GYMCU90640 红外摄像头项目 (UART模式)

基于 M5Stack CoreS3 的 GYMCU90640 (MLX90640) 红外阵列摄像头 UART 通信示例，支持自动波特率扫描、协议帧多长度兼容、热力图显示与调试原始数据输出。

硬件要求

• M5Stack CoreS3 SE 开发板
• GYMCU90640 红外摄像头模块 (MLX90640 + UART 转接板)
• 杜邦线若干

产品特性

• 芯片: MLX90640 红外温度传感器阵列
• 分辨率: 32×24 像素 (768 点)
• 温度范围: -40°C ~ 300°C
• 精度: ±1°C (视标定与环境)
• 视角: 55°×35° (型号不同略有差异)
• 工作电压: 3–5V（实测 5V 更稳定）
• 通信: UART (TTL) + I2C (芯片原生接口)

接线说明

GYMCU90640  ->    M5Stack CoreS3
VIN         ->    5V   (*实测接 5V 方可稳定输出完整帧，3.3V 下常出现字节不足*)
GND         ->    GND
TX          ->    GPIO 44 (模块发送 → CoreS3 接收)
RX          ->    GPIO 43 (可选，用于发送命令)

注意:

• 最简只需 VIN / GND / TX→G44；若需发送控制命令再加 RX→G43。
• 自动扫描波特率：9600 / 115200 / 460800，选收到字节最多者。
• 建议使用 5V 供电；如果只能 3.3V，需降低帧率并延长捕获窗口。

功能特性

• 自动波特率扫描与选择
• 多协议帧 declaredLen 支持 (1536 / 1538 / 1540)
• 早期帧检测与捕获窗口可调 (MLX_CAPTURE_WINDOW_MS)
• 实时温度统计：Min / Max / Center / 模块环境温度 (可选字段)
• 热力图渲染（颜色渐变：蓝→绿→红）
• 原始数据模式分析 (统计 0x5A / 0x00 出现频率)
• 解析失败自动回退模拟数据，方便界面测试
• 按钮交互：采集、热力图、自动输出开关、帧率循环切换

按钮功能

• BtnA 短按：采集一帧并显示数值
• BtnA 长按 (>1.5s)：输出原始 HEX + ASCII 调试
• BtnB 短按：显示热力图
• BtnB 长按 (>1.5s)：循环切换帧率 (0.5Hz→1Hz→2Hz→4Hz→8Hz)
• BtnC 短按：切换自动输出开/关

依赖库

• M5CoreS3 (M5Stack 官方库)

UART 模式不依赖专用 MLX90640 I2C 库，所有解析为本项目内置逻辑。

编译和上传

pio run --target upload

串口监视器

pio device monitor

配置说明 & 宏

主要可调宏（位于 src/main.cpp）：

• MLX_CAPTURE_WINDOW_MS：串口捕获时间窗口 (默认 3500ms)
• MLX_EARLY_STOP_ENABLED：检测到完整帧即提前结束 (1=启用)
• USE_STRICT_PROTOCOL：严格校验模式 (0=关闭)

可在 include/config.h 中继续扩展：初始自动输出开关、默认帧率、窗口配色等。

UART 协议与解析逻辑

典型连续帧结构（经验推断）：

0x5A 0x5A LEN_L LEN_H [1536 像素字节] [可选: 2 模块温度] [2 校验]

支持的 declaredLen：

• 1536：仅像素 + 校验
• 1538：像素 + 模块温度 + 校验
• 1540：兼容变体（像素 + 模块温度 + 填充 + 校验）

像素为 16-bit 小端原始值，初始缩放 raw/100.0；若离谱则尝试 raw/16.0，最后必要时进行 K→C 转换减 273.15。

温度数据格式与显示

• 32×24 = 768 像素
• 统计最小、最大、中心点 (16,12) 温度
• 若帧包含模块温度字段则显示环境温度 Env。

故障排除

1. 字节量过少 (<1500)：确认供电改为 5V；增大 MLX_CAPTURE_WINDOW_MS；检查 TX 引脚。
2. 解析失败：查看 HEX 输出（BtnA 长按），确认是否存在连续 0x5A 0x5A 帧头；必要时添加新的 declaredLen。
3. 温度值异常：尝试更换缩放方式；加黑体标定表。
4. 热力图单色：等待模组稳定或调节帧率降低噪声；检查颜色映射范围。
5. 波特率扫描无数据：强制 mlxSerial.begin(115200, ...) 测试；检查接地与线缆长度。

扩展功能想法

• 超限报警 / 蜂鸣器 / 背光闪烁
• 云端上传 / WebSocket 推送实时热图
• 帧间差分 / 平滑滤波 / 噪声抑制
• 多区域 ROI 平均温度输出
• OTA 升级 / 远程参数调节
• 标定工具：采样黑体多点拟合校准曲线

欢迎提交 Issue 或 PR 改进协议兼容与性能。

---

版权所有 © 2025