基于单机片的客车超载警报系统的设计与实现计算机专业.doc

基于单机片的客车超载警报系统的设计与实现 摘　要 在本文中设计了一种应用于客车中超载报警系统，本系统以单片机为核心，同时摆包含反射式红外传感器、HX711重量检测芯片、报警电路、锁定电路以及键盘模块等等，司机在开车之前可手动设置人数上限以及车辆的最大重量，通过传感器模块可将当前车辆人数以及总重量在显示模块中进行显示。当客车上的人数或总重量超过设定的阈值时则系统发出报警，此时单片机对信息进行处理后会发出信号控制继电器动作，客车电子起动器工作，此时车辆处于制动状态，不能正常发动和行驶。 本文所设计的基于单机片的客车超载警报系统分为两大部分，其一为软件部分，其二为硬件部分。其中硬件部分包含红外传感器、方向识别电路等，可实现对上下车人数的检测和判断、HX711重量检测芯片和AD转换电路把重量变化的模拟量转换为数字信号并输入单片机系统。单片机将传感器检测的数据发送到单片机进行处理后会将当前车辆人数和总重在显示模块中予以显示，若超过设定阈值，则报警模块中蜂鸣器发出报警声且发光二极管发出红光，提示超员或超载。在最后对本文设计的基于单机片的客车超载警报系统进行了调试，调试结果表明本系统可实现预期功能，且具有一定的功能扩展性，本文的设计对相似系统的设计提供了一定理论借鉴。 关键词：客车超载系统检测，单片机，光电传感器，重量传感器 III Design and Implementation of Passenger Car Overload Alarm System Based on Single Chip ABSTRACT In this paper, an overload warning system for passenger cars is designed. The system is based on single-chip microcomputer. At the same time, it includes reflective infrared sensor, HX711 weight detection chip, alarm circuit, locking circuit and keyboard module. The driver is driving. The upper limit of the number of people and the maximum amount of the vehicle can be manually set, and the current number of vehicles and the total weight can be displayed in the display module by the sensor module. When the number of people on the bus or the total weight exceeds the set threshold, the system will issue an alarm. At this time, the MCU will send a signal to control the relay action after the information is processed. The bus electronic starter works. At this time, the vehicle is in the braking state and cannot be normal. Start and drive. The single-chip-based passenger car overload warning system designed in this paper is divided into two parts, one is the software part, and the other is the hardware part. The hardware part includes an infrared sensor, a direction recognition circuit, etc., which can realize the detection and judgment of the number of people getting on and off, the HX711 weight detection chip and the AD conversion circuit convert the analog quantity of the weight change into a digital signal and input it into the single chip system. After transmitting the data detected by the sensor to the MCU for processing, the MCU will display the current vehicle number and total weight in the display module. If the set threshold is exceeded, the buzzer in the alarm module will sound an alarm and the LED will emit red light. Prompt over or overloaded. At the end of this paper, the single-chip-based passenger car overload warning system designed in this paper is debugged. The debugging results show that the system can achieve the expected function and has certain function expansion. The design of this paper provides a certain theoretical reference for the design of similar systems. Key words: coachoverload, systemdetection, microcontroller, photoelectricsensorHX711 目 录 摘　要 I ABSTRACT II 第1章　绪论 1 1.1 开发背景与现状 1 1.2 开发设计的意义 2 1.3课题主要内容 3 第2章　客车超载监控系统的方案论证 4 2.1 系统的原理 4 2.2系统的组成 4 第3章　客车超载警报系统的硬件设计 6 3.1 客车超载监控系统的检测电路 6 3.1.1 传感器的选择 6 3.1.2 反射式红外传感器检测原理 7 3.1.3方向识别电路的设计 8 3.2 单片机最小系统的设计 10 3.2.1单片机的选择 10 3.2.2单片机外围电路的设计 12 3.3显示电路的设计 14 3.4键盘电路的设计 16 3.5报警电路的设计 17 3.6客车锁定电路的设计 18 第4章　客车超载监控系统的软件设计 20 4.1 客车超载监控系统的软件设计方案 20 4.2 T0、T1中断计数程序的设计 22 4.3按键子程序的设计 23 4.4报警与锁定子程序的设计 23 4.5显示子程序的设计 25 第5章　系统调试与分析 26 5.1系统的硬件调试 26 5.2系统的软件调试 27 5.3调试故障及原因分析 27 第6章　结论 29 参考文献 30 致 谢 31 IV 第1章　绪论 1.1 开发背景与现状 随着社会经济的发展，人们出行的频率越来越高，尤其是节假日出行更高峰时选择乘坐客车的人数越来越多，但公路交通运力确并未有所提升，因此超载现象频发，由此带来的安全问题屡屡发生，为社会和个人带来了极大的损失。客车超载不仅危害客运市场，同时也影响车辆的驾驶和控制，易引发严重交通事故，客车的超载主要对于我们乘客来说，在乘坐的过程中，拥挤，空气不流通等感官上的不好的影响，直接降低乘客的乘坐体验，和对旅游等事情的热忱。同时，车上密集的人群是在车辆行驶当中很大的安全隐患，车辆的急行与急停都可能造成乘客的受伤，在出现事故时将造成严重的生命财产损失。 当前国家出台了相关法规政策，并且地方政府也制定了管理客车超载的相关政策。 然而，在假期期间的客流高峰期，过载现象仍然存在。在监督和控制管理的同时，通过科学技术手段消除客车超载现象是非常实际和重要的。 基于此，采用单片机对客车人数进行监控不仅节省了大量的人力物力，同时对于提升出行安全具有重要意义。当客车上的人数或总重量超过设定的阈值时则系统发出报警，此时单片机对信息进行处理后会发出信号控制继电器动作，客车电子起动器工作，此时车辆处于制动状态，不能正常发动和行驶。相反，当过载被释放时，声光报警器被释放，系统解锁乘用车，总线可以正常运行，从而智能监控客车的过载，很大的减少因超载发生的事故，使人员的生命和经济得到安全的保护。 1.2 开发设计的意义 设计一种基于单片机的客车超载报警系统有利于防止客车出现超载，减少安全事故的发生，本系统可通过键盘模块实现最大人数的设定，同时通过传感器模块以及报警模块等实现对客车好状态的检测，实现超载报警。 本文技术指标如下： （1）显示模块可实时显示当前车内人数以及总重。 （2）超载人数最大值可通过键盘予以设置 （3）客车超载后会发出警报，提示灯闪烁。 （4）光报警信具有1S闪烁功能，通过蜂鸣器进行报警。 1.3课题主要内容 在本文中设计了一种应用于客车中超载报警系统，主要介绍了系统模块设计方法、硬件选型以及调试等内容，主要分为下述三部分： 第一部分为硬件系统和软件系统的。硬件设计包含检测电路、显示电路以及报警电路的设计，软件设计采用模块化思想实现，根据系统预期实现的功能绘制电路图和程序流程图。 第二部分是软件和硬件模拟，软件部分采用C语言编写程序，由Keil和protues实现联合调试。 第三部分是在实验板上焊接各个模块，并将其组成一个系统对系统功能进行调试，观察系统是否可实现预期功能。 29 第2章　客车超载监控系统的方案论证 2.1 系统的原理 本次的课题是客车超载警报系统，在实际生活应用中是在客车运营中避免因为载客人数过多而引起交通事故，在这个前提下，本系统设计了乘客上、下车的动作检测，随后将检测信息传输到单片机中进行处理，简单来说就是当客车内有人上车下车，系统自动统计客车内的具体人数，并且实时的把人数显示在LED显示屏上面。单片机将传感器检测的数据发送到单片机进行处理后会将当前车辆人数和总重在显示模块中予以显示，若超过设定阈值，则报警模块中蜂鸣器发出报警声且发光二极管发出红光，提示超员或超载。 2.2系统的组成 系统结构框图如图2-1所示。主要包括：检测电路（红外传感器和方向识别电路）、键盘电路、单片机系统、LED显示电路、继电器控制电路、报警电路六部分。 红外传感器（1） 红外传感器（2） 双D 触发 器组 成的 互锁 电路 单 片 机 数码管显 示电路 继电器控 制电路 声光报警 电路 键盘输入 图2-1 系统的总体设计框图 系统各部分的基本功能简介如下： （1）反射式红外传感器 红外传感从漫反射型光电开关发射的光反射在待