基于STM32的客車超員遠程監測系統研究

曹景勝 石晶 王晶晶 劉叢浩 申彩英

摘 要：針對客車超員引發的交通事故頻發，傳統意義上的客車超員監測模式很難滿足交通運輸部門對超員監測系統發展要求的現狀，基于STM32微控制器設計了客車超員遠程監測系統。使用紅外光電傳感器采集上下車人數并實時顯示在液晶屏上，當檢測到客車發生超員時，系統通過GSM網絡向交警發送預警短信，同時在客車現場語音提醒。測試結果表明傳感器檢測準確、系統預警可靠，對客車超員遠程監測具有重要意義。

關鍵詞：客車超員；STM32；無線遠程；全球移動通信系統

中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：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“互聯網+”的時代背景下，我國交通運輸業發展迅速，與此同時由于利益驅使、擺位不正、乘客心切等原因形成客車超員進而引發的交通事故頻繁發生，給國家和個人帶來極大的損失和傷害[1-2]，傳統意義上的客車超員監測模式很難滿足交通運輸部門對超員監測系統發展要求，通信技術等高科技的快速發展，使得通過移動通信網絡對客車遠程監測成為了可能，移動通信遠程監測系統是基于全球移動通信系統（Global System for Mobile Communication 簡稱GSM）網絡，實時監測客車內的乘客人數，當發生超員等異常情況時能短時間內向交警發送報警短信，通過無線網絡實現不受距離和地理位置限制的遠程預警[3]。基于此采用STM32微控制器作為核心，設計了客車超員遠程監測系統。

1 系統總體架構

本系統設計在客車前后門上安裝紅外光電傳感器，對上下車人數進行檢測，并在液晶上實時顯示當前客車中的乘客人數，當客車超員時系統通過GSM網絡將超員預警短信發送到管轄的交警手機上，通知交警該客車超員，同時在客車現場向司機發出語音提醒?？傮w架構如圖1所示。系統硬件平臺主要包括STM32微控制器最小系統電路[4]、電源供電電路、紅外光電檢測電路、液晶顯示電路、GSM通信模塊接口電路、語音控制接口電路等各個具體功電路。

在本系統設計中，使用液晶屏主要用于實時顯示當前客車上乘客的人數，作為客車超員的判斷依據。設計時顯示開發者所在的學校和學院名稱、當前客車核載人數和實載人數；若當前乘客人數大于設置的核載人數，則液晶顯示屏顯示當前核載、實載、超載人數，并進行語音提醒。使得車上司機與乘客都能看到當前客車的乘載信息，極大提高了本系統的現場信息共享性。其顯示如圖2所示。

2 系統軟件設計

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

GSM遠程通信模塊、液晶顯示模塊、語音提醒模塊等。軟件總體流程圖如圖3所示。

系統上電后，進行各個硬件模塊的初始化操作，目的是將微處理器和各個硬件模塊帶到一個合適的工作狀態。首先將系統時鐘進行倍頻到72MHz，然后基于微處理器內部SysTick普通計數模式進行計數從而產生精準的ms級延時，接著初始化系統使用到的外設，如：紅外光電傳感器、語音模塊、液晶顯示屏、GSM遠程通信模塊等，最后進行軟件使用到的各個中斷初始化。

在本系統設計中，STM32微處理器使用串口來驅動GSM遠程通信模塊[5]，當STM32微處理器檢測到客車超載，首先將預警內容（如超載客車車牌號、超載人數等信息）進行打包成數據單元，然后將交警的手機號進行兩兩互換，接著將打包好的預警內容和手機號拷貝到PDU發送數組中，通過串口接口函數首先發送“AT+CMGF=0”AT指令驅動GSM模塊使能PUD格式發送，再發送“AT+CMGS=81”AT指令告訴GSM模塊的發送預警消息的長度，最后將設計好的數據單元數組發送出去。該系統實物圖如圖4所示。

3 結論

針對客車超員引發的交通事故頻發的現狀研究和設計了基于STM32的客車超員遠程監測系統，采用紅外光電傳感器對上下車人數進行檢測，當客車超員時系統通過GSM網絡將超員預警短信發送到管轄的交警手機上，通知交警該客車超員，同時在客車現場向司機發出語音提醒，極大提高了客車超員監測報警的效率，具有良好的應用前景。

參考文獻

[1] 陳鳳麗.淺談超員超速和疲勞駕駛的危害與預防措施[J].無線互聯科技，2014（02）：203.

[2] 林爵卿.防治長途客車"站外超員"對策談[J].道路交通管理，2012 （02）：50-51.

[3] 王殿超.基于GSM的客車超載檢測報警系統研究與設計[J].遼寧工業大學學報（自然科學版），2017，37（03）：161-164.

[4] 汪洋，武明虎.基于STM32汽車儀表檢測系統中信號模塊的設計[J].儀表技術與傳感器，2016（12）：41-43.

[5] 霍濤，賈振堂.基于STM32和SIM900A的無線通信模塊設計與實現[J].電子設計工程，2014，22（17）：106-110.