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客车超载检测系统

  客车超载检测系统_信息与通信_工程科技_专业资料。关于客车超载检测系统的设计

  客车超载检测系统设计 余文剑 1,王晓利 2 (1.宝鸡文理学院 电子信息工程系,陕西 宝鸡 721007;2. 宝鸡文理学院 电子 信息工程系,陕西 宝鸡 721007) 摘 要:针对当前客车超载不断引发重大事故,设计了一种客车超载监控系统。 本设计以 STC89C52 单片机为核心。 通过人体热释电红外传感器对客车的载客人 数进行检测,由单片机对检测到的数据进行分析处理,检测到的结果由 LED 显 示出来,若客车超载,扬声器先报警,后由继电器切断汽车打火装置,最终实现 对超载情况进行有效控制。本设计性价比高,具有很强的实用价值。 关键词: 关键词:客车超载红外检测;热释电红外传感器;单片机 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号: Coach overload detection system design Absract : According to the overloading of the current bus causing the major accident,the paper designs a kind of monitoring system about the bus overloading.The designing is at the core of STC89C52 single-chip.This designing detects the number of passengers on bus by Human pyroelectric infrared sensors,and then it analyses detected data through the single-chip,as the same time LED will displayed detected results.If the bus overloads,the speaker will alarms,and then the relay will cuts off the brand devices on bus,finally it achieves the related control of overloading. This design cost-effective, with strong use value. Key words: Carriage overload monitor system ; Pyroelectric infrared sensors; MCU : 随着生活水平的不断提高,人们 1 系统的整体结构 外出打工、探亲、旅游的人数越来越 多,而与此相关的公路客运(长途客 1.1 系统的组成 车,旅游客车等)的运力却没有相应 本系统简单的来说由三个部分组 增加,致使超员现象频频出现。目前, 成,前端的检测模块,单片机模块, 客车超载对国家的公路设施和客运市 显示模块,控制模块。系统的总体设 场造成了不良影响,也影响车辆本事 计框架可由图 1 所示。 和车辆的驾驶、控制,容易引发事故, 检测模块的主要功能是通过两组 给国家和百姓带来重大的经济损失和 由人体热释电红外传感器 RE200B 组 感情伤害。因此,在采取行政监督管理 成的感应模块来判断旅客上车的人数 的同时,通过科学技术的手段来消除客 和下车的人数。从而对客车上的人数 车超载的现象也有着极其重要的意义 进行统计。而单片机系统主要是对乘 和实用性。 客的人数分析处理,同时把分析的结 本系统通过人体热释电红外传感 果输出给控制模块以实现对它的控 器来实现对人数的检测,然后再由单 制 。 四 位 一 体 LED 数 码 管 ARK 片机组成的中央处理单元中对客车的 SR410561K 显示模块用于对当前的车 人数进行分析,以判断客车是否超载, 内乘客人数进行显示,当超载时 通过 如果超载,可通过扬声器报警发出警 扬声器报警,并通过继电器对客车执 告,同时通过继电器控制电路对发动 行锁定。 机进行锁定以抑制事故的发生,减少 国家和人民群众的损失和伤害。 图 1 系统设计框图 1.2 系统的原理 系统由两组人体热释电红外传感 器 RE200B 模块来实现对上车人员的 检测。两组人体热释电红外传感器把 收集到的信息传递给 STC89C52 单片 机系统,也就是本系统的中央处理单 元,单片机系统实现对人数的加计数 和减计数,并把这些信息转化为 BCD 码通过七段数码管显示出来。同时单 片机系统还通过比较指令和预先设定 单元的内容比较,判断当前车内人数 是否达到满载人数和超载上限人数, 扬声器报警电路和继电器控制电路分 别作出报警和对汽车发电机进行锁 定。 图 2 检测电路模块 2 系统硬件的设计 2.1 系统硬件总体的组成 硬件电路的设计是整个系统设计 的核心内容。由系统的功能模块决定 了本系统主要包括三个部分的设计: 检测模块的设计,单片机模块的设计, 以及控制模块电路的设计。 2.2 检测模块电路 该部分的设计采用两组人体热释 电红外传感器RE200B模块,安装在客 车的车门处的适当位置,根据乘客经 过车门时遮挡两个人体热释电红外传 感器的接收管发出的红外线的不同时 序,通过单片机判断乘客是上车还是 下车[1]。 该部分的硬件电路设计总体电 路图如图2所示: BISS0001 是红外传感信号处理器 专用集成电路,它配以热释电红外传 感器和少量外元器件可以构成被动式 红外开关。 JP1、JP2 是一对人体热释电红外 传感器,它是 BISS0001 配以热释电红 外传感器和少量外接元器件构成的被 动式红外开关。它能以非接触方式检 测出来自人体发出的红外辐射,将其 转化成电信号输出,并可有效抑制人 体辐射波长以外的外干扰辐射,本系 统正是利用其特点来测判断客车载客 人数。 由于BISS0001工作电压范围应在 +3V—+5V,且对电压的平稳度要求较 高,否则杂波将影响芯片对信号的处 理。因此本系统通过AMS1117稳压芯 以实现给BISS0001 片对Vcc进行稳压, 提供稳定的电压。 为了增强传感器输出信号的稳定 性,以便单片机进行正确的处理,进 而提高系统的稳定性,本系统采用 LM324四运算放大器,对RE200B人体 热释电红外传感器检测模块的输出进 行比较放大。 两个传感器的安装位置之间要有 一定的距离(30cm~50cm 之间) ,以 下用 E1 和 E2 表示传感器,具体的检 测方法和脉冲产生的时序如图 3,图 4 所示[2]: 图 3 人的走动方向 图 5 显示电路 图 4 各点时序波图 当人下车的时候则是把这个遮 挡的顺序反过来,VO(2)脚产生的脉 冲时序是相反的, 信号送至单片机的 STATUS 寄存器进行减计数, 单片机 即可通过程序模拟把车厢内的实际 人数计算出来并寄存在寄存器中。 2.3 控制模块电路 控制模块利用在单片机内预先设 定载客人数,当上车人数超过此设定值 时,单片机便通过继电器控制客车的电 子打火器,锁定客车执行机构,使客车 无法启动,并以LED显示当前人数,同 时通过扬声器发出警报。 2.3.1 数码管显示电路设计 在数码管显示电路设计中,将待显 示数据转换为BCD码输出,经过共阴极 译码驱动器74LS373将BCD码转换成 七段码送给数码管显示。显示电路如 图5所示: 74LS373 是一种带输出三态门的 8D 锁存器,数据输入端 1D—8D 分别 接 STC89C52 单片机的 P0.0—P0.7, 数 据输出端 1Q—8Q 接四位一体数码管 ARK SR 410561K 的从低段到高段的 阴极端(即 a、b、c、d、e、f、g、dp 端) 。数码管的位码从低位到高位的共 阳极端 SEG1—SEG4 分别接到单片机 的 P2.0—P2.3 口。 2.3.2 报警电路设计 在报警电路中,由单片机传送过 来的报警信号通过一个2N5551 NPN 三极管来驱动扬声器,其总体设计框 架如图6所示[5]: 图 6 报警电路框图 2.3.3 继电器控制电路设计 对汽车的锁定部分通过在点火线 路中加一继电器控制开关来实现。由 于单片机负载能力有限,单片机 P2.7 口发出的信号必须经过 LM324 的驱动 之后才能送到继电器上,否则继电器 不能正常工作。 3 系统软件的设计 3.1 系统软件的整体设计 按照整体方案的设计思想,系统 程序框图如图 7 所示。首先初始化系 统,包括设置计数初值、设置中断允 许控制等。将通用寄存器清零,用来 存放车内当前的乘客人数,其中一个 单元存放预定客车能乘载的最大乘客 数,然后将寄存器中存放的当前车内 乘客数放入累加器中,通过比较指令 和单元的内容比较,判断当前车内人 数是否达到满载,如果当前车内人数 小于满载人数,则继续对车内人数进 行判断,如果当前车内人数大于满载 人数,则再进行判断车内人数是否大 于超载上限人数,若没有超过,则跳 转到报警指令,使扬声器报警,若已 经超过则跳转到报警指令,使扬声器 报警,同时使继电器动作,断开汽车 电子点火器。 控 电 路 [M] . 北 京 : 人 民 邮 电 出 版 社,2003. [3] 李广弟,朱月秀,王秀山. 单片机基础[M] . 北京:北京航空航天大学出版社,2001. [4] 沈红卫. 单片机应用系统设计实例与分 析[M] . 北京: 北京航空航天大学出版 社,2003. [5] 王仲生. 智能监测与控制技术[M] . 西 安:西北工业大学出版社,2002. 图 7 程序框图 程序还实现了对车内人数的实时 显示。北京快3,在显示子程序中,主要实现的 是将外部中断所产生的计数值,由十六 进制转换为 8 位 BCD 码,然后进行显 示。 4 结 语 本文通过对客车人数的检测和计 算,较好的完成了客车超载的预警提 示。系统运行稳定、可靠、快速、准 确,结果能够实时显示,且具有抗干扰 能力强、操作方便等优点。 [参考文献] 参考文献] [1] 陈永甫. 红外探测与控制电路[M] . 北 京: 人民邮电出版社,2004. [2] 肖景和赵健. 红外线热释电与超声波遥