基于STM32F103C8T6设计一款智能防疫门禁系统

毕设介绍

本设计的系统由STM32F103C8T6单片机核心板、彩屏液晶显示电路、语音播报电路、非接触测温传感器电路、舵机驱动电路、WIFI模块、按键电路及电源组成。

题目要求

针对当前的疫情形势，设计一款智能防疫门禁系统。

本系统由STM32F103C8T6单片机核心板、彩屏液晶显示电路、语音播报电路、非接触测温传感器电路、舵机驱动电路、WIFI模块、按键电路及电源组成。

本系统能够采集人体温度、记录人流量，测量温度对比温度阈值，当测量温度低于温度阈值时，液晶显示“状态:正常”，语音播报“温度正常”，舵机动作（相当于打开闸门）；如果测量温度超过设置阈值，液晶显示“状态:注意！异常”，语音播报“请注意 温度异常”，舵机不动作（不允许通过）。

题目分析

本次毕业设计是智能防疫门禁系统的设计与实现，设计所包含的模块主要有彩屏液晶显示电路、摄像头模块、语音播报电路、非接触测温传感器电路、舵机驱动电路、WIFI模块、按键电路模块及电源模块。

通过模块之间的配合实现对疫情的预警，一旦有温度异常将会通过闸门关闭和语音播报来通知相应人员做出相关措施。

STM32F103C8T6实时采集红外传感器获取温度，如果温度低于或高于指定阈值时， *** 作TFT显示屏显示温度异常和语音模块播报，同时控制舵机关闭，模拟门闸关闭状态，并将温度信息通过WIFI模块上传至后台，提醒后台工作人员进行上报和处理。

本题难点在于stm32单片机程序设计、液晶显示、语音播报模块以及非接触式测温模块的使用。

总体方案设计图

原理图设计说明

彩屏液晶显示:采用1.8寸128X160像素tft屏幕，该屏幕采用ST7735S驱动芯片，通过14pin、0.5mmFPC接口与单片机相连，通过SPI串口与单片机进行通信，用来显示所测温度或显示其它必要信息。

彩屏液晶显示原理图

 语音播放芯片：采用NV020C-SOP8语音芯片，该芯片内置一组PWM输出器可直推0.5W喇叭，支持13bit的DAC输出，也可外接功放模块；采用灵活的多种 *** 作模式（边沿按键触发，电平触发、随机按键播放、顺序按键播放等）；外围电路简单，仅需一个耦合电容。

静态电路小于2uA；本系统中采用一线制控制模式，单片机仅需1个IO口输出时序信号，即可控制该芯片输出音频。

语音播放原理图

非接触测温传感器：采用GY-906-DCC模块,该模块体积小巧，内部自带环境温度补偿和线性校准算法，通过SPI通信与单片机进行数据交换，当温度超过设定的阈值时，单片机进行及时的显示和逻辑处理，本模块精度非常之高，完全可以满足无接触测温功能需求。

WIFI模块：ESP12F 系列模组是深圳市安信可科技有限公司开发的一系列基于乐鑫ESP8266的低功耗UART-WiFi芯片模组，用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。

本系统采用该模块进行数据的上传，可以实时将数据上传给后台服务器，进行数据的存储和大数据处理等。

WIFI模块原理图

电源模块：AMS1117-3.3是一种输出电压为3.3V的正向低压降稳压器，适用于高效率线性稳压器发表开关电源稳压器电池充电器活跃的小型计算机系统接口终端笔记本电脑的电源管理电池供电的仪器，本系统采用AMS1117-3.3将5V电源电源稳压至3.3V为单片机和wifi模块等供电。

参考了B站蓝桥杯教学视频中的防反接电路，同时设计了三种供电接口(USB、接线端子、圆头)，防反接电路是通过NMos控制GND的导通。

 

防反接电路图

主控模块：STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，本系统采用STM32F103C8T6当主控模块，实时采集红外传感器获取温度，如果温度低于或高于指定阈值时， *** 作TFT显示屏显示温度异常和语音模块播报，同时控制舵机关闭，模拟门闸关闭状态，并将温度信息通过WIFI模块上传至后台，提醒后台工作人员进行上报和处理。

主控模块原理图

其它：板子预留了串口2接口，可以连接openmv或k210等模块，当温度异常时进行拍照上传后台，并通过串口通信将图像显示在TFT屏上。

其他部分原理图

PCB设计说明

PCB尺寸为100mm*50mm

TFT屏支撑铜柱为M3*14mm铜柱

板子四角通孔直径为M3

32.768KHZ晶振可以不焊，如果二次开发需要可以焊上

USB接口不好焊，可以用低温锡浆+热风q/加热台

SWDIO调试接口、串口2接口、舵机接口以及温度传感器接口没有防反接电路，注意电源和GND不要接反，否则会烧单片机。

1.8寸TFT预留了两个接口，一个是正面2X7的2.54mm排针接口，另一个是背面0.5mm,14pin的FPC接口，请自行选择使用，对自己焊接技术有把握的选FPC接口。

注意事项

板子有防反接电路，接线端子供电时不怕接反。

电源必须采用4.5V-7.2V供电（舵机直接使用电源电压进行供电，无DC-DC模块，最大耐压7.2V）。


审核编辑：刘清