客車載客人數遠程實時監測系統

彭坤坤 袁曉捷 湯榮 蔡云

摘要：為了減少客車超載，現象普遍、監管困難的問題，提出了一種信息系統中檢測客車載客信息，并傳輸給交管部門或公交公司的設計。通過對人流的的數據采集和車內乘客的數量以及是否成年進行分析，得出客車載客信息，進行遠程傳輸，設計一套完成該過程的系統。在此基礎上，給出了客車載客人數遠程實時監測系統的實現方法。最后，通過實驗驗證系統的可行性，以及不足之處進討論。

關鍵詞：客車超載；遠程傳輸；監測；設計

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：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象卻也是屢禁不止。車輛超限超載會嚴重破壞公路基礎設施，增大危險性。但是客車的種類繁多數量巨大，也為各交管部門，公交公司提出了挑戰。所以我們組想設計出一款客車載客人數遠程實時監測系統，方便對客車超載的監控，減少超載現象，降低交通事故的發生率。

1 系統方案設計

客車載客人數遠程實時監測系統主要由紅外對管組成的傳感器網絡、采集數據經過波形調理電路傳輸給單片機，經由單片機進行數據分析實現成人兒童分類統計、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人員售票以及掌握載客情況并且一旦客車人數過多接近最大載客人數，客車上的自動報警裝置也會像乘務人員示警。本系統有可靠性高、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。設計系統框圖如圖1所示。

2 系統硬件電路設計與模塊功能

2.1 傳感器模塊

系統需要采集客車人數信息，采用多對紅外對管進行采集。其中紅外線接收管是專門用來接收和感應紅外線發射管發出的紅外線光線的，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，當有紅外線光照時，電流變大。將接收管和發射管分別安裝在車門的兩側，在車門的不同高度安裝用以區分成人和兒童。前門安裝計算上車人數，后門安裝計算下車人數。傳感器采集到的波形，有時會出現波動，不利于單片機的分析，所以需要外加調理電路對波形進行變換，將不穩定的信號變成只有高低電平的數字信號。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

常用的單片機有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、超低功耗的特點。考慮到系統對單片機的處理能力和運算速度功耗等要求不高，所以選擇了成本更低的51單片機就可以了。

3 系統的軟件設計

3.1 軟件設計

單片機先進行復位排除上次使用帶來的干擾。單片機根據傳感器傳輸的信息計算目前車上的人數；通過1602液晶顯示屏顯示；并且用GPRS模塊遠程傳輸給接收端；判斷車輛是否超載，若超載則報警裝置示警；不超載則繼續顯示發送和計算。

3.2 GPRS模塊編程

3.2.1 GPRS模塊準備

使用GPRS上網時，要經過三個過程：GPRS附著過程、PDP上下文激活過程和WAP應用的接入過程。因此GPRS準備需要經過步驟：1）測試通信是否成功，發送“AT”，返回“OK”證明硬件設備完好否則設備損壞；2）查詢卡是否插上是否注冊到網絡；3）附著網絡，向模塊發送“AT+CGATT=1”返回“OK”附著成功；4）PDP上下文激活，向模塊發送“AT+CGACT=1，1”返回“OK”激活成功，移動臺和GPRS網絡之間完全建立了數據通路；5）連接服務器，向模塊發“AT+CIPSTART=“TCP”，返回“CONNECTOK”連接成功。

3.2.2 發送數據

向模塊發送“AT+CIPSEND”返回“>”才可以發送數據并且數據要以“1A”作為結束符

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

4 系統的測試和改進

本系統實時監測公交車上人數信息，并且能夠實時傳輸給交管部門、公交公司對其進行監管。經實驗，設備傳輸準確，基本不受天氣等因素的限制，能夠達到實時監控的目的。但是系統也有需要改進的地方，設備運行過程中如果有人蓄意阻擋，監測數據也會不準確，后續也會慢慢改進。

參考文獻

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