導(dǎo)語(yǔ)：客車(chē)超載自檢裝置設(shè)計(jì)特點(diǎn)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

[摘要]利用紅外傳感器、辨向電路、報(bào)警電路、鎖定電路和單片機(jī)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一種超載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠通過(guò)鍵盤(pán)手動(dòng)設(shè)置乘客人數(shù)的上限值，并能用LED顯示器實(shí)時(shí)顯示車(chē)內(nèi)的乘客人數(shù)。當(dāng)客車(chē)發(fā)生超載時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)通過(guò)繼電器來(lái)切斷客車(chē)的電子啟動(dòng)裝置，從而鎖定汽車(chē)，使之無(wú)法行駛。當(dāng)超載解除后，聲光報(bào)警也相應(yīng)的解除，客車(chē)解除鎖定，可以正常運(yùn)行。

[關(guān)鍵詞]超載紅外檢測(cè)單片機(jī)報(bào)警鎖定

一、引言

針對(duì)我國(guó)國(guó)情，設(shè)計(jì)了一種客車(chē)載乘人員檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)超過(guò)規(guī)定人數(shù)時(shí)，便鎖定汽車(chē)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使之無(wú)法啟動(dòng)。主要任務(wù)有：⑴能夠手動(dòng)設(shè)置人數(shù)上限并對(duì)其進(jìn)行顯示。⑵能夠?qū)崟r(shí)顯示出車(chē)廂內(nèi)乘客的實(shí)際人數(shù)。⑶光報(bào)警信號(hào)要實(shí)現(xiàn)閃爍功能。⑷聲音報(bào)警電路可由蜂鳴器完成。

二、系統(tǒng)原理

系統(tǒng)的前端檢測(cè)部分有兩個(gè)熱釋電紅外傳感器安裝于車(chē)的前后兩個(gè)門(mén)上前門(mén)的傳感器用于檢測(cè)上車(chē)人員，后門(mén)的傳感器用于檢測(cè)下車(chē)人員，車(chē)門(mén)開(kāi)時(shí)系統(tǒng)及時(shí)啟動(dòng)，由于熱釋電紅外傳感器可檢測(cè)到人體發(fā)射的紅外線且與穿衣多少無(wú)關(guān)，因此比較可靠。當(dāng)有人上車(chē)時(shí)，紅外傳感器檢測(cè)上車(chē)人數(shù)，單片機(jī)累加計(jì)數(shù)并通過(guò)LED屏顯示；當(dāng)有人下車(chē)時(shí)單片機(jī)減法計(jì)數(shù)。由于單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)規(guī)定人數(shù)，當(dāng)超過(guò)此人數(shù)時(shí)，單片機(jī)控制汽車(chē)鎖定執(zhí)行機(jī)構(gòu)使其無(wú)法啟動(dòng)，并以LED屏顯示數(shù)字。

三、系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能設(shè)計(jì)

1.控制單元。控制單元主要完成檢測(cè)信號(hào)處理，并根據(jù)處理結(jié)果通過(guò)LED實(shí)時(shí)顯示人數(shù)，當(dāng)人數(shù)超出規(guī)定時(shí)，產(chǎn)生汽車(chē)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鎖定控制信號(hào)和報(bào)警信號(hào)。利用51單片機(jī)作為控制單元。因?yàn)?1是一個(gè)低功耗、高性能的8位單片機(jī)。

2.熱紅外檢測(cè)單元。紅外傳感器采用對(duì)紅外光線最敏感的光敏原件以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，經(jīng)搜索資料確定可使用美國(guó)的傳感元件———熱釋電紅外傳感器KDS9。它能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物與其他非生物。下圖是其雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)。

使用時(shí)，D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)及內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。制造熱釋電紅外探測(cè)元鍺二極管材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)最敏感范圍為1.5μm左右。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射通過(guò)外，還能將燈光、陽(yáng)光和其他紅外輻射拒之門(mén)外。

本系統(tǒng)中，當(dāng)人體輻射的紅外線通過(guò)菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測(cè)元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號(hào)，應(yīng)對(duì)熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。可以運(yùn)用集成運(yùn)算放大器來(lái)進(jìn)行兩級(jí)放大，以使其獲得足夠的增益。當(dāng)傳感器探測(cè)到人體輻射的紅外線信號(hào)并經(jīng)放大后送給窗口比較器時(shí)，若信號(hào)幅度超過(guò)窗口比較器的上下限，則系統(tǒng)將輸出高電平信號(hào)；無(wú)異常情況時(shí)則輸出低電平信號(hào)。比較器的上下限電壓即參考電壓分別設(shè)為3.8V和1.2V。將這個(gè)高低電平變化的信號(hào)上升沿信號(hào)作為單片機(jī)P3.0的輸入信號(hào)，設(shè)計(jì)中采用中斷方式來(lái)檢測(cè)。

3.報(bào)警部分。當(dāng)單片機(jī)判斷出車(chē)上人員數(shù)量超出規(guī)定時(shí)，將通過(guò)P1.0口輸出1kHz的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，作報(bào)警信號(hào)，經(jīng)查閱資料確定電路可使用音頻放大集成芯片LM386。

4.鎖定部分。鎖定部分通過(guò)在點(diǎn)火線路中加一繼電器控制開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)單片機(jī)判斷出車(chē)上人員數(shù)量超出規(guī)定時(shí)，將通過(guò)P1.5口輸出一高電平，繼電器工作，從而使點(diǎn)火線路斷開(kāi)，無(wú)法啟動(dòng)。

5.乘員數(shù)顯示部分。由于客車(chē)載人數(shù)目都在100人以?xún)?nèi)，所以用兩個(gè)7段LED已經(jīng)足夠。本設(shè)計(jì)采用P2和P0口的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

人員檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)智能化的系統(tǒng)，它的軟件所完成的功能主要包括：公務(wù)員之家

(1)信息處理：即當(dāng)單片機(jī)I/O口接收到脈沖時(shí)，單片機(jī)做加/減法計(jì)數(shù)。(2)顯示輸出：?jiǎn)纹瑱C(jī)將總?cè)藬?shù)輸出到LED進(jìn)行顯示。(3)控制輸出：即當(dāng)車(chē)載人數(shù)超出規(guī)定時(shí)，產(chǎn)生鎖定和報(bào)警控制信號(hào)。主程序、中斷子程序流程圖如下所示。

五、結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)在精度和靈敏度上都能滿足實(shí)際的需求，解決了通過(guò)加大檢測(cè)力度、行政干預(yù)等手段檢查客車(chē)超載問(wèn)題帶來(lái)的不便，方便了交警，保障了行車(chē)安全。如果進(jìn)一步擴(kuò)充，可以增加語(yǔ)音提示，發(fā)出“歡迎光臨”、“車(chē)已超載”等提示；可以擴(kuò)展日期和時(shí)鐘模塊，記錄每日的載客量和發(fā)車(chē)時(shí)間；還可加入鍵盤(pán)輸入模塊，隨時(shí)輸入要顯示的提示信息；甚至可以擴(kuò)展和上位機(jī)的通信模塊，將載客及出發(fā)時(shí)間保存。但該系統(tǒng)要求乘客在乘車(chē)時(shí)必須從前門(mén)上后門(mén)下，當(dāng)不滿足此要求時(shí)就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)結(jié)果與實(shí)際不符，因此，在此問(wèn)題上有待改進(jìn)。

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