基于stc15单片机开发的智能识别雾化消毒通道的研究

基于 stc15单片机开发的智能识别雾化消毒通道的研究

陈治宇 冯士航

佳木斯大学信息电子技术学院，黑龙江，佳木斯 154007

摘 要：自从新冠疫情发生以来，我国有关部门不断加强对场所的消杀强度，在疫情关键时期，一线工作人员不间断的消杀工作更是为疫情防疫攻坚战贡献了巨大的力量，现阶段虽然疫情总体得到有效控制，但反弹风险丝毫不能忽视。经过调查，部分车站，物流行业，畜牧业，生产制造行业等并无对人员和货物的消毒设备。为了巩固来之不易的防疫成果，我们设想出设置一种对办公楼、社区、学校、工厂等人员密集型场所出入人员、物资等进行表体多重消毒，对人员进行非接触式体温检测，可快速核验人员身份、筛选发热对象，安全直观的协助防疫、判断人员体温异常现象的系统。

基金项目：大学生创新训练项目国家级项目名称；项目编号：202110222100

关键词：新冠病毒，公共场所，疫情防控，消毒。

引言：2021年1月8日，国务院下发的《关于做好2021年春运工作和加强春运疫情防控的意见》中指出，坚持底线思维，科学精准做好春运疫情防控，严格落实疫情防控要求。公路、铁路、水运、民航各单位要抓紧抓实抓细常态化客运疫情防控工作。各类客运场站和交通运输工具春运期间要增加通风、消毒等措施频次。落实飞机、列车、长途客车、重点水域水路客运等交通运输工具的实名购票、对号入座。做好进站（机场）、候车（机、船）等站区空间快速测温和客流引导。

现阶段国外疫情仍在刻不容缓的攻坚时刻，除个别国家已有初步消毒通道市场，如推广消毒通道在国外的使用，可加强国外各国人民疫情防控意识，能有效控制疫情的扩展。无论疫情是否结束，国内或是在国外，未来消毒通道都会拥有广大的市场，该通道为人们遇到的疫情防控问题提供了一个很好的解决方向。

1.硬件设计

1.1控制系统的确定

本设计选用STC15W4K48S4单片机（贴片型），单片机控制各个模块的响应，以及对信号进行处理，将数字信号转换成模拟信号。该单片机虽然也是一款8位单片机，但是I/O接口高达62个，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。芯片内集成了5个16位定时器/计数器，4个高速异步串行通信端口，并可彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路。其强大的功能、较低的功耗等功能均符合本次设计的要求。

1.2雾化模块

对比市面上多种雾化器雾化方式，我们最终选用了大功率超声波雾化器，该雾化器功率可达350W，并具备10出雾头，可有效满足消杀出雾量，并使用大功率开关电源将市电220V转换为指定电压，使超声波雾化器工作，可对液体进行充分雾化。该雾化器出雾量可达8-10KG/H，并具备缺水断电保护功能，可有效防止原液不足导致干烧以及其他危险。

本超声波雾化器是以超声波的定向压强将水喷起，并瞬间发生气化产生雾气。

图1 超声波雾化器电路原理图

1.3排雾模块

我们采用了轴流风机和涡轮风机双风机的设计，由轴流风机为上出雾口出雾提供风力，涡轮风机为下出雾口提供风力，也就是单雾化，双风机的设计方式，可以使消毒通道内迅速充满雾化的次氯酸消毒液，可有效地杀灭表面病原体。产品采用的轴流风机具有低功耗，风力大，噪音低的特点。而涡流风机则采用内转子电机金属前弯式叶轮，金属蜗壳构成一体，具有结构紧凑，体积小，重量轻的特点，可有效进行强排风，与超声波雾化器搭配可有效地发挥双方的优势。

图2 轴流风机电路原理图

1.4感应模块

1.4.1人体传感技术设计

我们根据本项目的实际要求，从响应迅速、性价比高、品质极佳、抗干扰能力强等的方面选用元件。使用RD-623热释电红外传感器，当传感器感应到温度变化时，发送模拟信号至单片机，该传感器具有一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。传感器本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。

图3 RD-623热释电红外传感器电路图

1.4.2液位传感报警技术设计

本设计是通过CR-60电容式液位计观测液体高度，当该液位计感应液体不足时，发送模拟信号至单片机。CR-60电容式液位计是将被测量对象位置的变化转换成电容量的一种装置，电容液位计具有结构简单，分辨力高，工作可靠，动态响应快，可非接触测量，并能在高温，辐射和强烈振动等恶劣调下下工作等优点。使用CR-60电容式液位计，是因为当液位低于设定时，液位计发出信号给单片机，单片机收到指令时声控报警。其探极温度为-50℃-250℃，在测量量程为1 m的情况下，其中测量绝对误差范围在土3mm左右，满足0.5级精度要求。

参考文献;

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基金项目：大学生创新训练项目国家级项目名称；项目编号：202110222100