基于单片机的电梯按钮自动消毒装置设计（有完整资料）

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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

温度传感器模块：监测电梯内的环境温度
人体红外传感器模块：监测电梯内是否有人存在
时钟模块：获取网络时间，用于消毒时间规划与同步
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
供电电路：为整个电梯按钮自动消毒装置供电

三、输出部分

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
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
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
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

设计说明书部分资料如下

设计摘要：

本设计聚焦于基于单片机的电梯按钮自动消毒装置。该装置具备多项关键功能及相应测试要点。其一，有人进入电梯时，人体检测功能可利用人体传感器检测，此时消毒装置停止工作且语音模块发出警告，需确保检测灵敏、响应及时。其二，DS1302时钟模块能准确跟踪时间，按设定时间启动自动消毒，定时控制功能要无误执行，精度达标。再者，借助红外传感器准确检测电梯内人员体温，体温超安全阈值时，语音提示模块报警并显示温度信息，要求温度传感器反馈迅速。还有液晶显示功能，可实时展示工作模式、消毒时间、温度值、人体检测状态等内容，需保证显示清晰准确、更新及时。此外，装置支持手机远程查看与远程控制，整体旨在为电梯按钮提供便捷、高效且智能化的自动消毒保障。

关键词：自动消毒；单片机；远程控制