本實(shí)用新型涉及一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置，特別是涉及一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
：隨著社會的發(fā)展和國民消費(fèi)觀念的變化，人們外出的人流量越來越大。雖然交通工具不斷創(chuàng)新和完善，但是客車仍是一種主流的交通工具。私營客車所占比例雖然不大，但這些私營客車司機(jī)沒有交通安全意識，車主為了利益最大化，使客車嚴(yán)重超載，乘客的生命財產(chǎn)安全受到嚴(yán)重的威脅，乘客的權(quán)利得不到維護(hù)?？蛙嚦d降低了客車本身的安全性能，客車安全系數(shù)大大降低?？蛙囈猿d狀態(tài)行駛時，有限空間的人員密度大幅度增大，核定值之外的乘客無固定座位，客車長時間行駛導(dǎo)致乘客身體機(jī)能下降，反應(yīng)靈敏性變差，一旦有意外情況，乘客來不及做出保護(hù)動作而受傷。由于老人和兒童反應(yīng)較遲鈍，自我保護(hù)能力和自救能力較差，即使一個急剎車，都很可能對其造成致命傷害。此外，由于客車的制動距離與客車的重量成正比，而超載客車大大增加了客車的重量，導(dǎo)致較長的制動距離，安全系數(shù)降低。過重的負(fù)載使車輪承受壓力增大，當(dāng)客車長時間行駛時易造成爆胎，轉(zhuǎn)向靈敏度變低，很容易導(dǎo)致交通事故，妨礙交通的正常運(yùn)行，對其他車輛和人員帶來威脅。一旦有意外發(fā)生，高密度的車內(nèi)空間嚴(yán)重阻礙了乘客的逃生，造成大規(guī)模人員傷亡。同時也不利于醫(yī)護(hù)人員搶救傷員和進(jìn)行事故處理工作。同時，由于超載客車司機(jī)很清楚超載是違法的，其往往為了躲避檢查采取非正當(dāng)行車方式，更增加了客車的危險系數(shù)，乘客生命安全受到嚴(yán)重威脅。針對國內(nèi)客車運(yùn)輸現(xiàn)狀，國家逐步嚴(yán)厲處罰各類超載現(xiàn)象，各地政府針對不同地區(qū)的不同情況也制定了相關(guān)的制度對客運(yùn)汽車進(jìn)行管理，大幅度減少了客車超載現(xiàn)象。但在五一、十一等節(jié)假日期間，客流量很大，超載現(xiàn)象仍難以從根本上避免。所以，在采取行政監(jiān)管的同時，還應(yīng)依靠自動化技術(shù)，自動對客車人數(shù)進(jìn)行檢測以避免超載現(xiàn)象?？瓦\(yùn)汽車超載監(jiān)控系統(tǒng)屬于智能交通ITS（IntelligentTransportationSystem）的一個具體應(yīng)用，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)等有效地集成，運(yùn)用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的、實(shí)時、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。智能交通的實(shí)現(xiàn)是現(xiàn)代化的標(biāo)志，是時代進(jìn)步的必然結(jié)果，提高了人們的生活水平。近年來，智能交通在我國的一些城市已經(jīng)取得了初步成果，技術(shù)逐步成熟，但是和國外一些發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)的智能交通水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，可提升的空間非常大。由于國內(nèi)對車載監(jiān)控設(shè)備的研究較晚，技術(shù)的不成熟使得成本耗費(fèi)較高，導(dǎo)致車載監(jiān)控設(shè)備只能在很小的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。國內(nèi)的客車監(jiān)控系統(tǒng)目前還并不完善，要實(shí)現(xiàn)對客車車廂全方位實(shí)時監(jiān)控有一定的難度。這就為各類不法分子提供了可乘之機(jī)，威脅客車安全和乘客的生命財產(chǎn)。并且一旦有不法行為發(fā)生，由于客車大多時間行駛在人煙稀少的公路上，外界難以及時獲得相關(guān)信息。除此之外，客車監(jiān)控設(shè)備的缺失也加大了客車調(diào)度的難度，司機(jī)在行駛過程中由于不受監(jiān)控，在利益的驅(qū)使下易發(fā)生違章行為。因此車載監(jiān)控設(shè)備對于維護(hù)百姓利益、保障乘客安全有著極為重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的在于提供一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置，該裝置以51單片機(jī)為核心，通過紅外反射式傳感器、方向識別電路、報警電路、人數(shù)顯示電路、鎖車電路實(shí)現(xiàn)人數(shù)檢測功能，通過無線傳輸模塊將車內(nèi)人數(shù)信息傳輸給客車監(jiān)控站，監(jiān)控站實(shí)時監(jiān)控客車人數(shù)，當(dāng)人數(shù)超過核定值上限時，該裝置自動鎖閉汽車打火開關(guān)，強(qiáng)行使客車停止，并啟動報警裝置報警，當(dāng)人數(shù)在核定值之下時，客車解除報警，恢復(fù)正常行駛狀態(tài)；本實(shí)用新型經(jīng)過調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)對車內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計和顯示，并達(dá)到監(jiān)測站和客車本身對客車超載后的雙重控制要求，可以應(yīng)用到實(shí)際客車上。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置，包括監(jiān)控裝置本體，所述監(jiān)控裝置本體包括單片機(jī)、雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路、液晶顯示電路、報警電路、鎖車電路、無線傳輸電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、紅外傳感器1、紅外傳感器2、重力傳感器、放大電路、計算機(jī)監(jiān)控模塊；所述單片機(jī)連接控制液晶顯示電路、報警電路、鎖車電路，單片機(jī)與無線傳輸電路雙向連接；所述無線傳輸電路與計算機(jī)監(jiān)控模塊雙向連接；所述紅外傳感器1、紅外傳感器2分別連接雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路，所述雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路連接單片機(jī)；所述重力傳感器通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)。所述單片機(jī)采用AT89C51芯片。所述雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路采用兩個D觸發(fā)器。所述液晶顯示電路采用LCD1602液晶。所述報警電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管構(gòu)成。所述鎖車電路采用繼電器來控制客車打火裝置。所述無線傳輸電路采用兩個nRF24L01電路作為無線收發(fā)裝置。所述A/D轉(zhuǎn)換電路采用ADC0804芯片。所述紅外傳感器1、紅外傳感器2均采用型號為E3F-DS30C4漫反射型光電開關(guān)。所述放大電路采用AD620放大器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置，經(jīng)過調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)對車內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計和顯示，并達(dá)到監(jiān)測站和客車本身對客車超載后的雙重控制要求，可以應(yīng)用到實(shí)際客車上，可以很好地監(jiān)控客運(yùn)汽車超載情況，保障乘客安全。（1）本實(shí)用新型采用采用AT89C51芯片便可以完整實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，可以很好的對車內(nèi)人數(shù)進(jìn)行檢測并對超載進(jìn)行控制。（2）本實(shí)用新型采用的LCD1602液晶，顯示質(zhì)量高，可顯示內(nèi)容豐富，其內(nèi)部的點(diǎn)陣一旦收到信號便一直保持相應(yīng)的色彩和亮度，分辨率高。并且液晶顯示器易于被單片機(jī)所控制。（3）本實(shí)用新型采用無線模塊省去了檢測人員對每一輛客車手動進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計的工作，大大減輕了監(jiān)控站工作人員的任務(wù)量，并提高了檢測效率和公路運(yùn)輸效率，從一定程度上減輕了公路擁堵程度，有利于交通的流暢進(jìn)行。并且由于監(jiān)測站可以無線控制客車的啟停，避免了客車司機(jī)拒絕停車現(xiàn)象，具有現(xiàn)代智能交通的特點(diǎn)。（4）本實(shí)用新型采用的型號為E3F-DS30C4漫反射型光電開關(guān)包括發(fā)射部分與接收部分，具有調(diào)節(jié)探測距離的功能；具有探測距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于人數(shù)檢測、機(jī)器人避障、流水線計件等眾多場合。（5）本實(shí)用新型采用的重力傳感器是根據(jù)電阻應(yīng)變原理實(shí)現(xiàn)重力檢測的。其輸出信號十分微小，只有幾毫伏，不能被A/D轉(zhuǎn)換電路識別。所以必須將其放大。采用儀用放大器AD620來實(shí)現(xiàn)信號放大功能。附圖說明圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的單片機(jī)片內(nèi)振蕩電路圖；圖3是本實(shí)用新型單片機(jī)的內(nèi)部時鐘方式電路圖；圖4是本實(shí)用新型單片機(jī)按鍵復(fù)位電路圖；圖5是本實(shí)用新型LCD1602與單片機(jī)連接示意圖；圖6是本實(shí)用新型鎖車電路硬件實(shí)現(xiàn)示意圖；圖7是本實(shí)用新型報警電路的電路圖；圖8是本實(shí)用新型方向識別電路的電路圖；圖9是本實(shí)用新型無線傳輸電路電壓轉(zhuǎn)化電路圖；圖10是本實(shí)用新型無線傳輸電路的電路圖；圖11是本實(shí)用新型AD620內(nèi)部放大電路的電路圖；圖12是本實(shí)用新型傳感器輸出信號與放大電路連接示意圖；圖13是本實(shí)用新型ADC0804電路連接圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1如圖1所示，一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置，包括監(jiān)控裝置本體，所述監(jiān)控裝置本體包括單片機(jī)、雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路、液晶顯示電路、報警電路、鎖車電路、無線傳輸電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、紅外傳感器1、紅外傳感器2、重力傳感器、放大電路、計算機(jī)監(jiān)控模塊；所述單片機(jī)連接控制液晶顯示電路、報警電路、鎖車電路，單片機(jī)與無線傳輸電路雙向連接；所述無線傳輸電路與計算機(jī)監(jiān)控模塊雙向連接；所述紅外傳感器1、紅外傳感器2分別連接雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路，所述雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路連接單片機(jī)；所述重力傳感器通過放大電路連接A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)。所述單片機(jī)采用AT89C51芯片。所述雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路采用兩個D觸發(fā)器。所述液晶顯示電路采用LCD1602液晶。所述報警電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管構(gòu)成。所述鎖車電路采用繼電器來控制客車打火裝置。所述無線傳輸電路采用兩個nRF24L01電路作為無線收發(fā)裝置。所述A/D轉(zhuǎn)換電路采用ADC0804芯片。所述紅外傳感器1、紅外傳感器2均采用型號為E3F-DS30C4漫反射型光電開關(guān)。所述放大電路采用AD620放大器。實(shí)施例2進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的程序開始運(yùn)行后，首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，主要是對液晶顯示屏、無線傳輸模塊和中斷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，配置正確的參數(shù)，使其可以正常工作。然后根據(jù)不同的判斷條件進(jìn)入相應(yīng)的子程序，主要包括INT0和INT1中斷服務(wù)函數(shù)、報警子程序、液晶控制程序、無線傳輸子程序。外部中斷程序主要功能是進(jìn)行車內(nèi)總?cè)藬?shù)的加減統(tǒng)計，根據(jù)不同的中斷源將相應(yīng)變量加減操作；報警子程序功能是當(dāng)人數(shù)超過核定值（本系統(tǒng)設(shè)定為30人）時，啟動聲光報警并且通過使繼電器吸合，關(guān)閉客車電子打火裝置；液晶控制程序功能是顯示車內(nèi)人數(shù)上限和當(dāng)前人數(shù)；無線通信子程序功能是當(dāng)客車通過監(jiān)測站時，通過按鍵將車內(nèi)人數(shù)信息無線傳輸給監(jiān)測站，監(jiān)測站可以發(fā)送指令無線控制客車的啟停，實(shí)現(xiàn)了對客車的無線監(jiān)控功能。同時重力傳感器輸出的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入給單片機(jī)進(jìn)行識別，判斷是否可以進(jìn)行人數(shù)減一操作，只有當(dāng)重量值變化超過一定值時才執(zhí)行減一操作。實(shí)施例3進(jìn)一步地，所述AT89C51芯片引腳功能介紹如表1所示。P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流，其內(nèi)部未被拉高；P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收或輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入P2也是雙向I/O口，在系統(tǒng)擴(kuò)展時作為高8位地址總線；P3口除了正常作為雙向I/O口之外，還有特殊功能，特殊功能描述如表2所示。表1：AT89C51管腳介紹表2：P3口管腳特殊功能介紹在本實(shí)用新型中統(tǒng)計人數(shù)要用到外部中斷，合理利用單片機(jī)的中斷可以提高程序執(zhí)行效率，避免程序長時間的等待。單片機(jī)中斷源既可以來自外部，又可以來自片內(nèi)。1、外部中斷源（1）外部中斷0：與P3.2引腳相連，其被觸發(fā)條件是檢測到低電平或下降沿（2）外部中斷1：與P3.3引腳相連，其被觸發(fā)條件是檢測到低電平或下降沿。外部中斷流程為：開始→EA=0→寄存器內(nèi)容入棧→開中斷→中斷處理count+1或count-1→現(xiàn)場恢復(fù)→結(jié)束。有人上車時，觸發(fā)外部中斷0，TCON寄存器中IE0位由硬件自動置1，CPU響應(yīng)中斷，將車內(nèi)總?cè)藬?shù)加1。處理完成后，由硬件將IE0清0。同理，有人下車時，觸發(fā)外部中斷1，TCON寄存器中IE1位由硬件自動置1，CPU響應(yīng)中斷，將車內(nèi)總?cè)藬?shù)減1。處理完成后，由硬件將IE1清0。2、內(nèi)部中斷源（1）定時器/計數(shù)器0（T0）：用作計數(shù)器時，計數(shù)脈沖來自片外P3.4引腳。用作定時器時，單片機(jī)內(nèi)部根據(jù)所選晶振不同產(chǎn)生不同頻率的脈沖用。當(dāng)累計脈沖超過寄存器最大值時，觸發(fā)中斷。（2）定時器/計數(shù)器1（T1）：與定時器/計數(shù)器0功能類似。（3）串行口：為完成串行數(shù)據(jù)傳送而設(shè)置。觸發(fā)條件是完成數(shù)據(jù)的串行傳輸。中斷處理過程：主程序執(zhí)行過程中，如果收到內(nèi)部中斷源或外部中斷源的中斷請求，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)函數(shù)。中斷函數(shù)執(zhí)行完后，返回斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行主程序。AT89C51芯片是一種高性能的CMOS8位微處理器，它內(nèi)含振蕩器和時鐘電路。其中，單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路設(shè)計：(1)晶振電路用外部方式和內(nèi)部方式都可以產(chǎn)生51單片機(jī)工作所需要的時鐘信號，使單片機(jī)起振，單片機(jī)內(nèi)部的高增益的反向放大器構(gòu)成了振蕩器。如果將此放大器外接晶體或陶瓷諧振器，則可以構(gòu)成一個自激振蕩器，單片機(jī)片內(nèi)振蕩電路形式如圖2所示。AT89C51即使有內(nèi)部振蕩電路，但如果外部不接其他元件依然形成不了時鐘；當(dāng)利用單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生時鐘時，單片機(jī)的晶振電路如圖3所示。其中，外接晶體采用陶瓷諧振器，陶瓷諧振器以及電容CX1和CX2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路，接在單片機(jī)內(nèi)部反相放大器反饋回路中，單片機(jī)工作時鐘的產(chǎn)生過程實(shí)際上就是電容不斷充放電的過程，所以外接電容的大小直接影響其微分電路的時間常數(shù)，進(jìn)而影響振蕩器的振蕩頻率，因此，選用33pF的陶瓷電容，晶振頻率選擇11.0592MHz，單片機(jī)的運(yùn)行速度與晶體振蕩頻率成正比。（2）復(fù)位電路復(fù)位電路的功能是使系統(tǒng)初始化，重新開始工作，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位很容易，只需要將RST引腳拉高即可，對單片機(jī)的復(fù)位操作可以立刻強(qiáng)行將程序返回到起始處。當(dāng)單片機(jī)起振后，如果使復(fù)位引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上的高電平，那么單片機(jī)內(nèi)部寄存器將復(fù)位。如果將5V電壓始終加在單片機(jī)的復(fù)位引腳，則程序便一直返回起始位置，相當(dāng)于不執(zhí)行，復(fù)位電路如圖4所示。給單片機(jī)斷電后再上電之所以可以使其復(fù)位，原因是由于電容兩端電壓差不能突變，電容兩端電壓相同，電容開始充電，復(fù)位端為高電平，隨著充電過程的進(jìn)行，最終變?yōu)榈碗娖健Ｓ捎陔娮桦娙萁M成的微分電路的時間常數(shù)與電容電阻值成正比，時間常數(shù)越大，則充電所需時間越長，高電平持續(xù)時間就越長，越容易復(fù)位。選擇R2=1KΩ，C=22μF便可以實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)的可靠復(fù)位。如果要進(jìn)行手動復(fù)位，則當(dāng)按鍵按下時，電阻R1和R2分壓，單片機(jī)復(fù)位端電壓取決于兩電阻阻值之比。只要按鍵按下，其時間便遠(yuǎn)大于兩個機(jī)器周期的時間（約為2us），其可以確保單片機(jī)可靠復(fù)位。因此，取R1=200Ω，R2=1KΩ，C=22μF，保證了按鍵復(fù)位的可靠性。實(shí)施例4進(jìn)一步地，所述LCD1602液晶引腳功能介紹如表3所示，LCD1602液晶與單片機(jī)連接方式如圖5所示。表3：LCD1602引腳功能介紹編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極對LCD1602液晶進(jìn)行控制時，第一步應(yīng)設(shè)置它的一些工作參數(shù)。主要包括設(shè)置其顯示模式為兩行顯示，每行16個字符，8位數(shù)據(jù)接口，無光標(biāo)顯示，顯示之前先進(jìn)行清屏，寫入數(shù)據(jù)后地址自動加一。液晶控制流程為：開始→模塊初始化→將人數(shù)變量個位和十位分離→寫指令30H+十位→寫指令30H+個位→結(jié)束。由于液晶模塊顯示地址第一行從00H開始，而第二行是從40H開始的，所以若要在第二行顯示，需要將位置坐標(biāo)加40H才可達(dá)到預(yù)期效果。當(dāng)需要液晶顯示字符時，將所要顯示字符或數(shù)字的ASCII碼輸入給相應(yīng)地址的RAM便可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時顯示功能。液晶初始化流程為：開始→延時15ms，寫指令38H→延時15ms，寫指令38H→延時15ms，寫指令38H→延時15ms，寫指令38H→寫指令08H→寫指令01H→寫指令06H→寫指令0cH→結(jié)束。當(dāng)液晶第一行內(nèi)容為“maximum:30”，表示最大載客人數(shù)為30人。第二行顯示“present：當(dāng)前人數(shù)”，表示客車現(xiàn)有乘客數(shù)。將核定人數(shù)和當(dāng)前人數(shù)分行顯示，更清晰地將客車人數(shù)信息呈現(xiàn)出來。實(shí)施例5進(jìn)一步地，所述鎖車電路硬件實(shí)現(xiàn)如圖6所示，在鎖車電路中，三極管選用型號為NI9012的PNP三極管，其基極通過電阻連接單片機(jī)的P0.0口，繼電器以及保護(hù)二級管接在集電極。客車在未超載的狀態(tài)下，不對P0.0口進(jìn)行控制，其保持了上電狀態(tài)，輸出高電平，三極管不滿足導(dǎo)通條件，保持截止?fàn)顟B(tài)。集電極電壓約為0.2V，而繼電器要吸合必須兩端電壓達(dá)到5V，所以繼電器無法吸合。一旦客車超載，控制單片機(jī)的P0.0口，使其拉低，三極管基極變?yōu)榈碗娖?，滿足導(dǎo)通條件，此時集電極電壓約為4.8V，繼電器可以吸合，即客車電子打火開關(guān)被鎖定，客車停止。由于用到了P0口，如果想讓其輸出高電平，則需要將P0口通過電阻接到+5V電源上。三極管在這里即起到開關(guān)作用，又起到放大作用。若不加三極管，則單片機(jī)單個引腳可提供的最大灌電流約為10mA，遠(yuǎn)小于使繼電器動作的最小電流。電路設(shè)計時，由于繼電器的動作很微小，其吸合與否難以判斷，所以為了將繼電器的動作清晰表示出來，需要有發(fā)光二極管指示，繼電器正常不吸合時，發(fā)光二極管是斷路，不能發(fā)光；繼電器吸合后，其變?yōu)橥罚梢园l(fā)光。另外，當(dāng)繼電器線圈斷電時，電流發(fā)生突變，由于線圈產(chǎn)生的感生電動勢與電流變化率成正比，所以突變的電流在線圈兩端產(chǎn)生很高的電壓，易燒壞電路中其他元器件。為了避免這種情況，需要減緩電流的變化。采用二極管來引流可以很好抑止電流突變。此二極管為線圈放電提供路徑，減緩電流突變，避免了因電流突變而產(chǎn)生的高電壓，保護(hù)了電路。程序調(diào)用后，首先將客車現(xiàn)有人數(shù)與客車最大載客數(shù)進(jìn)行比較，若大于最大載客數(shù)，則控制單片機(jī)P0.0引腳拉低。P0.0控制繼電器和蜂鳴器，其輸出低電平時繼電器吸合，蜂鳴器工作。同時，令P3.1引腳輸出5V和0V電壓時間各保持500ms，控制LED燈亮滅閃爍。當(dāng)客車人數(shù)未超載時，置P0.0和P3.1為高電平，鎖車報警電路不工作，客車正常行駛。為了實(shí)時比較，需要不停判斷客車是否超載，程序循環(huán)執(zhí)行。當(dāng)客車超載時報警鎖車程序執(zhí)行過程為：開始→人數(shù)變量count超過30→P0.0=0→P3.1=0→延時500ms→P3.1=1→延時500ms→結(jié)束。開始→人數(shù)變量count未超過30→P0.0=1，P3.1=1→結(jié)束。實(shí)施例6進(jìn)一步地，當(dāng)本實(shí)用新型監(jiān)控客車超載行駛時，報警電路啟動，報警電路圖如圖7所示。所述報警電路中蜂鳴器采用5V蜂鳴器，由于單片機(jī)驅(qū)動能力不足，輸出電流難以使蜂鳴器正常工作。需用三極管NI9012來放大單片機(jī)輸出的電流，使蜂鳴器能夠工作。當(dāng)客車超載時，控制單片機(jī)P0.0口由原來的高電平變?yōu)榈碗娖?，PNP三極管基極為低電平，符合導(dǎo)通條件，蜂鳴器正極電壓約為5V，可以實(shí)現(xiàn)聲音報警。同時，將發(fā)光二極管的負(fù)極接在P3.1管腳，當(dāng)客車超載時，使P3.1管腳高低電平交替變換，實(shí)現(xiàn)1s閃爍功能。實(shí)施例7進(jìn)一步地，所述紅外傳感器1、紅外傳感器2可以判斷是否有物體經(jīng)過，但無論物體以怎樣的方式通過其輸出的信號都相同，即不具有判斷方向的功能，所以將紅外傳感器1、紅外傳感器2一前一后安裝在車門附近，紅外傳感器1、紅外傳感器2距離適當(dāng)，距離太大則導(dǎo)致較大干擾，距離太小則失去辯向功能。進(jìn)一步地，為了判斷乘客上下動作，采用兩個D觸發(fā)器來將不同的動作方向轉(zhuǎn)換成不同的信號；方向識別電路如圖8所示；其中，將雙D觸發(fā)器的置位端接+5V電壓，目的是將其屏蔽。傳感器1的輸出信號經(jīng)過反相后輸入給CLK2，經(jīng)兩次反相后輸入給R1。傳感器2的輸出信號經(jīng)過反相后輸入給CLK1，經(jīng)兩次反相后輸入給R2。使D觸發(fā)器的輸入端分別與另一個D觸發(fā)器的反相輸出端相連，只要沒有時鐘信號和復(fù)位信號到來，所有輸出端的狀態(tài)不會發(fā)生翻轉(zhuǎn)。當(dāng)時鐘信號由低電平變成高電平時，輸出端的狀態(tài)要發(fā)生變化。表4：邊沿觸發(fā)器狀態(tài)特性表CRSDQn+101010111001111由于兩個D觸發(fā)器的置位端對實(shí)現(xiàn)辨向功能不起作用，所以給兩個置位端加高電壓使其失效，以免對電路的邏輯功能產(chǎn)生干擾。當(dāng)車門兩側(cè)安裝的紅外傳感器檢測不到物體時，根據(jù)其特性可知，其輸出端電壓為5V，被反相處理后變?yōu)?V。被反相的電壓就是兩個D觸發(fā)器的時鐘信號，CLK1=0，CLK2=0，Q1=0，Q2=0，D1=0，D2=0。根據(jù)傳感器安裝順序，如果有人先通過光電開關(guān)1，其由于收到了物體反射的光線從而輸出端由5V變?yōu)?V，被反相器反相后變?yōu)?V。此時下方的D觸發(fā)器時鐘信號由低電平變?yōu)楦唠娖?，相?dāng)于檢測到上升沿信號，其輸出要跟隨信號輸入端變化，即D2=1，Q2=1。即Q2的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。上邊的D觸發(fā)器由于沒有時鐘信號而保持原來狀態(tài)，D1=0，Q1=0。當(dāng)上車之人走出光電開關(guān)1的檢測范圍并且未進(jìn)入光電開關(guān)2的檢測范圍時，兩個D觸發(fā)器的時鐘信號都沒有上升沿并且兩個復(fù)位端都是高電平，所以兩個輸出端狀態(tài)不變。當(dāng)上車之人經(jīng)過光電開關(guān)2時，其輸出由5V變?yōu)?V，經(jīng)兩次反相后加在D2觸發(fā)器的復(fù)位端，D2觸發(fā)器便復(fù)位，輸出端由5V變?yōu)?V。此時雖然D1觸發(fā)器有時鐘脈沖，但由于其輸入端電壓是0V，所以仍輸出0V。由上述分析可知，有人上車時只有D2觸發(fā)器的輸出端產(chǎn)生脈沖，D1輸出不變。同樣可以分析，當(dāng)有人下車時只有D1觸發(fā)器的輸出端產(chǎn)生脈沖。這樣便可以區(qū)別乘客通過傳感器的方式。用Q2和2狀態(tài)的變化代表了乘客上車過程，Q2端產(chǎn)生了一個高脈沖。由于Q2端與單片機(jī)的INT0相連，此時外部中斷0便被觸發(fā)。實(shí)施例8進(jìn)一步地，本實(shí)用新型采用采用兩個nRF24L01模塊作為無線收發(fā)裝置，由于NRF24L01模塊工作電壓為1.6V-3.6V，而單片機(jī)工作電壓為5V，所以單片機(jī)與無線模塊不可直接連接，為了節(jié)省電源模塊，需要將5V電壓降為3.3V來給無線模塊供電，因此，采用采用AMS1117系列穩(wěn)壓芯片來實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，其中轉(zhuǎn)換電路如圖9所示。同時，由于監(jiān)測站是通過計算機(jī)來接收和發(fā)送信息的，所以無線模塊需要與計算機(jī)數(shù)據(jù)交換，使單片機(jī)的P1.0口控制無線模塊的模式選擇引腳（CE），P1.1與CSN口相連，P1.3與IRQ口相連，P1.4與MISO口相連，P1.5與MOSI口相連，P1.7與SCK口相連。無線傳輸電路如圖10所示。表5：nRF24L01無線模塊引腳功能引腳編號引腳符號引腳說明1GND地2VCC1.6V-3.6V電源3CERX或TX模式選擇4CSNSPI片選信號5SCKSPI時鐘6MOSI從SPI數(shù)據(jù)輸入7MISO從SPI數(shù)據(jù)輸入，三態(tài)輸出8IRQ可屏蔽中斷引腳實(shí)施例9進(jìn)一步地，所述E3F-DS30C4漫反射型光電開關(guān)工作原理基于光的反射，接收器接收到光線的強(qiáng)度由檢測距離和被檢測物體的表面反射率所決定。光滑表面反射回的光線強(qiáng)度必將大于粗糙表面反射回的光線強(qiáng)度，并且光線必須與被檢測物體的表面垂直。當(dāng)光電開關(guān)未收到反射光時，其內(nèi)部晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，光電開關(guān)不動作。當(dāng)接收到物體反射光時晶體管導(dǎo)通，發(fā)出脈沖信號。該光電開關(guān)檢測范圍較廣，只要距離它大于3厘米并小于80厘米的物體都可以被識別。根據(jù)客車構(gòu)造，要把車門兩個傳感器的探測距離調(diào)整為50cm，使其工作在較為靈敏的檢測范圍。實(shí)施例10進(jìn)一步地，所述重力傳感器是根據(jù)電阻應(yīng)變原理實(shí)現(xiàn)重力檢測的，其輸出信號十分微小，只有幾毫伏，不能被A/D轉(zhuǎn)換電路識別，所以必須將其放大。采用儀用放大器AD620來實(shí)現(xiàn)信號放大功能。AD620內(nèi)部電路圖如圖11所示。重力傳感器核心部分是全臂電橋，其輸出的差模信號輸入給AD620進(jìn)行放大，其電路圖如圖12所示。電橋的四個電阻可變，當(dāng)重力發(fā)生變化時，四個電阻均產(chǎn)生應(yīng)變，電橋輸出差模電壓。實(shí)施例11進(jìn)一步地，所述ADC0804允許模擬電壓輸入范圍是0V到+5V，分辨率是8位（0~255），工作電壓為+5V。其采用三態(tài)的輸出結(jié)構(gòu)，高阻態(tài)輸出，轉(zhuǎn)換時間為100ms，轉(zhuǎn)換誤差為-1~+1LSB，工作溫度范圍較大，為-40℃~+70℃。其引腳功能見表6。表6：ADC0804引腳功能介紹引腳編號及符號功能說明引腳編號及符號功能說明1CS片選信號8AGND模擬電壓接地端2RD外部讀數(shù)據(jù)控制信號9VREF/2模擬參考電壓3WR外部寫數(shù)據(jù)控制信號10DGND數(shù)字電壓接地端4CLKIN時鐘輸入引腳11~18DB7~DB0數(shù)據(jù)輸出端5INTR轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號19CLKR時鐘輸入引腳6、7VIN+VIN-輸入信號正負(fù)極20VCC+5V電壓引腳根據(jù)芯片特性，設(shè)計轉(zhuǎn)換電路圖如圖13所示。其中CS引腳與單片機(jī)的P3.5口相連，RD引腳與P3.7相連，WR引腳與P3.4相連。實(shí)施例12工作原理：本實(shí)用新型的一種客運(yùn)汽車超載監(jiān)控裝置，即通過紅外傳感器1、紅外傳感器2對乘客的上、下車動作智能監(jiān)控，將動作信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)控制外圍相關(guān)電路，顯示車內(nèi)人數(shù)，并進(jìn)行無線傳輸。一旦車內(nèi)人數(shù)超出預(yù)設(shè)值，則鎖車電路將客車電子打火裝置關(guān)閉，客車無法行駛。與此同時，監(jiān)測站通過無線傳輸模塊接收到客車超載信息，向客車發(fā)出警告。各電路模塊原理與作用如下:（1）漫反射型光電開關(guān)漫反射型光電開關(guān)是常用的紅外傳感器，包括紅外發(fā)射端和接收端。只要有對光線有反射作用的物體通過該傳感器時，物體所反射回來的光線被傳感器的接收端接收到，傳感器的輸出端便輸出一個低電平，正常情況下沒有光線反射到其接收端時，傳感器輸出端保持高電平狀態(tài)，所以當(dāng)乘客通過傳感器時，傳感器的輸出端會產(chǎn)生一個負(fù)脈沖信號，用在本系統(tǒng)中可以檢測是否有乘客通過車門。（2）雙D觸發(fā)器組成的互鎖電路方向識別電路由雙D觸發(fā)器組成，它依靠D觸發(fā)器的特性來完成數(shù)字電路功能，正確判斷乘客的運(yùn)動方向。方向識別電路的輸出端與單片機(jī)的兩個外部中斷口INT0和INT1相連，當(dāng)乘客上車時，由于乘客一前一后順序經(jīng)過兩個光電開光，兩個傳感器分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，雙D觸發(fā)器的Q1端會產(chǎn)生一個相應(yīng)的負(fù)脈沖信號，將此負(fù)脈沖輸入給INT0端，代表檢測到了乘客有上車的動作。同理，當(dāng)有乘客下車時，乘客經(jīng)過兩個傳感器的順序與上車時相反，雙D觸發(fā)器的Q2端會產(chǎn)生一個相應(yīng)的負(fù)脈沖信號，此負(fù)脈沖輸入給INT1端，代表檢測到了乘客有下車的動作。這樣，乘客的上下車動作就可以被正確的識別了。（3）單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)作為系統(tǒng)的控制器，負(fù)責(zé)控制各模塊的工作狀況。它需要識別出檢測模塊所發(fā)送的信號，根據(jù)不同的信號指令完成不同的控制任務(wù)，控制硬件部分的顯示電路、報警電路、鎖車電路、無線傳輸電路從而完成對客車超載的監(jiān)控。由雙D觸發(fā)器兩個輸出端發(fā)出的脈沖信號輸入單片機(jī)的外部中斷0和外部中斷1，如果有人進(jìn)入客車，則單片機(jī)程序進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)，使相應(yīng)的變量值增加，代表車內(nèi)總?cè)藬?shù)的增加；當(dāng)有乘客下車時，外部中斷1被觸發(fā)，將代表總?cè)藬?shù)的變量進(jìn)行減一操作。（4）液晶顯示電路該電路用LCD1602進(jìn)行人數(shù)即時顯示，液晶顯示屏第一行顯示客車人數(shù)核定值，第二行顯示客車當(dāng)前人數(shù)。（5）鎖車電路在該系統(tǒng)中通過繼電器來控制客車打火裝置。繼電器是否吸合是由單片機(jī)控制的，若單片機(jī)發(fā)出信號使繼電器吸合，則代表客車處于超載狀態(tài)，客車打火開關(guān)被鎖定，客車無法繼續(xù)行駛；若繼電器不吸合則代表客車處于安全狀態(tài)，未超載，允許繼續(xù)行駛。（6）報警電路報警電路由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成，當(dāng)人數(shù)超過核定值后，單片機(jī)發(fā)出指令，蜂鳴器開始發(fā)聲，發(fā)光二極管進(jìn)行閃爍。（7）無線傳輸電路為了便于客車監(jiān)測站對客車監(jiān)控，本系統(tǒng)采用兩個無線收發(fā)模塊。當(dāng)客車經(jīng)過監(jiān)測站時，監(jiān)測站既能收到客車當(dāng)前人數(shù)信息，又能對客車進(jìn)行控制，當(dāng)人數(shù)超載后，強(qiáng)行客車鎖車，避免事故發(fā)生。（8）重力傳感器及其放大電路重力傳感器的設(shè)計目的是彌補(bǔ)方向識別電路的不足，將重力檢測與光學(xué)檢測相結(jié)合，防止不法分子利用系統(tǒng)的漏洞。（9）A/D轉(zhuǎn)換電路該電路將放大后的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，供單片機(jī)識別。當(dāng)前第1頁1 2 3