CN105913535B - 一种复合检测型乘客计数装置 - Google Patents
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Abstract
一种复合检测型乘客计数装置,包括电源[1]、控制器单元[2]、显示操作单元[3]、激光亮度设置单元[4]、A组激光传感信号[5]、B组激光传感信号[6]、编程接口[7]、数字显示单元[8]、激光信号指示单元[9]、通信接口单元[10]、告警提示单元[11]。利用高性能单片机作为控制器单元,通过接收每组2对激光传感信号作为检测上车、下车人数的基本信号,进行数字抗干扰滤波,再对2组激光传感信号进行波形相关性分析,确定是否有人上车或下车,通过显示操作单元提供的按键信号,由控制器单元判断当前在OLED显示屏上显示上车人数、下车人数或车内剩余的人数,也可根据通信接口单元接收到的指令发送相关的信息。其优点是人数计数准确,性能好,工作温度范围宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种乘客计数装置,特别是一种用于客车的乘客人数自动计数装置,属于自动化技术领域。
背景技术
在一些需要统计人数的场合需要人数计数器,例如为了监测客车在某种荷载下的能耗,需要对客车上的乘客进行计数。但是,目前的一些人数计数器误差大,或者价格昂贵。有的人数计数器对安装要求特别苛刻,且误差大,有的人数计数器对同时进2个人或一群人只计一人次,这种计数器没有实用价值。
当前也有一些通过图像来分析计算人数的,如CN101770642A公开了一种车内人数计数方法和***,通过获取车内的图像,比较当前车内图像和所述背景图像,得到每个座位区域的差异值,判断该座位是否有人。又如CN1687955公开了一种对出入口人数计数的方法及仪器,由CCD摄像机及PC机组成,PC机上安装有图像采集卡以及图像识别算法软件,其计数方法为图像采集卡循环采集图像,实时识别采集完毕的每帧图像,然后对该目标图像进行目标背景分离、重建,连通性分析,虚假目标消除,粘连目标分离后与标准人体目标图像进行对比,判断进出行为,最后对进出人数计数输出。CN202049539U公开的车辆上下车人数智能计数实现装置,由双排矩阵红外发光管和双排矩阵红外接收器组成,通过上车时人与行李对红外发光管的遮挡情况进行处理,从而计算上车的人数,及上车人员的身高情况,以及身高免票的情况;利用视频摄像机采集图像,利用计算机识别图像技术识别同时上车的情况,从而实现上车人数的精确计数。
这些人数计数装置虽然准确性较高,但***较复杂,价格较昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提出一种复合检测型乘客计数装置,重点是满足乘客人数计数的准确性,同时也考虑降低装置的成本和体积,并且易于操作和控制。
本发明是这样实现的:一种复合检测型乘客计数装置,包括:电源[1]、控制器单元[2]、显示操作单元[3]、激光亮度设置单元[4]、A组激光传感信号[5]、B组激光传感信号[6]、编程接口[7]、数字显示单元[8]、激光信号指示单元[9]、通信接口单元[10]、告警提示单元[11];其中:
电源[1]:为复合检测型乘客计数装置提供直流工作电源;
控制器单元[2]:内含程序存储器、非易失性可擦写存储器、定时器及控制程序,是复合检测型乘客计数装置的核心单元;
显示操作单元[3]:用于显示上车人数、下车人数及数字清零,与控制器单元[2]构成电气连接;
激光亮度设置单元[4]:用于设置激光信号的亮度,与控制器单元[2]构成电气连接;
A组激光传感信号[5]:用于检测上车、下车人数的光电信号,并根据激光亮度设置单元[4]的按键状态对A组激光发射器的亮度进行调节,与控制器单元[2]构成电气连接;
B组激光传感信号[6]:用于检测上车、下车人数的光电信号,并根据激光亮度设置单元[4]的按键状态对B组激光发射器的亮度进行调节,与A组激光传感信号[5]相配合构成复合检测,与控制器单元[2]构成电气连接;
编程接口[7]:用于编程与仿真调试,与控制器单元[2]构成电气连接;
数字显示单元[8]:用于显示上车人数、下车人数以及客车上的实际人数,与控制器单元[2]构成电气连接;
激光信号指示单元[9]:用于实时指示每对激光发射与接收的状态,与控制器单元[2]构成电气连接;
通信接口单元[10]:用于与外部通信,根据外部通信指令可发送上车人数、下车人数、客车上的实际人数以及激光传感器状态的信息,与控制器单元[2]构成电气连接;
告警提示单元[11]:用于发出声光告警信号,与控制器单元[2]构成电气连接。
所述的A组激光传感信号[5],包括2只激光发射器JG1A和JG2A、2只激光接收器JG1B和JG2B、由电阻R27和三极管V2组成的激光发射器的亮度调节电路;激光发射器JG1A与电容C28并联连接,激光发射器JG2A与电容C29并联连接,再将2只激光发射器及电容并联连接,并联连接后的电源端接+5V,另一端接至电阻R27和三极管V2的集电极的并联位置,电阻R27和三极管V2发射极的并联位置接地;三极管V2的基极经串联电阻R26接至插头CT6的第4脚;激光接收器JG1B的第1脚电源端与电容C26正极并联连接,第2脚及电容C26的负极接地,第3脚输出端与插头CT6的第2脚相连接;激光接收器JG2B的第1脚电源端与电容C27正极并联连接,第2脚及电容C27的负极接地,第3脚输出端与插头CT6的第3脚相连接。
所述的B组激光传感信号[6],包括2只激光发射器JG3A和JG4A、2只激光接收器JG3B和JG4B、由电阻R29和三极管V3组成的激光发射器的亮度调节电路;激光发射器JG3A与电容C32并联连接,激光发射器JG4A与电容C33并联连接,再将2只激光发射器及电容并联连接,并联连接后的电源端接+5V,另一端接至电阻R29和三极管V3的集电极的并联位置,电阻R29和三极管V3发射极的并联位置接地;三极管V3的基极经串联电阻R28接至插头CT7的第4脚;激光接收器JG3B的第1脚电源端与电容C30正极并联连接,第2脚及电容C30的负极接地,第3脚输出端与插头CT7的第2脚相连接;激光接收器JG4B的第1脚电源端与电容C31正极并联连接,第2脚及电容C31的负极接地,第3脚输出端与插头CT7的第3脚相连接。
激光发射器JG1A与激光接收器JG1B构成A 组的第1对激光对射光电开关,激光发射器JG2A与激光接收器JG2B构成A 组的第2对激光对射光电开关,激光发射器JG3A与激光接收器JG3B构成B组的第1对激光对射光电开关,激光发射器JG4A与激光接收器JG4B构成B组的第2对激光对射光电开关。每个激光发射器的内部均设置有调制电路,输出的激光信号均为一定频率的脉冲信号,每个激光接收器的内部均设置有信号解调电路,对所接收的激光信号进行解调,以增强抗干扰性能。
激光对射光电开关安装在车门侧边的合适位置,A组激光传感信号[5]的2对激光对射光电开关安装高度为0.8~1.0米,沿进出车门方向的前后水平相距约15厘米布置,人体经A组的第1对激光对射光电开关到A组的第2对激光对射光电开关的方向为上车人数计数,反之为下车人数计数。
B组激光传感信号[6]的2对激光对射光电开关安装高度比A组的2对激光对射光电开关高出15~25厘米,B组的2对激光对射光电开关沿进出车门方向的前后水平相距约15厘米布置,人体经B组的第1对激光对射光电开关到B组的第2对激光对射光电开关的方向为上车人数计数,反之为下车人数计数。B组的第1对激光对射光电开关安装在A 组的第1对激光对射光电开关的正上方,B组的第2对激光对射光电开关安装在A 组的第2对激光对射光电开关的正上方。
激光发射器安装在门的一边,激光接收器安装在门的另一边,每对激光对射光电开的激光发射器分别对准各自的激光接收器。
本发明是按照上述构思使用上述主要部件组合而成、按照设计的软件程序进行工作的,其工作原理是:
利用高性能单片机作为控制器单元[2],通过接收每组2对激光传感信号作为检测上车、下车人数的基本信号,进行数字抗干扰滤波,再对2组激光传感信号进行波形相关性分析,确定是否有人上车或下车,通过显示操作单元提供的按键信号,由控制器单元[2]判断当前在OLED显示屏上显示上车人数、下车人数或车内剩余的人数,也可根据通信接口单元接收到的指令发送相关的信息。
控制器单元[2]通过编程接口进行编程或仿真操作,如果需要扩展乘客计数装置的功能,一般不需要改***件,只需修改软件,在软件的控制下实现其功能的扩展。
PC机或其它外部设备可通过通信接口单元给控制器单元[2]发送相应的指令以获取相关数据。
本发明的优点及效果:
(1)有2组激光传感信号,2组激光器构成复合检测,运用数字滤波以增强抗干扰性能,对信号的信息进行波形相关性分析,计数准确。
(2)使用OLED显示屏,性能好,工作温度范围宽。
(3)以本发明生产的复合检测型乘客计数装置成本低、体积小、准确性好、可靠性高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电路原理方框图。
图2是实施例的电源电路原理图。
图3是实施例的控制器单元及告警提示单元电路原理图。
图4是实施例的显示操作单元电路原理图。
图5是实施例的激光亮度设置单元电路原理图。
图6是实施例的A组激光传感信号电路原理图。
图7是实施例的B组激光传感信号电路原理图。
图8是实施例的激光信号指示单元电路原理图。
图9是实施例的通信接口单元电路原理图。
图10是实施例的OLED数字显示单元电路原理图。
图11是实施例的软件控制程序主程序流程图。
图12是实施例的软件控制程序的按键检测子程序流程图。
图13是实施例的软件控制程序的人数计数检测与分析计算子程序流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明作进一步的详细说明,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参看图1,一种复合检测型乘客计数装置,包括:电源[1]、控制器单元 [2]、显示操作单元[3]、激光亮度设置单元[4]、A组激光传感信号[5]、B组激光传感信号[6]、编程接口[7]、数字显示单元[8]、激光信号指示单元[9]、通信接口单元[10]、告警提示单元[11];其中:电源[1]为复合检测型乘客计数装置提供直流电压和电流,与相关的部分构成电气连接;控制器单元[2]内含程序存储器、非易失性可擦写存储器、定时器及控制程序,分别与显示操作单元[3]、激光亮度设置单元[4]、A组激光传感信号[5]、B组激光传感信号[6]、编程接口[7]、数字显示单元[8]、激光信号指示单元[9]、通信接口单元[10]、告警提示单元[11]构成电气连接,是复合检测型乘客计数装置的核心单元;显示操作单元[3]用于显示上车人数、下车人数及数字清零,与控制器单元[2]构成电气连接;激光亮度设置单元[4]用于设置激光信号的亮度,与控制器单元[2]构成电气连接;A组激光传感信号[5]用于检测上车、下车人数的光电信号,并根据激光亮度设置单元[4]的按键状态对A组激光发射器的亮度进行调节,与控制器单元[2]构成电气连接;B组激光传感信号[6]用于检测上车、下车人数的光电信号,并根据激光亮度设置单元[4]的按键状态对B组激光发射器的亮度进行调节,与A组激光传感信号[5]相配合构成复合检测,与控制器单元[2]构成电气连接;编程接口[7]用于编程与仿真调试,与控制器单元[2]构成电气连接;数字显示单元[8]用于显示上车人数、下车人数以及客车上的实际人数,与控制器单元[2]构成电气连接;激光信号指示单元[9]用于实时指示每对激光发射与接收的状态,与控制器单元[2]构成电气连接;通信接口单元[10]用于与外部通信,根据外部通信指令可发送上车人数、下车人数、客车上的实际人数以及激光传感器状态的信息,与控制器单元[2]构成电气连接;告警提示单元[11]用于发出声光告警信号,与控制器单元[2]构成电气连接。
请进一步参看图2,电源由插座CZ1、集成稳压块U1、集成稳压块U2、电容C1、C2、C3、C4、C5、电阻R1、R2、发光二极管D1组成,与电路的其它部分构成电气连接,为相关部分提供工作电源。从CZ1输入9~12V直流电压,经U1(型号为LM7805)稳压后输出5V电压,再经U2(型号为LD1117S33C)稳压后输出3.3V的VDD电压,为单片机及相关电路供电。电阻R1和电容C5组成单片机上电复位电路,为单片机提供复位信号。电阻R2和发光二极管D1提供电源的状态指示。
请参看图3,控制器单元[2]由高性能的C8051F340单片机U3及其相关的电路构成,单片机U3内部集成有振荡器、在***可编程的FLASH存储器、调试电路、温度传感器、ADC模数转换电路、比较器、通用16位定时器/计数器、硬件SMBus(I2C兼容)、双UART串口、PCA模块,它是本装置的核心控制器件,与***各单元构成电气连接,在程序的控制下运行。晶振Y1、电容C6、C7、电阻R3与单片机U3第47、48引脚内部电路组成振荡电路,作为单片机的时钟源。
编程接口由插座CZ2、电阻R4组成,CZ2的引脚1接至电源VDD,引脚2与单片机U3的引脚14连接,引脚3连接至复位信号RST端,并与电阻R4串联后接至单片机U3的引脚13,CZ2的引脚4直接与单片机U3的引脚13相连接,CZ2的引脚5接地(即GND)。单片机通过此接口进行仿真、编程、调试和程序下载。
告警提示单元由发光二极管D2、电阻R5~R7、三极管V1、电容C8、蜂鸣器FM1组成,与单片机构成电气连接。单片机U3的引脚15与电阻R5、R7连接;发光二极管D2的阳极与电阻R7连接,D2的阴极与GND连接,以发光的形式指示告警信息;电阻R6与NPN型三极管V1的发射结并联,与R5串联连接,V1的发射极与地连接;三极管V1的作用是将单片机U3的引脚15输出的告警信号进行放大,驱动蜂鸣器FM1发声;跳线器JP1将+5V电压接到蜂鸣器FM1的正极引脚,通过跳线器JP1的短路或开路来允许或禁止蜂鸣器FM1发声。当单片机检测到异常情况或激光信号被挡达到10秒以上时,单片机的第15引脚输出高电平的告警信号,通过三极管驱动FM1发声,作为检测到异常情况时的声音信号提示,同时发光二极管D2点亮,作为检测到异常情况时的光信号指示。
插座CZ3是连接OLED数字显示单元的插座,与单片机U3的第21~32引脚及VDD、GND相连接,单片机通过此插座输出上车人数、下车人数或车内人数的数字信号到OLED数字显示单元。
插座CZ4是连接显示操作单元的插座,将显示上车人数、下车人数或计数清零的操作信号送到单片机U3的第18~20引脚。
插座CZ5是连接激光亮度设置单元[4]的插座,将激光亮度设置的操作信号送到单片机U3的16、17引脚。
插座CZ6是A组激光传感信号[5]的插座,与单片机U3的39、37、36引脚及+5V、GND相连接,CZ6的第1脚接+5V,CZ6的第2脚接单片机U3的第39引脚,CZ6的第3脚接单片机U3的第37引脚,CZ6的第4脚接单片机U3的第36引脚,CZ6的第5脚接GND。
插座CZ7是B组激光传感信号[6]的插座,与单片机U3的33~35引脚及+5V、GND相连接,CZ7的第1脚接+5V,CZ7的第2脚接单片机U3的第35引脚,CZ7的第3脚接单片机U3的第34引脚,CZ7的第4脚接单片机U3的第33引脚,CZ7的第5脚接GND。
插座CZ8是激光信号指示单元的插座,用于指示激光发射器与激光接收器是否对准,与单片机U3的43~46引脚及GND相连接,CZ8的第1脚经串联电阻R8连接到单片机U3的第46引脚,CZ8的第2脚经串联电阻R9连接到单片机U3的第45引脚,CZ8的第3脚经串联电阻R10连接到单片机U3的第44引脚,CZ8的第4脚经串联电阻R11连接到单片机U3的第43引脚,CZ8的第5脚接GND。
请参看图4,显示操作单元由插头CT4、电阻R21~R23、电容C21~C23、按钮S1~S3组成,提供显示操作按键输入信号。CT4连接到图3的CZ4插座,将显示上车人数、下车人数或计数清零的操作信号送到图3的单片机U3的第18~20引脚。当按钮S1按下时,AN1为低电平信号,OLED数字显示单元此时显示上车的总人数;当按钮S2按下时,AN2为低电平信号,OLED数字显示单元此时显示下车的总人数;当按钮S3按下时,AN1为低电平信号,当AN1的低电平信号持续时间达到3秒时,单片机将上车的总人数、下车的总人数、及车内剩余人数全部清零,OLED数字显示单元此时显示0;无按钮按下时,OLED显示车内剩余的实际人数。
请参看图5,激光亮度设置单元[4]由插头CT5、电阻R24~R25、电容C24~C25、按钮S4~S5组成,提供激光亮度设置按键输入信号。CT5连接到图3的CZ5插座,将A组激光亮度及B组激光亮度的设置操作信号送到图3的单片机U3的第16~17引脚。当按钮S4按下时,AN4为低电平信号,图3的单片机U3的第17引脚检测到此低电平信号时,U3的第36引脚输出高电平;当按钮S4未按下时,AN4为高电平信号,图3的单片机U3的第17引脚检测到此高电平信号时,U3的第36引脚输出低电平。当按钮S5按下时,AN5为低电平信号,图3的单片机U3的第16引脚检测到此低电平信号时,U3的第33引脚输出高电平;当按钮S5未按下时,AN5为高电平信号,图3的单片机U3的第16引脚检测到此高电平信号时,U3的第33引脚输出低电平。
请参看图6,A组激光传感信号[5]包括插头CT6、2只激光发射器JG1A和JG2A、2只激光接收器JG1B和JG2B、由电阻R26~R27和三极管V2组成的激光发射器的亮度调节电路、电容C26~C29,向单片机提供是否有人体通过A组激光传感器的信号。激光发射器JG1A与激光接收器JG1B组成激光对射光电开关传感器,激光发射器JG2A与激光接收器JG2B组成激光对射光电开关传感器。激光发射器JG1A与电容C28并联连接,激光发射器JG2A与电容C29并联连接,再将2只激光发射器及电容并联连接,并联连接后的电源端接+5V,另一端接至电阻R27和三极管V2的集电极的并联位置,电阻R27和三极管V2发射极的并联位置接地;三极管V2基极经串联电阻R26接至插头CT6的第4脚;激光接收器JG1B的第1脚电源端与电容C26正极并联连接,第2脚及电容C26的负极接地,第3脚输出端与插头CT6的第2脚相连接;激光接收器JG2B的第1脚电源端与电容C27正极并联连接,第2脚及电容C27的负极接地,第3脚输出端与插头CT6的第3脚相连接。
插头CT6连接到图3的CZ6插座,CT6的第1脚接+5V,CT6的第5脚接地;CT6的第2脚通过图3的CZ6插座接单片机U3的第39引脚,向单片机提供激光接收器JG1B的信号;CT6的第3脚通过图3的CZ6插座接单片机U3的第37引脚,向单片机提供激光接收器JG2B的信号;CT6的第4脚通过图3的CZ6插座接单片机U3的第36引脚,由单片机控制激光发射器JG1A及JG2A的发光强度,该引脚为低电平时,三极管V2截止,激光发射器JG1A~JG2A工作于低亮度方式,该引脚为高电平时,三极管V2饱和导通,激光发射器JG1A~JG2A工作于高亮度方式。
请参看图7,B组激光传感信号[6]包括插头CT7、2只激光发射器JG3A和JG4A、2只激光接收器JG3B和JG4B、由电阻R28~R29和三极管V3组成的激光发射器的亮度调节电路、电容C30~C33,向单片机提供是否有人体通过B组激光传感器的信号。激光发射器JG3A与激光接收器JG3B组成激光对射光电开关传感器,激光发射器JG4A与激光接收器JG4B组成激光对射光电开关传感器。激光发射器JG3A与电容C32并联连接,激光发射器JG4A与电容C33并联连接,再将2只激光发射器及电容并联连接,并联连接后的电源端接+5V,另一端接至电阻R29和三极管V3的集电极的并联位置,电阻R29和三极管V3发射极的并联位置接地;三极管V3基极经串联电阻R28接至插头CT7的第4脚;激光接收器JG3B的第1脚电源端与电容C30正极并联连接,第2脚及电容C30的负极接地,第3脚输出端与插头CT7的第2脚相连接;激光接收器JG4B的第1脚电源端与电容C31正极并联连接,第2脚及电容C31的负极接地,第3脚输出端与插头CT7的第3脚相连接。
插头CT7连接到图3的CZ7插座,CT7的第1脚接+5V,CT7的第5脚接地;CT7的第2脚通过图3的CZ7插座接单片机U3的第35引脚,向单片机提供激光接收器JG3B的信号;CT7的第3脚通过图3的CZ7插座接单片机U3的第34引脚,向单片机提供激光接收器JG4B的信号;CT7的第4脚通过图3的CZ7插座接单片机U3的第33引脚,由单片机控制激光发射器JG3A及JG4A的发光强度,该引脚为低电平时,三极管V3截止,激光发射器JG3A~JG4A工作于低亮度方式,该引脚为高电平时,三极管V3饱和导通,激光发射器JG3A~JG4A工作于高亮度方式。
请参看图8,激光信号指示单元由插头CT8、发光二极管D3~D6组成,用于指示相应的激光发射器与激光接收器是否对准。插头CT8连接到图3的CZ8插座,即与图3的单片机U3的43~46引脚及地相连接。当激光接收器JG1B接收到的激光发射器JG1A的信号时,单片机U3的第46引脚输出高电平,发光二极管D3点亮,说明激光发射器JG1A对准了激光接收器JG1B;当激光接收器JG2B接收到的激光发射器JG2A的信号时,单片机U3的第45引脚输出高电平,发光二极管D4点亮,说明激光发射器JG2A对准了激光接收器JG2B;当激光接收器JG3B接收到的激光发射器JG3A的信号时,单片机U3的第44引脚输出高电平,发光二极管D5点亮,说明激光发射器JG3A对准了激光接收器JG3B;当激光接收器JG4B接收到的激光发射器JG4A的信号时,单片机U3的第43引脚输出高电平,发光二极管D6点亮,说明激光发射器JG4A对准了激光接收器JG4B。
请参看图9,通信接口单元由集成电路U4(型号为SP3232EEN)、电容C11~C15、插座CZ9组成,其功能是进行接口电平转换。U4的引脚15接至GND,引脚16接至电源VDD,U4的引脚1与引脚3之间接电容C11,U4的引脚5和引脚4之间接电容C12,U4的引脚2和引脚16之间接电容C13,U4的引脚16与GND之间接电容C14,U4的引脚6与引脚15之间接电容C15,U4的引脚14与插座CZ9的引脚2连接,U4的引脚13与插座CZ9的引脚3连接,CZ4的引脚5接至GND,U4的引脚11、引脚12分别连接至标号TX、RX电气网络,电气网络TX、RX与图3中的相应网络编号相连接,即分别与单片机U3的引脚2、引脚1连接。CZ9用于与具有RS232串行接口的PC机或其它通信设备连接,通过命令读取相关的数据。
请参看图10,OLED数字显示单元由OLED显示模块M1及插头CT3组成。插头CT3与图3中的插座CZ3对应的电气端子连接,即与图3的单片机U3的21~32引脚及VDD、GND相连接,单片机通过此插座向OLED显示模块M1输出上车人数、下车人数或车内人数的数字信号,由OLED显示屏进行显示。CT3是间距为2.0mm的18针插头,各插针在电路板中与OLED模块M1的18个引脚对应连接,OLED模块M1的型号为HGS128647,能够做到快速响应,并能在很低的气温环境及较宽广的温度范围下正常工作,性能优于LCD。
图2~图10的电气原理图中,相同的电气网络编号或端口是电气连通的。
图11~图13是实施例的软件控制程序流程图,提供了软件控制的基本思路。
请参看图11,主程序的工作流程是:单片机上电后,进入初始化,然后进行按键检测、人数计数检测与分析计算、通信命令检测,若串口收到命令帧,则串口输出相关的数据,然后从缓存区读出数据,向OLED模块输出显示数据。
请参看图12,按键检测子程序的工作流程是:
扫描按键,若有显示按键按下,则进一步判断是否按下了清零按键,若清零按键按下达到3秒,则将上车人数、下车人数及车内剩余人数都清零;若没有按下清零按键,则根据所按键调用上车人数或下车人数送单片机的OLED数据缓存区,以便OLED显示;若按下清零按键的时间不足3秒,则不进行清零操作;
检测有无激光亮度设置按键按下,若有,则根据检测到的按键,相应的输出A组、B组激光亮度调节控制信号;
子程序返回。
请参看图13,人数计数检测与分析计算子程序的工作流程是:
分别对A组的2对激光传感器信号进行检测,若某个接收器检测到对应的发射器发出的信号,则点亮相关的指示灯,若某个激光器发射的信号被挡,接收器未检测到对应发射器发出的信号,则熄灭相关的指示灯,同时对激光信号被挡的时间计时,达到10秒或以上时,发出声光告警信号;
对A组检测的2对激光传感器的激光信号进行数字滤波,缓存A组信号数据;
分别对B组的2对激光传感器信号进行检测,若某个接收器检测到对应的发射器发出的信号,则点亮相关的指示灯,若某个激光器发射的信号被挡,接收器未检测到对应发射器发出的信号,则熄灭相关的指示灯,同时对激光信号被挡的时间计时,达到10秒或以上时,发出声光告警信号;
对B组检测的2对激光传感器的激光信号进行数字滤波,缓存B组信号数据;
调出缓存的A组及B组激光信号数据,进行信号波形相关性分析,从而分析判断:
如果有人上车,则上车人数加1;
如果有人下车,则下车人数加1;
计算车内剩余人数,车内人数=上车人数-下车人数;
子程序返回。
在本实施例中,基于上述相关硬件电路,利用高性能单片机C8051F340作为控制器单元[2],在软件的调度下,构成了复合检测型乘客计数装置。该装置通过接收每组2对激光传感器的信号作为检测上车、下车人数的基本信号,进行数字抗干扰滤波,再对2组激光传感信号进行波形相关性分析,确定是否有人上车或下车,统计上车或下车的人数,计算车内剩余的人数。通过显示操作单元的提供的按键信号,由控制器单元[2]判断当前在OLED显示屏上显示上车人数、下车人数或车内剩余的人数。程序还能根据通信接口单元接收到的指令发送相关的信息。
控制器单元[2]通过编程接口进行编程或仿真操作,如果需要扩展乘客计数装置的功能,一般不需要改***件,只需修改软件,在软件的控制下实现其功能的扩展。
发明的每个激光发射器的内部均设置有调制电路,输出的激光信号均为一定频率的脉冲信号,每个激光接收器的内部均设置有信号解调电路,对所接收的信号进行解调,增强了抗干扰性能。而且本发明有2组激光传感信号,运用数字滤波技术进一步提高了抗干扰性能,同时,使用2组激光器构成复合检测,通过对信号的信息进行波形相关性分析,使得计数准确。此外,本发明使用OLED显示屏,具有可靠性高、工作温度范围宽等优点。
Claims (6)
1.一种复合检测型乘客计数装置,其特征在于,包括:电源[1]、控制器单元 [2]、显示操作单元[3]、激光亮度设置单元[4]、A组激光传感信号[5]、B组激光传感信号[6]、编程接口[7]、数字显示单元[8]、激光信号指示单元[9]、通信接口单元[10]、告警提示单元[11];其中:
电源[1]:为复合检测型乘客计数装置提供直流工作电源;
控制器单元[2]:内含程序存储器、非易失性可擦写存储器、定时器及控制程序,是复合检测型乘客计数装置的核心单元;
显示操作单元[3]:用于显示上车人数、下车人数及数字清零,与控制器单元[2]构成电气连接;
激光亮度设置单元[4]:用于设置激光信号的亮度,与控制器单元[2]构成电气连接;
A组激光传感信号[5]:用于检测上车、下车人数的光电信号,并根据激光亮度设置单元[4]的按键状态对A组激光发射器的亮度进行调节,与控制器单元[2]构成电气连接;
B组激光传感信号[6]:用于检测上车、下车人数的光电信号,并根据激光亮度设置单元[4]的按键状态对B组激光发射器的亮度进行调节,与A组激光传感信号[5]相配合构成复合检测,与控制器单元[2]构成电气连接;
控制器单元[2]扫描按键,若有显示按键按下,则进一步判断是否按下了清零按键,若清零按键按下达到3秒,则将上车人数、下车人数及车内剩余人数都清零;若没有按下清零按键,则根据所按键调用上车人数或下车人数送单片机的OLED数据缓存区,以便OLED显示;若按下清零按键的时间不足3秒,则不进行清零操作;检测有无激光亮度设置按键按下,若有,则根据检测到的按键,相应的输出A组、B组激光亮度调节控制信号;分别对A组的2对激光传感器信号进行检测,若某个接收器检测到对应的发射器发出的信号,则点亮相关的指示灯,若某个激光器发射的信号被挡,接收器未检测到对应发射器发出的信号,则熄灭相关的指示灯,同时对激光信号被挡的时间计时,达到10秒或以上时,发出声光告警信号;对A组检测的2对激光传感器的激光信号进行数字滤波,缓存A组信号数据;分别对B组的2对激光传感器信号进行检测,若某个接收器检测到对应的发射器发出的信号,则点亮相关的指示灯,若某个激光器发射的信号被挡,接收器未检测到对应发射器发出的信号,则熄灭相关的指示灯,同时对激光信号被挡的时间计时,达到10秒或以上时,发出声光告警信号;对B组检测的2对激光传感器的激光信号进行数字滤波,缓存B组信号数据;调出缓存的A组及B组激光信号数据,进行信号波形相关性分析,从而分析判断:如果有人上车,则上车人数加1;如果有人下车,则下车人数加1;计算车内剩余人数,车内人数=上车人数-下车人数;
编程接口[7]:用于编程与仿真调试,与控制器单元[2]构成电气连接;
数字显示单元[8]:用于显示上车人数、下车人数以及客车上的实际人数,与控制器单元[2]构成电气连接;
激光信号指示单元[9]:用于实时指示每对激光发射与接收的状态,与控制器单元[2]构成电气连接;
通信接口单元[10]:用于与外部通信,根据外部通信指令可发送上车人数、下车人数、客车上的实际人数以及激光传感器状态的信息,与控制器单元[2]构成电气连接;
告警提示单元[11]:用于发出声光告警信号,与控制器单元[2]构成电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合检测型乘客计数装置,其特征在于,所述的A组激光传感信号[5],包括2只激光发射器JG1A和JG2A、2只激光接收器JG1B和JG2B、由电阻R27和三极管V2组成的激光发射器的亮度调节电路;激光发射器JG1A与电容C28并联连接,激光发射器JG2A与电容C29并联连接,再将2只激光发射器及电容并联连接,并联连接后的电源端接+5V,另一端接至电阻R27和三极管V2的集电极的并联位置,电阻R27和三极管V2发射极的并联位置接地;三极管V2的基极经串联电阻R26接至插头CT6的第4脚;激光接收器JG1B的第1脚电源端与电容C26正极并联连接,第2脚及电容C26的负极接地,第3脚输出端与插头CT6的第2脚相连接;激光接收器JG2B的第1脚电源端与电容C27正极并联连接,第2脚及电容C27的负极接地,第3脚输出端与插头CT6的第3脚相连接。
3.根据权利要求1所述的一种复合检测型乘客计数装置,其特征在于,所述的B组激光传感信号[6],包括2只激光发射器JG3A和JG4A、2只激光接收器JG3B和JG4B、由电阻R29和三极管V3组成的激光发射器的亮度调节电路;激光发射器JG3A与电容C32并联连接,激光发射器JG4A与电容C33并联连接,再将2只激光发射器及电容并联连接,并联连接后的电源端接+5V,另一端接至电阻R29和三极管V3的集电极的并联位置,电阻R29和三极管V3发射极的并联位置接地;三极管V3的基极经串联电阻R28接至插头CT7的第4脚;激光接收器JG3B的第1脚电源端与电容C30正极并联连接,第2脚及电容C30的负极接地,第3脚输出端与插头CT7的第2脚相连接;激光接收器JG4B的第1脚电源端与电容C31正极并联连接,第2脚及电容C31的负极接地,第3脚输出端与插头CT7的第3脚相连接。
4.根据权利要求1所述的一种复合检测型乘客计数装置,其特征在于,每个激光发射器的内部均设置有调制电路,输出的激光信号均为一定频率的脉冲信号,每个激光接收器的内部均设置有信号解调电路,对所接收的激光信号进行解调,以增强抗干扰性能。
5.根据权利要求1所述的一种复合检测型乘客计数装置,其特征在于,A组激光传感信号[5]的2对激光对射光电开关安装高度为0.8~1.0米,沿进出车门方向的前后水平相距约15厘米布置,人体经A组的第1对激光对射光电开关到A组的第2对激光对射光电开关的方向为上车人数计数,反之为下车人数计数。
6.根据权利要求1所述的一种复合检测型乘客计数装置,其特征在于,B组激光传感信号[6]的2对激光对射光电开关安装高度比A组的2对激光对射光电开关高出15~25厘米,B组的2对激光对射光电开关沿进出车门方向的前后水平相距约15厘米布置,人体经B组的第1对激光对射光电开关到B组的第2对激光对射光电开关的方向为上车人数计数,反之为下车人数计数;B组的第1对激光对射光电开关安装在A 组的第1对激光对射光电开关的正上方,B组的第2对激光对射光电开关安装在A 组的第2对激光对射光电开关的正上方。
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