客车载客人数远程实时监测系统

彭坤坤 袁晓捷 汤荣 蔡云

摘要：为了减少客车超载，现象普遍、监管困难的问题，提出了一种信息系统中检测客车载客信息，并传输给交管部门或公交公司的设计。通过对人流的的数据采集和车内乘客的数量以及是否成年进行分析，得出客车载客信息，进行远程传输，设计一套完成该过程的系统。在此基础上，给出了客车载客人数远程实时监测系统的实现方法。最后，通过实验验证系统的可行性，以及不足之处进讨论。

关键词：客车超载；远程传输；监测；设计

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）07-0168-01

随着人们出行的频繁，客车在人们生活中扮演着越来越重要的角色。然而随之而来的超载现象却也是屡禁不止。车辆超限超载会严重破坏公路基础设施，增大危险性。但是客车的种类繁多数量巨大，也为各交管部门，公交公司提出了挑战。所以我们组想设计出一款客车载客人数远程实时监测系统，方便对客车超载的监控，减少超载现象，降低交通事故的发生率。

1 系统方案设计

客车载客人数远程实时监测系统主要由红外对管组成的传感器网络、采集数据经过波形调理电路传输给单片机，经由单片机进行数据分析实现成人儿童分类统计、通GPRS（General Packet Radio Service）传输至接收端。在此过程中客车也会有显示装置有助于乘务人员售票以及掌握载客情况并且一旦客车人数过多接近最大载客人数，客车上的自动报警装置也会像乘务人员示警。本系统有可靠性高、安装方便、成本较低的特点，所以本项目的可行性很高，并且有很大的市场需求。设计系统框图如图1所示。

2 系统硬件电路设计与模块功能

2.1 传感器模块

系统需要采集客车人数信息，采用多对红外对管进行采集。其中红外线接收管是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的，红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小，当有红外线光照时，电流变大。将接收管和发射管分别安装在车门的两侧，在车门的不同高度安装用以区分成人和儿童。前门安装计算上车人数，后门安装计算下车人数。传感器采集到的波形，有时会出现波动，不利于单片机的分析，所以需要外加调理电路对波形进行变换，将不稳定的信号变成只有高低电平的数字信号。选择的方法是采用电压比较器。

2.2 报警和显示装置

报警装置上考虑到，对驾驶员的干扰，采用语音播报的方式。通过查找资料选择了ISD1810作为主控芯片。永久录入一段录音，通过单片机控制播放。显示装置采用的是LCD1602，它是一种专门用来显示字符液晶显示器。

2.3 单片机

常用的单片机有STC89C52、MSP430。前者是8位微控制器，最大的特点是资料齐全、价格低廉。后者是16位微控制器，有处理能力强、超低功耗的特点。考虑到系统对单片机的处理能力和运算速度功耗等要求不高，所以选择了成本更低的51单片机就可以了。

3 系统的软件设计

3.1 软件设计

單片机先进行复位排除上次使用带来的干扰。单片机根据传感器传输的信息计算目前车上的人数；通过1602液晶显示屏显示；并且用GPRS模块远程传输给接收端；判断车辆是否超载，若超载则报警装置示警；不超载则继续显示发送和计算。

3.2 GPRS模块编程

3.2.1 GPRS模块准备

使用GPRS上网时，要经过三个过程：GPRS附着过程、PDP上下文激活过程和WAP应用的接入过程。因此GPRS准备需要经过步骤：1）测试通信是否成功，发送“AT”，返回“OK”证明硬件设备完好否则设备损坏；2）查询卡是否插上是否注册到网络；3）附着网络，向模块发送“AT+CGATT=1”返回“OK”附着成功；4）PDP上下文激活，向模块发送“AT+CGACT=1，1”返回“OK”激活成功，移动台和GPRS网络之间完全建立了数据通路；5）连接服务器，向模块发“AT+CIPSTART=“TCP”，返回“CONNECTOK”连接成功。

3.2.2 发送数据

向模块发送“AT+CIPSEND”返回“>”才可以发送数据并且数据要以“1A”作为结束符

返回“SEND OK”表示发送成功，如果发送不成功将会自动重试。多次不成功会显示故障。

4 系统的测试和改进

本系统实时监测公交车上人数信息，并且能够实时传输给交管部门、公交公司对其进行监管。经实验，设备传输准确，基本不受天气等因素的限制，能够达到实时监控的目的。但是系统也有需要改进的地方，设备运行过程中如果有人蓄意阻挡，监测数据也会不准确，后续也会慢慢改进。

参考文献

[1]沈建华，杨艳琴.超低功率单片机原理与应用（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2]汤竞南，沈国琴.51单片机C语言开发与实例[M].北京：人民邮电出版社，2018：8-20.

[3]李毅刚.新编MCS51单片机使用接口技术（第三版）[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2018.

[4]郭晓琳.基于单片机电子时钟的设计[J].中国科技博览刊，2010.