智能客车超载监控系统的设计毕业设计

基于单片机的客车超载监控系统的设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的 指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注 和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果， 也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的 材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作 了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文） 的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本; 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与 阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文; 在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名: 日期： 年 月 日 导师签名: 日期： 年 月 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 Abstract This paper illustrates the design of a carriage overload monitoring systerm.MCS・51 MCU as core is used to design hardware circuit and software.In this subject we use infrared sensors,identify circuit and alarmcircuit latch circuit to design a carriage overload monitoring systerm that enables the keyboard to manually set limits on the number of passengers and can use LED at the same time to display the number of passengers inside.If the passenger overloading,the sound and light alarm systerm cuts off the bus through the electronic launch devices.By doing this,the overload monitoring systerm can lock the car,so that the car can，t be started.When the overload is canceled,the sound and light warning is canceled. The bus is also unlocked and can be operated normally. The design is divided into two parts,hardware systerm design and software systerm design.The hardware systerms part uses infrated sensors and identify circuit to detect and judge the situation whether the passengers are getting on or off the bus.This systerm can display the number of passengers on LED. The sound and light alarm circuit is composed of buzzer and LEDs,the lock function of the bus's launch devices achieves by using the relay unit.Assemble language is used in the software system and modularization design idea is adopted.The monitor system can complete an alarm beforehand for overload, meanwhile the mut uality cont rol will be adopted. Key words: carriage;overloading;monitoring; SCM(single chip micro computer) 第1章绪论 1 1.1立题的意义 1 1.2课题研究任务及目标 3 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 5 2.1系统的原理 5 2.2系统的组成 5 第3章 客车超载监控系统的硬件设计 8 3.1客车超载监控系统的检测电路 8 3.1.1传感器的选择 8 3.1.2反射式红外传感器检测原理 9 3.1.3方向识别电路的设计 10 3.2单片机最小系统的设计 13 3.2.1单片机的选择 13 3.2.2单片机外围电路的设计 15 3.3显示电路的设计 17 3.4键盘电路的设计 19 3.5报警电路的设计 21 3.6客车锁定电路的设计 21 第4章 客车超载监控系统的软件设计 23 4.1客车超载监控系统的软件设计方案 23 4.2T0、T1中断计数程序的设计 25 4.3按键子程序的设计 26 4.4报警与锁定子程序的设计 27 4.5显示子程序的设计 28 第5章 系统调试与分析 30 5.1系统的硬件调试 30 5.2系统的软件调试 31 5.3调试故障及原因分析 31 结论 34 社会经济效益分析 35 致谢 36 参考文献 37 附录I客车超载监控系统硬件系统原理图 38 附录II客车超载监控系统程序清单 39 附录III客车超载监控系统硬件实物图 45 附录IV客车超载监控系统元器件清单 46 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。 (3) 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。 (4) 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，可以很方便地与计算机进行数据通信，为 在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本 上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信 呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话、集群移动通 信、无线电对讲机等。 (5) 单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监 护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等。 因此单片机的出现应用于监测系统后，智能化的监测系统的模型也就基本具 备了。单片机以其兼容性强，软件、硬件应用设计资源资料丰富，以及极高的性 能价格比受到人们的重视和关注。单片机以及外围芯片的不断发展促进了超载、 超量监测系统的发展。以单片机为核心的智能监控系统以其体积小，抗干扰能力 强，对环境的要求不高，价格低廉，可靠性高，开发较为容易，并可获得较高的 经济效益等特点，很快占有了监控器领域的市场，所以其应用很广，发展很快。 因此本课题正是基于此点，采用单片机为核心的智能监控系统可以对客车内 乘客人数的统计，并通过LED显示器实时显示。当客车出现超载时，系统进行声 光报警。同时通过继电器关闭客车的启动装置来阻止超载客车的运行。反之，当 超载解除后，声光报警被解除，系统也相应解除对客车的锁定，客车可正常运 行，从而达到了智能监控客车超载的要求，大大减少因超载而发生交通事故，使 乘客的生命财产安全得到有效的保障。 1.2课题研究任务及目标 本课题主要任务是以MCS-51单片机为控制核心，能够自动检测车内乘客的人 数并用LED即时显示，通过键盘设置超载人数的上限值，一旦客车超载时能进行 声光报警，同时锁定客车的启动装置。它