目的以及功能：
一種基于熱成像測溫的巡檢小車，以至實現穩定控制檢測成本的同時，全自動化、無人化的對每一個地點的溫濕度數據進行檢測。解決了自動化定時巡檢，遠程監控的功能。該設備可在用戶輸出命令時按照要求直接前往需要檢測的位置，后續按照原有順序繼續巡檢。該設備采用模塊化設計，能夠接入物聯網，可將各項數據也通過wifi模塊上傳至有人云監控大屏，方便用戶查看。主要可應用在變電站檢測變壓器溫度，和環境溫濕度等數據，或者拓展至其他領域對不同的設備測溫。

（1）保證目標物溫度檢測精度：保證對目標溫度檢測精度是對最終目的達成的重要基礎，因為小車需要在多個測溫點測量不同目標物的溫度，不能以熱傳導的方式測量溫度，所以必須利用別的方式保證目標物溫度檢測精度。自然界中除了人眼看得見的光，還有紫外線、 紅外線等非可見光。自然界中溫度高于絕對零度(-273℃)的任何物體，隨時都向外輻射出電磁波（紅外線），因此紅外線是自然界中存在最廣泛的電磁波，并且熱紅外線不會被大氣煙云所吸收。

（2）實現自動化： 對于一款巡檢小車來說，自動化、無人化是實現節約資源以及人力目的的重要方式，自動化設備不僅能更好控制開支預算，也提高工作效率等，為了實現在減少人為控制的情況下，自動化巡檢每一個點位是一個必要的方式。

（3）引進物聯網技術：隨著社會快速發展，疫情防控大環境，不斷發展，成為重要部分的5G,智能電網等。如何智能化的利用巡線測溫小車將成為我們需要關注的問題，目前樣機如果需要用戶現場觀測設備上的顯示屏，而無法實現數據實時監控的問題將難以滿足用戶的要求，也無法完成自動化智能化目標，達到節約人力以及經濟成本的目標。因此在熱成像測溫的巡檢小車中引入物聯網技術，它能夠通過網絡連接后臺實時監控小車目標點位以及實時溫度、濕度等測量數據，同時能夠在用戶端發送命令，定點檢測需要檢測的目標點位。

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工作條件：
需要提前設置好巡檢路線，需要測溫的地點設置好標識，待測量設備需要在小車左側紅外探頭3m內，高度與紅外探頭一致。

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測量數據：
1、熱成像模塊檢測目標設備溫度
2、DHT11模塊檢測環境的溫度以及濕度

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基本思路：
本項目設計的一種基于熱成像測溫的巡檢小車的研究涉及到硬件設計和軟件設計。

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硬件設計包含核心控制芯片模塊、MLX90640熱成像模塊、DHT11溫濕度模塊、DHT11溫濕度模塊、有人云USR-TCP232-302模塊、四路紅外循跡模塊、降壓模塊、L298N電機驅動模塊、0.96寸oled屏幕組成。

（1）核心控制芯片模塊主要負責相關模塊的數據接收、處理、顯示、發送以及控制信號輸出等。
（2）熱成像模塊工作原理是黑體輻射定律，物體的溫度越高，所發出的紅外輻射能力越強，經過芯片處理得到溫度數據，通過串口通信把檢測到的數據發送至核心控制芯片。
（3） DHT11數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，利用單總線通信傳送溫濕度數據至核心控制芯片。
（4）?有人云模塊是一款實現 RJ45網口與RS232接口之間直接的數據透明傳輸的設備。通過接受數據包的形式接收從核心控制芯片打包的數據包，通過本地網絡上傳至服務器，令用戶能夠在PC端網站或者微信小程序查看實時數據，用戶還能夠通過網頁傳輸指令，該模塊接受數據包再傳到核心控制芯片實現遠程控制。
（5）降壓模塊是通過一個IC芯片，輸出一個方波信號，控制一個開關管的開通和關斷，從而控制輸入電壓對輸出的時間長短，方波信號的占空比越大，輸出的電壓越高，占空比越小，輸出電壓就越小。
（6） 四路紅外循跡模塊使用紅外線發射和接收管等分立元器件組成探頭，并使用電壓比較器獲得輸出信號，通過與核心控制芯片I/O口連接，接受高低電平數據，令小車可以按照既定軌跡行動。
（7）電機驅動模塊是一種將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件。步進電動機的輸入量是脈沖序列，輸出量則為相應的增量位移或步進運動。正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步數；做連續步進運動時，其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，不受電壓波動和負載變化的影響。

（8）0.96寸oled屏幕利用模擬SPI在0.96寸oled屏幕上顯示實時溫度濕度數據。

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重要模塊具體應用：

1、MLX90640熱成像模塊

酷客 MLX90640 是一款低成本非接觸紅外點陣測溫模塊。工作原理是黑體輻射定律，物體的溫度越高，所發出的紅外輻射能力越強，經過芯片處理得到溫度數據。此模塊，有三種方式讀取數據，即串口（TTL電平）、USB接口、或者I2C通信方式。該產品測溫點陣數量多，像素高。能在一般的環境分辨出人體型。接通5V電源，使用串口通信傳遞溫度數據，注意該模塊RXD口連接單片機RXD口，TXD連接單片機TXD口。設置接收數據包包頭，用數組接收數據

2、DHT11溫濕度模塊

DHT11數字溫濕度傳感器應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術。傳感器包括一個電容式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。設計的程序中需要先發出接收指令后等待從機響應，DHT11的 DATA引腳檢測到外部信號有低電平時，等待外部信號低電平結束，延遲后 DHT11的DATA引腳處于輸出狀態，輸出83微秒的低電平作為應答信號，緊接著輸出87微秒的高電平通知外設準備接收數據，微處理器的I/O此時處于輸入狀態，檢測到I/O有低電平（DHT11回應信號）后，等待87微秒的高電平后的數據接收。

3、有人云USR-TCP232-302模塊

USR-TCP232-302是有人物聯網技術有限公司推出的M0系列的單串口服務器，這是一款實現 RJ45網口與RS232接口之間直接的數據透明傳輸的設備。搭載ARM處理器，功耗低，速度快，穩定性高。內部集成了TCP/IP協議棧，用戶利用它可以輕松完成嵌入式設備的網絡功能，節省人力物力和開發時間。模塊支持 WIFI@2.4 GHz 802.11b/g/n 無線標準，支持 WEP/WPA/WPA2 安全模式，支持AP、STA、AP+STA工作模式，完全集成的串口轉無線TCP/UDP傳輸功能，多個串口速率選擇，局域網搜索和無線參數設置功能，支持TCP/UDP Client 注冊包機制，支持 Simple Config/Airkiss/usrlink 快速聯網配置，支持類 RFC2217。接通3V電源，通過串口通信把需要上傳至有人云網絡的數據包傳送至有人云模塊。

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主要研究內容：

本項目設計的一種基于熱成像測溫的巡檢小車的研究。解決了自動化定時巡檢，遠程監控的功能。該設備可在用戶輸出命令時按照要求直接前往需要檢測的位置，后續按照原有順序繼續巡檢。該設備采用模塊化設計，能夠接入物聯網，可將各項數據也通過wifi模塊上傳至有人云監控大屏，方便用戶查看。主要可應用在變電站檢測變壓器溫度，和環境溫濕度等數據，或者拓展至其他領域對不同的設備測溫。

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應用價值：

（1）實現無人自動化常規檢測溫濕度數據、提高檢測效率：開發全自動巡線測溫小車最重要的是它能夠對每一個測溫點進行溫濕度檢測，定時巡航功能令設備檢測成為常態化，用戶可以遠程讀取溫濕度數據，減少多場景下人員勞動力消耗，實現自動化，同時用戶能夠連接互聯網后更改下一個目標點，令用戶能夠更高效得到需要檢測目標點的溫度數據。

（2）減少設備成本：為了檢測不同環境下每一個點位的溫度濕度數據，而不需要在每一個測溫點都設置安裝一個溫濕度傳感器以及聯網設備，在需要大量位置進行檢測的環境下也能夠穩定的控制檢測成本。全自動測溫小車不僅能于檢測變電站變壓器溫度，同時它能夠檢測不同環境下的溫濕度，或者對人的體溫進行測量。

（3）模塊化部件：本項目對主控板、MLX90640熱成像模塊、DHT11溫濕度模塊、DHT11溫濕度模塊、有人云USR-TCP232-302模塊、四路紅外循跡模塊、降壓模塊、L298N電機驅動模塊，提升控制器各模塊工作可靠性。模塊化之后需要快速地更換部件，方便于部件壞了及時進行更換，只需要簡單連接新的模塊至核心控制模塊中即可，大大減少設備檢修的時間，增加用戶端的供電可靠性，同時能夠加裝各種不同功能的模塊，達成不同的目標，擁有更多的可變性。

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