原标题：基于STM32F103C8T6实现智能防疫门禁系统设计方案

智能防疫门禁系统设计方案

引言

随着全球疫情的反复，智能防疫门禁系统在公共场所中发挥了重要作用。本设计方案基于STM32F103C8T6单片机、NV020C-SOP8语音芯片和AMS1117-3.3低压降稳压器，构建了一个智能防疫门禁系统，具有身份识别、语音提示、温度检测等功能。

一、系统整体结构

智能防疫门禁系统的整体结构包括以下几个主要模块：

1. 主控模块：STM32F103C8T6单片机

2. 语音提示模块：NV020C-SOP8语音芯片

3. 电源模块：AMS1117-3.3低压降稳压器

4. 温度检测模块：MLX90614红外温度传感器

5. 身份识别模块：RFID读卡器

6. 显示模块：OLED显示屏

7. 通信模块：ESP8266 Wi-Fi模块

二、主控芯片介绍

STM32F103C8T6单片机

1. 主要特性STM32F103C8T6是STMicroelectronics生产的一款高性能、低功耗的32位ARM Cortex-M3内核的单片机。其主要特性包括：

• CPU：ARM Cortex-M3内核，72 MHz主频

• 存储：64 KB Flash，20 KB SRAM

• 外设：包含丰富的外设接口，如USART、I2C、SPI、ADC、DAC等

• 工作电压：2.0V - 3.6V

• 工作温度范围：-40°C 至 85°C

2. 在设计中的作用STM32F103C8T6作为系统的主控单元，负责管理整个智能防疫门禁系统的工作逻辑和数据处理。其主要功能包括：

• 处理温度传感器的数据，并判断体温是否正常

• 控制RFID读卡器进行身份识别

• 通过SPI或I2C接口与语音芯片通信，进行语音提示

• 通过USART接口与ESP8266 Wi-Fi模块通信，实现联网功能

• 控制OLED显示屏，显示身份信息和体温数据

三、语音提示模块

NV020C-SOP8语音芯片

1. 主要特性NV020C-SOP8是一款小型化、高集成度的语音合成芯片。其主要特性包括：

• 集成语音存储，支持多达数十条语音提示

• 支持SPI/I2C接口

• 低功耗设计，适合嵌入式应用

• 工作电压：2.7V - 3.6V

2. 在设计中的作用NV020C-SOP8语音芯片主要用于提供系统的语音提示功能。当用户通过身份识别或体温检测后，系统会通过语音芯片播放相应的提示信息，如“身份验证通过”、“体温正常”等，以提升用户体验。

四、电源模块

AMS1117-3.3低压降稳压器

1. 主要特性AMS1117-3.3是一款低压降稳压器，广泛用于嵌入式系统中。其主要特性包括：

• 输出电压：3.3V

• 最大输出电流：1A

• 低压降：1.1V

• 工作电压范围：4.5V - 15V

• 高精度输出电压：±1%

2. 在设计中的作用AMS1117-3.3低压降稳压器用于将系统的输入电压（通常为5V或更高）稳压为3.3V，为STM32F103C8T6单片机、NV020C语音芯片和其他3.3V工作电压的模块提供稳定的电源。

五、其他模块

温度检测模块

MLX90614红外温度传感器

• 非接触式测量人体温度

• 高精度：±0.2°C

• 测量范围：-70°C 至 380°C

• 支持I2C接口

身份识别模块

RFID读卡器

• 支持13.56MHz频率的RFID卡

• 通过UART或SPI接口与主控芯片通信

• 低功耗设计

显示模块

OLED显示屏

• 分辨率：128x64

• 接口：I2C或SPI

• 低功耗，适合电池供电设备

通信模块

ESP8266 Wi-Fi模块

• 支持2.4GHz Wi-Fi

• 提供UART接口，方便与主控芯片通信

• 低功耗设计

六、系统工作原理

系统工作流程如下：

1. 系统上电初始化，各模块自检。

2. 用户刷卡进行身份验证，RFID读卡器读取用户信息并传输至STM32F103C8T6。

3. 主控芯片验证身份信息，若身份合法，则启动温度检测模块。

4. MLX90614测量用户体温，并将数据传输至主控芯片。

5. 主控芯片分析体温数据，判断是否正常。

6. 通过NV020C语音芯片播放相应提示信息，并在OLED显示屏上显示身份信息和体温数据。

7. 通过ESP8266模块将数据上传至云端，实现远程监控。

七、系统设计细节

1. 硬件连接

• RFID读卡器通过UART接口连接至STM32F103C8T6

• MLX90614通过I2C接口连接至STM32F103C8T6

• NV020C语音芯片通过SPI接口连接至STM32F103C8T6

• OLED显示屏通过I2C接口连接至STM32F103C8T6

• ESP8266通过UART接口连接至STM32F103C8T6

• AMS1117-3.3为所有3.3V工作电压的模块提供电源

2. 软件实现

• 初始化：包括GPIO、UART、I2C、SPI等外设的初始化

• 身份验证：通过UART接收RFID数据，并进行身份验证

• 体温检测：通过I2C读取MLX90614温度数据

• 语音提示：通过SPI控制NV020C播放相应语音

• 数据显示：通过I2C控制OLED显示屏显示信息

• 数据上传：通过UART与ESP8266通信，将数据上传至服务器

八、结论

本设计方案基于STM32F103C8T6单片机、NV020C-SOP8语音芯片和AMS1117-3.3低压降稳压器，构建了一个功能完善的智能防疫门禁系统。该系统能够实现身份识别、体温检测、语音提示和数据上传等功能，具有响应迅速、精度高、易于扩展的特点。通过合理的硬件设计和软件实现，该系统能够有效地提高公共场所的防疫管理水平，具有广泛的应用前景。