劉憶 張濤 盧涵宇

摘要：針對景區(qū)游客實(shí)時(shí)人數(shù)和環(huán)境承載率的問題。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心，利用光電式紅外傳感器收集信號，通過游客經(jīng)過進(jìn)出口傳感器來判斷是否進(jìn)出，再通過單片機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)出人數(shù)，最后將進(jìn)出景區(qū)的人數(shù)和在景區(qū)內(nèi)的游客顯示在液晶屏上。本設(shè)計(jì)的時(shí)間信息輔助功能，能幫助景區(qū)管理部門了解各個(gè)時(shí)段景區(qū)的客流情況，利于人數(shù)分流管理和景區(qū)環(huán)境保護(hù)。

關(guān)鍵詞：客流統(tǒng)計(jì);STC89C52單片機(jī);紅外傳感器

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）18-0202-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速。旅游業(yè)也逐漸向智慧旅游方向發(fā)展，景區(qū)客流統(tǒng)計(jì)方案作為景區(qū)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，不但能為景區(qū)統(tǒng)計(jì)客流人數(shù)，防止游客人數(shù)過多而影響游客游覽體驗(yàn)，保證景區(qū)游客安全，更能實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)景區(qū)在各個(gè)時(shí)間的客流變化情況，在促進(jìn)各個(gè)景區(qū)現(xiàn)實(shí)智慧旅游，實(shí)現(xiàn)景區(qū)資源合理分配，提高服務(wù)質(zhì)量，保證游客體驗(yàn)質(zhì)量等方面都有重要意義。

本次設(shè)計(jì)主要利用單片機(jī)作為控制系統(tǒng)，配合紅外傳感器等必要器件設(shè)計(jì)一個(gè)景區(qū)客流人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)功能如下：有人經(jīng)過入口時(shí)，I位置加一顯示;有經(jīng)過出口時(shí)，O位置加一顯示;且實(shí)時(shí)在now person處顯示景區(qū)現(xiàn)有人數(shù)。能顯示年月日、星期等具體時(shí)間。能統(tǒng)計(jì)人數(shù)在萬人以上，滿足多數(shù)景區(qū)客流統(tǒng)計(jì)和游客分流需求。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)的方案和功能要求為：（1）采用紅外傳感器來檢測游客是否進(jìn)出，當(dāng)有人經(jīng)過傳感器時(shí)，傳感器會(huì)向單片機(jī)傳輸一個(gè)信號，判讀后通過液晶顯示屏把人員的進(jìn)出情況及景區(qū)內(nèi)現(xiàn)有人數(shù)顯示出來;（2）實(shí)時(shí)時(shí)間統(tǒng)計(jì)采用DS1302時(shí)鐘芯片，提供年月日、星期等具體詳細(xì)時(shí)間信息;（3）顯示模塊采用LCD液晶屏，可以顯示多數(shù)字符。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 主要硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路部分、按鍵模塊及時(shí)鐘電路。

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的可以工作的系統(tǒng)，也被稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)。最小應(yīng)用系統(tǒng)一般包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。由于本設(shè)計(jì)使用的proteus仿真庫中沒有STC89C52單片機(jī)，所以仿真圖中用AT89C52代替，實(shí)物中使用的是STC89C52，其實(shí)對于實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)功能二者沒有什么差異。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示。

單片機(jī)通常情況下在每次正常的開機(jī)或者工作過程中處于非正常工作狀態(tài)時(shí)，都需要對系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作，以便中央處理單元（CPU）和其他的功能性部件都處于一個(gè)確定話的初始狀態(tài)，在并在此以后按照這個(gè)狀態(tài)開始后續(xù)的工作。從單片機(jī)的工作電路原理中可以看出單片機(jī)或者其最小系統(tǒng)的復(fù)位工作都是需要外部電路進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。其中原理為當(dāng)時(shí)鐘電路開始工作以后，如果在單片機(jī)的RST（復(fù)位）引腳上出現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機(jī)器周期處于高電平的工作狀態(tài)時(shí)，此時(shí)單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)。

2.2 時(shí)鐘電路

設(shè)計(jì)中使用DS1302芯片提供時(shí)間，如圖3所示，它的X1和X2兩個(gè)管腳也要連接一個(gè)晶振電路。連接單片機(jī)的P2.至P2.2三個(gè)管腳構(gòu)成整個(gè)時(shí)鐘電路的控制部分。

時(shí)鐘芯片部分，DS1302芯片的SCLK引腳與單片機(jī)的P2.0引腳相連構(gòu)成DS1302的時(shí)鐘端電路，1/0引腳與P2.1引腳相連構(gòu)成DS1302的1/0端口電路，RST引腳與P2.2引腳相連構(gòu)成DS1302的復(fù)位引腳電路。DS1302的XI與X2引腳與晶振電路相連并接地，VCC2引腳接電源，它們就組成了供電電路。

2.3 LCD液晶顯示電路

本電路的DO到D7分別連接到單片機(jī)的PO到P7管腳接收所要顯示的數(shù)據(jù)。RS、R/W和E三個(gè)引腳在編程的時(shí)候使用，對它們初始化，寫命令和數(shù)據(jù)，分別連接單片機(jī)的P3.0、P3.1和P3.0管腳，串行輸入、串行輸出和定時(shí)器0外部輸入。VDD接電源，vss接GND。

2.4 按鍵模塊電路

按鍵模塊電路的“移位”按鍵與單片機(jī)的P2.3引腳相連，用來移動(dòng)到需要調(diào)節(jié)的位置，例如年份等?！凹印薄皽p”按鍵分別與P2.4、P2.5引腳連接，作用是對相應(yīng)時(shí)間位置進(jìn)行加減調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)顯示部分設(shè)置了切換按鍵，讓它來控制屏幕顯示時(shí)間或人數(shù)統(tǒng)計(jì)情況。液晶屏默認(rèn)顯示時(shí)間，按下切換按鍵后則顯示進(jìn)出景區(qū)人數(shù)和景區(qū)內(nèi)人數(shù)等統(tǒng)計(jì)信息，如圖4所示。

2.5 紅外傳感器電路

本設(shè)計(jì)使用的proteus仿真庫沒有本設(shè)計(jì)所采用的紅外傳感器，所以本設(shè)計(jì)仿真是采用按鍵開關(guān)模擬紅外傳感器。其中出口和入口的紅外傳感器分別與單片機(jī)的P3.2和P3.3相接。在仿真中，當(dāng)按下進(jìn)入方向按鍵時(shí)，即當(dāng)紅外傳感器檢測到游客經(jīng)過時(shí)，液晶屏的I部分加一，當(dāng)按下出方向按鍵時(shí)，即當(dāng)出方向檢測到游客出景區(qū)時(shí)，液晶顯示屏的0位置加一，而NowPerson位置則顯示I位置與0位置的差值，也就是景區(qū)內(nèi)的現(xiàn)有人數(shù)。

2.6 聲音電路

聲音電路由一個(gè)電阻，蜂鳴器和三極管組成，且在蜂鳴器兩端加上5v直流工作電壓，整個(gè)聲音電路與單片機(jī)的P2.7引腳相連，其作用是在調(diào)節(jié)時(shí)間和切換液晶屏顯示的時(shí)候發(fā)出聲音以提醒操作人員。當(dāng)進(jìn)行相應(yīng)操作時(shí)，P2.7引腳輸出電平會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)聲音蜂鳴器會(huì)根據(jù)三極管的導(dǎo)通截止情況發(fā)出聲音或者停止工作。

3 系統(tǒng)軟件和仿真

3.1 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)主函數(shù)的任務(wù)是對各部分程序進(jìn)行初始化，在程序運(yùn)行過程中不斷接受和處理相關(guān)信號并執(zhí)行相關(guān)功能。在紅外傳感器檢測到有人通過之后，單片機(jī)對信號進(jìn)行處理，判斷游客進(jìn)出情況，最后將結(jié)果顯示在LCD液晶屏上。流程圖如圖5所示。

3.2 系統(tǒng)仿真

Proteus作為一個(gè)綜合型的仿真平臺(tái)，提供了豐富的仿真器件，操作方便。Keil C51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為單片機(jī)提供C語言環(huán)境，在Keil中編寫好程序后，將程序燒寫到單片機(jī)中，在Keil中生成一個(gè).HEX格式的文件。仿真的時(shí)候HEX文件也要拷貝到仿真的單片機(jī)中，HEX文件是一個(gè)ASCII文本文件，一般用來保存在Keil中編譯好的目標(biāo)代碼。仿真電路圖如圖6所示。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的景區(qū)游客人數(shù)統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路部分、按鍵模塊及時(shí)鐘電路，系統(tǒng)中增加時(shí)間信息統(tǒng)計(jì)功能，統(tǒng)計(jì)和控制游客數(shù)量，在人數(shù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)可采取停止售票等相應(yīng)措施。利用景區(qū)管理，系統(tǒng)操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】

基金項(xiàng)目：貴州省人才平臺(tái)基金資助項(xiàng)目[2017]5305

作者簡介：劉憶（1997-），男，貴州遵義人，貴州大學(xué)電子信息工程專業(yè)學(xué)生。