智能客车超载检测系统的设计

长春工业大学学士学位论文长春工业大学毕业设计、毕业论文题目智能型客车超载检测系统设计学院电气与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化090307指导老师唐娜姓名吴飞2013年6月11日长春工业大学学士学位论文指导教师签字：年月日评阅人签字：年月日长春工业大学学士学位论文I摘要本文设计了一个客车超载监控系统，以MCS-51单片机为核心，利用反射式红外传感器、方向识别电路、报警电路、锁定电路设计，能够通过键盘手动设置乘客人数的上限值，并用LED显示器显示车内的实时乘客人数。当客车内人数超载时，系统发出声光报警，并通过继电器切断客车的电子启动装置，从而将汽车锁定，使之无法行驶。当超载解除后，声光报警也相应的解除，客车锁定解除，可以正常运行。本设计共分两部分，硬件系统设计和软件系统设计。硬件部分利用红外传感器和方向识别电路将乘客的上、下车情况进行检测和判断并输入单片机系统。经过单片机系统将处理的数据送LED显示，声光报警电路由蜂鸣器和发光二极管组成，用继电器实现对客车启动装置的锁定。软件部分用汇编语言进行编程，采用模块化设计思想。该系统通过调试后，能够较好的完成客车超载的预警提示，并对超载情况进行相关控制。关键词：客车；超载；监控；单片机长春工业大学学士学位论文II长春工业大学学士学位论文IIIntelligentPassengerOverloadDetectionSystemDesignAbstract:Thispaperillustratesthedesignofacarriageoverloadmonitoringsystem.MCS-51MCUascoreisusedtodesignhardwarecircuitandsoftware.Inthissubjectweuseinfraredsensors,identifycircuitandalarm-circuitlatchcircuittodesignacarriageoverloadmonitoringsystemthatenablesthekeyboardtomanuallysetlimitsonthenumberofpassengersandcanuseLEDatthesametimetodisplaythenumberofpassengersinside.Ifthepassengeroverloading,thesoundandlightalarmsystemcutsoffthebusthroughtheelectroniclaunchdevices.Bydoingthis,theoverloadmonitoringsystemcanlockthecar,sothatthecarcan’tbestarted.Whentheoverloadiscanceled,thesoundandlightwarningiscanceled.Thebusisalsounlockedandcanbeoperatednormally.Thedesignisdividedintotwoparts,hardwaresystemdesignandsoftwaresystemdesign.Thehardwaresystemspartsusesinfractedsensorsandidentifycircuittodetectandjudgethesituationwhetherthepassengersaregettingonoroffthebus.ThissystemcandisplaythenumberofpassengersonLED.ThesoundandlightalarmcircuitiscomposedofbuzzerandLEDs,thelockfunctionofthebus’slaunchdevicesachievesbyusingtherelayunit.Assemblelanguageisusedinthesoftwaresystemandmodularizationdesignideaisadopted.Themonitorsystemcancompleteanalarmbeforehandforoverload,meanwhilethemutualitycontrolwillbeadopted.Keywords:carriage;overloading;monitoring;SCM(singlechipmicrocomputer)长春工业大学学士学位论文目录第1章绪论...........................................................11.1立题的意义......................................................11.2课题研究任务及目标..............................................21.3课题主要内容....................................................2第2章客车超载检测系统的方案论证......................................42.1系统的原理......................................................42.2系统的组成......................................................4第3章客车超载监控系统的硬件设计......................................63.1客车超载监控系统的检测电路......................................63.1.1传感器的选择...............................................63.1.2反射式红外传感器检测原理...................................73.1.3方向识别电路的设计.........................................83.1.4双D触发器...............................................103.1.57406芯片................................................103.2单片机最小系统的设计...........................................133.2.1单片机的选择..............................................133.2.2单片机外围电路的设计......................................153.3显示电路的设计.................................................173.3.17407集电极开路六正相高压驱动器...........................183.3.1LED显示器.................................................193.3.3显示电路..................................................203.4键盘电路的设计.................................................213.5报警电路的设计.................................................223.6客车锁定电路的设计.............................................233.7供电电源电路的设计.............................................24第4章客车超载监控系统的软件设计.....................................264.1客车超载监控系统的软件设计方案.................................264.2T0、T1中断计数程序的设计......................................284.3按键子程序的设计...............................................294.4报警与锁定子程序的设计.........................................304.5显示子程序的设计...............................................31结论................................................................33致谢................................................................34参考文献..............................................................35附录I客车超载监控系统硬件系统原理图..................................37附录Ⅱ客车超载监控系统程序清单.......................................38附录III客车超载监控系统元器件清单....................................44长春工业大学学士学位论文1第1章绪论1.1立题的意义随着生活水平的不断提高，人们外出打工、探亲、旅游的人数越来越多，尤其是节假日，而与此相关的公路客运（长途客车，旅游客车等）的运力却没有相应增加，致使超员现象频频出现。目前，它已成为一个严重影响交通运输环境和社会经济可持续发展的社会问题。客车超载对国家的公路设施和客运市场造成了不良的影响，也影响车辆本身和车辆的驾驶、控制，容易引发事故，我们都知道车辆超载运输并且长期处于超负荷状态，就会导致车辆的制动装置和操作系统等安全性能迅速下降，表现为轮胎变形爆胎，刹车失灵，转向器轻飘抖动，钢板弹簧折断，半轴断裂等等。而客车一旦发生事故，给国家和百姓带来重大的经济损失和感情伤害。目前，国家虽然出台了一系列的政策法规来制止客车超载，各地政府也制定了相关的制度来对客车超载进行管理，在一定程度上减少了客车超载现象，但在节假日等客流高峰期，超载现象还是屡禁不止。在采取行政监督管理的同时，通过科学技术的手段来消除客车超载的现象也有着极其重要的意义和实用性。单片机作为微型计算机的一个很重要的分支，是将CPU、存储器、总线、I/O接线口电路集成在一片超大规模集成电路芯片上。自问世以来，以其极高的性价比，受到人们的重视和关注，应用很广，发展也很快。因此它广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：(1)在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。(2)在工业控制中的应用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。⑶在家用电器中的应用现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。⑷在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与