温度测量与身份识别系统

本公开涉及一种温度测量与身份识别系统。

背景技术：

在呼吸系统传染病防控过程中，对公共场合的来访人员进行测温，并检测是否佩戴口罩以及身份识别显得至关重要。

技术实现要素：

本公开提供一种温度测量与身份识别系统，实现了温度检测，异常温度报警，口罩检测，人脸检测，人脸识别和快速录入新成员面部信息功能。

本公开的至少一个实施例提供一种温度测量与身份识别系统，包括：用于检测对象温度的红外测温传感器；在对象温度超过阈值时发出报警信息的报警模块；将所述红外测温传感器输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块；检测对象距离的超声波测距模块；根据所述红外测温传感器和所述超声波测距模块的信号获得对象温度信息的单片机；采集对象图像信息的摄像头；根据所述图像信息获取对象人脸信息或判断对象是否戴口罩的fpga；以及显示所述人脸信息或是否戴口罩的判断结果的显示器；其中，所述红外测温传感器、所述模数转换模块、所述单片机依次连接，所述报警模块、所述超声波测距模块与所述单片机连接，所述摄像头、所述显示器与所述fpga连接。

在一些示例中，所述单片机为msp430。

在一些示例中，所述模数转换模块采用ads1118芯片作为模数转换器。

在一些示例中，所述红外测温传感器为absd-01a。

在一些示例中，所述fpga为pynq-z2。

在一些示例中，所述单片机和所述fpga使用蓝牙模块通信。

在一些示例中，所述显示器显示对象温度信息。

在一些示例中，所述报警模块为蜂鸣器ty-b1407。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本公开一实施例提供的温度测量与身份识别系统的框图。

图2为本公开一实施例提供的模数转换模块的电路拓扑。

具体实施方式

如图1所示，一种温度测量与身份识别系统包括单片机、模数转换模块、红外测温传感器、fpga、报警模块、超声波测距模块、第一蓝牙模块、第二蓝牙模块、摄像头和显示器。红外测温传感器、模数转换模块、单片机依次连接。第一蓝牙模块、超声波测距模块和报警模块连接单片机。第二蓝牙模块、摄像头和显示器连接fpga。

红外测温传感器将反映待测对象温度信息的红外信号转换为模拟电信号，模数转换模块将该模拟电信号转换为数字信号输入到单片机，单片机检测出温度后，如果超过人体正常温度单片机控制报警模块报警。摄像头拍摄来访人员，并将视频流由hdmi线传至fpga，fpga进行人脸识别检测或者口罩佩戴识别，将结果传输至显示器中显示。

单片机可采用msp430，其为16位超低功耗、具有精简指令集(risc)的单片机。红外测温传感器可采用absd-01a，其为一种高精度、测量范围在0-100摄氏度的红外测温传感器。此外，还通过一个超声波测距模块，对不同距离的对象进行测量以进行温度补偿。报警模块可采用蜂鸣器ty-b1407。单片机和fpga使用第一蓝牙模块、第二蓝牙模块进行通信，将来访人员的温度显示在显示屏上。第一蓝牙模块和第二蓝牙模块可采用ble0405c1p。

fpga4可采用pynq-z2。通过pynq-z2，可以使用python进行apsoc编程，并且代码可直接在pynq2-z2上进行开发和测试。本公开的系统在pynq2-z2采用haar特征提取算法识别人脸并提取人脸信息，再采用lbph特征识别算法训练数据集，实现身份识别或口罩佩戴检测功能，两个功能只能单独工作。与传统的人脸识别装置不同的是，本公开系统的身份识别不依赖pc，直接在fpga上实现，高效利用fpga的性能，极大降低系统的成本。

如图2所示，模数转换模块包括三个部分：由opa690芯片实现的射极跟随器，由ads1118芯片实现的模数转换器，和由lm117芯片实现的供电电路。ads1118是一款高精度、低功耗16位模数转换器，其集成了可编程增益放大器、电压基准、振荡器和高精度温度传感器，可工作于2v至5.5v的宽电源电压范围，适用于功率及空间受限型传感器测量应用。opa690芯片的引脚6连接ads1118芯片的引脚4，实现阻抗匹配。lm1117芯片的引脚2与ads1118的引脚8连接，实现为ads1118芯片的供电。ads1118芯片的引脚1、引脚2、引脚9和引脚10与任意单片机的四个普通i/o口相连，实现单片机对ads1118的控制。

技术特征：

1.一种温度测量与身份识别系统，其特征在于，包括：用于检测对象温度的红外测温传感器；在对象温度超过阈值时发出报警信息的报警模块；将所述红外测温传感器输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块；检测对象距离的超声波测距模块；根据所述红外测温传感器和所述超声波测距模块的信号获得对象温度信息的单片机；采集对象图像信息的摄像头；根据所述图像信息获取对象人脸信息或判断对象是否戴口罩的fpga；以及显示所述人脸信息或是否戴口罩的判断结果的显示器；其中，所述红外测温传感器、所述模数转换模块、所述单片机依次连接，所述报警模块、所述超声波测距模块与所述单片机连接，所述摄像头、所述显示器与所述fpga连接。

2.根据权利要求1所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述单片机为msp430。

3.根据权利要求1所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述模数转换模块采用ads1118芯片作为模数转换器。

4.根据权利要求1所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述红外测温传感器为absd-01a。

5.根据权利要求1所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述fpga为pynq-z2。

6.根据权利要求1所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述单片机和所述fpga通过蓝牙模块通信。

7.根据权利要求1或6所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述显示器显示对象温度信息。

8.根据权利要求1所述的温度测量与身份识别系统，其特征在于，所述报警模块为蜂鸣器ty-b1407。

技术总结
公开了一种温度测量与身份识别系统，包括：用于检测对象温度的红外测温传感器；在对象温度超过阈值时发出报警信息的报警模块；将所述红外测温传感器输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块；检测对象距离的超声波测距模块；根据所述红外测温传感器和所述超声波测距模块的信号获得对象温度信息的单片机；采集对象图像信息的摄像头；根据所述图像信息获取对象人脸信息或判断对象是否戴口罩的FPGA；以及显示温度信息以及所述人脸信息或是否戴口罩的判断结果的显示器；其中，所述单片机和所述FPGA通过蓝牙模块通信。本公开系统实现了温度检测，异常温度报警，口罩检测，人脸检测，人脸识别和快速录入新成员面部信息功能。

技术研发人员：陈璨
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2020.10.21
技术公布日：2021.05.04