基于STM32的客車(chē)超員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

曹景勝 石晶 王晶晶 劉叢浩 申彩英

摘 要：針對(duì)客車(chē)超員引發(fā)的交通事故頻發(fā)，傳統(tǒng)意義上的客車(chē)超員監(jiān)測(cè)模式很難滿(mǎn)足交通運(yùn)輸部門(mén)對(duì)超員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展要求的現(xiàn)狀，基于STM32微控制器設(shè)計(jì)了客車(chē)超員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。使用紅外光電傳感器采集上下車(chē)人數(shù)并實(shí)時(shí)顯示在液晶屏上，當(dāng)檢測(cè)到客車(chē)發(fā)生超員時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)向交警發(fā)送預(yù)警短信，同時(shí)在客車(chē)現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音提醒。測(cè)試結(jié)果表明傳感器檢測(cè)準(zhǔn)確、系統(tǒng)預(yù)警可靠，對(duì)客車(chē)超員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：客車(chē)超員；STM32；無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程；全球移動(dòng)通信系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2018）12-105-02

Abstract： Design remote monitoring system for bus overload based on STM32 microcontroller in view of present situation for frequent occurrence of traffic accidents caused by bus overload， the traditional monitoring mode for bus overload can hardly meet transportation sector's overload monitoring system development requirements. Use infrared photoelectric sensors to collect number of people getting on and off and display on the LCD screen in real time， when it is detected that the bus is overloaded， the system sends a warning SMS to the traffic police remotely through the GSM network， and at the same time， it performs voice prompts on the bus. Test results show that detect accuracy by the sensor， warning reliable， and it is of great significance to remote monitoring for bus overload.

Keywords： bus overload； STM32； wireless & remote； GSM

CLC NO.： TP23 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）12-105-02

前言

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景下，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速，與此同時(shí)由于利益驅(qū)使、擺位不正、乘客心切等原因形成客車(chē)超員進(jìn)而引發(fā)的交通事故頻繁發(fā)生，給國(guó)家和個(gè)人帶來(lái)極大的損失和傷害[1-2]，傳統(tǒng)意義上的客車(chē)超員監(jiān)測(cè)模式很難滿(mǎn)足交通運(yùn)輸部門(mén)對(duì)超員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展要求，通信技術(shù)等高科技的快速發(fā)展，使得通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)客車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)成為了可能，移動(dòng)通信遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication 簡(jiǎn)稱(chēng)GSM）網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)客車(chē)內(nèi)的乘客人數(shù)，當(dāng)發(fā)生超員等異常情況時(shí)能短時(shí)間內(nèi)向交警發(fā)送報(bào)警短信，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不受距離和地理位置限制的遠(yuǎn)程預(yù)警[3]?；诖瞬捎肧TM32微控制器作為核心，設(shè)計(jì)了客車(chē)超員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在客車(chē)前后門(mén)上安裝紅外光電傳感器，對(duì)上下車(chē)人數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并在液晶上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前客車(chē)中的乘客人數(shù)，當(dāng)客車(chē)超員時(shí)系統(tǒng)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將超員預(yù)警短信發(fā)送到管轄的交警手機(jī)上，通知交警該客車(chē)超員，同時(shí)在客車(chē)現(xiàn)場(chǎng)向司機(jī)發(fā)出語(yǔ)音提醒。總體架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)硬件平臺(tái)主要包括STM32微控制器最小系統(tǒng)電路[4]、電源供電電路、紅外光電檢測(cè)電路、液晶顯示電路、GSM通信模塊接口電路、語(yǔ)音控制接口電路等各個(gè)具體功電路。

在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用液晶屏主要用于實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前客車(chē)上乘客的人數(shù)，作為客車(chē)超員的判斷依據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)顯示開(kāi)發(fā)者所在的學(xué)校和學(xué)院名稱(chēng)、當(dāng)前客車(chē)核載人數(shù)和實(shí)載人數(shù)；若當(dāng)前乘客人數(shù)大于設(shè)置的核載人數(shù)，則液晶顯示屏顯示當(dāng)前核載、實(shí)載、超載人數(shù)，并進(jìn)行語(yǔ)音提醒。使得車(chē)上司機(jī)與乘客都能看到當(dāng)前客車(chē)的乘載信息，極大提高了本系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)信息共享性。其顯示如圖2所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)嵌入式軟件包含5大功能模塊，分別為：系統(tǒng)初始化模塊、紅外光電傳感器采集模塊、

GSM遠(yuǎn)程通信模塊、液晶顯示模塊、語(yǔ)音提醒模塊等。軟件總體流程圖如圖3所示。

系統(tǒng)上電后，進(jìn)行各個(gè)硬件模塊的初始化操作，目的是將微處理器和各個(gè)硬件模塊帶到一個(gè)合適的工作狀態(tài)。首先將系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行倍頻到72MHz，然后基于微處理器內(nèi)部SysTick普通計(jì)數(shù)模式進(jìn)行計(jì)數(shù)從而產(chǎn)生精準(zhǔn)的ms級(jí)延時(shí)，接著初始化系統(tǒng)使用到的外設(shè)，如：紅外光電傳感器、語(yǔ)音模塊、液晶顯示屏、GSM遠(yuǎn)程通信模塊等，最后進(jìn)行軟件使用到的各個(gè)中斷初始化。

在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，STM32微處理器使用串口來(lái)驅(qū)動(dòng)GSM遠(yuǎn)程通信模塊[5]，當(dāng)STM32微處理器檢測(cè)到客車(chē)超載，首先將預(yù)警內(nèi)容（如超載客車(chē)車(chē)牌號(hào)、超載人數(shù)等信息）進(jìn)行打包成數(shù)據(jù)單元，然后將交警的手機(jī)號(hào)進(jìn)行兩兩互換，接著將打包好的預(yù)警內(nèi)容和手機(jī)號(hào)拷貝到PDU發(fā)送數(shù)組中，通過(guò)串口接口函數(shù)首先發(fā)送“AT+CMGF=0”AT指令驅(qū)動(dòng)GSM模塊使能PUD格式發(fā)送，再發(fā)送“AT+CMGS=81”AT指令告訴GSM模塊的發(fā)送預(yù)警消息的長(zhǎng)度，最后將設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)單元數(shù)組發(fā)送出去。該系統(tǒng)實(shí)物圖如圖4所示。

3 結(jié)論

針對(duì)客車(chē)超員引發(fā)的交通事故頻發(fā)的現(xiàn)狀研究和設(shè)計(jì)了基于STM32的客車(chē)超員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用紅外光電傳感器對(duì)上下車(chē)人數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)客車(chē)超員時(shí)系統(tǒng)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將超員預(yù)警短信發(fā)送到管轄的交警手機(jī)上，通知交警該客車(chē)超員，同時(shí)在客車(chē)現(xiàn)場(chǎng)向司機(jī)發(fā)出語(yǔ)音提醒，極大提高了客車(chē)超員監(jiān)測(cè)報(bào)警的效率，具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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