智能化運動場人流量統(tǒng)計系統(tǒng)的設計

滕騰　賈鏝琛　趙傳勇　蔣鵬　朱達　周文娟　顧文蓉

【摘 要】本系統(tǒng)是智能化的運動場人流量統(tǒng)計，可以實時監(jiān)控運動場人流量。本系統(tǒng)為基于光電傳感器的自動計數(shù)裝置，采用的是對射光電傳感器，每當有物體通過時，對射信號被阻擋一次，光電元件就改變一次工作狀態(tài)，單片機接受電信號，計數(shù)電路計數(shù)一次。通過控制程序和LED顯示屏將結果顯示出來。

【關鍵詞】運動場；光電傳感器；智能化；人流量統(tǒng)計

1 運動場人流量統(tǒng)計系統(tǒng)設計的背景及意義

隨著現(xiàn)在城市化進程的加快，人民群眾對體育運動場館的需求也日益增長。為了能準確的得到場館的人流量統(tǒng)計，我們開始研究基于光電的運動場人流量統(tǒng)計的課題，通過此課題的研究，我們就可以通過顯示器了解場館或者地區(qū)內部人數(shù)，統(tǒng)計進出人員流量，然后合理的限制各通道的人員進出，從而避免內部地區(qū)人員飽和，減少危險事故的發(fā)生幾率。同時可以在重大事件發(fā)生時，通過對進出口人流量統(tǒng)計，可以合理的調度，使人員在短時間內更快的疏散。我們采用的是光電技術對人流量進行統(tǒng)計，這樣統(tǒng)計的精準度高，不會有大的誤差產(chǎn)生。這樣就可以使管理人員通過對人流量的了解，來判定個通道設置的合理程度以及達到人員數(shù)量控制的目的。這在預防人員過度飽和方面具有很高的積極性，所以光電計數(shù)肯定要比人工統(tǒng)計好的多?；诠怆姷娜肆髁拷y(tǒng)計不僅適用于運動場，還適用于商場、電影院、博物館、展覽觀、車站、碼頭、銀行等公共場所。人工統(tǒng)計是人們最早對人流量統(tǒng)計實行的辦法，運動場內部人員在設定的時間內，對每個入口的人數(shù)進行計數(shù)。過程采用的是目測計數(shù)，然后手工統(tǒng)計出人流量的情況。從而對整個運動場人流量進行判定。

1.1 總體設計

本設計是利用單片機和電子元器件組成的簡易人流量統(tǒng)計的系統(tǒng)，具體要求如下

（1）用電子器件設計出簡易人流量統(tǒng)計系統(tǒng)，使之可以統(tǒng)計和顯示某一時間段內的運動場人流量

（2）每當有人進入時，進門顯示加1，每當有人出去時，出門顯示加1

（3）該系統(tǒng)能夠顯示全天的時間，從而計算這段時間內的人流量

（4）系統(tǒng)具有報警功能，當人數(shù)達到一定的值時，系統(tǒng)自動發(fā)出警報。同時限制各通道的進出。

此人流量統(tǒng)計系統(tǒng)采用的是光電傳感器來檢測，單片機分析傳感器信號的變化來判斷人員的進出情況，最后由單片機將人員進出情況在顯示屏中顯示出來。原理框圖如圖1所示。

如圖所示整個光電計數(shù)系統(tǒng)由單片機，電源電路，光電傳感器，顯示屏，報警電路組成。我們采用的是對射光電傳感器，其主要部件由LM393，對射紅外頭組成，具有信號輸出指示，輸出有效電平等特點。傳感器被遮擋一次，發(fā)送端發(fā)出的紅外光就被遮擋一次，接收端沒有接收到光信號，光電接收管的電平就發(fā)生一次變化。整個光電傳感器部分把被計數(shù)的物體的變化轉換成電信號，單片機接受有用信號，經(jīng)過處理應用，這時計數(shù)電路部分開始計數(shù)，當人數(shù)達到設定的數(shù)值時，報警電路工作?；趩纹瑱C的光電計數(shù)器，核心部分采用的是STC89C52單片機，電路實現(xiàn)簡單，應用需要編寫程序運行。可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。

1.2軟件設計部分及總模塊流程圖

1.2.1 計數(shù)控制流程圖

1.2.2 總模塊流程圖

如圖3所示。進行初始化就是主函數(shù)的主要工作，主函數(shù)還負責不斷查詢按鍵情況并執(zhí)行相應的功能。在接收到有人通過光電門的信息后，信息被送往單片機處理判斷，單片機判斷人員是進門還是出門的情況，然后通過LCD顯示屏顯示出來。

利用光電傳感電路模塊來判斷是否有人進出，當傳感器檢測到有人通過時，就會輸出高電平。此時光電傳感器是可連續(xù)觸發(fā)模式，人員運動過程中，將持續(xù)輸出高電平，當人員完全通過直到離開檢測范圍時，自動延時為低電平。而如果是不可連續(xù)觸發(fā)模式，時間一到就會改變?yōu)榈碗娖健Ｎ覀儾捎玫氖遣豢蛇B續(xù)觸發(fā)模式。因為如果是可連續(xù)觸發(fā)，光電門檢測到有人通過時，還要經(jīng)過一定的延時，內容才會被發(fā)送到LCD顯示屏中顯示。這樣顯示過程就比較緩慢。不利于實時觀察。同時我們采用的是進門和出門分開放置，所以進門進人時，進門顯示加1.出門出去一個人，出門顯示加1，然后對進出人員匯總計數(shù)為內部總人數(shù)。

結論：本設計是用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械計數(shù)的設計系統(tǒng)，它不僅避免了傳統(tǒng)人工計數(shù)的費時耗力，又避免了機械計數(shù)的生硬。這樣就可以根據(jù)運動場內部情況，來限制進入運動場內部的總人數(shù)，這樣就可以為管理人員提供很好的決策輔助。

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[責任編輯：朱麗娜]