張小翠

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

客車(chē)超員檢測(cè)研究

張小翠

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

客車(chē)超員運(yùn)輸給國(guó)家和人民帶來(lái)了難以彌補(bǔ)的財(cái)產(chǎn)損失和心理傷害，為確保人民群眾安全出行，必須遏制超員運(yùn)輸。在超員檢測(cè)方面采用測(cè)力傳感器和激光傳感器配合使用，實(shí)現(xiàn)乘客人數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)，它具有簡(jiǎn)單實(shí)用、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用參考價(jià)值。

激光傳感器；超員檢測(cè)

《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》明確規(guī)定汽車(chē)超員是違法行為，嚴(yán)禁超員超載車(chē)輛上路行駛。車(chē)輛超員會(huì)對(duì)汽車(chē)自身的制動(dòng)性能、轉(zhuǎn)向性能和輪胎產(chǎn)生重大影響，不僅縮短了車(chē)輛使用壽命，引發(fā)交通擁堵，妨礙道路秩序安全暢通，而且極易誘發(fā)群死群傷的特大惡性事故，因此，遏制超員運(yùn)輸成為交管部門(mén)的重要職責(zé)，其中超員檢測(cè)是難點(diǎn)之一。

1 設(shè)計(jì)方案

本文通過(guò)在客車(chē)座位的坐墊下安裝測(cè)力傳感器，用以檢測(cè)座位上是否有人，同時(shí)輸出信號(hào)至AT89S51單片機(jī)，若計(jì)數(shù)達(dá)到額定值（荷載人數(shù)）說(shuō)明已滿員，此時(shí)啟動(dòng)激光傳感器檢測(cè)過(guò)道上是否有人/物，若有，將相關(guān)信息傳送至單片機(jī)，由單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行下一步的控制和處理。若計(jì)數(shù)值小于荷載人數(shù)值，無(wú)須啟動(dòng)激光傳感器進(jìn)行過(guò)道檢測(cè)，汽車(chē)正常啟動(dòng)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)的設(shè)計(jì)。本文采用AT89S51單片機(jī)作為主控單元，AT89S51是一個(gè)低功耗、高性能的CMOS8位單片機(jī)，含有4B ISP（In-systemprogrammable）的可反復(fù)擦寫(xiě)1 000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器。它采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，也方便以后的功能擴(kuò)展。

2.2 測(cè)力傳感器的設(shè)計(jì)。座椅上檢測(cè)人數(shù)采用PLD204E圓板式測(cè)力傳感器，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，互換性好，工作性能穩(wěn)定，精準(zhǔn)度高，適應(yīng)能力強(qiáng)，受環(huán)境因素干擾小。其主要性能參數(shù)如下：輸出靈敏度為2.0±1%mV/V，綜合誤差為0.05-0.1% F.S，零點(diǎn)輸出為±2%F.S，工作溫度范圍為-35°～+65°，輸入阻抗為350±10，輸出阻抗為350±3，建議激勵(lì)電壓為5～10V，安全過(guò)載為150%F.S，極限過(guò)載為200%F.S。測(cè)力傳感器分別安裝在每一個(gè)客車(chē)座椅的底部[1]，用以檢測(cè)該座位上是否有人。

2.3 激光傳感器的設(shè)計(jì)。為了彌補(bǔ)測(cè)力傳感器在客車(chē)滿載時(shí)無(wú)法確定有無(wú)超載現(xiàn)象，在過(guò)道處設(shè)置激光傳感器以判定過(guò)道處有無(wú)人/物。激光傳感器是一種常見(jiàn)的非接觸式測(cè)量的工具，由于其輸出回路和輸入回路是光電隔離，沒(méi)有電磁聯(lián)系，所以其壽命長(zhǎng)、抗光電干擾能力強(qiáng)，在機(jī)械制造和控制等領(lǐng)域得以很好地應(yīng)用。按檢測(cè)方式激光傳感器可以分為對(duì)射式、漫反射式、鏡反射式等。本文采用的是對(duì)射式激光傳感器，它是由結(jié)構(gòu)上相互分離但光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器兩部分組成，發(fā)射器發(fā)出的光線直射入接收器，當(dāng)不透明的被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間時(shí)，激光束被中斷，接收端就產(chǎn)生了一個(gè)開(kāi)關(guān)變化信號(hào)[2]。

系統(tǒng)選擇波長(zhǎng)為650nm的高性能激光發(fā)射管和接收管作為主要的元器件，將對(duì)射式檢測(cè)電路的發(fā)射管和接收管分別安裝在與車(chē)頭、車(chē)尾同一光軸上，正對(duì)安裝，高度在距離車(chē)廂底部50厘米處。發(fā)射傳感器發(fā)射激光信號(hào)，接收傳感器對(duì)激光信號(hào)進(jìn)行接收，接收器的out端直接連接到單片機(jī)的兩位I/O端口上。當(dāng)過(guò)道處有高于50厘米的人/物存在時(shí)，通過(guò)判斷發(fā)射傳感器被遮擋物擋住激光束，接收管接收不到激光，此時(shí)out端為低電平，LED指示燈點(diǎn)亮，確定過(guò)道處是有人/物存在；當(dāng)發(fā)射傳感器未被遮擋擋住激光束時(shí)，接收器的out端輸出為高電平，LED指示燈熄滅，完成對(duì)過(guò)道處有無(wú)人/物的檢測(cè)。

3 系統(tǒng)工作原理

當(dāng)接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始工作，PLD204E圓板式測(cè)力傳感器開(kāi)始實(shí)時(shí)檢測(cè)座椅的受力情況，如果1號(hào)座椅上有乘客，則其底部的傳感器將向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)高電平信號(hào)，單片機(jī)計(jì)數(shù)為1，如果2號(hào)座椅上也有乘客，其底部的傳感器也將向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)高電平信號(hào)，單片機(jī)計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，計(jì)數(shù)為2，以此類(lèi)推，單片機(jī)可實(shí)時(shí)計(jì)算出客車(chē)上乘客的數(shù)量X，與此同時(shí)，單片機(jī)將實(shí)測(cè)的乘客數(shù)量值X與客車(chē)的額定荷載量Y值比較，如果X＜Y，則單片機(jī)判斷為客車(chē)未超載，客車(chē)正常行使；如果X＝Y(jié)，則單片機(jī)判斷客車(chē)已滿載，此時(shí)啟動(dòng)激光傳感器檢測(cè)過(guò)道處是否有人/物，如果無(wú)，繼續(xù)運(yùn)行，如果有，說(shuō)明客車(chē)已超載，單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警單元進(jìn)行后續(xù)控制處理。

4 結(jié)論和研究方向

自左而右布置激光傳感器可以精確檢測(cè)過(guò)道處是否有遮擋物，由于激光的聚光性好，不存在信號(hào)交疊干擾問(wèn)題，測(cè)量精度取決于傳感器在過(guò)道寬度處的布置間距，在一定的寬度范圍內(nèi)，傳感器對(duì)數(shù)越多，檢測(cè)精度越高。為了規(guī)避司乘人員做偽，可以安裝雙激光傳感器以提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。為更加有效地遏制超員現(xiàn)象，有必要增加控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到乘客人數(shù)超出荷載人數(shù)時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)如果不采取相應(yīng)措施，則通過(guò)繼電器使點(diǎn)火線路斷開(kāi)從而鎖定客車(chē)，待超載解除后即解除聲光報(bào)警，客車(chē)解鎖恢復(fù)運(yùn)行。乘客人數(shù)顯示單元、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)都能使系統(tǒng)更加豐滿，同時(shí)也是本文下一步的研究方向。

[1]宋永剛，郝飛，王海鳴.激光傳感器在工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].建筑機(jī)械，2007（9）：62-65.

[2]趙正平，錢(qián)久春，陳蘊(yùn).一種用于識(shí)別車(chē)輛進(jìn)出的激光檢測(cè)系統(tǒng)[J].激光雜志，2012（2）：46-47.

[3]朱旭，李麗宏.雙激光傳感器測(cè)量車(chē)輛高度和寬度[J].電子設(shè)計(jì)工程，2012（8）：77-79.

TP277

A

1671-0037（2014）12-113-1

張小翠（1984-），女，碩士研究生，講師，研究方向：電力控制教學(xué)和研究。