抗击新型冠状病毒肺炎，开源设计 LoRa 红外检测体温

提示1：锐米所有 LoRa 产品严格遵循国标标准的 LoRaWAN 协议。
提示2：您可以免费复制，修改和商用本项目，请注明锐米原创。
提示3：如果您有其他 LoRa 需求或建议，欢迎联系锐米 [email protected]

LoRa 红外检测体温

LoRa 红外测温可自动测量人体温度，基于 LoRa 传送到服务器和 App，既可实时报警“发烧”人群，又可以生成体温健康报表。
物联网 Arduino LoRa LoRaWAN 红外测温

组件和材料

LoRa 扩展板 x 1 采购链接

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Arduino UNO x 1 采购链接

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红外测温传感器 x 1 采购链接

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按钮 x 1 采购链接

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蜂鸣器 x 1 采购链接

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220欧姆电阻 x 1 采购链接

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天线 x 1 采购链接

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杜邦线 x 9 采购链接

软件和网络

LoRa网关 采购链接

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LoRaServer 下载链接

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LoRaApp 下载链接

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Arduino IDE 下载链接

项目介绍

2020 年春节前，新型冠状病毒肺炎爆发，影响全国亿万民众的生活和工作。该病症有一个临床特性，发烧到 37.5 度以上。

为了有效抗击该传染病，我们设计 LoRa 红外检测体温系统，非接触式测量体温，自动识别“发烧”疑似病人。

该智能系统可以部署在：学校，写字楼，商场，园区，医院，火车站，汽车站，港口，机场等入口。

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LoRa 红外测温系统

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体温健康报表

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相比传统的产品，LoRa 红外检测体温具备的优点为：

• 安装简单便捷，不需要布线
• 365x24自动运行，无需人员值守
• 成本低廉，经济效益好
• 实时体温报警，生成健康报表

本项目开源设计 LoRa 红外检测体温的核心—软件和硬件，用户选择一个漂亮的外壳和电池，即可组成一个产品。
同时，简介了 LoRa 网络组件，轻松构建一个商用的健康监测物联网。

技术细节

元器件介绍

这是专为 Arduino 而设计的 LoRa 扩展板，既可以安装在 Arduino UNO 上，也能使用杜邦线连接到 Arduino Pro Mini。

它能达到空旷 10km 的通信距离，休眠电流仅 1.3uA。精心设计的软件库，使其开发极为容易：

• 发送数据

LoRa.write("123", 3);

• 接收数据

if (LoRa.availabe()) { 
    len = LoRa.read(buf, MAX_LEN); 
}

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Arduino UNO 是最常用的开发板，它便宜简单，接线方便。

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MLX90614 红外测温模块，无接触式测量，体积小，成本低，医疗应用的高精度，高分辨率 0.02℃。

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470MHz 胶棒天线，增益 3.5dB，特别适合中国 LoRa 频段范围（470~510MHz）。

硬件接线

如下图所示，使用公对母的杜邦线连接 Arduino、红外测温模块、按钮、蜂鸣器和电阻。

通信逻辑

如下图所示，LoRa 红外测温上报人体温度给服务器和 App

为此，需要配置如下的网络组件：

• LoRa 网关重定向到本地 Server
• 在 LoRa Server 上添加终端
• LoRa App 连接到 LoRa Server
• 配置 LoRa App
  

运行效果

如下图所示，LoRa 红外测温终端采集4 字节浮点型小端数据，通过 LoRa 发送，App 显示人体温度。

行业第一的超低功耗—休眠仅 1.4uA

如下图所示（实物拍摄），ArduinoLoRa+ 的低功耗可达 1.4uA，这不仅是行业第一的超低功耗，而且达到了器件极限！

Arduino 代码

编译本工程需要添加 LoRa 和 MLX90614 驱动库，下载这 2 个库：
LoRa 驱动库
MLX90614

使用 Arduino IDE 打开工程，点击"Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…"

Arduino 的 zip 库安装路径一般为：C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\libraries

Arduino 的代码简洁，容易理解，下载链接

• DEBUG 设置为 0 禁止调试功能；设置为 1 它将通过 8 和 9 两个引脚打印调试信息（使用“USB转串口”连接到 PC）。
• debounce() 可靠地检测按钮的闭合，它使用”去抖“算法，仅当在指定周期（本例为 50ms）按钮保持稳定，才返回状态值（按下为真，不按为假）。

#include 
#include               // Wire library for I2C communication
#include  // MLX90614 library from Adafruit

lora LoRa;
Adafruit_MLX90614 MLX90614 = Adafruit_MLX90614();

const int buttonPin = 2;
const int speakerPin = 13;
const int debounceDelay = 50;  // milliseconds to wait until stable

#define DEBUG    0  // 0=disable, 1=enable

#if DEBUG
#include 
SoftwareSerial debugSerial(8, 9);  // 8=RX, 9=TX
#endif

boolean debounce(int pin)
{
  boolean state;
  boolean previousState;
  previousState = digitalRead(pin);          // store switch state
  for (int counter=0; counter < debounceDelay; counter++)
  {
      delay(1);                  // wait for 1 millisecond
      state = digitalRead(pin);  // read the pin
      if (state != previousState)
      {
         counter = 0; // reset the counter if the state changes
         previousState = state;  // and save the current state
      }
  }
  // here when the switch state has been stable longer than the debounce period
  if (LOW == state)
    return true;
  else
    return false;
}

void setup()
{
  pinMode(speakerPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  digitalWrite(buttonPin, HIGH);  // pull up that would read LOW if pressed
  Serial.begin(115200);  // for LoRa Node
  MLX90614.begin();
#if DEBUG
  debugSerial.begin(9600); // add this to the setup function
#endif
}

void loop()
{
  double array[1];
        
  if (debounce(buttonPin))
  {
    array[0] = MLX90614.readObjectTempC();  // get temperature from MLX90614
    LoRa.write(array, sizeof(array[0]));

    digitalWrite(speakerPin, HIGH);
    delay(100);
    digitalWrite(speakerPin, LOW);
#if DEBUG
    debugSerial.println(array[0]);
#endif
  }
}

低成本批量生产

批量生产的一些技术挑战：尺寸，成本，功耗，烧录，升级。
我们为您准备好解决方案：低成本快速开发LoRa终端：从1到10000

延伸应用

更好地识别身份

为了识别被测体温者的身份信息，这可以与市场现有的考勤和门禁系统对接。这样，RFID、二维码、指纹、人脸识别、NFC…等成熟的技术可以利用，降低成本。

更高的测温精度

红外测温精度受一些因素的影响,包括

• 环境温度影响
• 被测物体反射光谱
• 空气折射

如果要进一步提高测温精度，这需要

• 隔离传感器和环境
• 补偿环境温度
• 添加线性校准算法

更远的测温距离

MLX90614-DCI 长远距离红外测温传感器，它能延长测量距离到 50cm
长远距离红外测温传感器 采购链接