1. 簡介
非接觸紅外測溫在醫療，環境監測、個人健康等領域得到越來越廣泛的應用。本文将向大家介紹如何通過AliOS-Things inside的WiFi模組，快速完成體溫檢測，流程涵蓋從傳感器資料采集，到阿裡雲IoT智能生活平台接入，以及快速建構App完成監控。希望通過阿裡雲IoT提供的從裝置端到雲端應用的全套解決方案，快速幫助智能裝置廠商，建構出可以替代人力的自動化人體測溫裝置和方案，在防控中降低人員接觸風險，提升排查效率。
2. 軟硬體環境
2.1 軟體平台
雲端 --
阿裡雲IoT智能生活平台（飛燕平台）生活物聯網平台提供了裝置接入能力、移動端的SDK以及免開發的公版App和界面，開發者基于該平台可快速實作裝置的智能化。
移動端 --
雲智能（公版App）雲智能是生活物聯網平台提供的公版App，無需額外開發，下載下傳後可直接對裝置進行配網和控制。支援在全球主流應用商店中搜尋“雲智能”下載下傳；
裝置端 --
AliOS Things 3.0.0版本AliOS Things作為輕量級物聯網OS，已支援多款晶片，可以友善的內建溫度傳感器，并通過裝置端SDK連接配接生活物聯網平台；這裡選用其最新釋出的3.0.0版本。
2.2 硬體平台
硬體平台
硬體平台選用ESP8266 nodeMCU，支援Wifi連接配接，帶有I2C、UART等接口，并且帶有按鍵（FLASH按鍵），可用于觸發體溫檢測上報。
傳感器--MLX90614ESF-DCI-000-TU（I2C接口）
這顆傳感器是一款紅外的非接觸溫度計，支援I2C通信協定，主要用到SDA和SCL兩條線，可以很友善的連接配接到ESP8266開發闆上。
說明如下：
硬體連接配接
開發闆與傳感器的接線引腳對應關系如下：
| 開發闆 | 傳感器 |
|---|---|
| D1 (GPIO_05) | SCL |
| D2 (GPIO_04) | SDA |
| 3.3V | Vcc |
| GND |
硬體連接配接圖，右鍵可打開大圖
3. 雲端配置
智能生活平台上建立産品及裝置之前，請先確定以下兩點：
3.1 産品建立
在控制台上已建立項目、産品，并完成産品的功能定義，可參見
概述完成這部分的操作。功能定義時，需要注意以下兩點：
- 産品類型選擇“體溫計”， 标準功能中已經包含了“人體溫度”，這裡隻需要修改資料定義中的取值範圍為0~99。
快速開發一個帶APP的紅外體溫檢測槍（基于AliOS Things Inside的Wi-Fi模組） - 如上圖所示，裝置端上報溫度使用的辨別符，需要與雲端的配置保持一緻（如上圖“人體溫度”所對應的辨別符）；
3.2 測試裝置添加
添加測試裝置，記錄裝置的激活憑證（ProductKey、ProductSecret、DeviceName、DeviceSecret，如下圖紅框處），後續需要将激活憑證配置到裝置端。
3.3 App配置使用
公版App的參數配置及流程如下所示：
- 打開公版App的控制開關，詳細參見 配置App傳遞終端
- 設定App參數，其中選擇産品面闆、多語言管理、配網引導為必填參數，詳細請參見 設定App參數
- 下載下傳公版App（雲智能），具體參考 公版App介紹 ；
- 掃描配網二維碼，綁定裝置後調試，具體二維碼參見 擷取配網二維碼
4. 代碼移植
擷取
參考代碼（如圖所示），并按以下步驟內建。
4.1 ESP8266單闆适配
針對上述選用的ESP8266開發闆，為保證按鍵中斷、I2C等功能正常運作，需要做以下修改：
- FLASH按鍵對應的GPIO引腳修改；
- I2C總線對應的引腳修改；
- 8266不支援C99編譯的适配；
具體修改可參考附件中的更新檔檔案（001-aos-3-0-0-esp8266.patch，基于AliOS Things 3.0.0版本生成）。将其拷貝到AliOS Things 3.0.0根目錄下，通過以下指令打入更新檔：
patch -p1 < ./001-aos-3-0-0-esp8266.patch 4.2 驅動移植
MLX90614是一款用于非接觸式溫度測量的紅外溫度計，這裡主要介紹其使用方法。MLX90614的EEPROM主要用來做參數配置，具體可參考官方手冊：
MLX90614的RAM為隻讀屬性，使用者可以讀取溫度等資料，例如，通過RAM上的Tobj1可以擷取被檢測物體的溫度資料。
I2C總線通過裝置位址0X5A（MLX90614出廠設定）來通路傳感器。通路RAM和EEPROM時，操作指令的對應關系如下所示：
例如通路EEPROM上0X4的位址（Emissivity correction coefficient ），其操作可以通過以下方式得到：
- 通路的是EEPROM，其操作碼高3位為0b001
- 後5位為通路的位址，該位址為0X4，二進制表示為0b00100
- 按照上圖的方式組合，操作指令為 0b00100100，即0X24
按照同樣的方式，通過RAM讀取被測物體溫度寄存器(Tobj1)資料的操作碼為0X7。
被測物體溫度讀取的驅動代碼（位于drv_temp_melexis_mlx90614.c 中）參考如下：
static int drv_temp_melexis_mlx90614_read(void *buf, size_t len)
{
int ret = 0;
size_t size;
uint8_t data[2];
int32_t temp;
uint32_t value;
temperature_data_t *pdata = (temperature_data_t *)buf;
if (buf == NULL) {
return -1;
}
size = sizeof(temperature_data_t);
if (len < size) {
return -1;
}
/* 通過I2C讀取RAM上的Tobj寄存器
MLX90614_ctx.config.dev_addr為裝置位址0X5A
MLX90614_TOBJ1為通路Tobj1的操作碼0X07 */
ret = hal_i2c_mem_read(&MLX90614_ctx, MLX90614_ctx.config.dev_addr, MLX90614_TOBJ1, I2C_REG_LEN, data,
2, I2C_OP_RETRIES);
value = data[0] | (data[1]<<8);
if (unlikely(ret)) {
return -1;
}
/* 寄存器的值轉換成溫度資料，機關為0.01℃ */
temp = ((int32_t)value * 2) - 27315;
pdata->t = temp;
pdata->timestamp = aos_now_ms();
return (int)size;
} 下面介紹如何內建驅動，将驅動檔案drv_temp_melexis_mlx90614.c拷貝到driverssensordrv目錄下，并且在driverssensordrv.mk的第一行添加編譯配置。
ifeq ($(AOS_SENSOR_TEMP_MELEXIS_MLX90614),y)
$(NAME)_SOURCES += drv/drv_temp_melexis_mlx90614.c
endif 4.3 用例移植
将用例代碼（thermometer檔案夾）拷貝到appexample目錄下，并且在appexampleConfig.in中添加用例編譯配置。
source "app/example/thermometer/Config.in"
if AOS_APP_THERMOMETER
config AOS_BUILD_APP
default "thermometer"
endif 用例初始化流程如下所示，具體請參考入口函數application_start：
ESP8266的按鍵中斷相關代碼在mcuesp8266bspkey.c中，按下按鍵後，中斷回調函數會根據按鍵按下的時間（短按、2秒鐘長按、6秒鐘長按），觸發不同的event（通過aos_post_event）。application_start中注冊的按鍵回調，會響應上述事件，按鍵回調代碼如下：
/* 按鍵回調函數 */
void linkkit_key_process(input_event_t *eventinfo, void *priv_data)
{
if (eventinfo->type != EV_KEY) {
return;
}
if (eventinfo->code == CODE_BOOT) {
if (eventinfo->value == VALUE_KEY_CLICK) {
/* 短按(>40ms)，觸發一次體溫檢測，并上報雲端 */
app_sensor_test();
} else if (eventinfo->value == VALUE_KEY_LTCLICK) {
/* 長按(>2s)， 觸發系統進入配網模式 */
do_awss_active();
} else if (eventinfo->value == VALUE_KEY_LLTCLICK) {
/* 長按(>6s)，會清除配網資訊，并複位系統 */
do_awss_reset();
}
}
} 體溫資料檢測、上報流程請參考相關代碼，檢測低于正常人體溫度範圍（34~42℃），則上報資料0，高于正常人體溫度範圍，則上報資料99：
/* 讀取溫度資料并上報雲端 */
void app_sensor_test()
{
int ret;
char param[128];
temperature_data_t temp;
double data = 0.0;
/* 讀取溫度傳感器資料 */
ret = sensor_hal_read(TAG_DEV_TEMP, 0, &temp, sizeof(temp));
if(ret <= 0){
printf("\nSensor data read fail \n");
return;
}
data = (double)temp.t;
data = data/100.0;
/* 人體溫度資料校準 */
data = data - (data * data * data *data * data* data) * 0.000125 +
(data * data * data *data * data) * 0.0283429488 -
(data * data * data *data ) * 2.67004808 +
(data * data * data ) * 133.762569 -
(data * data ) * 3758.41829 +
(data ) * 56155.4892 -
348548.755;
if (data < 34.0) {
data = 0.0;
printf("\nNot the normal range of human body temperature (34 ~ 42℃ ) \n");
}
else if (data > 42.0) {
data = 99.0;
printf("\nNot the normal range of human body temperature (34 ~ 42℃ ) \n");
}
/* 網絡連接配接檢測 */
if (!app_conect_check()) {
printf("\nNetwork is not connected\n");
return;
}
memset(param, 0, 128);
/* 建構上報雲端的payload */
sprintf(param, PROP_POST_FORMAT_TEMP, data);
/* 上報體溫資料到雲端 */
if (app_init_check() != 0) {
ret = IOT_Linkkit_Report(app_device_get(), ITM_MSG_POST_PROPERTY, (unsigned char *)param, strlen(param) + 1);
if (ret == -1) {
LOG("%s %d fail\n", __func__,__LINE__);
}
}
} 4.4 四元組修改
将3.2節中記錄的裝置的激活憑證（四元組）更新到裝置端（appexamplethermometer目錄下的app_entry.h中）：
#define PRODUCT_KEY "xxxxxxxxxxx"
#define PRODUCT_SECRET "xxxxxxxxxxxxxxxx"
#define DEVICE_NAME "xxxxxxxxxxxxxx"
#define DEVICE_SECRET "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" 4.5 辨別符确認
參考3.1節，確定裝置端上報體溫對應的功能辨別符（appexamplethermometer目錄下的app_entry.h中）與雲端的配置一緻：
#define PROP_POST_FORMAT_TEMP "{\"BodyTemperature\":%.1f}" 5. 編譯運作
5.1 編譯
- 在OS目錄下執行以下指令，完成編譯
- make thermometer@esp8266 -c config
aos make
- 編譯生成的固件[email protected]在outthermometer@esp8266binary目錄下
- 通過ESP8266的Flash下載下傳工具（FLASH_DOWNLOAD_TOOLS）燒錄
5.2 運作
開發闆參考如下：
複位單闆後，長按"FLASH"鍵（>2s），開啟配網流程，APP端參考官方文檔中的“
公版App使用流程”完成。
配網成功後，短按"FLASH"鍵（>40ms），可以觸發一次溫度采集，并上傳雲端，同時推送到手機側雲智能APP。
需要注意的是，用例中增加了校準，檢測溫度的的範圍是34 ~ 42℃，低于這個範圍，上報資料為0；高于這個範圍，上報資料為99。
6. 附錄
問題交流、技術支援群：