燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)客車(chē)防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

客車(chē)防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：學(xué)生姓名：學(xué)院：電氣工程學(xué)院學(xué)號(hào)：現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三目錄研究背景研究目標(biāo)研究的主要內(nèi)容論文結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法重點(diǎn)難點(diǎn)系統(tǒng)演示系統(tǒng)評(píng)價(jià)致謝現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三研究背景

隨著世界經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，各國(guó)城市化的進(jìn)程越來(lái)越快。城市交通漸漸成為各國(guó)研究的一大內(nèi)容。一直以來(lái)，公共交通系統(tǒng)作為城市交通的中堅(jiān)力量，發(fā)揮著不可替代的作用。然而，在城市化的飛速發(fā)展的同時(shí)，世界各地的城市的公共交通系統(tǒng)也變得越來(lái)越繁忙，而由此產(chǎn)生的公共交通乘客超載現(xiàn)象也屢禁不止。現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三

公交超載現(xiàn)象不僅對(duì)車(chē)輛本身及其乘客非常不負(fù)責(zé)任，同樣對(duì)周?chē)渌?chē)輛和行人也造成了嚴(yán)重的威脅。近年來(lái)，我國(guó)地鐵、公共汽車(chē)等公共交通工具事故頻發(fā)，人民的生命財(cái)產(chǎn)安全受到極大的威脅。為了消除客車(chē)超載

而產(chǎn)生的安全隱患，

預(yù)防和治理客車(chē)超

載成為公共交通系

統(tǒng)安全的首要課題?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三研究目標(biāo)本次設(shè)計(jì)即針對(duì)客車(chē)超載現(xiàn)象設(shè)計(jì)一種客車(chē)防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)。該系統(tǒng)要求可以有效檢測(cè)當(dāng)前車(chē)載乘客的數(shù)量，并且在客車(chē)超載的

情況下，進(jìn)行語(yǔ)音

提示。此外，可加

入超載報(bào)警以及超

載制動(dòng)等功能?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三研究的主要內(nèi)容客車(chē)防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)理論研究硬件實(shí)現(xiàn)乘客數(shù)檢測(cè)方法報(bào)警提示系統(tǒng)檢測(cè)方法的確定檢測(cè)器件的選擇語(yǔ)音功能的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)門(mén)禁聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)傳感器顯示模塊語(yǔ)音模塊以STM8為核心，按照模塊化設(shè)計(jì)思想，對(duì)各部分進(jìn)行完成完善以IAREmbeddedWorkbench平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行編程下載，完成數(shù)據(jù)處理、顯示、輸出現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三論文的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備工作課題背景國(guó)內(nèi)外基本現(xiàn)狀理論基礎(chǔ)有關(guān)信號(hào)的理論單片機(jī)原理硬件實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)各模塊與單片機(jī)的連線現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法1、設(shè)計(jì)的思路及方法(1)根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，歸納總結(jié)各國(guó)目前檢測(cè)客車(chē)、列車(chē)乘客人數(shù)的主流方法。

(2)分析各個(gè)方法的優(yōu)勢(shì)以及不足，綜合比較各個(gè)方法，選擇合適的方法。各個(gè)方法的介紹已在開(kāi)題報(bào)告中進(jìn)行了闡述，其優(yōu)劣性也進(jìn)行了相關(guān)說(shuō)明，這里不再贅述。經(jīng)綜合考慮，最終選擇傳感器（紅外）的方法進(jìn)行研究。(3)對(duì)各模塊（檢測(cè)模塊、語(yǔ)音提示模塊、LED顯示模塊、GSM模塊）進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以STM8為核心，按照模塊化設(shè)計(jì)思想，編寫(xiě)程序，并進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)各模塊的功能?，F(xiàn)在是8頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)流程圖乘客下車(chē)乘客上車(chē)上車(chē)門(mén)傳感器下車(chē)門(mén)傳感器差生加一信號(hào)產(chǎn)生減一信號(hào)單片機(jī)處理信號(hào)是否超載？LED顯示模塊語(yǔ)音提示模塊其他模塊是否系統(tǒng)初始化及控制現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三所采用的元件模塊功能模塊具體型號(hào)檢測(cè)信號(hào)紅外傳感器菊輝紅外反射式傳感器中央控制單片機(jī)STM8S105屏幕顯示LED顯示模塊TM1638語(yǔ)音提示語(yǔ)音錄放模塊ISD1820聯(lián)網(wǎng)報(bào)警GSM模塊SIM900A現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三模塊實(shí)物圖現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三紅外模塊：將模塊的DATAOUT引腳與單片機(jī)的一個(gè)GPIO引腳相連，當(dāng)紅外模塊感應(yīng)到信號(hào)時(shí)傳遞給單片機(jī)。語(yǔ)音模塊：將模塊的PLAYE（單遍播放）引腳與單片機(jī)的一個(gè)GPIO引腳相連，當(dāng)單片機(jī)判斷出客車(chē)超載時(shí)驅(qū)動(dòng)模塊播放提前錄制好的語(yǔ)音。顯示模塊：將模塊的DIO、STB、CLK三個(gè)引腳分別與單片機(jī)的一個(gè)GPIO引腳相連，分別起到數(shù)據(jù)交換、片選、時(shí)鐘輸入的作用，本設(shè)計(jì)主要用到該模塊的顯示作用。GSM模塊：將模塊的RX與TX分別和單片機(jī)的TX與RX相連，通過(guò)串口與單片機(jī)交換信息。KEY引腳接地開(kāi)機(jī)?，F(xiàn)在是12頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三重點(diǎn)難點(diǎn)可靠計(jì)數(shù)當(dāng)人體經(jīng)過(guò)傳感器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，究竟多長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)始計(jì)數(shù)以及單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)多少次？一門(mén)雙用有的客車(chē)前門(mén)和后門(mén)都是既可以上車(chē)又可以下車(chē)，當(dāng)傳感器感應(yīng)到信號(hào)時(shí)，如何判斷乘客是上車(chē)還是下車(chē)？發(fā)送短信由于單片機(jī)每一時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，而發(fā)送短信需要用到串口操作，如何在發(fā)送短信的同時(shí)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)？現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三解決辦法可靠計(jì)數(shù)合理設(shè)置傳感器檢測(cè)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間，防止誤計(jì)數(shù)。本次設(shè)計(jì)設(shè)置持續(xù)時(shí)間為300us，防止誤報(bào)，每?jī)纱涡盘?hào)之間要有300us的間隔時(shí)間，這樣第二次產(chǎn)生的信號(hào)才有效。現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三一門(mén)兩用在一個(gè)門(mén)處放置并排的兩個(gè)傳感器，通過(guò)兩個(gè)傳感器產(chǎn)生信號(hào)的先后順序判斷乘客是上車(chē)還是下車(chē)。如右圖所示?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三發(fā)送短信利用查詢(xún)方式操作串口，并巧妙設(shè)計(jì)程序，使單片機(jī)周期性執(zhí)行程序，合理安排單片機(jī)執(zhí)行任務(wù)的順序，利用空閑時(shí)間驅(qū)動(dòng)GSM模塊發(fā)送短信?，F(xiàn)在是16頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)演示

為了方便演示，初始車(chē)載乘客數(shù)量設(shè)置為18人，最大載客量為20人。開(kāi)機(jī)后系統(tǒng)運(yùn)作，LED數(shù)碼管顯示“PSG18”，表示當(dāng)前乘客（Passenger）有18人。

用模型進(jìn)行實(shí)物演示時(shí)，將紅外線反射式傳感器的感應(yīng)范圍設(shè)置在20cm左右，用手通過(guò)感應(yīng)區(qū)域模擬乘客上下車(chē)。結(jié)合實(shí)際，為了提高計(jì)數(shù)的可靠性，此處設(shè)計(jì)為：300毫秒的感應(yīng)時(shí)間為有效時(shí)間，兩次有效感應(yīng)之間需要有300毫秒的間隔時(shí)間。現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三

當(dāng)用手通過(guò)上車(chē)門(mén)傳感器的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，客車(chē)人數(shù)加1。當(dāng)車(chē)載人數(shù)超過(guò)20人時(shí)，LED數(shù)碼管閃爍顯示“OLXX”，表示正在超載（Overloding），XX為當(dāng)前車(chē)載實(shí)際人數(shù)。語(yǔ)音模塊也會(huì)發(fā)出提前錄制好的語(yǔ)音提示。同時(shí)SIM900A模塊工作，目標(biāo)號(hào)碼會(huì)收到一條報(bào)警短信，內(nèi)容為：“Warning:49IsOverloading!”（中文意思為：警告：49號(hào)車(chē)正在超載！）?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三當(dāng)受到警告用手通過(guò)下車(chē)門(mén)傳感器的感應(yīng)區(qū)域，表示乘客下車(chē)，將乘客數(shù)量減少到20（含）人以下。此時(shí)，LED閃爍停止，正常顯示當(dāng)?shù)那败?chē)載人數(shù)，語(yǔ)音模塊播放一條恢復(fù)正常的語(yǔ)音提示，同時(shí)SIM900A模塊向目標(biāo)號(hào)碼發(fā)送一條消息來(lái)解除警告，內(nèi)容為：“AlarmIsDisabled.”（中文意思為：警告解除）。詳情請(qǐng)看實(shí)物演示?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)評(píng)價(jià)通過(guò)硬件模型的演示可以看出，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)通過(guò)紅外線傳感器進(jìn)行乘客的計(jì)數(shù)，演示非常貼近實(shí)際情況，當(dāng)客車(chē)超載時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行了LED顯示屏顯示、語(yǔ)音提示以及短信報(bào)警的處理；當(dāng)乘客數(shù)量恢復(fù)正常時(shí)，系統(tǒng)提示恢復(fù)正常，同時(shí)發(fā)送警報(bào)解除的短信。現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三總的來(lái)看，本次設(shè)計(jì)較好的完成了課題所要求實(shí)現(xiàn)的功能，并加入了GSM短信報(bào)警功能，增加了系統(tǒng)的實(shí)用性。然而，并不存在完美的設(shè)計(jì)，所有的系統(tǒng)都永遠(yuǎn)有提升的空間，本設(shè)