Thermal Camera ESP32 Module
- Thermal-45 Camera ESP32 Module（45° 常规版本）
- Thermal-90 Camera ESP32 Module（90° 广角版本）
| SKU | 产品 |
|---|---|
| 30136 | Thermal-45 Camera ESP32 Module |
| 30139 | Thermal-90 Camera ESP32 Module |
产品简介
这是一款基于 ESP32-S3-WROOM-1 主控模组的无线红外热成像设备，采用微测辐射热计与热电堆像素的混合技术，具备 80 × 62 像素红外阵列。该模组能够实时检测镜头视野内物体的红外辐射能量分布，并通过量化处理生成物体表面温度分布图及热成像图像。此外，模组集成了充放电电路，并预留电池接口，可连接电池模块供电。
产品特性
- 搭载 ESP32-S3-WROOM-1 模组，配备 Xtensa 32 位 LX7 双核微处理器，主频可达 240 MHz
- 板载天线，支持 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 和 Bluetooth 5 (LE) 双模通信
- 内置 512 KB 的 SRAM 和 384 KB ROM，叠封 8 MB PSRAM 和外接 16 MB Flash
- 采用 Type-C 接口
- 板载 RGB LED 指示灯，实时显示模块运行状态，便于设备监控和维护
- 板载 3.7 V MX1.25 锂电池充放电接口
- 提供 2 × 10 焊盘接口，包含 14 个 GPIO、1 路 I2C 和 1 路 UART，支持外接设备扩展功能
- 适用于嵌入式应用场景
产品参数
- 工作电压：5 V
- 工作电流：127 mA（5 V 供电）
- 波长范围：8 ~ 14 μm
- 视场角：
- 56°(D) × 45°(H) × 34°(V) （常规版本）
- 122°(D) × 90°(H) × 67°(V) （广角版本）
- 工作温度：-40℃ ～ 85℃
- 目标温度：-40℃ ～ 400℃
- 检测精度：±1.5℃（室温 10℃～70℃）
- 刷新速率：25 FPS (Max)
- 由于 Wi-Fi 信号影响，实际帧率会有误差，以使用环境为准。
- 产品尺寸：29.0 × 29.0 (mm)
- 噪声等效温差：125 mK
引脚说明
预留 GPIO
模块将 ESP32-S3 的空闲引脚引出，可自行焊接排针使用。如果需要另外焊接，请注意先拆除镜头模组。可以使用间距 1.27 mm，2x10 贴片排针。
SPI 总线
ESP32 S3 模组通过 SPI 控制热成像模组
- 模组的 SPI 读时序示意图如下图所示，更多细节请参考 MI0802 数据手册
硬件接口
产品尺寸
测温原理
什么是红外测温？（引用自 OPTRIS）
在测量领域，“温度”是仅次于“时间”的常用的物理参数之一。基于普朗克和玻尔兹曼辐射定律的原理，红外测温仪通过吸收被测物体发出的红外辐射来测定其温度。那么，非接触测温是如何实现的呢？
凡是温度高于绝对零度（0 K 或 -273.15℃）的物体，均会自表面向外发出电磁辐射，且该辐射与物体的固有温度成比例。在这种辐射中，包含用于实现测温的红外辐射。当该辐射贯穿大气后，借助专用镜头便能将其聚集在探测器上。随后，探测器会生成与该辐射成比例的电信号。该信号得到放大，并通过接受连续的数字信号处理而转化为与物体温度成比例的输出信号。如此一来，在显示器上便会显示出温度的测量值，或为信号形式输出。
在利用辐射实现测温时，辐射率ε（Epsilon）起到了至关重要的作用。它表明了实际物体与黑体的辐射值之间的关系。黑体的辐射率为 1（最大值）。不过，能够满足黑体这一理想条件的物体并不多。在校准传感器时，一般会用到辐射体的接触面（包含所推荐的波长：0.99）。
就其波长而言，许多物体通常具有恒定的辐射率，但其辐射能力远不如黑体。它们被称作灰体。若物体的辐射率取决于其温度和波长（诸如金属类），则此类物体被称作选择性辐射体。在这两种情况下，所缺失的辐射部分通过辐射率的明确加以补充。当使用选择性辐射体时，需要牢记所测定的波长（针对金属，选择短波）。
除了自物体表面发出的辐射之外，红外传感器还能接受到周围环境的反射辐射，或许还有被测物体的贯穿红外辐射。
测量距离
- 以 175 cm 人体模型为标准，测试距离在 12 m 左右，人体轮廓将分辨不出
测量精度
- 目标物体超过模块 FOV 25% 或以上，相对湿度应低于 95%，且不应有凝结水蒸气或镜片上有湿气时
| 产品 | 测量精度 | 条件 |
|---|---|---|
| Thermal-45 Camera ESP32 Module | ±1.5℃ | 室温 10℃～70℃ |
| Thermal-90 Camera ESP32 Module | ±1.5℃ | 室温 10℃～70℃ |
以上规格见 Thermal-45 Camera ESP32 Module 产品销售页 和 Thermal-90 Camera ESP32 Module 产品销售页 的“相关产品参数对比”。
APP 使用说明
本产品提供源码和出厂固件。模块出厂前已经测试并烧录出厂固件，可使用蓝牙 APP 配置 Wi-Fi 参数并进行测试。
1. 蓝牙 APP 配置说明
程序支持通过蓝牙设置 Wi-Fi 参数，切换 Wi-Fi 环境时无需重新编译和下载程序。APP 仅能支持安卓手机。
-
下载 Thermal Camera ESP32 Module 蓝牙配置 APP（安卓），解压出 apk 文件后，将文件复制到安卓手机进行安装
-
安装后会提示 APP 权限许可，请按照提示设置模块
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点击 "refresh" 扫描附近蓝牙设备。默认的设备名是 "ESP32S3 BlueFi"，点击设备进入配置
-
根据页面信息修改设备要接入的 Wi-Fi，然后点击 "Apply Changes" 配置模块
2. 上位机预览
在成功配置模块后，可通过串口调试输出，或者直接在蓝牙 APP 页面查看设备的 IP。在 AP 模式下，模块的 IP 默认为 192.168.4.1，端口号为 3333
STA 模式测试
-
电脑需要接入和模块一样的 Wi-Fi 网络。
-
下载软件并打开上位机进行预览测试。
-
在 "Interface" 中选择 "TCP/IP" 模式。
-
在 IP 输入框中输入模块的 IP 地址和端口号，例如
192.168.9.131:3333。 -
点击 "Connect" 连接模块并预览。
-
AP 模式测试
- 模块支持热点模式。默认热点名称为 WSThermal 密码为 12345678
- 电脑扫描并连接 WSThermal 热点，由于热点不支持联网，部分电脑可能会在接入后自动断开，需要再次连接
- 连接成功后，用上位机软件连接 192.168.4.1:3333 连接模块进行预览
注意：在使用 AP 模式获取热成像图后，需要按 reset 按键重启模块才可以重新切换到 STA 模式。
3. 程序编译下载
固件源码提供在资料章节，可按需下载并进行二次开发
- 选择 "File" > "打开文件夹"，找到程序中的 SENXORESP32S3 目录选择打开。
- 文件夹打开后，软件会自动检测程序环境配置。
- 环境适配后，设置选择 ESP-IDF v5.2.3 版本 SDK，COM 口根据设备管理器界面选择对应的 COM 口。
- 主板型号选择 esp32s3
- 配置成功选择 "Build Project" 编译程序，然后点击 "Flash Device" 下载程序到开发板
网页预览使用说明
STA 模式下，打开 sdkconfig 文件，配置 CONFIG_ESP_WIFI_STA_SSID（Wi-Fi 名称）和 CONFIG_ESP_WIFI_STA_PASSWORD（密码）两个参数，成功配置后，可查看串口输出的设备 IP。在 AP 模式下，模块的 IP 默认为 192.168.4.1
1. 网页配置说明
STA 模式测试
- 打开 sdkconfig 文件，配置
CONFIG_ESP_WIFI_STA_SSID（Wi-Fi 名称）和CONFIG_ESP_WIFI_STA_PASSWORD（密码）两个参数，保存编译上传程序 - 在串口输出查看 IP。
- 电脑需要接入和模块一样的 Wi-Fi 网络。
- 打开浏览器，网址栏输入
http://<device-ip>/thermal回车预览画面
AP 模式测试
- 模块支持热点模式。默认热点名称为 WSThermal 密码为 12345678
- 电脑扫描并连接 WSThermal 热点，由于热点不支持联网，部分电脑可能会在接入后自动断开，需要再次连接
- 连接成功后，打开浏览器，网址栏输入 http://192.168.4.1/thermal 连接模块进行预览
注意：在使用 AP 模式获取热成像图后，需要按 reset 按键重启模块才可以重新切换到 STA 模式。
2. 程序编译下载
固件源码提供在资料章节，可按需下载并进行二次开发
- 选择 "File" > "打开文件夹"，找到程序中的 Thermal-ESP32-Web-Demo 目录选择打开。
- 文件夹打开后，软件会自动检测程序环境配置。
- 环境适配后，设置选择 ESP-IDF v5.2.3 版本 SDK，COM 口根据设备管理器界面选择对应的 COM 口。
- 主板型号选择 esp32s3
- 配置成功选择 "Build Project" 编译程序，然后点击 "Flash Device" 下载程序到开发板