HaaS解决方案|用ESP32打造一个物联网红外测温打卡机/春节结束急着上班（哒咩，再努力奋斗也要先测体温）单片机|iot|python|ESP32|物联网

?? 春节结束的第二周大家应该都已经返工了吧，在春运大潮中来来往往一定要注意疫情风险！
?? 人体红外测温系统是一套实时监测来访人员的体温，监测到异常体温时，设备会发出蜂鸣器报警以及相应的钉钉推送，监控者可以很快了解到来访人员的情况。
?? 本案例就以新冠疫情这个为背景介绍如何打造一个人体测温系统。
?? 根据人体的各个部位表皮温度会有一些差异，建议以额头或手背中的其中一个部位进行统一测温，这样保证测量参考温度更有效和准确，并且距离不要超过1m，在一个闷热的环境待的太久也不宜马上测量温度，可以等15分钟到半小时再测量：

手背温度：33~35度
测量距离：小于1m

准备 ?? 本案例打造需要如下硬件：

ESP32一台
MLX90614人体红外温度传感器一个
SSD1306显示屏一个
蜂鸣器一个
杜邦线若干
Micro-USB数据线一条

硬件连线图
【HaaS解决方案|用ESP32打造一个物联网红外测温打卡机/春节结束急着上班（哒咩，再努力奋斗也要先测体温）】?? 硬件连线图如下图所示：

文章图片

?? 根据ESP32的硬件连线图，可以得知oled和人体红外温度模块是I2C总线连接，蜂鸣器i/o与muc通过pwm连接。

物联网平台开发开通公共实例
?? 对于第一次使用物联网平台的读者，需要开通实例以使用物联网平台的功能。这里可以使用免费的公共实例进行开发。
?? 在物联网平台中，左上角选择“华东2-上海”，点击“公共实例”，即可开通。

开通物联网平台功能之后，需要完成下面的3个步骤完成云端设备的设定：

创建云端产品
创建产品属性（物模型）
创建云端设备（获取三元组）

创建云端产品
?? 点击上图中的“公共实例”，即可进入控制台进行产品创建。然后，点击创建产品按钮，如下图所示。

文章图片

?? 在新建产品设定页面按照下图所示，设定“产品名称”，选择所属的“自定义品类”（如果创建的产品品类为标准品类，可以选择标准品类），节点类型选择“直连设备”，联网方式选择“Wi-Fi”，数据格式选择“ICA标准数据格式”，检验类型和认证方式选择默认设定即可。还可以根据开发者自己的需求在“产品描述”页面添加针对此产品的描述。

文章图片

?? 选择之后，点击“确认”按钮，即可完成产品创建。返回“产品”页面之后可以看到产品类表中会出现刚刚创建的“温度计”的产品，如下图所示。

文章图片

创建产品属性（物模型）
?? 点击上图中的“查看”按钮，即可看到产品信息，Topic列表，功能定义，数据解析等跟产品相关功能的设定。点开“功能定义”标签页，可以看到设备物模型定义，点击“添加自定义功能”，其中功能名称、标识符、数据类型和定义如下所示。

文章图片

?? 标识符是设备端上报设备属性状态的消息中需要使用的标识符，并且只有在设备上报的属性内容符合“数据定义”中的数据取值范围的时候才会被物联网平台记录，否则会被物联网平台认定为非法属性而过滤掉。
?? 产品及其物模型创建完成后就可以创建这个产品的设备了。

创建云端设备（获取三元组）
?? 在产品列表页面中，点击“管理设备”，就会进到设备管理页面。

文章图片

?? 在“设备”页面点击“添加设备”按钮，如下图所示。

文章图片

?? 在“添加设备”页面中设定“deviceName”，这里开发者可以自己填入自己想设定的设备名称，也可以不填任何内容让系统自动生成设备名称，如下图所示。

文章图片

?? 设备添加完成后，点击“前往查看”按钮，就可以看到此设备端详细信息了。

文章图片

?? 设备信息中有两个信息需要和设备端开发相匹配：

三元组
物模型属性信息

文章图片

获取设备三元组
?? 如上图所示，点击“查看”按钮，就可以看到设备的三元组信息，三元组是物联网设备端和物联网云端设备相关联的唯一标识符，在设备端连接云端的时候会使用三元组信息和云端进行鉴权，鉴权通过之后云端会认为设备已激活并上线。

文章图片

查看设备属性信息
?? 设备详情信息页中的“物模型数据”标签页中可以看到设备的所有属性信息、设备时间上报情况及设备服务调用情况，如下图所示。待物联网设备按照设备属性对应的标识符上报设备属性的时候，本图片中的“人体温度“等属性值就会显示设备最新的属性信息。

文章图片

创建产品和设备的过程是按照面向对象的思想进行设计的，其中创建产品可以看成是新建一个类，其中的物模型则是类的对象，创建设备则是进行类的实例化。

设备端开发开发环境
?? 在进行下一步之前请确保ESP32开发环境已经搭建完毕。详情请参考esp32开发环境的说明。
创建解决方案 ?? 点击下图中的"快速开始"按键(

文章图片

)会弹出HaaS Studio的欢迎页面，请点击“创建项目”按钮。
?? 在随后弹框中，设定好项目名称（“ir_temperature”）及工作区路径之后，硬件类型选择ESP32，点击“立即创建”，创建一个Python轻应用的解决方案。

文章图片

?? 将脚本目录中的所有文件复制后覆盖ir_temperature工程目录下的原有文件。其中main.py脚本的内容如下图所示：

######### ######### from aliyunIoT import Device# iot组件是连接阿里云物联网平台的组件 import network# Wi-Fi功能所在库 import ujson ################## from driver import I2C,PWM,TIMER import utime from ssd1306 import SSD1306_I2C import buzzer import mlx90614 import time INVALUDE_TEMP = 1037 # 失效测量值 LOWER_LEVEL = 30 # 最小有效测温阈值【30 60】 HIGH_LEVEL = 60 # 最大有效测温阈值 ABNORMAL_TEMP = 35 # 异常温度设定阈值【30 ... 60】 E_CAL_TEMP_INVALID = 1 E_CAL_TEMP_FINISH = 2 E_CAL_TEMP_HIGH = 3 E_CAL_TEMPING = 4 E_CAL_TEMP_START = 5 timer_interval_100ms = 100 #ms cal_temp_timer = 100#15s = (150*timer_interval_100ms) high_timer = 50#10s = (100*timer_interval_100ms) TEMP_CAL_TIMER = (cal_temp_timer) #有效测量时间 TEMP_CAL_TIMER_HIGH = (high_timer) #异常温度，有效测量时间 timer_interval_1000ms = 1000 stay_long = 5# 5s (5*timer_interval_1000ms) DISPLAY_STAY_LONG = (stay_long) # 测量出有效温度后屏幕持续显示时间 mlx90614Dev = 0 oled = 0 object_temp = 0.00 ambient_temp = 0.00 cal_hightemp_cnt = 0 cal_temp_cnt = 0 last_temp = 0 valid_temp = 0 blink = 0 display_time_cnt = 0 event_display = 0 start_cal_temp = 1 time_is_start = 0 displaytime_flag = 0 obj_buzzer = 0 pwmObj = 0 temptimerObj = 0 oledtimerObj = 0 displaytimerObj = 0 ######### # 物联网平台连接标志位 iot_connected = False wlan = None # 三元组信息 productKey = "产品密钥" #需要填入物联网云平台申请到的productKey信息 deviceName = "设备名称" #需要填入物联网云平台申请到的deviceName信息 deviceSecret = "设备密钥" #需要填入物联网云平台申请到的deviceSecret信息 # 物联网设备实例 device = None # Wi-Fi SSID和Password设置 wifiSsid = "请填写您的路由器名称" wifiPassword = "请填写您的路由器密码" ... if __name__ == '__main__' : mlx9061_init() oled_init() ########## wlan = network.WLAN(network.STA_IF)#创建WLAN对象 get_wifi_status() connect_lk(productKey, deviceName, deviceSecret) ########## buzzer_init() timer_init()

?? 然后对main.py里边的内容后需要完成以下三处代码修改。

Python脚本的详细说明请参考脚本内嵌的文字版注释

修改路由器名称及密码 ?? 修改ir_temperature工程里main.py中wifiSsid和wifiPassword的值为读者实际要连接的路由器的名称及密码（请注意名称和密码都需要放在""符号中间）。

# Wi-Fi SSID和Password设置 wifiSsid = "请填写您的路由器名称" wifiPassword = "请填写您的路由器密码"

?? 修改完成之后get_wifi_status函数中的wlan.connect(wifiSsid, wifiPassword)语句就会连接读者自己设定的路由器。

修改设备端三元组

?? 修改ir_temperature工程里main.py中productKey、deviceName和deviceSecret的值为读者创建的物联网设备的三元组信息，如下图所示：

# 三元组信息 productKey = "产品密钥" deviceName = "设备名称" deviceSecret = "设备密钥"

修改设备端上报温湿度信息所用标识符

?? humiture工程里main.py中下面的代码实现的是上传温湿度值到云端的功能。其中object_temp人体异常温度上报时所用的标识符。

# 上传测到的人体异常温度信息到物联网平台 def report_event(): upload_data = https://www.it610.com/article/{'params': ujson.dumps({ 'object_temp': object_temp, }) } device.postProps(upload_data)

?? 确保object_temp标识符和物联网产品的物模型中属性标识符是一样的，如下图所示：

文章图片

?? 下面是本节添加的重点代码段落讲解：

人体红外测温过程参数设置

ABNORMAL_TEMP = 35 # 异常温度设定阈值【30 ... 60】 TEMP_CAL_TIMER = (cal_temp_timer) #有效测量时间 TEMP_CAL_TIMER_HIGH = (high_timer) #异常温度，有效测量时间

新增函数处理云端信息并控制GPIO的接口

def is_abnormal(obj_temp): global cal_hightemp_cnt,cal_temp_cnt,last_temp,valid_temp i_obj_temp = int(obj_temp) if i_obj_temp == INVALUDE_TEMP : return if i_obj_temp >= HIGH_LEVEL or i_obj_temp <= LOWER_LEVEL: last_temp = i_obj_temp cal_hightemp_cnt = 0 cal_temp_cnt = 0 return E_CAL_TEMP_INVALID else: if last_temp >= HIGH_LEVEL or last_temp <= LOWER_LEVEL: last_temp = i_obj_temp cal_temp_cnt = 1 cal_hightemp_cnt = 1 return E_CAL_TEMP_START #开始测温 if i_obj_temp >= ABNORMAL_TEMP: if last_temp < ABNORMAL_TEMP: cal_hightemp_cnt = 1 #重新开始测，第一次测到高温 else: cal_hightemp_cnt += 1 #连续测到高温 else: cal_hightemp_cnt = 0#测到正常温度 cal_temp_cnt += 1 last_temp = i_obj_temp if cal_hightemp_cnt >= TEMP_CAL_TIMER_HIGH: cal_hightemp_cnt = 0#连续测TEMP_CAL_TIMER_HIGH都是高温，那么认定高温 valid_temp = obj_temp return E_CAL_TEMP_HIGH if cal_temp_cnt >= TEMP_CAL_TIMER: cal_temp_cnt = 0 valid_temp = obj_temp return E_CAL_TEMP_FINISH #最多连续TEMP_CAL_TIMER，那么结束测温 return E_CAL_TEMPING

运行结果 ?? 推送此脚本到ESP32之后，运行此脚本，ESP32串口会周期性的打印如下日志。其中：

“物联网平台连接成功” 代表成功连接到物联网平台
“start”说明开始有效测温
"high"之后跟着的为设备端采集的环境温度和测到的人体温度，“23.63C | 35.39C”，设定温度阈值35，大于阈值，就上报异常温度，同时蜂鸣器报警。
"finish"之后跟着的为设备端采集的环境温度和测到的人体温度，23.61C | 32.09C，设定温度阈值35，小于阈值，说明体温正常。

==== python file check /data/pyamp/main.py ==== ==== python execute from /data/pyamp/main.py ==== mlx90614 inited! ssd1306 inited! wifi_connected: False wifi_connected: False wifi_connected: False wifi_connected: False ('192.168.0.204', '255.255.255.0', '192.168.0.1', '192.168.0.1') establish tcp connection with server(host='a1I8HyYFD6K.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com', port=[443]) sleep for 1 s tcp_connect: can only connect from state CLOSED success to establish tcp, fd=54 物联网平台连接成功 sleep for 2s buzzer inited! >>> display1 0 display ivalid enent time stop: ------------------ reload time: 0 start display4 0 display4 0 high 23.63C | 35.39C ------------------ reload time: 0 start display4 0 display4 0 display4 0 finish 23.61C | 32.09C

物联网平台端设备信息查看
?? 物联网设备的系统启动成功并连接到物联网平台之后，物联网平台上对应的设备状态会从”未激活状态“变为”上线“，在物模型数据标签页上会显示设备上报到物联网平台的属性值。