一种客运汽车超载监控装置的制作方法

本发明涉及一种客运汽车超载监控装置，特别是涉及一种客运汽车超载监控装置。
背景技术：
：随着社会的发展和国民消费观念的变化，人们外出的人流量越来越大。虽然交通工具不断创新和完善，但是客车仍是一种主流的交通工具。私营客车所占比例虽然不大，但这些私营客车司机没有交通安全意识，车主为了利益最大化，使客车严重超载，乘客的生命财产安全受到严重的威胁，乘客的权利得不到维护。客车超载降低了客车本身的安全性能，客车安全系数大大降低。客车以超载状态行驶时，有限空间的人员密度大幅度增大，核定值之外的乘客无固定座位，客车长时间行驶导致乘客身体机能下降，反应灵敏性变差，一旦有意外情况，乘客来不及做出保护动作而受伤。由于老人和儿童反应较迟钝，自我保护能力和自救能力较差，即使一个急刹车，都很可能对其造成致命伤害。此外，由于客车的制动距离与客车的重量成正比，而超载客车大大增加了客车的重量，导致较长的制动距离，安全系数降低。过重的负载使车轮承受压力增大，当客车长时间行驶时易造成爆胎，转向灵敏度变低，很容易导致交通事故，妨碍交通的正常运行，对其他车辆和人员带来威胁。一旦有意外发生，高密度的车内空间严重阻碍了乘客的逃生，造成大规模人员伤亡。同时也不利于医护人员抢救伤员和进行事故处理工作。同时，由于超载客车司机很清楚超载是违法的，其往往为了躲避检查采取非正当行车方式，更增加了客车的危险系数，乘客生命安全受到严重威胁。针对国内客车运输现状，国家逐步严厉处罚各类超载现象，各地政府针对不同地区的不同情况也制定了相关的制度对客运汽车进行管理，大幅度减少了客车超载现象。但在五一、十一等节假日期间，客流量很大，超载现象仍难以从根本上避免。所以，在采取行政监管的同时，还应依靠自动化技术，自动对客车人数进行检测以避免超载现象。客运汽车超载监控系统属于智能交通ITS（IntelligentTransportationSystem）的一个具体应用，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成，运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通的实现是现代化的标志，是时代进步的必然结果，提高了人们的生活水平。近年来，智能交通在我国的一些城市已经取得了初步成果，技术逐步成熟，但是和国外一些发达国家相比，国内的智能交通水平还远远落后，可提升的空间非常大。由于国内对车载监控设备的研究较晚，技术的不成熟使得成本耗费较高，导致车载监控设备只能在很小的范围内得到应用。国内的客车监控系统目前还并不完善，要实现对客车车厢全方位实时监控有一定的难度。这就为各类不法分子提供了可乘之机，威胁客车安全和乘客的生命财产。并且一旦有不法行为发生，由于客车大多时间行驶在人烟稀少的公路上，外界难以及时获得相关信息。除此之外，客车监控设备的缺失也加大了客车调度的难度，司机在行驶过程中由于不受监控，在利益的驱使下易发生违章行为。因此车载监控设备对于维护百姓利益、保障乘客安全有着极为重要的意义。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种客运汽车超载监控装置，该装置以51单片机为核心，通过红外反射式传感器、方向识别电路、报警电路、人数显示电路、锁车电路实现人数检测功能，通过无线传输模块将车内人数信息传输给客车监控站，监控站实时监控客车人数，当人数超过核定值上限时，该装置自动锁闭汽车打火开关，强行使客车停止，并启动报警装置报警，当人数在核定值之下时，客车解除报警，恢复正常行驶状态；本发明经过调试，可以实现对车内人数的统计和显示，并达到监测站和客车本身对客车超载后的双重控制要求，可以应用到实际客车上。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种客运汽车超载监控装置，包括监控装置本体，所述监控装置本体包括单片机、双D触发器组成的互锁电路、液晶显示电路、报警电路、锁车电路、无线传输电路、A/D转换电路、红外传感器1、红外传感器2、重力传感器、放大电路、计算机监控模块；所述单片机连接控制液晶显示电路、报警电路、锁车电路，单片机与无线传输电路双向连接；所述无线传输电路与计算机监控模块双向连接；所述红外传感器1、红外传感器2分别连接双D触发器组成的互锁电路，所述双D触发器组成的互锁电路连接单片机；所述重力传感器通过放大电路连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接单片机。所述单片机采用AT89C51芯片。所述双D触发器组成的互锁电路采用两个D触发器。所述液晶显示电路采用LCD1602液晶。所述报警电路由蜂鸣器和发光二极管构成。所述锁车电路采用继电器来控制客车打火装置。所述无线传输电路采用两个nRF24L01电路作为无线收发装置。所述A/D转换电路采用ADC0804芯片。所述红外传感器1、红外传感器2均采用型号为E3F-DS30C4漫反射型光电开关。所述放大电路采用AD620放大器。本发明的优点：本发明的一种客运汽车超载监控装置，经过调试，可以实现对车内人数的统计和显示，并达到监测站和客车本身对客车超载后的双重控制要求，可以应用到实际客车上，可以很好地监控客运汽车超载情况，保障乘客安全。（1）本发明采用采用AT89C51芯片便可以完整实现系统功能，可以很好的对车内人数进行检测并对超载进行控制。（2）本发明采用的LCD1602液晶，显示质量高，可显示内容丰富，其内部的点阵一旦收到信号便一直保持相应的色彩和亮度，分辨率高。并且液晶显示器易于被单片机所控制。（3）本发明采用无线模块省去了检测人员对每一辆客车手动进行人数统计的工作，大大减轻了监控站工作人员的任务量，并提高了检测效率和公路运输效率，从一定程度上减轻了公路拥堵程度，有利于交通的流畅进行。并且由于监测站可以无线控制客车的启停，避免了客车司机拒绝停车现象，具有现代智能交通的特点。（4）本发明采用的型号为E3F-DS30C4漫反射型光电开关包括发射部分与接收部分，具有调节探测距离的功能；具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于人数检测、机器人避障、流水线计件等众多场合。（5）本发明采用的重力传感器是根据电阻应变原理实现重力检测的。其输出信号十分微小，只有几毫伏，不能被A/D转换电路识别。所以必须将其放大。采用仪用放大器AD620来实现信号放大功能。附图说明图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的单片机片内振荡电路图；图3是本发明单片机的内部时钟方式电路图；图4是本发明单片机按键复位电路图；图5是本发明LCD1602与单片机连接示意图；图6是本发明锁车电路硬件实现示意图；图7是本发明报警电路的电路图；图8是本发明方向识别电路的电路图；图9是本发明无线传输电路电压转化电路图；图10是本发明无线传输电路的电路图；图11是本发明AD620内部放大电路的电路图；图12是本发明传感器输出信号与放大电路连接示意图；图13是本发明ADC0804电路连接图。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。实施例1如图1所示，一种客运汽车超载监控装置，包括监控装置本体，所述监控装置本体包括单片机、双D触发器组成的互锁电路、液晶显示电路、报警电路、锁车电路、无线传输电路、A/D转换电路、红外传感器1、红外传感器2、重力传感器、放大电路、计算机监控模块；所述单片机连接控制液晶显示电路、报警电路、锁车电路，单片机与无线传输电路双向连接；所述无线传输电路与计算机监控模块双向连接；所述红外传感器1、红外传感器2分别连接双D触发器组成的互锁电路，所述双D触发器组成的互锁电路连接单片机；所述重力传感器通过放大电路连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接单片机。所述单片机采用AT89C51芯片。所述双D触发器组成的互锁电路采用两个D触发器。所述液晶显示电路采用LCD1602液晶。所述报警电路由蜂鸣器和发光二极管构成。所述锁车电路采用继电器来控制客车打火装置。所述无线传输电路采用两个nRF24L01电路作为无线收发装置。所述A/D转换电路采用ADC0804芯片。所述红外传感器1、红外传感器2均采用型号为E3F-DS30C4漫反射型光电开关。所述放大电路采用AD620放大器。实施例2进一步地，本发明的程序开始运行后，首先对系统进行初始化设置，主要是对液晶显示屏、无线传输模块和中断系统进行设置，配置正确的参数，使其可以正常工作。然后根据不同的判断条件进入相应的子程序，主要包括INT0和INT1中断服务函数、报警子程序、液晶控制程序、无线传输子程序。外部中断程序主要功能是进行车内总人数的加减统计，根据不同的中断源将相应变量加减操作；报警子程序功能是当人数超过核定值（本系统设定为30人）时，启动声光报警并且通过使继电器吸合，关闭客车电子打火装置；液晶控制程序功能是显示车内人数上限和当前人数；无线通信子程序功能是当客车通过监测站时，通过按键将车内人数信息无线传输给监测站，监测站可以发送指令无线控制客车的启停，实现了对客车的无线监控功能。同时重力传感器输出的信号经A/D转换后输入给单片机进行识别，判断是否可以进行人数减一操作，只有当重量值变化超过一定值时才执行减一操作。实施例3进一步地，所述AT89C51芯片引脚功能介绍如表1所示。P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流，其内部未被拉高；P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收或输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入P2也是双向I/O口，在系统扩展时作为高8位地址总线；P3口除了正常作为双向I/O口之外，还有特殊功能，特殊功能描述如表2所示。表1：AT89C51管脚介绍管脚符号管脚功能管脚符号管脚功能VCC（40）电源+5VXTAL1（19）外接石英晶体振荡器VSS（20）接地XTAL1（18）外接石英晶体振荡器P0口（32-39）双向I/O口RST（9）复位端P1口（1-8）准双向通用I/O口ALE/PROG（30）地址锁存允许信号P2口（21-28）双向I/O口EA（31）存储器控制端P3口（10-17）多用途端口PSEN（29）内外程序存储器选择线表2：P3口管脚特殊功能介绍管脚名称特殊功能管脚名称特殊功能P3.0RXD串行输入口P3.4T0计时器0外部输入P3.1TXD串行输出口P3.5T1计时器1外部输入P3.2/INT0外部中断0P3.6/WR外部数据存储器写选通P3.3/INT1外部中断1P3.7/RD外部数据存储器读选通在本发明中统计人数要用到外部中断，合理利用单片机的中断可以提高程序执行效率，避免程序长时间的等待。单片机中断源既可以来自外部，又可以来自片内。1、外部中断源（1）外部中断0：与P3.2引脚相连，其被触发条件是检测到低电平或下降沿（2）外部中断1：与P3.3引脚相连，其被触发条件是检测到低电平或下降沿。外部中断流程为：开始→EA=0→寄存器内容入栈→开中断→中断处理count+1或count-1→现场恢复→结束。有人上车时，触发外部中断0，TCON寄存器中IE0位由硬件自动置1，CPU响应中断，将车内总人数加1。处理完成后，由硬件将IE0清0。同理，有人下车时，触发外部中断1，TCON寄存器中IE1位由硬件自动置1，CPU响应中断，将车内总人数减1。处理完成后，由硬件将IE1清0。2、内部中断源（1）定时器/计数器0（T0）：用作计数器时，计数脉冲来自片外P3.4引脚。用作定时器时，单片机内部根据所选晶振不同产生不同频率的脉冲用。当累计脉冲超过寄存器最大值时，触发中断。（2）定时器/计数器1（T1）：与定时器/计数器0功能类似。（3）串行口：为完成串行数据传送而设置。触发条件是完成数据的串行传输。中断处理过程：主程序执行过程中，如果收到内部中断源或外部中断源的中断请求，则转去执行中断服务函数。中断函数执行完后，返回断点处继续执行主程序。AT89C51芯片是一种高性能的CMOS8位微处理器，它内含振荡器和时钟电路。其中，单片机的最小系统电路设计：(1)晶振电路用外部方式和内部方式都可以产生51单片机工作所需要的时钟信号，使单片机起振，单片机内部的高增益的反向放大器构成了振荡器。如果将此放大器外接晶体或陶瓷谐振器，则可以构成一个自激振荡器，单片机片内振荡电路形式如图2所示。AT89C51即使有内部振荡电路，但如果外部不接其他元件依然形成不了时钟；当利用单片机内部振荡电路产生时钟时，单片机的晶振电路如图3所示。其中，外接晶体采用陶瓷谐振器，陶瓷谐振器以及电容CX1和CX2构成了并联谐振电路，接在单片机内部反相放大器反馈回路中，单片机工作时钟的产生过程实际上就是电容不断充放电的过程，所以外接电容的大小直接影响其微分电路的时间常数，进而影响振荡器的振荡频率，因此，选用33pF的陶瓷电容，晶振频率选择11.0592MHz，单片机的运行速度与晶体振荡频率成正比。（2）复位电路复位电路的功能是使系统初始化，重新开始工作，实现单片机的复位很容易，只需要将RST引脚拉高即可，对单片机的复位操作可以立刻强行将程序返回到起始处。当单片机起振后，如果使复位引脚上出现两个机器周期以上的高电平，那么单片机内部寄存器将复位。如果将5V电压始终加在单片机的复位引脚，则程序便一直返回起始位置，相当于不执行，复位电路如图4所示。给单片机断电后再上电之所以可以使其复位，原因是由于电容两端电压差不能突变，电容两端电压相同，电容开始充电，复位端为高电平，随着充电过程的进行，最终变为低电平。由于电阻电容组成的微分电路的时间常数与电容电阻值成正比，时间常数越大，则充电所需时间越长，高电平持续时间就越长，越容易复位。选择R2=1KΩ，C=22µF便可以实现对单片机的可靠复位。如果要进行手动复位，则当按键按下时，电阻R1和R2分压，单片机复位端电压取决于两电阻阻值之比。只要按键按下，其时间便远大于两个机器周期的时间（约为2us），其可以确保单片机可靠复位。因此，取R1=200Ω，R2=1KΩ，C=22µF，保证了按键复位的可靠性。实施例4进一步地，所述LCD1602液晶引脚功能介绍如表3所示，LCD1602液晶与单片机连接方式如图5所示。表3：LCD1602引脚功能介绍编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极对LCD1602液晶进行控制时，第一步应设置它的一些工作参数。主要包括设置其显示模式为两行显示，每行16个字符，8位数据接口，无光标显示，显示之前先进行清屏，写入数据后地址自动加一。液晶控制流程为：开始→模块初始化→将人数变量个位和十位分离→写指令30H+十位→写指令30H+个位→结束。由于液晶模块显示地址第一行从00H开始，而第二行是从40H开始的，所以若要在第二行显示，需要将位置坐标加40H才可达到预期效果。当需要液晶显示字符时，将所要显示字符或数字的ASCII码输入给相应地址的RAM便可以实现实时显示功能。液晶初始化流程为：开始→延时15ms，写指令38H→延时15ms，写指令38H→延时15ms，写指令38H→延时15ms，写指令38H→写指令08H→写指令01H→写指令06H→写指令0cH→结束。当液晶第一行内容为“maximum:30”，表示最大载客人数为30人。第二行显示“present：当前人数”，表示客车现有乘客数。将核定人数和当前人数分行显示，更清晰地将客车人数信息呈现出来。实施例5进一步地，所述锁车电路硬件实现如图6所示，在锁车电路中，三极管选用型号为NI9012的PNP三极管，其基极通过电阻连接单片机的P0.0口，继电器以及保护二级管接在集电极。客车在未超载的状态下，不对P0.0口进行控制，其保持了上电状态，输出高电平，三极管不满足导通条件，保持截止状态。集电极电压约为0.2V，而继电器要吸合必须两端电压达到5V，所以继电器无法吸合。一旦客车超载，控制单片机的P0.0口，使其拉低，三极管基极变为低电平，满足导通条件，此时集电极电压约为4.8V，继电器可以吸合，即客车电子打火开关被锁定，客车停止。由于用到了P0口，如果想让其输出高电平，则需要将P0口通过电阻接到+5V电源上。三极管在这里即起到开关作用，又起到放大作用。若不加三极管，则单片机单个引脚可提供的最大灌电流约为10mA，远小于使继电器动作的最小电流。电路设计时，由于继电器的动作很微小，其吸合与否难以判断，所以为了将继电器的动作清晰表示出来，需要有发光二极管指示，继电器正常不吸合时，发光二极管是断路，不能发光；继电器吸合后，其变为通路，可以发光。另外，当继电器线圈断电时，电流发生突变，由于线圈产生的感生电动势与电流变化率成正比，所以突变的电流在线圈两端产生很高的电压，易烧坏电路中其他元器件。为了避免这种情况，需要减缓电流的变化。采用二极管来引流可以很好抑止电流突变。此二极管为线圈放电提供路径，减缓电流突变，避免了因电流突变而产生的高电压，保护了电路。程序调用后，首先将客车现有人数与客车最大载客数进行比较，若大于最大载客数，则控制单片机P0.0引脚拉低。P0.0控制继电器和蜂鸣器，其输出低电平时继电器吸合，蜂鸣器工作。同时，令P3.1引脚输出5V和0V电压时间各保持500ms，控制LED灯亮灭闪烁。当客车人数未超载时，置P0.0和P3.1为高电平，锁车报警电路不工作，客车正常行驶。为了实时比较，需要不停判断客车是否超载，程序循环执行。当客车超载时报警锁车程序执行过程为：开始→人数变量count超过30→P0.0=0→P3.1=0→延时500ms→P3.1=1→延时500ms→结束。开始→人数变量count未超过30→P0.0=1，P3.1=1→结束。实施例6进一步地，当本发明监控客车超载行驶时，报警电路启动，报警电路图如图7所示。所述报警电路中蜂鸣器采用5V蜂鸣器，由于单片机驱动能力不足，输出电流难以使蜂鸣器正常工作。需用三极管NI9012来放大单片机输出的电流，使蜂鸣器能够工作。当客车超载时，控制单片机P0.0口由原来的高电平变为低电平，PNP三极管基极为低电平，符合导通条件，蜂鸣器正极电压约为5V，可以实现声音报警。同时，将发光二极管的负极接在P3.1管脚，当客车超载时，使P3.1管脚高低电平交替变换，实现1s闪烁功能。实施例7进一步地，所述红外传感器1、红外传感器2可以判断是否有物体经过，但无论物体以怎样的方式通过其输出的信号都相同，即不具有判断方向的功能，所以将红外传感器1、红外传感器2一前一后安装在车门附近，红外传感器1、红外传感器2距离适当，距离太大则导致较大干扰，距离太小则失去辩向功能。进一步地，为了判断乘客上下动作，采用两个D触发器来将不同的动作方向转换成不同的信号；方向识别电路如图8所示；其中，将双D触发器的置位端接+5V电压，目的是将其屏蔽。传感器1的输出信号经过反相后输入给CLK2，经两次反相后输入给R1。传感器2的输出信号经过反相后输入给CLK1，经两次反相后输入给R2。使D触发器的输入端分别与另一个D触发器的反相输出端相连，只要没有时钟信号和复位信号到来，所有输出端的状态不会发生翻转。当时钟信号由低电平变成高电平时，输出端的状态要发生变化。表4：边沿触发器状态特性表CRSDQn+101010111001111由于两个D触发器的置位端对实现辨向功能不起作用，所以给两个置位端加高电压使其失效，以免对电路的逻辑功能产生干扰。当车门两侧安装的红外传感器检测不到物体时，根据其特性可知，其输出端电压为5V，被反相处理后变为0V。被反相的电压就是两个D触发器的时钟信号，CLK1=0，CLK2=0，Q1=0，Q2=0，D1=0，D2=0。根据传感器安装顺序，如果有人先通过光电开关1，其由于收到了物体反射的光线从而输出端由5V变为0V，被反相器反相后变为5V。此时下方的D触发器时钟信号由低电平变为高电平，相当于检测到上升沿信号，其输出要跟随信号输入端变化，即D2=1，Q2=1。即Q2的状态发生翻转。上边的D触发器由于没有时钟信号而保持原来状态，D1=0，Q1=0。当上车之人走出光电开关1的检测范围并且未进入光电开关2的检测范围时，两个D触发器的时钟信号都没有上升沿并且两个复位端都是高电平，所以两个输出端状态不变。当上车之人经过光电开关2时，其输出由5V变为0V，经两次反相后加在D2触发器的复位端，D2触发器便复位，输出端由5V变为0V。此时虽然D1触发器有时钟脉冲，但由于其输入端电压是0V，所以仍输出0V。由上述分析可知，有人上车时只有D2触发器的输出端产生脉冲，D1输出不变。同样可以分析，当有人下车时只有D1触发器的输出端产生脉冲。这样便可以区别乘客通过传感器的方式。用Q2和2状态的变化代表了乘客上车过程，Q2端产生了一个高脉冲。由于Q2端与单片机的INT0相连，此时外部中断0便被触发。实施例8进一步地，本发明采用采用两个nRF24L01模块作为无线收发装置，由于NRF24L01模块工作电压为1.6V-3.6V，而单片机工作电压为5V，所以单片机与无线模块不可直接连接，为了节省电源模块，需要将5V电压降为3.3V来给无线模块供电，因此，采用采用AMS1117系列稳压芯片来实现电压转换，其中转换电路如图9所示。同时，由于监测站是通过计算机来接收和发送信息的，所以无线模块需要与计算机数据交换，使单片机的P1.0口控制无线模块的模式选择引脚（CE），P1.1与CSN口相连，P1.3与IRQ口相连，P1.4与MISO口相连，P1.5与MOSI口相连，P1.7与SCK口相连。无线传输电路如图10所示。表5：nRF24L01无线模块引脚功能引脚编号引脚符号引脚说明1GND地2VCC1.6V-3.6V电源3CERX或TX模式选择4CSNSPI片选信号5SCKSPI时钟6MOSI从SPI数据输入7MISO从SPI数据输入，三态输出8IRQ可屏蔽中断引脚实施例9进一步地，所述E3F-DS30C4漫反射型光电开关工作原理基于光的反射，接收器接收到光线的强度由检测距离和被检测物体的表面反射率所决定。光滑表面反射回的光线强度必将大于粗糙表面反射回的光线强度，并且光线必须与被检测物体的表面垂直。当光电开关未收到反射光时，其内部晶体管处于截止状态，光电开关不动作。当接收到物体反射光时晶体管导通，发出脉冲信号。该光电开关检测范围较广，只要距离它大于3厘米并小于80厘米的物体都可以被识别。根据客车构造，要把车门两个传感器的探测距离调整为50cm，使其工作在较为灵敏的检测范围。实施例10进一步地，所述重力传感器是根据电阻应变原理实现重力检测的，其输出信号十分微小，只有几毫伏，不能被A/D转换电路识别，所以必须将其放大。采用仪用放大器AD620来实现信号放大功能。AD620内部电路图如图11所示。重力传感器核心部分是全臂电桥，其输出的差模信号输入给AD620进行放大，其电路图如图12所示。电桥的四个电阻可变，当重力发生变化时，四个电阻均产生应变，电桥输出差模电压。实施例11进一步地，所述ADC0804允许模拟电压输入范围是0V到+5V，分辨率是8位（0~255），工作电压为+5V。其采用三态的输出结构，高阻态输出，转换时间为100ms，转换误差为-1~+1LSB，工作温度范围较大，为-40℃~+70℃。其引脚功能见表6。表6：ADC0804引脚功能介绍引脚编号及符号功能说明引脚编号及符号功能说明1CS片选信号8AGND模拟电压接地端2RD外部读数据控制信号9VREF/2模拟参考电压3WR外部写数据控制信号10DGND数字电压接地端4CLKIN时钟输入引脚11~18DB7~DB0数据输出端5INTR转换结束输出信号19CLKR时钟输入引脚6、7VIN+VIN-输入信号正负极20VCC+5V电压引脚根据芯片特性，设计转换电路图如图13所示。其中CS引脚与单片机的P3.5口相连，RD引脚与P3.7相连，WR引脚与P3.4相连。实施例12工作原理：本发明的一种客运汽车超载监控装置，即通过红外传感器1、红外传感器2对乘客的上、下车动作智能监控，将动作信号转换为电信号传输给单片机，单片机控制外围相关电路，显示车内人数，并进行无线传输。一旦车内人数超出预设值，则锁车电路将客车电子打火装置关闭，客车无法行驶。与此同时，监测站通过无线传输模块接收到客车超载信息，向客车发出警告。各电路模块原理与作用如下:（1）漫反射型光电开关漫反射型光电开关是常用的红外传感器，包括红外发射端和接收端。只要有对光线有反射作用的物体通过该传感器时，物体所反射回来的光线被传感器的接收端接收到，传感器的输出端便输出一个低电平，正常情况下没有光线反射到其接收端时，传感器输出端保持高电平状态，所以当乘客通过传感器时，传感器的输出端会产生一个负脉冲信号，用在本系统中可以检测是否有乘客通过车门。（2）双D触发器组成的互锁电路方向识别电路由双D触发器组成，它依靠D触发器的特性来完成数字电路功能，正确判断乘客的运动方向。方向识别电路的输出端与单片机的两个外部中断口INT0和INT1相连，当乘客上车时，由于乘客一前一后顺序经过两个光电开光，两个传感器分别产生两个脉冲信号，双D触发器的Q1端会产生一个相应的负脉冲信号，将此负脉冲输入给INT0端，代表检测到了乘客有上车的动作。同理，当有乘客下车时，乘客经过两个传感器的顺序与上车时相反，双D触发器的Q2端会产生一个相应的负脉冲信号，此负脉冲输入给INT1端，代表检测到了乘客有下车的动作。这样，乘客的上下车动作就可以被正确的识别了。（3）单片机系统单片机系统作为系统的控制器，负责控制各模块的工作状况。它需要识别出检测模块所发送的信号，根据不同的信号指令完成不同的控制任务，控制硬件部分的显示电路、报警电路、锁车电路、无线传输电路从而完成对客车超载的监控。由双D触发器两个输出端发出的脉冲信号输入单片机的外部中断0和外部中断1，如果有人进入客车，则单片机程序进入中断服务函数，使相应的变量值增加，代表车内总人数的增加；当有乘客下车时，外部中断1被触发，将代表总人数的变量进行减一操作。（4）液晶显示电路该电路用LCD1602进行人数即时显示，液晶显示屏第一行显示客车人数核定值，第二行显示客车当前人数。（5）锁车电路在该系统中通过继电器来控制客车打火装置。继电器是否吸合是由单片机控制的，若单片机发出信号使继电器吸合，则代表客车处于超载状态，客车打火开关被锁定，客车无法继续行驶；若继电器不吸合则代表客车处于安全状态，未超载，允许继续行驶。（6）报警电路报警电路由蜂鸣器和发光二极管组成，当人数超过核定值后，单片机发出指令，蜂鸣器开始发声，发光二极管进行闪烁。（7）无线传输电路为了便于客车监测站对客车监控，本系统采用两个无线收发模块。当客车经过监测站时，监测站既能收到客车当前人数信息，又能对客车进行控制，当人数超载后，强行客车锁车，避免事故发生。（8）重力传感器及其放大电路重力传感器的设计目的是弥补方向识别电路的不足，将重力检测与光学检测相结合，防止不法分子利用系统的漏洞。（9）A/D转换电路该电路将放大后的电压信号转换成数字量，供单片机识别。当前第1页1 2 3