一种智能远程在线测温装置系统的软件设计与实现

冯晓荣，凌 云

（1.南通大学工程训练中心，江苏 南通 226007；2.杭州开地信息技术有限公司，浙江 杭州 310000）

1 概述

文章围绕一种“准、快、操作方便”的红外线测温装置，实现支持远程服务、自动程度高，但是价格低、操作便捷，方便一线新冠疫情防控工作使用。该装置的人体测温的电路由人环境温度传感器、人体温度传感器以及自校准系统，人脸识别、控制器、本地语音播报、LED 显示器以及远程传输模块组成，在测试人体温度时，人体体表温度受环境影响比较大，控制器先测量环境温度，再测量人体温度，根据环境温度来修正所测量的人体温度，测量的温度实现本地显示和远程上传，根据预先设定的阈值进行正常或异常播报。

本测温系统还带有人脸识别系统，用于对特定区域范围内的群体进行体温测量和跟踪。

2 软件流程

模块设计原则是解耦、颗粒度和时效性，按照此原则划分了软件模块图1，包括基本节拍任务、环境温度测量任务、人体温度测量任务、GPRS处理及自行上报任务、串口通信处理任务、人脸识别处理任务和语音播报处理。

图1 硬件模块图

2.1 测温总体流程

环境温度对人体测温存在重大影响，首先需要测得环境温度，再测得人体温度，通过计算得到实际人体温度并通过远程通道上报到平台，然后判断人体温度是否存在异常，按照设定值有异常则语音报警，否则正常显示人体温度，图2为测温总体流程图。

图2 测温流程框图

2.2 GPRS模块处理及上报流程

人体测得的温度需要上传到平台软件，作为实时跟踪的数据，而上传通过GPRS无线通道连接到平台软件，装置软件有新的温度数据时进行实时上报，装置软件GPRS通道的整体流程如图3所示。

图3 GPRS处理及上报流程图

GPRS通道的登录及心跳的流程如图4所示，登陆帧和心跳帧都需要平台软件应答，登录若没有收到确认帧则会重试三次，都不成功断开重新连接，心跳按照心跳周期发送心跳维持连接在线，GPRS重连如图5所示。

图4 GPRS登录及心跳流程图

2.3 环境温度测量

环境温度测量后，对环境温度进行细分、别分，采用不同的修正模型，对应修正人体温度，具体的流程如图6所示。

2.4 人脸识别流程

人脸识别流程用于实时跟踪特殊人群，特殊人群由使用单位添加，防止人脸数据被滥用，采集到温度需要和人脸图像建立对应关系，如此测温后便可索引历史测得温度，比对出异常信息并报警，历史天数可以配置，流程如图7所示。

图7 人脸识别流程图

3 主要数据结构

·GPRS配置参数结构：

typedef struct GPRS_PARM_STRUCT

{

char iIpAddr[IP_ADDR_LEN]； //IP

unsigned short iPort； //端口

char iAPN[16]； //APN

char iUser[16]； //APN用户名

char iPassword[16]； //APN密码

}STRUCT_GPRS_PARM；

·GPRS数据发送结构

typedef struct

{

unsigned char iRecvFlag：1； //0-尚未接收完成，1-接收完成Ê unsigned char iTimerOut：7；//接收超时时间

unsigned short iLen；//数据长度

unsigned char iData[SIZE_0F_GPRS_SEND_LEN]；//发送数据缓冲

}CommStruct_Gprs；

·数据上报结构

typedef struct REPORT_STRUCT

{

unsigned char iSta；// 上报状态 ´Ì¬

unsigned char iLen；//数据长度Ê

unsigned char iData[SIZE_OF_SAVE_READ_DATA]；//上报数据缓冲

}ReportStruct；

·串口数据结构

struct UARTOpStruct{

uint08 ＊TxBuf； // 发送数据指针

uint08 TxLen； //待发送数据长度È

uint08 TxOpc； //已发送数据长度

uint08 ＊RxBuf； // 接收数据指针

uint08 RxLen； //待接收数据长度

uint08 RxOpc； //已接收数据长度

}；

4 主要函数

（1）void IsMainProcessGprsTask(void)； //GPRS主循环处理。

（2）void IsTimerReportProcess(unsigned char ＊iSta)；// 上报处理函数。

（3）void IsProcessCfCenter(unsigned char iTcp，unsigned char iParm)；//登录心跳维护。

（4）void IsRecvFromCenterProcess(unsign ed char iParm)；//数据接收循环处理。

（5）void IsHandleTemperature(void)； //温度计算处理。

（6）float Test_ADC_Temperature(void)；//ADC采样温度。

（7）void UpdateTemperature(void)；// 刷新环境温度。

（8）void IsProcessExtDisTemp(void)；//人体温度修正显示。

（9）void IsSciMainProcess(void)；// 串口处理任务。

（10）void IsTimeProcess(void)；//基本节拍任务。

5 结论

模块分类正确，软件编写规范，在温度数值计算与传输方面基本实现快速与正确。应用本软件系统形成的测温装置已经投入使用，得到用户肯定。