公交車防超載智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

O 引言
    對(duì)于大多數(shù)城市居民來(lái)說(shuō)，公共交通系統(tǒng)是他們每天都要接觸的。然而，隨著城市化的加速發(fā)展。城市人口的迅速增長(zhǎng)，城市公交系統(tǒng)也變得越來(lái)越擁擠。市民普遍感到乘公交車難，車上擠得難受。同時(shí)，由于公交車超載現(xiàn)象的普遍存在，因而也存在一定的安全隱患。2009年6月5日8時(shí)25分許，成都北三環(huán)附近一輛“川A49567”9路公交車發(fā)生燃燒，導(dǎo)致27人遇難72人受傷。值得注意的是，超載的交通負(fù)荷加劇了此次事故的損失，而其背后，則是城市化加速后的公共交通之困。事實(shí)上，成都遇到的公交難題也是全國(guó)性的。
    從現(xiàn)行法律上講，給公交超載標(biāo)準(zhǔn)定性倒不太難?！兜缆方煌ò踩ā访鞔_指出，界定核載人數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是公安機(jī)關(guān)為機(jī)動(dòng)車核發(fā)的行駛證上的核載人數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，就是按照機(jī)動(dòng)車出廠時(shí)設(shè)置的座位數(shù)為準(zhǔn)。那么，按照《道路交通安全法》，公交車是否超載一目了然?；谏鲜鲈颍疚奶岢隽艘环N智能防超載及語(yǔ)音提示系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)控制反射式紅外傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)公交車的車載人數(shù)統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)12864LCD進(jìn)行顯示，當(dāng)車載人數(shù)超過(guò)車載上限時(shí)，在單片機(jī)的控制下，ISD4004語(yǔ)音模塊將發(fā)出語(yǔ)音提示信息，進(jìn)而達(dá)到智能控制防超載之目的。

1 系統(tǒng)原理
    本系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示，它由AT89S52單片機(jī)、反射式紅外計(jì)數(shù)模塊和12864LCD顯示模塊、ISD4004語(yǔ)音提示模塊等組成。本系統(tǒng)通過(guò)反射式紅外計(jì)數(shù)模塊采集公交車上下乘客數(shù)目，并送至單片機(jī)，再通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制12864LCD顯示當(dāng)前乘客數(shù)量，當(dāng)乘客數(shù)量超過(guò)車載人限時(shí)，ISD4004語(yǔ)音模塊將進(jìn)行語(yǔ)音提示，從而實(shí)現(xiàn)智能控制功能。

2 系統(tǒng)硬件組成
2．1 反射式紅外計(jì)數(shù)模塊
    (1)E18-D80NK傳感器
    E18-D80NK傳感器是一種紅外線反射式接近開(kāi)關(guān)傳感器，可用于物體的反射式檢測(cè)(如障礙物檢測(cè)，流水線計(jì)數(shù)，門禁系統(tǒng)，自動(dòng)沖水系統(tǒng)等)。該傳感器具有體積小，能耗低，應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。E18-D80NK傳感器的應(yīng)用電路如圖2所示。

    (2)反射式紅外計(jì)數(shù)電路
    反射式紅外計(jì)數(shù)模塊的電路圖如圖3所示，該系統(tǒng)由兩個(gè)AT89S52單片機(jī)進(jìn)行控制，其中一個(gè)為主機(jī)，用于前門；另一個(gè)為從機(jī)，用于后門計(jì)數(shù)。四個(gè)E18-D80NK傳感器(R／T1和R／112用于前門，R／T3和P／T4用于后門)用來(lái)檢測(cè)人數(shù)；一個(gè)LCDl2864用于顯示當(dāng)前人數(shù)。P／T1和P／T2前后并列擺放。當(dāng)P／T1先檢測(cè)到有信號(hào)且R／T2隨后檢測(cè)到有信號(hào)時(shí)，表示有人上車，計(jì)數(shù)器加一；而當(dāng)R／T2先檢測(cè)到有信號(hào)且P／T1后檢測(cè)到有信號(hào)時(shí)，表示有人下車，計(jì)數(shù)器減一，其余情況下計(jì)數(shù)器不變。R／T3和P／T4的擺放、計(jì)數(shù)原理與R／T1和R／T2相同。當(dāng)從機(jī)通過(guò)紅外傳感器(R／T3和R／T4)檢測(cè)到有人上下車時(shí)，可分別設(shè)置不同的標(biāo)志位；從機(jī)再通過(guò)串口把標(biāo)志位發(fā)給主機(jī)，主機(jī)根據(jù)接收到的不同標(biāo)志對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行加一或減一操作；主機(jī)自身也可以通過(guò)紅外傳感器(R／T1和P／T2)檢測(cè)人的上下車，并根據(jù)人的上下車情況來(lái)對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行加一或減一操作；處理完后再控制LCDl2864顯示出車上的當(dāng)前人數(shù)。

2．2 ISD4004語(yǔ)音提示模塊
    ISD4004語(yǔ)音提示模塊電路如圖4所示，它主要由ISD4004語(yǔ)音芯片及外圍電路構(gòu)成。ISD4004的輸入端接的是一個(gè)模擬輸入信號(hào)，可連接一個(gè)駐極話筒來(lái)錄制聲音。從圖中可以看出，AT89S52和ISD4004之間的連線較少，P1．1接ISD4004的片選引腳。用于控制ISD4004的選通。P1．2接ISD4004的串行輸入引腳MOSI，以便從該引腳讀入放音的地址。P1．3和P1．0分別接ISD4004的串行時(shí)鐘引腳SCLK和串行輸出引腳MISO。ISD4004的輸出端接LM386功率放大器。LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器。

2．3 LCDl2864顯示模塊
    LCDl2864顯示模塊電路如圖5所示。本模塊主要由AT89S52和LCDl2864組成。LCDl2864是一種帶中文字庫(kù)，具有4位／8位并行、2線或3線串行多種接口方式。內(nèi)含國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為128x64。該電路中使用的是并行接口方式，這樣可以加快顯示速度．而且程序代碼簡(jiǎn)單。圖5中的LCD12864數(shù)據(jù)口要接上拉電阻，以使顯示更加清楚。在編程顯示中文字符時(shí)，要先設(shè)置顯示字符的位置，再寫(xiě)入字符代碼。在LCDl2864接收指令時(shí)，一定要先確認(rèn)模塊內(nèi)部是否處于非忙狀態(tài)，即先檢測(cè)BF忙標(biāo)志。再發(fā)送指令。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    本系統(tǒng)的軟件程序流程如圖6所示，當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后調(diào)用顯示子程序，接著運(yùn)行反射式紅外檢測(cè)模塊來(lái)采集信息，當(dāng)檢測(cè)到有乘客上車時(shí)，調(diào)用計(jì)數(shù)加程序，使計(jì)數(shù)器加一，并判斷是否達(dá)到車載人限，若計(jì)數(shù)器沒(méi)有達(dá)到車載人限，則返回顯示子程序，繼續(xù)掃描；若計(jì)數(shù)器達(dá)到了車載人限，則調(diào)用語(yǔ)音提示程序，同時(shí)發(fā)出相關(guān)超載提示語(yǔ)音。同理，若有乘客下車時(shí)，則調(diào)用計(jì)數(shù)減程序，使計(jì)數(shù)器減一，并返回到顯示子程序，繼續(xù)掃描。

4 結(jié)束語(yǔ)
    本文設(shè)計(jì)的智能公交車防超載語(yǔ)音提示系統(tǒng)，主要通過(guò)在公交車前后門分別安裝一對(duì)E18-D80NK傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向可逆計(jì)數(shù)功能。系統(tǒng)安裝時(shí)，要求每對(duì)E18-D80NK傳感器都要并列放置，每對(duì)傳感器之間保持3～5 cm的距離，以方便乘客能先后通過(guò)每對(duì)傳感器，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。同時(shí)，電路連接要準(zhǔn)確。此系統(tǒng)可根據(jù)人體的不同運(yùn)動(dòng)方向自動(dòng)進(jìn)行加減計(jì)數(shù)，可對(duì)乘客從前后門上下車方向進(jìn)行準(zhǔn)確的判定及檢測(cè)。該方法突破了單向反射式紅外計(jì)數(shù)器的局限。經(jīng)反復(fù)測(cè)試，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，計(jì)數(shù)裝置反應(yīng)靈敏，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，語(yǔ)音提示功能完善，能滿足實(shí)時(shí)性要求。