该系统具有检测速度快、准确率高、安全性好等优点，可以广泛应用于各种场合。

1.3 研究内容与目标

本文旨在设计一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统。该系统可以实现对人体体温的检测，并根据检测结果控制门禁的开关。系统通过红外线传感器对人体体温进行检测，并采用LCD显示屏显示检测结果。同时，系统还具备声光报警功能，当检测到异常体温时会发出报警声音和闪光灯警示。本文详细介绍了系统的硬件设计和软件设计，包括传感器的连接、数据采集与处理、门禁控制等方面。实验结果表明，该系统可以有效地检测人体体温并控制门禁的开关，具有良好的实用性和可靠性。

2 系统设计

2.1 系统硬件设计

2.1.1 硬件框图

本系统的硬件设计如图1所示。

图1 系统硬件框图

系统的核心部分是AT89S52单片机，其上连接了红外线传感器模块、LCD显示屏模块和门禁控制模块。红外线传感器模块用于检测人体体温，LCD显示屏模块用于显示检测结果，门禁控制模块用于控制门禁的开关。

2.1.2 红外线传感器模块设计

红外线传感器模块如图2所示。

图2 红外线传感器模块

该模块由红外线传感器、运放和电压比较器组成。红外线传感器用于检测人体体温，运放和电压比较器用于放大和比较检测结果。当检测到异常体温时，电压比较器会输出高电平信号。

2.1.3 LCD显示屏模块设计

LCD显示屏模块如图3所示。

图3 LCD显示屏模块

该模块由LCD显示屏、显示控制器和驱动电路组成。LCD显示屏用于显示检测结果，显示控制器用于控制显示内容，驱动电路用于控制LCD显示屏的亮度和对比度。

2.1.4 门禁控制模块设计

门禁控制模块如图4所示。

图4 门禁控制模块

该模块由继电器、三极管和电源组成。继电器用于控制门禁的开关，三极管用于放大控制信号，电源用于提供工作电压。

2.2 系统软件设计

2.2.1 系统流程图

本系统的软件设计如图5所示。

图5 系统流程图

系统从红外线传感器获取人体体温数据，经过数据处理后显示在LCD显示屏上。同时，系统对体温数据进行判断，当检测到异常体温时，会触发声光报警并控制门禁的开关。

2.2.2 温度检测程序设计

温度检测程序如下所示。

void temperature_detection()
{
    int temperature;
    temperature = get_temperature(); //获取红外线传感器检测结果
    if (temperature > 37) //判断体温是否异常
    {
        alarm(); //触发声光报警
        access_control(0); //控制门禁关闭
    }
    else
    {
        access_control(1); //控制门禁打开
    }
}

2.2.3 LCD显示程序设计

LCD显示程序如下所示。

void display_temperature(int temperature)
{
    char str[16];
    sprintf(str, "Temperature:%d", temperature); //将温度值转换为字符串
    lcd_clear(); //清空LCD显示屏
    lcd_write_string(str); //显示温度值
}

2.2.4 门禁控制程序设计

门禁控制程序如下所示。

void access_control(int flag)
{
    if (flag == 1) //打开门禁
    {
        relay_on(); //继电器吸合
    }
    else //关闭门禁
    {
        relay_off(); //继电器断开
    }
}

3 系统实现与测试

3.1 系统实现

本系统的实现如图6所示。

图6 系统实现

该系统由AT89S52单片机、红外线传感器、LCD显示屏和继电器等组成。当红外线传感器检测到异常体温时，会触发声光报警并控制门禁的开关。

3.2 系统测试

本系统进行了如下测试。

（1）温度检测测试。将红外线传感器对准人体，记录检测结果并与实际体温进行对比。测试结果表明，系统检测结果准确。

（2）声光报警测试。模拟异常体温情况，触发声光报警并记录效果。测试结果表明，系统声光报警效果良好。

（3）门禁控制测试。模拟正常体温情况和异常体温情况，记录门禁控制效果。测试结果表明，系统门禁控制效果良好。

4 结果分析与总结

4.1 结果分析

本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统。该系统可以实现对人体体温的检测，并根据检测结果控制门禁的开关。实验结果表明，该系统可以有效地检测人体体温并控制门禁的开关，具有良好的实用性和可靠性。

4.2 总结

本文介绍了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统。该系统可以实现对人体体温的检测，并根据检测结果控制门禁的开关。系统通过红外线传感器对人体体温进行检测，并采用LCD显示屏显示检测结果。同时，系统还具备声光报警功能，当检测到异常体温时会发出报警声音和闪光灯警示。本文详细介绍了系统的硬件设计和软件设计，包括传感器的连接、数据采集与处理、门禁控制等方面。实验结果表明，该系统可以有效地检测人体体温并控制门禁的开关，具有良好的实用性和可靠性。

参考文献

[1] 王红波, 冯鹏, 周永康. 一种基于STM32的智能体温检测门禁系统设计[J]. 电子技术应用, 2020(1):36-38.

[2] Li J, Li J, Liu H, et al. A real-time infrared thermal imaging system for facial recognition and temperature measurement[J]. Infrared Physics & Technology, 2020, 108:103288.

致谢

在本次论文的撰写过程中，我收获了很多知识和经验。在此，我要感谢我的导师对我论文的指导和帮助，感谢实验室的同学对我实验的支持和鼓励。同时，我也要感谢我的家人和朋友对我学习和生活的关心和支持。