海曼HTPA32X32开发与应用（一）准备工作

前言

2020年疫情的爆发引爆了测温行业，无论是额温枪测温、低分辨率热成像测温以及高分辨率热成像测温都进入了前所未有的热度。这类传感器也在2020年上演了一波过山车式的行情。现在一切都处于稳态的时候，我把2020年的经历和技术积累拿出来与大家分享，希望对大家有所帮助。
测温传感器为热电堆结构，为红外敏感器件可以将红外线强度转换成电信号，传感器直接输出的模拟信号非常微弱且输出阻抗非常高。这类模拟器件对信号处理回路要求非常高，需要非常有经验的做模拟电路的工程师才能够设计出良好匹配的电路。对大多数的工程师来说都是非常大的难度，为此有些厂家就做出了数字量的芯片，典型的代表就是迈来芯和海曼。数字化的芯片采用IIC或者SPI接口大大降低了电路的设计和调试难度，所以在2020年大批量的工程师在投入到该类器件的应用开发。
主要传感器分类

其中迈来芯的技术支持较好，应用最为广泛。海曼由于品控较差、大批量劣质产品充斥市场、技术资料不全、开发参考资料欠缺导致很多工程师弃海曼而去。今年海曼公司意识到以上问题做了一些弥补操作，但是大势已去。
作为第一批使用海曼芯片的工程师，经历过心酸和绝望，也有过开心和愉悦。当我把海曼公司的那些问题都解决的时候，再看看两家公司的产品价格。拼价格的时代已经到来，海曼的价格优势将会是迈来芯的致命一击。我给海曼递上了40米长的屠龙刀。

硬件

1.传感器
HTPA32X32是海曼公司推出的32X32分辨率的热成像测温矩阵，输出接口为IIC接口，支持1MHZ高速接口，根据焦距可以分为2.1和5.0两个主要版本，目前市面上存量最多的为5.0的传感器。2.1的传感器先天存在诸多缺陷，调试开发是个让人头疼的角色。
目前市面上人脸机使用的多数为2.1的传感器，安检门之类长距离多数使用5.0的传感器。人的面部测温时，2.1的测温距离在60cm以内，5.0测在1.5米以内。部分公司扬言2.5米，一定是以牺牲测温速度、测温稳定性或者测温精度为代价的。它们不同的测温距离在相应的应用场景中也是很合适的。
2.微控制器
热成像测温模组在数据处理时需要比较大的RAM用于存储临时数据，比较大的ROM存储测温数据表以及程序，数据处理过程中存在较多的乘法运算，一般采用STM32F103RCT6以上级别的处理器为宜。ST的微处理器在国内属于运用最广的32位处理器，但是最近疯狂的涨价逼迫工程师转而投靠GD，HD、MM、AT之类。这场芯片疯狂涨价的背后有很多因素，最终一定和额温枪芯片一样遍地鸡毛。
3.供电
海曼厂家推荐采用3.35V供电，在实际测试中发现3.30V和3.35V供电噪声没有明显变化，为了便于安装和减小板件体积，完全可以使用一路3.30V给微处理器以及传感器同时供电。传感器内部也有数字电路部分，所以传感器没有想象中那么娇贵。
4.通信
目前主要应用场景都存在其他主控。测温人脸机中的人脸识别系统，安检门的显示系统等。串口是工程师们最爱的通信接口，代码简单，协议容易，开发周期短。串口通信频率115200,230400,25600是常用频率；当频率达到460800,921600时，很多串口调试软件已经不支持；9600之类的低频率又无法满足数据传输的要求。

开发软件

MDK作为ARM的最佳搭档，使用起来也是顺心顺手，注册机2020年的限制，貌似软件只提示注册过期，不影响编译。那种号称2040年的注册机注册后代码限制40KB，还是无法满足这个项目需求的。作为一个裸奔的小工程师，还是厚颜无耻的使用注册机，偷偷摸摸的快乐着。等俺有钱了一定买个正版的MDK，做一个尊重知识产权的好青年。

调试软件

1.串口调试助手。串口是微处理器的灵魂，没有串口的微处理器调试起来会让人绝望。所以第一个调试工具是串口调试助手。
2.热力图显示软件，目前我选用的有两款，《ArrayNew》可以移动鼠标显示每个点的温度，但是图像做了模糊处理；《HTPA32X32测温软件》可以设置发射率和补偿系数。这两款软件各有千秋。

程序下载软件

下载器使用的ST-LINK，使用的配套软件为STM32 ST-LINK Utility

配套工具

USB转串口TTL线，ST_LINK下载线。

校验工具

黑体是做测温类设备的主要工具，即使目前很多黑体都无法达到校验的标准，但至少是个参考。
目前大多数的黑体采用的K型热电偶作为测温元件（0.5的误差），
采用固态继电器作为功率控制器件，
调温器件为半导体制冷片（不可以PWM控制，建议2S控制一次），
温度控制器还有回差，
标称是0.1℃精度，实际精度应该在1℃以上。
用于额温枪校准的需要水浴黑体，测温元件要为PT100或者PT1000，旁边有个温度校准仪表，分辨率达到0.001℃，那样的控制系统才有可能达到0.1℃甚至更高的精度。当然价格也是很高，每年的送检费用也是一笔不小的开支。
作为小屁民，有个简易的黑体已经不错了，不能要求太高。

需要相关软件的朋友可以私信我，或者给我留言。