客車超載智能檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

廖梅花

【摘 ?要】論文設(shè)計(jì)了一款基于STC89C52的客車超載智能檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自行設(shè)置客車載客極限值，通過識(shí)別電路對(duì)車內(nèi)人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并通過數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前乘客的數(shù)量。當(dāng)客車人數(shù)超過設(shè)置的乘客數(shù)量時(shí)，系統(tǒng)立即發(fā)出警報(bào)，并鎖定客車的啟動(dòng)裝置，只有客車人數(shù)低于設(shè)置的乘客數(shù)量后，才能正常啟動(dòng)客車，從而有效避免超載現(xiàn)象的發(fā)生。

【Abstract】This paper designs a intelligent detection system for bus overload based on STC89C52. The system can set the passenger limit value of the bus by itself， count the personnel in the bus through the identification circuit， and display the number of current passengers through the digital tube in real time. When the number of passengers in the bus exceeds the set number of passengers， the system will give an alarm immediately and lock the starting device of the bus. Only when the number of passengers in the bus is lower than the set number of passengers can the bus be started normally， thus effectively avoiding the occurrence of overload phenomenon.

【關(guān)鍵詞】客車超載;STC89C52單片機(jī);智能檢測(cè)

【Keywords】bus overload; STC89C52 MCU; intelligent detection

【中圖分類號(hào)】U495 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2020）09-0168-02

1 引言

隨著國(guó)家的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量越來越好，人們乘車出行的情況也越來越多，在法定節(jié)日尤為明顯，而人們出行首選的交通工具客車，卻沒有與之對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸能力，超載現(xiàn)象在客車上已經(jīng)習(xí)以為常，客車超載則導(dǎo)致車禍發(fā)生概率上升，客車超載會(huì)嚴(yán)重影響車輛本身的正常行駛，容易造成安全事故[1，2]。

國(guó)內(nèi)外應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)客車超載檢測(cè)系統(tǒng)比較多，用紅外發(fā)射器或者熱敏電阻以及重力傳感器來檢測(cè)客車人數(shù)。蘭州工業(yè)學(xué)院與汽車工程學(xué)院共同研發(fā)的客車超載檢測(cè)系統(tǒng)，通過紅外傳感器對(duì)乘客上、下車人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如果發(fā)生超載，蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)，為防止紅外傳感器因其他干擾而導(dǎo)致誤判，該設(shè)計(jì)還采用了重力傳感器，當(dāng)兩個(gè)傳感器同時(shí)輸出信號(hào)時(shí)，單片機(jī)才會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)?，F(xiàn)在最常用的方法是使用人體熱釋電傳感器來檢測(cè)人數(shù)，但因?yàn)檫@套系統(tǒng)安裝到每輛車上需要的成本過高、材料過多，且每次更換車輛都需重新安裝，并不值得推廣。未來會(huì)更傾向于在道路上安裝對(duì)來往車輛進(jìn)行檢測(cè)的監(jiān)控系統(tǒng)，無須隨著車輛更換而更換，更能節(jié)約材料和成本。

本文以SCT89C52單片機(jī)作為核心部件實(shí)現(xiàn)對(duì)超載情況的檢測(cè)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)乘客的上、下車情況，根據(jù)此統(tǒng)計(jì)車廂內(nèi)的乘客數(shù)量，并將其實(shí)時(shí)顯示在顯示器中。如果檢測(cè)到人員超載，則能夠及時(shí)報(bào)警，同時(shí)，將車輛的啟動(dòng)裝置鎖定，由此避免車輛的行駛。

2 客車超載智能檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

客車超載檢測(cè)系統(tǒng)用于檢測(cè)人員的超載情況，需要對(duì)上、下車的乘客進(jìn)行檢測(cè)，并將采集到的信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中進(jìn)行處理。對(duì)車上人數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出來的乘客人數(shù)可由LED進(jìn)行顯示。當(dāng)乘客人數(shù)超過設(shè)置好的客車可搭載最大人數(shù)后，則系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)，同時(shí)，關(guān)閉客車的啟動(dòng)裝置，防止客車?yán)^續(xù)行駛。檢測(cè)的方法對(duì)于該系統(tǒng)來說十分關(guān)鍵，只有對(duì)車內(nèi)人數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，由此能夠有效降低車輛超載可能引發(fā)的安全事故。

本系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、功能語言模塊和喇叭構(gòu)成的報(bào)警電路、紅外收發(fā)對(duì)管和雙D觸發(fā)器構(gòu)成的檢測(cè)電路、按鍵電路、數(shù)碼管顯示電路及繼電器控制電路幾部分構(gòu)成，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原理框圖如圖1所示。

2.1 檢測(cè)電路

檢測(cè)電路采用反射式紅外傳感器，其中集成了接收器與發(fā)射器，在探測(cè)到存在障礙物時(shí)，輸出端輸出低電平，因此，在乘客進(jìn)入車門后會(huì)形成一個(gè)特定的脈沖信號(hào)，基于對(duì)脈沖信號(hào)的檢測(cè)就完成了對(duì)乘客上、下車的檢測(cè)。

2.2 按鍵電路

鍵盤屬于處理芯片計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵器件，如果只有鍵盤掃描、讀取鍵盤兩個(gè)狀態(tài)無法滿足正常的要求，因此，需要結(jié)合日常應(yīng)用中的各種操作來設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的鍵盤電路。結(jié)合超載檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用要求，本系統(tǒng)采用獨(dú)立按鍵設(shè)計(jì)，客車可搭載的最大人數(shù)可以通過增加、減少和設(shè)置人數(shù)上限三個(gè)按鍵進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置。

2.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，本系統(tǒng)選擇STC89C52單片機(jī)芯片完成對(duì)客車超載的檢測(cè)。

2.4 數(shù)碼管顯示電路

由采用四位共陽極的數(shù)碼管構(gòu)成本系統(tǒng)的顯示電路，如果發(fā)光二極管陰極屬于低電平，則發(fā)光二極管點(diǎn)亮，可以顯示對(duì)應(yīng)的信息。如果需要實(shí)現(xiàn)多位LED顯示，則同時(shí)需要段選線與位選線，其中位選線與對(duì)顯示的LED進(jìn)行控制，段選線可以對(duì)顯示的字符進(jìn)行控制。本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示方案，實(shí)現(xiàn)兩位LED動(dòng)態(tài)顯示，在顯示之前需要設(shè)置好客車可搭載最大人數(shù)，當(dāng)進(jìn)入檢測(cè)階段后實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前客車內(nèi)人數(shù)。

2.5 報(bào)警電路

報(bào)警電路由功放和喇叭組成，如果乘客的數(shù)量超過了設(shè)定的閾值，則需要通過報(bào)警的方式提示，此過程中主要利用了報(bào)警模塊，需要其能夠發(fā)揮正常的檢測(cè)與報(bào)警功能。在報(bào)警方式上主要采用了語音提醒的方式。一旦檢測(cè)到乘客的數(shù)量高于閾值，則通過語音報(bào)警的方式提示。在本系統(tǒng)中采用BY8301模塊，其中含有多個(gè)接口，可以驅(qū)動(dòng)3W的喇叭，能夠有效完成語音播報(bào)的功能。

2.6 繼電器控制電路

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中考慮到乘客的安全性，一旦發(fā)現(xiàn)乘客超載，則要求車輛無法繼續(xù)行駛，一般使用關(guān)閉客車啟動(dòng)裝置的方法。本系統(tǒng)采用繼電器元件，一旦出現(xiàn)超載，單片機(jī)控制繼電器內(nèi)部開關(guān)以鎖定車輛;如果繼電器內(nèi)部開關(guān)吸合至常閉觸點(diǎn)，則二極管保持發(fā)光狀態(tài)，說明車輛可以正常行駛。

基于單片機(jī)的客車超載智能檢測(cè)系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。

3 客車超載智能檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

軟件部分設(shè)計(jì)主要基于模塊化的設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)，各個(gè)模塊之間的獨(dú)立性較高，在擴(kuò)展和升級(jí)時(shí)的工作量較小，顯著降低了維護(hù)管理的成本和壓力。同時(shí)，某個(gè)模塊在維護(hù)過程中不會(huì)影響到其他功能的使用，整個(gè)系統(tǒng)的具體執(zhí)行流程如圖3所示。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種基于SCT89C52的客車超載智能檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用反射式紅外傳感器檢測(cè)乘客的上、下車情況，根據(jù)識(shí)別電路統(tǒng)計(jì)出車廂內(nèi)的乘客數(shù)量，并通過LED數(shù)碼實(shí)時(shí)顯示乘客數(shù)量。一旦檢測(cè)到人員超載，則立即報(bào)警，并鎖定車輛的啟動(dòng)裝置。只有當(dāng)報(bào)警解除之后，車輛才能正常啟動(dòng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用有助于提升客車行駛的安全性。

【參考文獻(xiàn)】

【1】顏振軒.淺談智能型客車超載檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（01）：24-26.

【2】石文昭，樊建強(qiáng).智能型客車超載檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新通信，2016，18（24）：71-72