客車超載智能檢測系統的設計

廖梅花

【摘 ?要】論文設計了一款基于STC89C52的客車超載智能檢測系統，該系統可以自行設置客車載客極限值，通過識別電路對車內人員進行統計，并通過數碼管實時顯示當前乘客的數量。當客車人數超過設置的乘客數量時，系統立即發出警報，并鎖定客車的啟動裝置，只有客車人數低于設置的乘客數量后，才能正常啟動客車，從而有效避免超載現象的發生。

【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.

【關鍵詞】客車超載;STC89C52單片機;智能檢測

【Keywords】bus overload; STC89C52 MCU; intelligent detection

【中圖分類號】U495 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）09-0168-02

1 引言

隨著國家的發展，人們的生活質量越來越好，人們乘車出行的情況也越來越多，在法定節日尤為明顯，而人們出行首選的交通工具客車，卻沒有與之對應的運輸能力，超載現象在客車上已經習以為常，客車超載則導致車禍發生概率上升，客車超載會嚴重影響車輛本身的正常行駛，容易造成安全事故[1，2]。

國內外應用單片機設計客車超載檢測系統比較多，用紅外發射器或者熱敏電阻以及重力傳感器來檢測客車人數。蘭州工業學院與汽車工程學院共同研發的客車超載檢測系統，通過紅外傳感器對乘客上、下車人數進行統計。如果發生超載，蜂鳴器將發出警報，為防止紅外傳感器因其他干擾而導致誤判，該設計還采用了重力傳感器，當兩個傳感器同時輸出信號時，單片機才會進行計數。現在最常用的方法是使用人體熱釋電傳感器來檢測人數，但因為這套系統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。未來會更傾向于在道路上安裝對來往車輛進行檢測的監控系統，無須隨著車輛更換而更換，更能節約材料和成本。

本文以SCT89C52單片機作為核心部件實現對超載情況的檢測，系統能夠實時檢測乘客的上、下車情況，根據此統計車廂內的乘客數量，并將其實時顯示在顯示器中。如果檢測到人員超載，則能夠及時報警，同時，將車輛的啟動裝置鎖定，由此避免車輛的行駛。

2 客車超載智能檢測系統的硬件設計

客車超載檢測系統用于檢測人員的超載情況，需要對上、下車的乘客進行檢測，并將采集到的信息傳輸到單片機中進行處理。對車上人數進行計算，計算出來的乘客人數可由LED進行顯示。當乘客人數超過設置好的客車可搭載最大人數后，則系統將發出警報，同時，關閉客車的啟動裝置，防止客車繼續行駛。檢測的方法對于該系統來說十分關鍵，只有對車內人數進行準確的判斷，由此能夠有效降低車輛超載可能引發的安全事故。

本系統主要由單片機最小系統、功能語言模塊和喇叭構成的報警電路、紅外收發對管和雙D觸發器構成的檢測電路、按鍵電路、數碼管顯示電路及繼電器控制電路幾部分構成，系統的總體設計原理框圖如圖1所示。

2.1 檢測電路

檢測電路采用反射式紅外傳感器，其中集成了接收器與發射器，在探測到存在障礙物時，輸出端輸出低電平，因此，在乘客進入車門后會形成一個特定的脈沖信號，基于對脈沖信號的檢測就完成了對乘客上、下車的檢測。

2.2 按鍵電路

鍵盤屬于處理芯片計算機的關鍵器件，如果只有鍵盤掃描、讀取鍵盤兩個狀態無法滿足正常的要求，因此，需要結合日常應用中的各種操作來設計對應的鍵盤電路。結合超載檢測系統的應用要求，本系統采用獨立按鍵設計，客車可搭載的最大人數可以通過增加、減少和設置人數上限三個按鍵進行手動設置。

2.3 單片機最小系統

單片機最小系統是整個系統的核心部分，本系統選擇STC89C52單片機芯片完成對客車超載的檢測。

2.4 數碼管顯示電路

由采用四位共陽極的數碼管構成本系統的顯示電路，如果發光二極管陰極屬于低電平，則發光二極管點亮，可以顯示對應的信息。如果需要實現多位LED顯示，則同時需要段選線與位選線，其中位選線與對顯示的LED進行控制，段選線可以對顯示的字符進行控制。本系統采用動態顯示方案，實現兩位LED動態顯示，在顯示之前需要設置好客車可搭載最大人數，當進入檢測階段后實時顯示當前客車內人數。

2.5 報警電路

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

2.6 繼電器控制電路

在系統設計過程中考慮到乘客的安全性，一旦發現乘客超載，則要求車輛無法繼續行駛，一般使用關閉客車啟動裝置的方法。本系統采用繼電器元件，一旦出現超載，單片機控制繼電器內部開關以鎖定車輛;如果繼電器內部開關吸合至常閉觸點，則二極管保持發光狀態，說明車輛可以正常行駛。

基于單片機的客車超載智能檢測系統的電路原理圖如圖2所示。

3 客車超載智能檢測系統的軟件設計

軟件部分設計主要基于模塊化的設計理念實現，各個模塊之間的獨立性較高，在擴展和升級時的工作量較小，顯著降低了維護管理的成本和壓力。同時，某個模塊在維護過程中不會影響到其他功能的使用，整個系統的具體執行流程如圖3所示。

4 結論

本文設計了一種基于SCT89C52的客車超載智能檢測系統，該系統使用反射式紅外傳感器檢測乘客的上、下車情況，根據識別電路統計出車廂內的乘客數量，并通過LED數碼實時顯示乘客數量。一旦檢測到人員超載，則立即報警，并鎖定車輛的啟動裝置。只有當報警解除之后，車輛才能正常啟動，該系統的應用有助于提升客車行駛的安全性。

【參考文獻】

【1】顏振軒.淺談智能型客車超載檢測系統的設計[J].科技經濟導刊，2019，27（01）：24-26.

【2】石文昭，樊建強.智能型客車超載檢測系統的設計[J].中國新通信，2016，18（24）：71-72