基于單片機的景區客流人數統計系統設計

劉憶 張濤 盧涵宇

摘要：針對景區游客實時人數和環境承載率的問題。本設計以單片機作為系統控制核心，利用光電式紅外傳感器收集信號，通過游客經過進出口傳感器來判斷是否進出，再通過單片機系統統計出人數，最后將進出景區的人數和在景區內的游客顯示在液晶屏上。本設計的時間信息輔助功能，能幫助景區管理部門了解各個時段景區的客流情況，利于人數分流管理和景區環境保護。

關鍵詞：客流統計;STC89C52單片機;紅外傳感器

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）18-0202-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

隨著我國經濟水平的提高，旅游產業發展快速。旅游業也逐漸向智慧旅游方向發展，景區客流統計方案作為景區的一項重要基礎設施系統，不但能為景區統計客流人數，防止游客人數過多而影響游客游覽體驗，保證景區游客安全，更能實時統計景區在各個時間的客流變化情況，在促進各個景區現實智慧旅游，實現景區資源合理分配，提高服務質量，保證游客體驗質量等方面都有重要意義。

本次設計主要利用單片機作為控制系統，配合紅外傳感器等必要器件設計一個景區客流人數統計系統，實現功能如下：有人經過入口時，I位置加一顯示;有經過出口時，O位置加一顯示;且實時在now person處顯示景區現有人數。能顯示年月日、星期等具體時間。能統計人數在萬人以上，滿足多數景區客流統計和游客分流需求。

1 系統整體設計方案

本設計的方案和功能要求為：（1）采用紅外傳感器來檢測游客是否進出，當有人經過傳感器時，傳感器會向單片機傳輸一個信號，判讀后通過液晶顯示屏把人員的進出情況及景區內現有人數顯示出來;（2）實時時間統計采用DS1302時鐘芯片，提供年月日、星期等具體詳細時間信息;（3）顯示模塊采用LCD液晶屏，可以顯示多數字符。系統框圖如圖1所示。

2 主要硬件設計

本設計主要包括單片機最小系統、顯示電路部分、按鍵模塊及時鐘電路。

2.1 單片機最小系統

單片機最小系統，是指用最少的元件組成的可以工作的系統，也被稱為最小應用系統。最小應用系統一般包括：單片機、晶振電路、復位電路。由于本設計使用的proteus仿真庫中沒有STC89C52單片機，所以仿真圖中用AT89C52代替，實物中使用的是STC89C52，其實對于實現本設計功能二者沒有什么差異。單片機最小系統如圖2所示。

單片機通常情況下在每次正常的開機或者工作過程中處于非正常工作狀態時，都需要對系統進行初始化操作，以便中央處理單元（CPU）和其他的功能性部件都處于一個確定話的初始狀態，在并在此以后按照這個狀態開始后續的工作。從單片機的工作電路原理中可以看出單片機或者其最小系統的復位工作都是需要外部電路進行實現的。其中原理為當時鐘電路開始工作以后，如果在單片機的RST（復位）引腳上出現兩個或者兩個以上的機器周期處于高電平的工作狀態時，此時單片機可以實現初始化狀態。

2.2 時鐘電路

設計中使用DS1302芯片提供時間，如圖3所示，它的X1和X2兩個管腳也要連接一個晶振電路。連接單片機的P2.至P2.2三個管腳構成整個時鐘電路的控制部分。

時鐘芯片部分，DS1302芯片的SCLK引腳與單片機的P2.0引腳相連構成DS1302的時鐘端電路，1/0引腳與P2.1引腳相連構成DS1302的1/0端口電路，RST引腳與P2.2引腳相連構成DS1302的復位引腳電路。DS1302的XI與X2引腳與晶振電路相連并接地，VCC2引腳接電源，它們就組成了供電電路。

2.3 LCD液晶顯示電路

本電路的DO到D7分別連接到單片機的PO到P7管腳接收所要顯示的數據。RS、R/W和E三個引腳在編程的時候使用，對它們初始化，寫命令和數據，分別連接單片機的P3.0、P3.1和P3.0管腳，串行輸入、串行輸出和定時器0外部輸入。VDD接電源，vss接GND。

2.4 按鍵模塊電路

按鍵模塊電路的“移位”按鍵與單片機的P2.3引腳相連，用來移動到需要調節的位置，例如年份等。“加”“減”按鍵分別與P2.4、P2.5引腳連接，作用是對相應時間位置進行加減調節。本設計顯示部分設置了切換按鍵，讓它來控制屏幕顯示時間或人數統計情況。液晶屏默認顯示時間，按下切換按鍵后則顯示進出景區人數和景區內人數等統計信息，如圖4所示。

2.5 紅外傳感器電路

本設計使用的proteus仿真庫沒有本設計所采用的紅外傳感器，所以本設計仿真是采用按鍵開關模擬紅外傳感器。其中出口和入口的紅外傳感器分別與單片機的P3.2和P3.3相接。在仿真中，當按下進入方向按鍵時，即當紅外傳感器檢測到游客經過時，液晶屏的I部分加一，當按下出方向按鍵時，即當出方向檢測到游客出景區時，液晶顯示屏的0位置加一，而NowPerson位置則顯示I位置與0位置的差值，也就是景區內的現有人數。

2.6 聲音電路

聲音電路由一個電阻，蜂鳴器和三極管組成，且在蜂鳴器兩端加上5v直流工作電壓，整個聲音電路與單片機的P2.7引腳相連，其作用是在調節時間和切換液晶屏顯示的時候發出聲音以提醒操作人員。當進行相應操作時，P2.7引腳輸出電平會發生變化，此時聲音蜂鳴器會根據三極管的導通截止情況發出聲音或者停止工作。

3 系統軟件和仿真

3.1 系統軟件

系統主函數的任務是對各部分程序進行初始化，在程序運行過程中不斷接受和處理相關信號并執行相關功能。在紅外傳感器檢測到有人通過之后，單片機對信號進行處理，判斷游客進出情況，最后將結果顯示在LCD液晶屏上。流程圖如圖5所示。

3.2 系統仿真

Proteus作為一個綜合型的仿真平臺，提供了豐富的仿真器件，操作方便。Keil C51標準C編譯器為單片機提供C語言環境，在Keil中編寫好程序后，將程序燒寫到單片機中，在Keil中生成一個.HEX格式的文件。仿真的時候HEX文件也要拷貝到仿真的單片機中，HEX文件是一個ASCII文本文件，一般用來保存在Keil中編譯好的目標代碼。仿真電路圖如圖6所示。

4 結論

本文設計了基于單片機的景區游客人數統計控制系統，系統單片機最小系統、顯示電路部分、按鍵模塊及時鐘電路，系統中增加時間信息統計功能，統計和控制游客數量，在人數達到一定數量時可采取停止售票等相應措施。利用景區管理，系統操作簡單，實用性強。

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【通聯編輯：光文玲】

基金項目：貴州省人才平臺基金資助項目[2017]5305

作者簡介：劉憶（1997-），男，貴州遵義人，貴州大學電子信息工程專業學生。