用Arduino制作一个可穿戴的测温装置

【项目源起】

       今年的新冠疫情，着实给人类造成了灾难。为了应对这场疫情，人们想出了各种办法。其中智能测温AR眼镜现身杭州西溪湿地洪园景区，这款眼镜只需看一眼，便知眼前游客的体温。炫酷的外形，仿佛让保安们变身“金牌特工”，为景区增加了一道“黑科技”风景线……同时也激发了我制作的冲动。

【项目展示】

【功能简介】

          这个测温装置的功能相对简单，其特点主要为以下三点：

        （1）非接触式测温：装置使用非接触式红外温度传感器，无需接触被测者即可测得体温。

        （2）可穿戴式工作：装置安装在眼镜上，可随身携带，在行进过程实时监察周遍人体温度。

        （3）异常数据存储：装置对于测得的异常数据进行存储，并可以进行数据回看。

【硬件材料】

1	DFRduino Nano 3.0(Arduino Nano)	1
2	TS01非接触式红外温度传感器(0-3V)	1
3	Gravity I2C OLED-2864 显示屏	1
4	数字蜂鸣器模块(Arduino兼容)	1
5	7.4V可充电锂电池	1
6	拨码开关	1
7	杜邦线	若干
8	热缩管	若干
9	M3螺丝	若干

【制作过程】

1.项目设计

       本作品的设计：通过非接触红外温度传感器测量人体温度，发现异常数据报警并存储。在装置异常数据达到4条后，进行数据回放。可穿戴式工作，这里我参考了谷歌眼镜的设计，将装置设计在眼镜上，当然我们这里并没有谷歌眼镜的投影反射设计，而是直接通过OLED屏显示数据。

2.结构设计

        值得一提的是，本次结构设计我使用了AutoDesk的Fusion 360进行建模，也是我第一次使用该软件。相比专业的建模软件solidworks，Fusion 360在一些简单的建模方面有上手快，难度小，模板多，共享度高等特点。最关键的就是它对教育行业的学生和老师可以免费试用3年，特别适合我这种喜欢上来就撸，不用前期学习过多建模知识的用户。可以说Fusion 360完全称的上是一款创客必备建模利器。

     

（1）OLED屏结构设计

       OLED的屏幕用于数据显示，由于人眼的焦距范围是25mm-50mm左右，如果直接把OLED直接放到自己的眼前，那样就跟把脸凑到电视前看一样,即便看的到上面的字,那也会挡住自己的视野，所以最理想的方案就是参考谷歌眼镜的微型投影加半透棱镜的方法（如图6所示）。但是，由于此次使用测温模块的体积较大，占用了投影的通道，因此我在这里采用了直接显示的方法。

       为了尽可能减少聚焦不实的情况，我们将屏幕设计成转轴的方式，可以自行调整屏幕与眼的角度，从而满足聚焦的目的。由于显示屏并非透明，所以前方的视线总会有部分遮挡，实测总体来说不影响行走。

（2）主控、传感器结构设计

       本作品中主控使用了Nano主控，做为Arduino系列中的微型产品，其完善的功能和迷你的体积，使其在对尺寸有要求的项目设计中有独特的优势。主控、传感器结构设计如图8所示。

       由于OLED屏幕距离主控相对来说位于远端，考虑与主控的数据连线，我们在传感器安装位置旁边留下了一个数据线孔，如图9所示。主控传感器结构体后部预留蜂鸣器安装孔和锂电池充电口。

（3）顶板结构设计

     顶板留有一个拨码开关的孔如图10所示。

3.电路连线

       装置电路连接如图11所示。红外测温模块接主控A2口，蜂鸣器接主控D4口，OLED屏幕的SDA口接主控的A4口，OLED屏幕的SCL口接主控的A5口。

4.相关设置

       本次编程使用的是图形化编程软件MIND+，主控使用Nano，传感器使用的是非接触式红外测温传感器，显示器使用OLED 12864。因此，我们在编写程序前先添加以上拓展指令模块。

6.设备组装

温度检测端组装：

第一步：取出打印好的屏幕安装外壳和OLED屏幕，将OLED屏的一段数据连线剪开，如下图所示。

7.运行测试：

        虽然此次作品功能简单，但在最后上顶盖之前最好做一个上电测试，避免一些不必要的麻烦。

8.改进与提升

       本作品使用了TS01非接触式红外温度传感器，所以导致了测温装置偏重，佩戴上略显得不适，后续可以改用其它的非接触式红外温度传感器；另外数据的读取是直接读取，后续可以改成谷歌眼镜的半投影的方式；显示的屏幕本来是想用哈士奇视觉识别摄像头方式来人脸识别，同时在哈士奇屏幕上显示测温的数据，但目前哈士奇尚不支持此功能。期待后续的改版。

期待有同款宝贝

厉害，精确度怎么样？

wangyirun 发表于 2020-4-6 08:52
厉害，精确度怎么样？

精度还可以的。

hnyzcj 发表于 2020-4-6 11:46
精度还可以的。

好啊，给警察蜀黍装备一个~

少了个充电保护板

txm派瑞深山锹 发表于 2020-4-7 08:21
少了个充电保护板

不需要，我的锂电池接是飞控的锂电，有充电接头，所以没有必要接充电保护板。

期待我也能做出来

厉害厉害

550一个测温模块，土豪啊

gray6666 发表于 2022-3-29 14:54
550一个测温模块，土豪啊

不错不错这个挺好玩

这个做出来很好玩

这个作品很好玩希望有2.0版本

大胆的去做 发表于 2022-4-11 16:30
这个作品很好玩希望有2.0版本

交给你了，哈哈哈哈

用热成像吧

很棒的作品

學校電腦報告就用這個了

非常详细，我也来复现一个玩一玩。