一種智能遠程在線測溫裝置系統的軟件設計與實現

馮曉榮，凌 云

（1.南通大學工程訓練中心，江蘇 南通 226007；2.杭州開地信息技術有限公司，浙江 杭州 310000）

1 概述

文章圍繞一種“準、快、操作方便”的紅外線測溫裝置，實現支持遠程服務、自動程度高，但是價格低、操作便捷，方便一線新冠疫情防控工作使用。該裝置的人體測溫的電路由人環境溫度傳感器、人體溫度傳感器以及自校準系統，人臉識別、控制器、本地語音播報、LED 顯示器以及遠程傳輸模塊組成，在測試人體溫度時，人體體表溫度受環境影響比較大，控制器先測量環境溫度，再測量人體溫度，根據環境溫度來修正所測量的人體溫度，測量的溫度實現本地顯示和遠程上傳，根據預先設定的閾值進行正常或異常播報。

本測溫系統還帶有人臉識別系統，用于對特定區域范圍內的群體進行體溫測量和跟蹤。

2 軟件流程

模塊設計原則是解耦、顆粒度和時效性，按照此原則劃分了軟件模塊圖1，包括基本節拍任務、環境溫度測量任務、人體溫度測量任務、GPRS處理及自行上報任務、串口通信處理任務、人臉識別處理任務和語音播報處理。

圖1 硬件模塊圖

2.1 測溫總體流程

環境溫度對人體測溫存在重大影響，首先需要測得環境溫度，再測得人體溫度，通過計算得到實際人體溫度并通過遠程通道上報到平臺，然后判斷人體溫度是否存在異常，按照設定值有異常則語音報警，否則正常顯示人體溫度，圖2為測溫總體流程圖。

圖2 測溫流程框圖

2.2 GPRS模塊處理及上報流程

人體測得的溫度需要上傳到平臺軟件，作為實時跟蹤的數據，而上傳通過GPRS無線通道連接到平臺軟件，裝置軟件有新的溫度數據時進行實時上報，裝置軟件GPRS通道的整體流程如圖3所示。

圖3 GPRS處理及上報流程圖

GPRS通道的登錄及心跳的流程如圖4所示，登陸幀和心跳幀都需要平臺軟件應答，登錄若沒有收到確認幀則會重試三次，都不成功斷開重新連接，心跳按照心跳周期發送心跳維持連接在線，GPRS重連如圖5所示。

圖4 GPRS登錄及心跳流程圖

2.3 環境溫度測量

環境溫度測量后，對環境溫度進行細分、別分，采用不同的修正模型，對應修正人體溫度，具體的流程如圖6所示。

2.4 人臉識別流程

人臉識別流程用于實時跟蹤特殊人群，特殊人群由使用單位添加，防止人臉數據被濫用，采集到溫度需要和人臉圖像建立對應關系，如此測溫后便可索引歷史測得溫度，比對出異常信息并報警，歷史天數可以配置，流程如圖7所示。

圖7 人臉識別流程圖

3 主要數據結構

·GPRS配置參數結構：

typedef struct GPRS_PARM_STRUCT

{

char iIpAddr[IP_ADDR_LEN]； //IP

unsigned short iPort； //端口

char iAPN[16]； //APN

char iUser[16]； //APN用戶名

char iPassword[16]； //APN密碼

}STRUCT_GPRS_PARM；

·GPRS數據發送結構

typedef struct

{

unsigned char iRecvFlag：1； //0-尚未接收完成，1-接收完成ê unsigned char iTimerOut：7；//接收超時時間

unsigned short iLen；//數據長度

unsigned char iData[SIZE_0F_GPRS_SEND_LEN]；//發送數據緩沖

}CommStruct_Gprs；

·數據上報結構

typedef struct REPORT_STRUCT

{

unsigned char iSta；// 上報狀態 ′ì?

unsigned char iLen；//數據長度ê

unsigned char iData[SIZE_OF_SAVE_READ_DATA]；//上報數據緩沖

}ReportStruct；

·串口數據結構

struct UARTOpStruct{

uint08 ＊TxBuf； // 發送數據指針

uint08 TxLen； //待發送數據長度è

uint08 TxOpc； //已發送數據長度

uint08 ＊RxBuf； // 接收數據指針

uint08 RxLen； //待接收數據長度

uint08 RxOpc； //已接收數據長度

}；

4 主要函數

（1）void IsMainProcessGprsTask(void)； //GPRS主循環處理。

（2）void IsTimerReportProcess(unsigned char ＊iSta)；// 上報處理函數。

（3）void IsProcessCfCenter(unsigned char iTcp，unsigned char iParm)；//登錄心跳維護。

（4）void IsRecvFromCenterProcess(unsign ed char iParm)；//數據接收循環處理。

（5）void IsHandleTemperature(void)； //溫度計算處理。

（6）float Test_ADC_Temperature(void)；//ADC采樣溫度。

（7）void UpdateTemperature(void)；// 刷新環境溫度。

（8）void IsProcessExtDisTemp(void)；//人體溫度修正顯示。

（9）void IsSciMainProcess(void)；// 串口處理任務。

（10）void IsTimeProcess(void)；//基本節拍任務。

5 結論

模塊分類正確，軟件編寫規范，在溫度數值計算與傳輸方面基本實現快速與正確。應用本軟件系統形成的測溫裝置已經投入使用，得到用戶肯定。