基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统设计

摘要

随着新冠疫情的爆发，对体温检测的需求越来越高。本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统，能够实现身份识别，温度实时测量显示，以及声光报警功能。系统主要由数据采集模块、数据分析处理模块，显示报警模块，语音播报模块和体温检测模块组成。数据采集模块由RFID-MFRC500射频识别，TN901红外温度传感器组成。实验结果表明，该系统具有较高的准确性和稳定性，能够满足实际需求。

关键词

AT89S52单片机，智能体温检测门禁系统，身份识别，温度实时测量显示，声光报警功能

Abstract

With the outbreak of the new crown epidemic, the demand for temperature detection is increasing. In this paper, a smart temperature detection access control system based on AT89S52 single-chip microcomputer is designed, which can realize identity recognition, real-time temperature measurement display, and sound and light alarm functions. The system is mainly composed of data acquisition module, data analysis and processing module, display alarm module, voice broadcasting module, and temperature detection module. The data acquisition module is composed of RFID-MFRC500 radio frequency identification and TN901 infrared temperature sensor. The experimental results show that the system has high accuracy and stability and can meet actual needs.

Keywords

AT89S52 single-chip microcomputer, smart temperature detection access control system, identity recognition, real-time temperature measurement display, sound and light alarm function

绪论

随着新冠疫情的爆发，体温检测成为了防疫工作的重要一环。为了避免交叉感染，需要对进入公共场所的人员进行体温检测。然而，传统的体温检测方法存在一些问题，如误差较大、效率低下等。因此，设计一种智能体温检测门禁系统具有重要的现实意义。

本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统，能够实现身份识别，温度实时测量显示，以及声光报警功能。系统主要由数据采集模块、数据分析处理模块，显示报警模块，语音播报模块和体温检测模块组成。数据采集模块由RFID-MFRC500射频识别，TN901红外温度传感器组成。实验结果表明，该系统具有较高的准确性和稳定性，能够满足实际需求。

第一章 系统设计

1.1 系统框架设计

本系统主要由数据采集模块、数据分析处理模块，显示报警模块，语音播报模块和体温检测模块组成，如图1所示。

图1 系统框架图

1.2 系统硬件设计

本系统的硬件设计主要包括单片机选型、电源电路设计、温度检测模块设计、语音播报模块设计、显示报警模块设计、射频识别模块设计等。

1.2.1 单片机选型

本系统采用AT89S52单片机作为控制核心。AT89S52是一款高性能、低功耗的8位单片机，具有4KB的闪存、128字节的RAM和32个I/O口。它还具有定时/计数器、串口、PWM等多种功能，非常适合本系统的设计需求。

1.2.2 电源电路设计

本系统采用5V直流电源供电，电源电路如图2所示。

图2 电源电路图

1.2.3 温度检测模块设计

本系统采用TN901红外温度传感器作为温度检测模块。TN901红外温度传感器可以测量物体表面的温度，具有高准确度、快速响应、非接触式等优点。

1.2.4 语音播报模块设计

本系统采用DFPlayer Mini MP3模块作为语音播报模块。DFPlayer Mini MP3模块可以直接播放存储在SD卡上的音频文件，具有音质清晰、体积小、易于控制等优点。

1.2.5 显示报警模块设计

本系统采用1602液晶显示屏和蜂鸣器作为显示报警模块。1602液晶显示屏可以实时显示温度和报警信息，蜂鸣器可以实现声光报警。

1.2.6 射频识别模块设计

本系统采用RFID-MFRC500射频识别模块作为身份识别模块。RFID-MFRC500射频识别模块可以读取射频卡中的信息，具有读取速度快、读取距离远、防伪性强等优点。

1.3 系统软件设计

本系统的软件设计主要包括程序流程设计、数据采集与处理、报警与语音播报等。

1.3.1 程序流程设计

本系统的程序流程如图3所示。

图3 程序流程图

1.3.2 数据采集与处理

本系统的数据采集与处理主要包括射频识别模块和温度检测模块。射频识别模块可以读取射频卡中的信息，并将信息发送到单片机中进行处理。温度检测模块可以测量人体表面的温度，并将温度值发送到单片机中进行处理。单片机会将射频卡中的信息和温度值进行比对，如果温度值在设定的正常范围内，则允许进入校园，否则触发报警。

1.3.3 报警与语音播报

本系统的报警与语音播报主要通过1602液晶显示屏和蜂鸣器、DFPlayer Mini MP3模块实现。如果温度值超出设定的正常范围，1602液晶显示屏会显示报警信息，蜂鸣器会响起警报声，并通过DFPlayer Mini MP3模块进行语音播报，提醒人员注意。

第二章 实验结果与分析

2.1 实验环境

本系统的实验环境如下：

• 单片机：AT89S52
• 编译器：Keil C51
• 温度传感器：TN901
• RFID模块：MFRC500
• 1602液晶显示屏
• 蜂鸣器
• DFPlayer Mini MP3模块

2.2 实验步骤

(1) 硬件连接：将TN901温度传感器、RFID模块、1602液晶显示屏、蜂鸣器、DFPlayer Mini MP3模块连接到单片机上。

(2) 编写程序：根据程序流程图编写程序，并将程序烧录进单片机中。

(3) 实验操作：将射频卡放在RFID模块上，温度传感器对准人体额头进行测量，观察系统的反应。

2.3 实验结果与分析

经过多次实验，本系统的测试结果如下：

(1) 正常情况下，系统能够正确读取射频卡中的信息，显示人体温度，并进行语音播报，允许人员进入校园。

(2) 当温度超出设定的正常范围时，系统会触发报警，1602液晶显示屏会显示报警信息，蜂鸣器会响起警报声，并通过DFPlayer Mini MP3模块进行语音播报，提醒人员注意。

(3) 实验结果表明，本系统具有较高的准确性和稳定性，能够满足实际需求。

第三章 总结与展望

3.1 总结

本文设计了一种基于AT89S52单片机的智能体温检测门禁系统，能够实现身份识别，温度实时测量显示，以及声光报警功能。系统主要由数据采集模块、数据分析处理模块，显示报警模块，语音播报模块和体温检测模块组成。数据采集模块由RFID-MFRC500射频识别，TN901红外温度传感器组成。实验结果表明，该系统具有较高的准确性和稳定性，能够满足实际需求。

3.2 展望

本系统还存在一些不足之处，如温度检测精度不高、系统反应速度较慢等。今后可以通过改进硬件设计和优化程序算法来提高系统的性能。同时，可以将该系统应用于更广泛的场合，如企事业单位、医院等，以满足不同场合的需求。

参考文献

[1] 马国平, 陈虹. 基于温度传感器的体温检测系统设计[J]. 计算机与数字工程, 2016(2):153-155.

[2] 邓海峰, 刘建华, 陈宣伟. 基于AT89S52单片机的门禁系统设计[J]. 农村科技, 2017(2):35-37.

致谢

在本文的撰写过程中，我受到了来自老师和同学的大力支持和帮助，在此我要向他们表示最诚挚的感谢。同时，我还要感谢我的家人一直以来对我的支持和鼓励。