Thermal Camera ESP32 Module
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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，便于用户连接电池模块实现供电。
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 240MHz，提供强大的数据处理能力
- 板载天线，支持 2.4 GHz WIFI (802.11 b/g/n) 和 Bluetooth 5 (LE) 双模通信
- 内置 512KB 的 SRAM 和 384KB ROM，叠封 8MB PSRAM 和外接 16MB Flash
- 采用 Type-C 接口，提升设备兼容性和用户使用便捷性
- 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 3.7V MX1.25 锂电池充放电接口，支持灵活供电方案，延长设备供电时间
- 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
- 紧凑型设计，提高设备空间利用率，适用于嵌入式应用场景
产品参数
- 工作电压: 5V
- 工作电流: 127mA@5V
- 波长范围: 8~14μm
- 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: ±2℃
- 刷新速率: 25 FPS(Max)
- 由于WiFi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:125mK
引脚说明
预留GPIO
模块将ESP32 S3的空闲引脚引出，方便用户自行焊接排针使用。如果需要另外焊接，请注意先拆除镜头模组。可以使用间距1.27mm， 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datasheet
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175cm人体模型为标准，测试距离在12m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
| 使用温度℃ | 目标温度℃ | 最大偏差℃ | |
| 全帧精度 | 30.0 | 32.0-40.0 | ±1.0 (center 32x24),±1.2 (entire) |
| 30.0 | 10-32.0,40.0-70.0 | ±1.5 (entire) | |
| 30.0 | <10.0,>70.0 | ±2.0 (entire FPA)，or 5% | |
| 单像素 | 30.0 | 32.0-40.0 | ±0.5 (center 32x24),±0.7 (entire) |
| 30.0 | 10-32.0,40.0-70.0 | ±1.0 (entire) | |
| 30.0 | 32.0-40.0 | ±2.5 (entire)，or 5% | |
| 温度稳定度 | 30.0 | 32.0-40.0 | -0.21℃/℃ |
| 电源稳定度 | 30.0 | - | ±1.0 ℃ / 100 mA |
使用说明
我们提供有源码和出厂固件，模块出厂前已经测试并烧录出厂固件，用户可以直接使用蓝牙APP配置WiFi参数并做测试。
蓝牙APP配置说明
程序了支持通过蓝牙设置WiFi参数，方便用户在实际使用中切换WiFi环境，不需要另外编译程序下载。APP仅能支持安卓手机。
- 下载蓝牙APP,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
- 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
- 用户可以根据页面信息，修改设备要接入的WIFI，然后点击Apply Changes 配置模块
上位机预览
在成功配置模块后，用户可以通过串口调试输出，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WiFi网络。
- 下载软件并打开上位机进行预览测试。
- Interface选择TCP/IP模式，
- 在IP输入框输入模块IP进行预览，比如192.168.9.131:3333
- 点击Connect按键连接模块并预览
- 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。
出厂固件烧录说明
为了方便用户重置模块并测试，我们提供出厂固件和烧录工具，方便用户重新烧录出厂固件测试。
- 下载示例程序和固件烧录程序。
- 将模块通过USB线接入PC。
- 打开烧录软件。按照图示选择bin文件文件，并点击Start烧录
- 其实地址设置为0
- COM口可以查看电脑的设备管理器获取
- 烧录成功后，可以按Reset按键，重新上电模块并测试
VS Code程序使用
我们提供的例程基于VS Code和ESP-IDF。用户如果有其他开发环境需求，需要参考例程自行配置。
环境搭建
ESP-IDF 环境搭建，包括 Visual Studio、Espressif IDF插件的安装，也为初次使用者提供简单程序编译下载及示例程序测试教程，帮助用户顺利搭建环境及使用
- 安装VS Code
- 打开VScode官网的下载页面，选择对应系统和系统位数进行下载
- 运行安装包后，其余均可以默认安装，但这里为了后续的体验建议，建议在此处勾选框中的1、2、3项
- 第一二项开启后，可以直接通过鼠标右键文件或者目录打开VSCode，可以提高后续的使用体验.
- 第三项开启后，选择打开方式时，可以直接选择VSCode
- 安装Espressif IDF插件
- 国内部分区域安装，一般推荐“在线安装”， 若因网络因素无法在线安装，则使用“离线安装”
- 教程内环境为5.1.4，我们需下载5.3.2的
- 安装ESP IDF 5.3.2开发环境教程，详见：安装Espressif IDF插件教程
程序编译下载
固件源码提供在资料章节，有需求的用户可以自行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
资料
程序
软件
数据手册
FAQ
技术支持
联系人：张工
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