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编号：

T4762405M

设计简介：

本设计是基于STM32的电梯按钮自动消毒装置，主要实现以下功能：

1.可通过红外测温模块检测电梯内的体温
2.可通过人体红外检测是否有人
3.可通过继电器模拟电梯按键消毒
4.可调节自动、手动模式、自动模式下定时消毒
5.可通过DS1302获取实时时间
6.可通过语音模块语音报警
7.可通过WIFI模块上传数据至云平台

电源： 5V
传感器：红外测温传感器（MLX90614ESF）、人体热释电传感器（D203S）、时钟模块（DS1302）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：继电器、语音模块（SU-03T）
人机交互：独立按键
通信模块：WIFI模块（ESP8266-12F）

标签：STM32、OLED12864、MLX90614ESF、D203S、DS1302、继电器、SU-03T、独立按键、ESP8266-12F

题目扩展：智能电梯系统、无接触式电梯系统

基于 STM32 的电梯按钮自动消毒装置设计与实现

一、主控部分

核心：STM32F103 单片机

功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. 温度传感器模块：监测电梯内的环境温度
2. 人体红外传感器模块：监测电梯内是否有人存在
3. 时钟模块：获取网络时间，用于消毒时间规划与同步
4. 独立按键：用于启动人脸解锁、触发消毒检测、确认检测完成等操作
5. 供电电路：为整个电梯按钮自动消毒装置供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示电梯内温度、电梯内人员状态、电梯开关门状态、系统运行模式及参数阈值设置界面
2. 蜂鸣器报警模块：当系统启动消毒工作时，触发蜂鸣器报警提醒
3. 继电器控制模块：模拟电梯按钮消毒动作，控制消毒装置的运行
4. WIFI 模块：将电梯内温度、人员状态、消毒记录等数据上传至云平台，同时连接手机 APP，实现远程监控

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计的主要硬件包含以单片机为核心的控制模块，用于提供电力支持的电源模块（如 Type - C 接口电源电路等），用于实时显示工作模式、消毒时间、温度值等信息的 OLED 显示屏模块，能精准跟踪时间以实现定时消毒的时钟模块，可非接触式检测人体体温的红外温度传感器模块，用于检测电梯内人体存在的人体红外传感器模块，用于发出语音警告和提示的语音识别模块，用于手动操作和功能切换的独立按键模块，以及用于控制消毒装置启停的继电器控制输出模块，还有用于手机远程查看和控制的无线通信模块等。这些硬件模块协同工作，共同实现了电梯按钮自动消毒装置的人体检测、定时消毒、体温监测、信息显示及远程控制等功能。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 显示功能测试

该设计的显示功能由 OLED 显示屏实现，可实时清晰地展示当前时间、人体检测状态（如 “无人”）、红外测温数值（如 “29.0℃”）以及工作模式（如 “自动”）等信息。这些信息能及时更新，让使用者直观了解装置的运行状态，包括消毒时间节点、人员体温是否正常、系统工作模式等关键内容，为乘梯人员和管理人员提供了便捷的信息获取渠道，助力装置各项功能的有效呈现与管理。显示功能测试图如下图 5-2 所示。

图 5-2 显示功能测试图

5.3 自动消毒功能测试

该设计的自动消毒功能可通过时钟模块设定具体时间，到点后系统自动启动消毒任务；同时结合人体检测功能，有人进入电梯时消毒装置停止工作，无人时按设定时间或模式执行消毒。此外，还支持手机远程设置自动消毒的时间参数、模式等，实现远程自动控制。整个过程中，OLED 显示屏会实时显示消毒相关状态，确保自动消毒功能精准、智能地运行，有效对电梯按钮进行定时且符合场景需求的消毒，保障电梯按钮卫生安全。自动消毒功能如下图 5-3 所示：

图 5-3 自动消毒功能测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 阈值设置功能测试

该阈值设置功能通过按键操作实现，键值 2 在界面 4 可使温度阈值 + 1，键值 3 在界面 4 可使温度阈值 - 1，以此完成温度阈值的调整设置。阈值设置功能测试图如下图 6-2 所示。

图 6-2 阈值设置功能测试图

6.3 温度过高提醒功能测试

该系统的温度过高提醒功能通过 DS18B20 温度传感器检测温度，当温度超过设定阈值时，虚拟终端会连续提示 “请注意，温度过高！”，同时结合 OLED 显示屏的参数显示，及时向用户预警温度超限情况，保障设备运行安全。温度过高提醒功能如下图 6-3 所示：

图 6-3 温度过高提醒功能测试图