構建一個帶有電子郵件警報的溫度監(jiān)控設備

　　自電暈爆發(fā)以來，很難確定哪些人受到了病毒的影響。為了解決這個問題，通常使用溫度設備來測量體溫。這些設備具有非接觸式紅外溫度傳感器，無需任何物理接觸即可測量體溫。

　　市場上有許多測溫槍，但沒有一個會在溫度超過特定限制時向上級部門發(fā)出任何警報或電子郵件通知以采取適當的行動。在這個項目中，如果任何特定人的溫度超過設定值，我們將連接一個IR溫度傳感器并發(fā)送帶有該人圖像的電子郵件警報。

　　在這個項目中，我們將利用物聯網的力量，我們將使用RaspberryPi、MLX90614和PiCamera構建一個帶有電子郵件警報的溫度監(jiān)控設備。

　　所需組件

　　這里我們使用的是Raspberry Pi 3 Raspbian OS。所有基本的硬件和軟件要求都在前面討論過，您可以在Raspberry Pi Introduction和Raspberry PI LED Blinking中查找入門，除了我們需要：

　　Raspberry Pi 3（任何版本都可以）。

　　派相機。

　　MLX90614 - 紅外溫度傳感器。

　　連接電線。

　　面包板。

　　電源 （5V，2A/3A）

　　如果我們將項目分成幾部分，這個項目很簡單。

　　理解和連接 MLX90614 與 Raspberry pi。

　　開始使用 Pi 相機。

　　使用 Raspberry pi 設置 SMTP 電子郵件。

　　最終代碼開發(fā)和理解。

　　Raspberry Pi： Raspberry Pi 是一種信用卡大小的計算機，專為教育目的而設計。由于其價格和驚人的規(guī)格（如板載 wifi、藍牙和可編程 GPIO 接頭）以及創(chuàng)建應用程序的可能選項數量，它被開發(fā)人員和電子愛好者采用。您可以在Raspberry Pi Introduction和Raspberry PI LED Blinking中查找它以開始啟動過程。

　　MLX90614 IR 溫度傳感器：市場上有許多傳感器可以為我們提供溫度和濕度。該傳感器與所有其他傳感器的不同之處在于它可以為我們提供物體溫度，而其他傳感器則提供環(huán)境溫度。我們已將 DHT11 傳感器和LM35廣泛用于許多必須測量大氣濕度或溫度的應用。

　　但是這里為了制作不需要物理接觸并且可以測量物體溫度而不是環(huán)境溫度的溫度槍，我們使用基于 IR 的MLX90614。要了解有關紅外線和紅外線傳感器電路的更多信息，請點擊鏈接。

　　MLX90614 傳感器由邁來芯微電子集成系統制造，它利用紅外熱電堆傳感器的原理進行溫度測量。這些傳感器由兩個內部嵌入的單元組成，以提供溫度輸出。第一個單元是具有紅外探測器的傳感單元，其后是第二個單元，它使用數字信號處理 （DSP） 執(zhí)行數據計算。該傳感器根據Stefan-Boltzmann 定律工作，該定律根據溫度解釋黑體輻射的功率。簡單來說，任何物體都會發(fā)射紅外能量，其強度將與該物體的溫度成正比。MLX90614 傳感器將計算值轉換為17 位 ADC并且可以使用I2C 通信協議進行訪問。這些傳感器測量環(huán)境溫度以及物體溫度，分辨率校準為 0.02°C。要了解有關 MLX90614 傳感器特性的更多信息，請參閱MLX90614 數據表。

　　MLX90614的特點：

　　工作電壓：3.6V 至 5V

　　環(huán)境溫度范圍：-40°C 至 125°C

　　物體溫度范圍：-70°C 至 -382.2°C

　　分辨率/校準：0.02°C

　　17 位 ADC。

　　I2C 通信。

　　MLX90614 與樹莓派的接口

　　首先，我們將下載成功連接 MLX90614 所需的庫和包。

　　第1 步：從 Raspberry Pi 設置啟用 I2C。

　　鍵入sudo raspi-config然后轉到接口選項。

　　轉到 I2C 選項并啟用它。

　　Step2：到https://pypi.org/project/PyMLX90614/#files下載MLX90614的包/庫，然后右鍵復制鏈接地址。

　　轉到 RPI 終端并鍵入 wget 并粘貼復制的鏈接，如下所示。

　　wget https://files.pythonhosted.org/packages/67/8a/443af31ff99cca1e30304dba28a60d3f07d247c8d410822411054e170c9c/PyMLX90614-0.0.3.tar.gz

　　它將以 zip 文件名‘PyMLX90614-0.0.3.tar.gz’下載庫。然后提取擴展名為tar -xf文件名的文件夾或使用以下命令執(zhí)行相同操作。

　　tar -xf PyMLX90614-0.0.3.tar.gz

　　然后我們需要使用以下命令安裝一些必需的軟件包。

　　sudo apt-get install python-setuptools

　　sudo apt-get install -y i2c-tools

　　然后使用cd PyMLX90614-0.0.3/轉到提取的文件夾 并運行命令。

　　須藤 python setup.py 安裝

　　完成這些步驟后，只需使用下面給出的電路將 MLX90614 傳感器與 Raspberry pi連接起來。下面的Raspberry Pi MLX90614 電路是使用 Fritzing 設計的。

　　如果連接和安裝正確完成，我們可以使用命令 i2cdetect -y 1檢查是否在 I2C 總線上獲取傳感器地址值。

　　如果一切正常，我們可以在終端上看到以下輸出。

　　0x5A代表數據表中提到的傳感器地址。下面給出了相同的數據表片段。

　　現在，我們將運行一個新的文件名mlxread.py并編寫一個示例程序來檢查來自傳感器的數據。下面給出了相同的代碼。

　　從 smbus2 導入 SMBus

?

從 mlx90614 導入 MLX90614
總線 = SMBus(1)
傳感器 = MLX90614（總線，地址 = 0x5A）
打印“環(huán)境溫度：”，sensor.get_ambient()
打印“物體溫度：”，sensor.get_object_1()
總線.close()

?

　　創(chuàng)建文件后，我們將使用 python 擴展名python mlxread.py 運行它。 我收到的輸出如下所示。我多次運行該程序以檢查當我將手移到它上面時值是否發(fā)生變化。

　　哇，我們已經成功地將 MLX90614 與我們的 Raspberry Pi 連接起來，您可以從上圖中確認。

　　Pi 相機與 Raspberry Pi 的接口

　　第1 步：從 Raspberry Pi 設置啟用相機。

　　鍵入sudo raspi-config然后轉到接口選項。

　　轉到相機并啟用相機。

　　現在，如下圖所示連接攝像頭模塊。

　　Step2：為了檢查相機是否連接正確，我們拍攝一張測試圖像并將其保存在我們的桌面（我們使用的是全 GUI Raspbian OS 版本）

　　raspistill -o 桌面/image.jpg

　　這將使您的相機能夠單擊名稱為 image 的圖片并將其存儲在桌面上。

　　使用 Raspberry Pi 設置 SMTP 電子郵件

　　在本節(jié)中，我們將了解如何設置 GMAIL 帳戶以在溫度超過預定義的設置值時發(fā)送警報郵件。

　　SMTP 是一種簡單郵件傳輸協議，它是一種應用層協議，負責使用 TCP/IP 進行電子郵件服務。它提供發(fā)送和接收電子郵件消息的能力，由Internet 工程任務組（IETF） 管理。

　　本教程僅適用于GMAIL 帳戶，為避免任何可能的錯誤，建議您使用新的 Gmail 帳戶。

　　默認情況下，Google 不允許用戶使用 python 腳本發(fā)送電子郵件。為了使這項工作，我們必須通過進入帳戶設置來啟用一些不太安全的應用程序。

　　步驟1：轉到右上角并點擊我的管理您的谷歌帳戶。

　　步驟2：點擊安全并向下滾動到“不太安全的應用程序訪問”。

　　步驟 3：啟用不太安全的應用程序。

　　第4 步：重復使用其他電子郵件 ID 以從 python 腳本發(fā)送/接收電子郵件。

　　Step5：下載所需的包。

　　sudo apt-get install ssmtp

　　sudo apt-get install mailutils

　　如果您在通過復制粘貼運行命令時遇到錯誤，請手動鍵入它。

　　Step6：所有庫安裝完成后，我們需要在ssmtp.conf 文件中進行更改，我們必須在其中輸入發(fā)件人的電子郵件詳細信息

　　轉到sudo nano /etc/ssmtp/ssmtp.conf

　　向下滾動到最后并粘貼這個，

　　mailhub=smtp.gmail.com:587

　　AuthUser=你的電子郵件地址

　　AuthPass=YourEmailPassword

　　使用STARTTLS=YES

　　使用TLS=YES

　　我還分享了我的終端截圖供您參考。

　　我只是使用面包板進行連接，當 MLX90614 和相機連接時，我的硬件設置看起來像他的。

用于 Pi 的 Python 代碼從 MLX90614 讀取溫度并發(fā)送帶圖片的電子郵件

python 程序執(zhí)行所有必要的操作來讀取傳感器數據，將其與閾值進行比較，授權電子郵件，然后發(fā)送附有圖像的電子郵件。首先，我們需要庫、發(fā)件人和收件人電子郵件聲明。電子郵件可以通過 smtplib 發(fā)送，但我們只想用主題、正文和其他附件來組織電子郵件，這是在多用途 Internet 郵件擴展 (MIME) 的幫助下完成的。完整的代碼可以在本頁底部找到。

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將 RPi.GPIO 導入為 gpio
導入相機
進口時間
導入 smtplib
從 email.MIMEMultipart 導入 MIMEMultipart
從 email.MIMEText 導入 MIMEText
從 email.MIMEBase 導入 MIMEBase
從電子郵件導入編碼器
從 email.mime.image 導入 MIMEImage
從 smbus2 導入 SMBus
從 mlx90614 導入 MLX90614

?

之后，我們定義發(fā)件人電子郵件地址、收件人電子郵件地址、電子郵件主題、正文和附件消息。

?

fromaddr = "test2718test@gmail.com" # 相應地更改電子郵件地址
toaddr = "electrofunedu@gmail.com"
郵件 = MIMEMultipart()
郵件['發(fā)件人'] = fromaddr
郵件['收件人'] = toaddr
mail['Subject'] = "溫度值超出警報"
body = "請查找附件圖片"

?

然后，我們創(chuàng)建一個函數，我們可以使用它發(fā)送電子郵件。

?

定義發(fā)送郵件（數據）：
    mail.attach(MIMEText(body, 'plain'))
    打印數據
    dat='%s.jpg'%data
    打印數據
    附件=打開（dat，'rb'）
    圖像=MIMEImage（附件。讀?。ǎ?    附件.close()
    郵件附件（圖片）
    服務器 = smtplib.SMTP('smtp.gmail.com', 587)
    server.starttls()
    server.login(fromaddr, "test12345@")
    文本 = mail.as_string()
    server.sendmail(fromaddr, toaddr, text)
    server.quit()

?

然后，我們創(chuàng)建一個函數來捕獲通過電子郵件發(fā)送的圖像，并將圖像與數據和時間一起存儲。

?

定義捕獲圖像（）：
    數據= time.strftime("%d_%b_%Y|%H:%M:%S")
    camera.start_preview()
    時間.sleep(5)
    打印數據
    camera.capture('%s.jpg'%data)
    camera.stop_preview()
    時間.sleep(1)
    發(fā)送郵件（數據）

?

然后，我們使用 PiCamera 進行一些設置。

?

相機 = picamera.PiCamera()
camera.rotation=0
camera.awb_mode = '自動'
相機.亮度=55

?

最后，我們有一個 while(1) 循環(huán)，它將無限運行。它將從 MLX90614 溫度傳感器讀取數據，如果溫度超過設定值，則調用capture_image()函數，然后調用sendMail(data)函數通過電子郵件發(fā)送圖像捕獲。

　　使用 PI 測量溫度和發(fā)送郵件警報

　　硬件和軟件準備好后，只需在您的 pi 上運行 python 代碼（如下所示）。它將打印從傳感器讀取的溫度值，如下所示。

　　如果物體溫度超過閾值溫度，那么我們的 python 程序將從相機中獲取圖像，將其保存在樹莓派上，并通過電子郵件共享。從樹莓派發(fā)送的電子郵件示例如下所示。

將 RPi.GPIO 導入為 gpio
導入相機
進口時間

導入 smtplib
從 email.MIMEMultipart 導入 MIMEMultipart
從 email.MIMEText 導入 MIMEText
從 email.MIMEBase 導入 MIMEBase
從電子郵件導入編碼器
從 email.mime.image 導入 MIMEImage

從 smbus2 導入 SMBus
從 mlx90614 導入 MLX90614

fromaddr = "test2718test@gmail.com" # 相應地更改電子郵件地址
toaddr = "electrofunedu@gmail.com"

郵件 = MIMEMultipart()

郵件['發(fā)件人'] = fromaddr
郵件['收件人'] = toaddr
mail['Subject'] = "溫度值超出警報"
body = "請查找附件圖片"

數據=""

定義發(fā)送郵件（數據）：
mail.attach(MIMEText(body, 'plain'))
打印數據
dat='%s.jpg'%data
打印數據
附件=打開（dat，'rb'）
圖像=MIMEImage（附件。讀?。ǎ?br /> 附件.close()
郵件附件（圖片）
服務器 = smtplib.SMTP('smtp.gmail.com', 587)
server.starttls()
server.login(fromaddr, "test12345@")
文本 = mail.as_string()
server.sendmail(fromaddr, toaddr, text)
server.quit()

定義捕獲圖像（）：
數據= time.strftime("%d_%b_%Y|%H:%M:%S")
camera.start_preview()
時間.sleep(5)
打印數據
camera.capture('%s.jpg'%data)
camera.stop_preview()
時間.sleep(1)
發(fā)送郵件（數據）

相機 = picamera.PiCamera()
camera.rotation=0
camera.awb_mode = '自動'
相機.亮度=55

而1：
總線 = SMBus(1)
傳感器 = MLX90614（總線，地址 = 0x5A）
打印“環(huán)境溫度：”，sensor.get_ambient()
打印“物體溫度：”，sensor.get_object_1()
溫度 = sensor.get_object_1()
總線.close()
如果溫度> 34：
捕獲圖像（）
時間.睡眠（0.1）
別的：
time.sleep(0.01)