陳強 白朋飛 董劉同 葛爽 胡靜文 韓瑞欣
摘 要:隨著高校辦學規(guī)模的不斷擴大,多校區(qū)辦學稱為一種趨勢,校車是來往于各校區(qū)之間的主要通勤交通工具。本設計利用紅外線檢測乘車人數(shù),統(tǒng)計并通過無線傳輸方式將數(shù)據(jù)上傳至終端,并通過顯示屏實時顯示當前車內剩余座位,可高效地統(tǒng)計乘客數(shù)量,提高校車運行效率。
關鍵詞:紅外計數(shù) GPRS WIFI 液晶顯示屏
中圖分類號:TN92 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2018)10-0-01
目前校車存在司機清點乘客人數(shù)不便和車下乘客難以對車內人數(shù)情況知悉等問題,應運而生了多種乘客流量計數(shù)系統(tǒng),如公交IC卡客流信息提取技術、壓敏踏板式檢測技術、主被動復合式紅外計數(shù)技術等,但都存在實現(xiàn)難度大、計數(shù)誤差大等缺點,本設計提供了一種體積較小,綜合性高,可以與終端進行數(shù)據(jù)交換并將信息實時顯示的乘客數(shù)量采集系統(tǒng)。
整體設計由紅外傳感器、單片機、無線通信模塊和顯示屏等部分構成。開源代碼的硬件項目平臺選用了ArduinoMega中資源比較豐富的ATMega2560作為核心處理器。系統(tǒng)整體分為主機和從機兩部分,主機、從機框圖如圖1、2所示。
主機主要外設有數(shù)據(jù)采集部分和液晶顯示屏,CPU接受來自紅外傳感器的計數(shù)數(shù)據(jù),通過有線連接方式顯示在安置于司機前右上方的顯示屏上。
數(shù)據(jù)采集部分將一對紅外傳感器安放于車門兩側,當人觸碰到傳感器發(fā)出的紅外線時,紅外線便無法反射回接收管。經(jīng)過比較器電路處理之后,綠色指示燈亮起,同時信號輸出接口輸出數(shù)字信號(一個低電平信號)。當其中一個傳感器觸發(fā)時,內部定時器開始計時,若在規(guī)定時間內另一個傳感器無動作則復位。傳感器可通過電位器旋鈕調節(jié)檢測距離,有效距離范圍2~30cm,工作電壓為3.3V-5V。單片機燒入程序就可以實現(xiàn)人數(shù)監(jiān)控,從而實現(xiàn)對乘客的計數(shù)過程。
主從機之間通過WiFi連接進行數(shù)據(jù)傳輸。同時,主機通過GPRS模塊,使用TCP協(xié)議連接到主機IP映射的公網(wǎng)IP,從而和服務器實現(xiàn)端到端的通信。中間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)幀的格式,格式為“標志”+ “時間”+“分隔符”+ “人數(shù)”+“結束符”。主機主要用于采集人數(shù),每采集到一次人數(shù)變動便把當前人數(shù)與系統(tǒng)時鐘模塊當前時間封裝成上述的幀格式發(fā)送給服務器。
服務器通過標志和結束符識別一幀數(shù)據(jù)是否完整,若不完整則丟棄。若接收到完整數(shù)據(jù)幀則會把它拆封成“時間”+“人數(shù)”這樣的格式,并把它依次存入數(shù)據(jù)庫。另外,主機和服務器還可以進行雙向通信,如服務器可以校準主機的系統(tǒng)時間,并遠程監(jiān)控主機的運行狀態(tài)等。
這個系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)既可以用作人數(shù)的實時顯示,又可以收集足夠多的班車乘客流量信息用作后期的大數(shù)據(jù)分析,如每天,每周的乘車人數(shù)變化規(guī)律,使班車調度站可以更合理的安排班車調度。另外這個系統(tǒng)采用模塊化設計,預留了豐富的接口,拓展十分方便。經(jīng)過添加模塊可以實現(xiàn)不同場景的應用如學校的圖書館、小型商場,甚至用于商場防盜、汽車防盜等方面。