【正文】 1　 基本方法和元器件的選擇如前所述，綜合總結(jié)各方法的優(yōu)劣以及研究條件的水平，最終決定采用紅外傳感器作為檢測(cè)元器件，擬采用主動(dòng)式紅外感應(yīng)模塊，主動(dòng)式紅外線傳感器也稱光探測(cè)型感器，包括紅外發(fā)射管和紅外接收傳感器，這兩種傳感器配套使用可組成一個(gè)完整的紅外線檢測(cè)、遙控系統(tǒng)本系統(tǒng)使用了其中的紅外線發(fā)射二極管和紅外線接收二極管。經(jīng)綜合考慮，最終選擇傳感器（紅外）的方法進(jìn)行研究。 (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1法。對(duì)目前主流的紅外傳感器和智能語(yǔ)音提示模塊進(jìn)行研究比較，為最終選擇合適、經(jīng)濟(jì)的模塊做準(zhǔn)備。以ST Visual Develop為平臺(tái)，按照模塊化設(shè)計(jì)思想，編寫程序，實(shí)現(xiàn)了各模塊所要求實(shí)現(xiàn)的功能。對(duì)各種方法尤其是使用傳感器的方法進(jìn)行研究比較。紅外探頭傳感器與智能語(yǔ)音提示模塊的最終選擇與調(diào)試。五、主要參考文獻(xiàn) [1] Zhu on passenger data collection in public transport[J].Urban Public Transport,2005(7):2021. [2] 《關(guān)于優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的意1[3] 石琳琦,趙辛宇, [M].2012.[4] 蘇玉萍,[M].2013．[5] 桂要生,向橋,[J].電子元器件應(yīng)用,2010,12(8):4548.[6] [M].北京:高等教育出版社,2009.[7] 程衛(wèi)東,[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2008,29(5):10211023.[8] 肖佳,[J].紅外,2011,32(12):1722.[9] 申柏華,羅曉牧,[J].光電子激光,2010,21(9):13501354.[10] [M].中國(guó)科技信息,2010:(2):63.[11] 馬力,姜濤,[J].電測(cè)與儀表. 2009,46(525):1416.[12] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.[13] 徐斌,[J].客車技術(shù)與研究,2010,(5):1214,17.[14] 鐘鼎,[J].電子設(shè)計(jì)工程,2011,19(20):9496.[15] [M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2002．[16] [J].電子科技,2012(5):7981.3附錄3燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告課題名稱： 客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 10級(jí)檢測(cè)1班 學(xué)生姓名： 孟靖岳 指導(dǎo)教師： 王 娜 完成日期： 20140511 附錄三 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展情況 研究的基本內(nèi)容設(shè)計(jì)的系統(tǒng)整體框架如下圖所示：客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件實(shí)現(xiàn)理論研究乘客人數(shù)的檢測(cè)方法報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ) 音 模 塊單 片 機(jī)顯 示 模 塊傳 感 器制動(dòng)、門禁、聯(lián)網(wǎng) 功能語(yǔ)音功能的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)方法選擇檢測(cè)器件選擇以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ST Visual Develop平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行編程下載，完成數(shù)據(jù)處理、顯示、輸出圖1. 客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架簡(jiǎn)圖 研究的進(jìn)展情況目前的研究進(jìn)度如下表所示。三、今后發(fā)展趨勢(shì)： 隨著科技的發(fā)展，今后公交系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)必然是多元化、多媒體化、科學(xué)化與精確化的統(tǒng)一，做到在各站點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測(cè)車載乘客數(shù)量，并發(fā)往數(shù)據(jù)中心，亦可與交通管理系統(tǒng)建立直接聯(lián)系，從而進(jìn)行更加科學(xué)統(tǒng)一的自動(dòng)化管理。從理論上說，模式識(shí)別的所有方法都可以用于人體目標(biāo)的識(shí)別。在基于視頻圖像處理的乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)中，背景與前景目標(biāo)的分割是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的關(guān)鍵。為了最大可能地抵消單一種類傳感器的不足，使系統(tǒng)受光線、地板和其他環(huán)境因素的影響盡量減小，產(chǎn)生了主—被動(dòng)復(fù)合式紅外計(jì)數(shù)技術(shù)。傳感器用來測(cè)量乘客是否到達(dá)，它的高度要求很嚴(yán)格，過低時(shí)乘客在上車時(shí)抬腳會(huì)影響它，太高時(shí)乘客的手臂擺動(dòng)又會(huì)影響它。當(dāng)人體經(jīng)過被動(dòng)式紅外探測(cè)區(qū)時(shí)，由于人體的不透明，背景的強(qiáng)度會(huì)減弱，人體高于環(huán)境的溫度使得探測(cè)器捕獲到的紅外線增多，探測(cè)器能把這個(gè)光線密度的增加轉(zhuǎn)化為溫度的增加繼而轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的變化[13]。被動(dòng)式紅外又稱熱釋電紅外，它具有二維探測(cè)、識(shí)別特征。該方法不受單方向、單人次的限制，能對(duì)一個(gè)車門同時(shí)雙向、多人上下車及乘客之間小間隔的情況進(jìn)行客流人數(shù)統(tǒng)計(jì)。圖像處理技術(shù)的精度很大程度上取決于圖像質(zhì)量及分析軟件的水平，系統(tǒng)成本也較高[11]。復(fù)合式紅外技術(shù)使成本加大，也并不必然減小計(jì)數(shù)誤差[9]。被動(dòng)式紅外傳感器的精度易受到乘客著裝的影響，當(dāng)環(huán)境溫度與人體溫接近時(shí)以及外界光照強(qiáng)烈時(shí)，準(zhǔn)確性變差[7]。目前，各國(guó)主要采集公交車輛的實(shí)時(shí)載客信息的方法有壓敏踏板式計(jì)數(shù)技術(shù)、被動(dòng)式紅外計(jì)數(shù)技術(shù)、主動(dòng)式紅外計(jì)數(shù)技術(shù)、公交IC卡客流信息提取技術(shù)、主—被動(dòng)復(fù)合式紅外計(jì)數(shù)技術(shù)、圖像處理計(jì)數(shù)技術(shù)以及其它計(jì)數(shù)技術(shù)[5]。2012年10月，國(guó)務(wù)院對(duì)城市優(yōu)先發(fā)展公共交通作了研究部署[3]。在“十一五”期間，我國(guó)就頒布了《關(guān)于優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的意見》，“十二五”期間公交優(yōu)先仍然是城市交通的重要發(fā)展戰(zhàn)略[2]。3. 實(shí)物驗(yàn)證：收集方案所需的各個(gè)模塊，進(jìn)行硬件連線，觀察現(xiàn)象是否符合選題所要求的功能。歸納整理較為流行實(shí)用的系統(tǒng)的相關(guān)理論，重點(diǎn)整理與自身所學(xué)相關(guān)的技術(shù)方法，最后總結(jié)并設(shè)計(jì)出一種最優(yōu)方案。顯示模塊單片機(jī)上車門傳感器語(yǔ)音提示模塊下車門傳感器 客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)本文將采用文獻(xiàn)研究、理論模擬、實(shí)物驗(yàn)證三種方法。三、研究步驟與方法 本文提出一種設(shè)計(jì)方案，本方案由單片機(jī)、傳感器、顯示模塊以及語(yǔ)音提示模塊構(gòu)成。軟件部分通常由單片機(jī)程序開發(fā)平臺(tái)及相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序組成。 研究的主要內(nèi)容及擬解決的主要問題本方案的研究設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩部分。公交IC卡信息提取技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟，在很多城市已有一定基礎(chǔ)，成本較低[15]。一般來說，主動(dòng)式紅外技術(shù)自身光源穩(wěn)定，多束光系統(tǒng)計(jì)數(shù)精確較高[13]。壓敏踏板系統(tǒng)部件易損壞，維護(hù)費(fèi)用較高[11]。一般來說，就是按照機(jī)動(dòng)車出廠時(shí)設(shè)置的座位數(shù)為準(zhǔn)[3]。根據(jù)現(xiàn)行交通法律，可對(duì)公交是否超載作出明確標(biāo)準(zhǔn)。然而，城市化的飛速發(fā)展也使得城市公交系統(tǒng)變得越來越繁忙，由此產(chǎn)生的公交超載現(xiàn)象也屢禁不止[2]。最后，再次感謝在本次設(shè)計(jì)中所有為我提供過幫助的老師和同學(xué)。經(jīng)過老師的幫忙和指導(dǎo)，我查閱了大量的資料，慢慢我對(duì)本次設(shè)計(jì)的理解也更加深刻，思路也更加清晰，到最后終于完成了本次設(shè)計(jì)，做出了硬件模型并成功達(dá)到了課題所要求的效果。在剛拿到這個(gè)課題的時(shí)候，我對(duì)這個(gè)課題感到十分陌生與茫然，客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)這一長(zhǎng)串名字讓我不知從哪里下手，毫無頭緒。波爾曼．?dāng)?shù)字音頻技術(shù)[M]．夏田，譯．人民郵電出版社，2013：56． [13] 楊蘭云．LED及其應(yīng)用技術(shù)問答[M]．電子工業(yè)出版社，2011：2429． [14] 毛學(xué)軍．LED應(yīng)用技術(shù)[M]．電子工業(yè)出版社，2012：3642． [15] 沙占友．LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)入門[M]．中國(guó)電力出版社，2012：1417． [16] 田國(guó)法，董建園，胡尚舉．基于GPRS/GPS的客車超載遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)計(jì)[J]．安防科技，2008，1416． 致謝本論文是在我的指導(dǎo)老師王娜老師的悉心指導(dǎo)下完成的。致謝參考文獻(xiàn)[1] Zhu Xiaohong．Study on passenger data collection in public transport[J]．Urban Public Transport，2005(7)：1619．　　[2] 肖佳，楊波．基于熱釋電紅外傳感技術(shù)的目標(biāo)定位研究[J]．紅外：2011，32(12)：1722．[3] 馮育長(zhǎng)．單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007：12．[4] 何立民，張俊謨．單片機(jī)中級(jí)教程[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006：34．[5] 李全利．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2009：911． [6] 周超，張定會(huì)，張君芳．智能型客車超載檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．電子技術(shù)應(yīng)用，2007(8)：4143． [7] 程衛(wèi)東，董永貴．利用熱釋電紅外傳感器探測(cè)人體運(yùn)動(dòng)特征[J]．儀器儀表學(xué)報(bào)，2008，29(5)：10211023． [8] 徐斌，陳曉冰．基于紅外傳感器的城市客車客流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的研制[J]．客車技術(shù)與研究．2010． [9] 鐘鼎，尹媛媛．基于stm32人流量統(tǒng)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．電子設(shè)計(jì)工程，2011，19(20)：9496． [10] 謝平，王娜，林洪彬．信號(hào)處理原理及應(yīng)用[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2009：12． [11] 董明．自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．中國(guó)科技信息，2010,11(2)：63． [12] 肯隨著科技水平的提高，高新技術(shù)也會(huì)越來越成熟，其成本也會(huì)越來越低。當(dāng)然，沒有完美的設(shè)計(jì)，所有的系統(tǒng)都永遠(yuǎn)有提升的空間。此時(shí)，LED閃爍停止，正常顯示當(dāng)?shù)那败囕d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)送一條消息來解除警告，內(nèi)容為：“Alarm Is Disabled.”（中文意思為：警告解除）。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: 49 Is Overloading!”（中文意思為：警告：249號(hào)車正在超載！）。當(dāng)車載人數(shù)超過20人時(shí)，LED數(shù)碼管閃爍顯示“OL XX”，表示正在超載（Overloding），XX為當(dāng)前車載實(shí)際人數(shù)。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。開機(jī)后系統(tǒng)運(yùn)作，LED數(shù)碼管顯示“PSG 18”，表示當(dāng)前乘客（Passenger）有18人。當(dāng)硬件連接完畢并且將程序下載到單片機(jī)后，在SIM900A模塊的卡槽中插入一張可以使用的電話卡，即可完成模型對(duì)客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)的功能的實(shí)現(xiàn)。結(jié)論 結(jié)論按照前文所述的方法將各個(gè)模塊與單片機(jī)進(jìn)行連線，并通過IAR Embedded Workbench軟件平臺(tái)對(duì)STM8S105單片機(jī)進(jìn)行編程，檢驗(yàn)客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)的硬件模型是否實(shí)現(xiàn)了課題的要求。GSM聯(lián)網(wǎng)報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)依靠比較成熟的GSM模塊，本次設(shè)計(jì)采用SIM900A模塊，此模塊功能強(qiáng)大，可發(fā)送短信報(bào)警。本設(shè)計(jì)設(shè)定：客車標(biāo)準(zhǔn)載客量為20人，當(dāng)乘客人數(shù)由20人增加到21人或以上時(shí)，SIM900A模塊發(fā)送一條內(nèi)容為“Warning: 49 Is Overloading!”的短信（中文意思為：警告：20049號(hào)車正在超載?。?；當(dāng)乘客人數(shù)由21人減少到20人或以下時(shí)，發(fā)送一條內(nèi)容為：“Alarm Is Disabled.”的短信（中文意思為：警告解除）。解決方法很簡(jiǎn)單，在單片機(jī)程序中每條短信指令后面加一個(gè)延時(shí)函數(shù)，尤其是“AT+CMGS=18713507543\r\n”這條指令后面，延時(shí)稍長(zhǎng)。單片機(jī)通過串口對(duì)SIM900A模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，STM8S105可用串口UART2，可以調(diào)用庫(kù)函數(shù)方便的完成數(shù)據(jù)串口傳輸?shù)牟僮?。⑤發(fā)送HEX格式“1A”：HEX格式的“1A”相當(dāng)于進(jìn)行CTRL+Z操作，這是SIM900A發(fā)送完短信的固定要求。③發(fā)送“AT+CSCA=+8613800311500\r\n”：設(shè)置短信中心號(hào)碼，此號(hào)為中國(guó)移動(dòng)河北省短信中心號(hào)碼。如下圖所示：圖52 PC調(diào)試SIM900A模擬發(fā)送短信由上圖可以看出，利用SIM900A模塊發(fā)送短信的一般命令過程如下：①發(fā)送“AT”：自動(dòng)匹配波特率并驗(yàn)證連接狀態(tài)。通過USB轉(zhuǎn)TTL轉(zhuǎn)接線將PC機(jī)與SIM900A模塊進(jìn)行連接，打開串口調(diào)試軟件，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)：波特率為9600，校驗(yàn)位無，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。綠色指示燈指示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，每秒閃一次表示沒有網(wǎng)絡(luò)，三秒閃一次表示已經(jīng)注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)；紅色指示燈指示當(dāng)前工作狀態(tài)，工作時(shí)常亮。串口電平為TTL電平，可直接與單片機(jī)相連接。本次設(shè)計(jì)采用的是一種圓版SIM900A模塊，此模塊尺寸極小，直徑僅33mm，電源引出，串口引出，開機(jī)線引出。Text Mode只能用于發(fā)送ANSI范圍的字符，發(fā)送方式比較簡(jiǎn)單。對(duì)于短消息的控制共有三種模式：Block Mode、基于AT指令的Text Mode、基于AT指令的PDU Mode?？蛙嚪莱d智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)報(bào)警采用SMS(Short Messaging Service，即短信服務(wù))，它是在手機(jī)之間發(fā)送文字信息或從個(gè)人計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備向手機(jī)發(fā)送信息的一種方式，其文本信息的最大發(fā)送量為160個(gè)字符（字母、數(shù)字或者拉丁字母中的字符），對(duì)于中文一般最大發(fā)送量為70個(gè)字符。SIM900A采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，工作頻率為GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz，可以低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸。GSM模塊，是將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、GSM射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊[16]。 GSM聯(lián)網(wǎng)報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)無線通信包括微波通信、短波通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、 散射通信等多種方式。最后，通過軟件平臺(tái)對(duì)單片機(jī)編寫程序并下載至單片機(jī)上，即可完成客車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)的硬件實(shí)物模型。紅外傳感器模