客車載客人數(shù)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)

彭坤坤 袁曉捷 湯榮 蔡云

摘要：為了減少客車超載，現(xiàn)象普遍、監(jiān)管困難的問題，提出了一種信息系統(tǒng)中檢測客車載客信息，并傳輸給交管部門或公交公司的設(shè)計。通過對人流的的數(shù)據(jù)采集和車內(nèi)乘客的數(shù)量以及是否成年進(jìn)行分析，得出客車載客信息，進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，設(shè)計一套完成該過程的系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，給出了客車載客人數(shù)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。最后，通過實驗驗證系統(tǒng)的可行性，以及不足之處進(jìn)討論。

關(guān)鍵詞：客車超載；遠(yuǎn)程傳輸；監(jiān)測；設(shè)計

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0168-01

隨著人們出行的頻繁，客車在人們生活中扮演著越來越重要的角色。然而隨之而來的超載現(xiàn)象卻也是屢禁不止。車輛超限超載會嚴(yán)重破壞公路基礎(chǔ)設(shè)施，增大危險性。但是客車的種類繁多數(shù)量巨大，也為各交管部門，公交公司提出了挑戰(zhàn)。所以我們組想設(shè)計出一款客車載客人數(shù)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)，方便對客車超載的監(jiān)控，減少超載現(xiàn)象，降低交通事故的發(fā)生率。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

客車載客人數(shù)遠(yuǎn)程實時監(jiān)測系統(tǒng)主要由紅外對管組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)、采集數(shù)據(jù)經(jīng)過波形調(diào)理電路傳輸給單片機(jī)，經(jīng)由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)成人兒童分類統(tǒng)計、通GPRS（General Packet Radio Service）傳輸至接收端。在此過程中客車也會有顯示裝置有助于乘務(wù)人員售票以及掌握載客情況并且一旦客車人數(shù)過多接近最大載客人數(shù)，客車上的自動報警裝置也會像乘務(wù)人員示警。本系統(tǒng)有可靠性高、安裝方便、成本較低的特點，所以本項目的可行性很高，并且有很大的市場需求。設(shè)計系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與模塊功能

2.1 傳感器模塊

系統(tǒng)需要采集客車人數(shù)信息，采用多對紅外對管進(jìn)行采集。其中紅外線接收管是專門用來接收和感應(yīng)紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線光線的，紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很小，當(dāng)有紅外線光照時，電流變大。將接收管和發(fā)射管分別安裝在車門的兩側(cè)，在車門的不同高度安裝用以區(qū)分成人和兒童。前門安裝計算上車人數(shù)，后門安裝計算下車人數(shù)。傳感器采集到的波形，有時會出現(xiàn)波動，不利于單片機(jī)的分析，所以需要外加調(diào)理電路對波形進(jìn)行變換，將不穩(wěn)定的信號變成只有高低電平的數(shù)字信號。選擇的方法是采用電壓比較器。

2.2 報警和顯示裝置

報警裝置上考慮到，對駕駛員的干擾，采用語音播報的方式。通過查找資料選擇了ISD1810作為主控芯片。永久錄入一段錄音，通過單片機(jī)控制播放。顯示裝置采用的是LCD1602，它是一種專門用來顯示字符液晶顯示器。

2.3 單片機(jī)

常用的單片機(jī)有STC89C52、MSP430。前者是8位微控制器，最大的特點是資料齊全、價格低廉。后者是16位微控制器，有處理能力強(qiáng)、超低功耗的特點。考慮到系統(tǒng)對單片機(jī)的處理能力和運(yùn)算速度功耗等要求不高，所以選擇了成本更低的51單片機(jī)就可以了。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1 軟件設(shè)計

單片機(jī)先進(jìn)行復(fù)位排除上次使用帶來的干擾。單片機(jī)根據(jù)傳感器傳輸?shù)男畔⒂嬎隳壳败嚿系娜藬?shù)；通過1602液晶顯示屏顯示；并且用GPRS模塊遠(yuǎn)程傳輸給接收端；判斷車輛是否超載，若超載則報警裝置示警；不超載則繼續(xù)顯示發(fā)送和計算。

3.2 GPRS模塊編程

3.2.1 GPRS模塊準(zhǔn)備

使用GPRS上網(wǎng)時，要經(jīng)過三個過程：GPRS附著過程、PDP上下文激活過程和WAP應(yīng)用的接入過程。因此GPRS準(zhǔn)備需要經(jīng)過步驟：1）測試通信是否成功，發(fā)送“AT”，返回“OK”證明硬件設(shè)備完好否則設(shè)備損壞；2）查詢卡是否插上是否注冊到網(wǎng)絡(luò)；3）附著網(wǎng)絡(luò)，向模塊發(fā)送“AT+CGATT=1”返回“OK”附著成功；4）PDP上下文激活，向模塊發(fā)送“AT+CGACT=1，1”返回“OK”激活成功，移動臺和GPRS網(wǎng)絡(luò)之間完全建立了數(shù)據(jù)通路；5）連接服務(wù)器，向模塊發(fā)“AT+CIPSTART=“TCP”，返回“CONNECTOK”連接成功。

3.2.2 發(fā)送數(shù)據(jù)

向模塊發(fā)送“AT+CIPSEND”返回“>”才可以發(fā)送數(shù)據(jù)并且數(shù)據(jù)要以“1A”作為結(jié)束符

返回“SEND OK”表示發(fā)送成功，如果發(fā)送不成功將會自動重試。多次不成功會顯示故障。

4 系統(tǒng)的測試和改進(jìn)

本系統(tǒng)實時監(jiān)測公交車上人數(shù)信息，并且能夠?qū)崟r傳輸給交管部門、公交公司對其進(jìn)行監(jiān)管。經(jīng)實驗，設(shè)備傳輸準(zhǔn)確，基本不受天氣等因素的限制，能夠達(dá)到實時監(jiān)控的目的。但是系統(tǒng)也有需要改進(jìn)的地方，設(shè)備運(yùn)行過程中如果有人蓄意阻擋，監(jiān)測數(shù)據(jù)也會不準(zhǔn)確，后續(xù)也會慢慢改進(jìn)。

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