超載超速誘發(fā)了大量的交通安全事故，嚴(yán)重?fù)p壞了公路基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致道路運(yùn)輸市場的惡性競爭，嚴(yán)重威脅旅客的人身安全。為消除乘客在旅途中的焦慮以及減輕交通部門的工作壓力，特設(shè)計了一款智能型的客車超載超速自動檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有紅外檢測等電路組成，通過紅外檢測電路檢測上下車的人數(shù)，使客車裝載不超過客車所限制的人數(shù)，否則就無法啟動，使旅客的安全得到了進(jìn)一步的保障。而且也減少了檢查力度、行政干預(yù)，方便了交通部門，確保了旅客人身安全。

    一、工作原理

    系統(tǒng)能自動檢測車內(nèi)乘客數(shù)目，并自動數(shù)碼顯示。當(dāng)車內(nèi)人員超載或檢測到汽車超速，系統(tǒng)將自動關(guān)閉汽車啟動裝置并報警，使之無法運(yùn)行。系統(tǒng)的前端檢測部分由兩對紅外發(fā)射與接收裝置組成。系統(tǒng)在汽車開動時由其自身的發(fā)電機(jī)供電，在發(fā)電機(jī)不工作時采用電池供電。紅外發(fā)射與接收對管通過阻斷光路來檢測，適合間距較近時檢測，因此比較可靠。當(dāng)有人上車時，紅外傳感器檢測上車人數(shù)，單片機(jī)累加計數(shù)并通過LED 屏顯示；當(dāng)有人下車時，單片機(jī)減計數(shù)。由于單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)了規(guī)定人數(shù)，當(dāng)超過此數(shù)時，如司機(jī)強(qiáng)行載客，則單片機(jī)通過GSM 手機(jī)通信模塊發(fā)送車輛超載信息傳至交通部門，單片機(jī)就自動控制汽車鎖定執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

    二、硬件部分

    1.電源部分。采用不停電電源供電方式。當(dāng)客車發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行時，由客車發(fā)電機(jī)供電，其輸出為14V，經(jīng)整流、12V 穩(wěn)壓、電池、5V 穩(wěn)壓后，輸出5V 直流電壓供給系統(tǒng)電路；當(dāng)發(fā)動機(jī)停止工作時，由電池供電。由于汽車轉(zhuǎn)速不停地變化，車緞發(fā)電機(jī)輸出電壓不穩(wěn)定，故在整流電路勵口12V 穩(wěn)壓電路，使波動的最高電壓鉗制在12V，一方面給電池充電，另一方面經(jīng)過5V 的穩(wěn)壓，輸出平穩(wěn)的直流5V 電壓，供系統(tǒng)電路。

    2.人數(shù)檢測。采用兩對紅外線發(fā)射與接收二極管對上下車的乘客人數(shù)進(jìn)行檢測。當(dāng)系統(tǒng)上電后，在無人上下車時，紅外線發(fā)射與接收二極兩管保持正常的發(fā)射與接受，三極管VT 即導(dǎo)，輸出高電平，單片機(jī)PA0 端口或 PAl 端口無效，不進(jìn)行計數(shù)；當(dāng)有人通過時，切斷發(fā)射與接收管的光路，接收管關(guān)斷，VTl 或 VT2截止，輸出低電平，PA0或PAl端口有效。

    3.GSM 模塊通信電路。采用 SIEMENS3118 手機(jī)作為單片機(jī)連接的GSM 模塊。該手機(jī)支持AT 指令集，通過數(shù)據(jù)口接收單片機(jī)發(fā)送的指令然后通過無線網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送數(shù)據(jù)。

    4.顯示電路與報警電路。單片機(jī)處理得到的乘客人數(shù)將會用LED 顯示器顯示出來，同時顯示車內(nèi)剩余的座位數(shù)，方便司機(jī)判斷是否可以繼續(xù)載客。

    系統(tǒng)顯示4 位數(shù)，4 片74HCl64 芯片級聯(lián)將單片機(jī)發(fā)出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)輸出，單片機(jī)上的兩個I/0 口分別輸入時鐘信號和串行數(shù)據(jù)信號。74HCl64 芯片串行輸入數(shù)據(jù)時，通過單片機(jī)輸中一高電平將74HC573 的輸出號信號鎖定，當(dāng)更新顯示時的串行數(shù)據(jù)傳輸完畢后，再釋放鎖定信號，此時 74HC573（帶鎖存功能的8 位D 觸發(fā)器)的輸出就與其輸入(更新后的顯示信號)一致，這樣可以避免時鐘信號頻率較高或太低時影響顯示效果。

    三、軟件設(shè)計

    單片機(jī)HT46R232 在運(yùn)行過程中，將核心數(shù)據(jù)均存入了EEPROM 存儲器中，防止系統(tǒng)運(yùn)行過程中突然掉電引起的監(jiān)控失誤，保證了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

    系統(tǒng)初始化時從外部存儲器中讀取需要的數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)對客車乘客數(shù)量的計數(shù)并與核載人數(shù)進(jìn)行比較。每次有乘客上、下車后，顯示器都會即時更新。超載后系統(tǒng)會給出接口電平信號，并且發(fā)出警告和短信。

    四、未來發(fā)展方向

    設(shè)計的長途客車智能防超載系統(tǒng)可以防止客車在營運(yùn)過程中超載；從根源上杜絕由于客車超載造成的交通事故。本系統(tǒng)成本低廉，監(jiān)控準(zhǔn)確擴(kuò)展性好，適合交通管理部門采用，可以準(zhǔn)確地完成對客車運(yùn)行的監(jiān)控，方便交通部門管理，可以節(jié)省政府大量的人力與財力資源，有利于社會建設(shè)與和諧發(fā)展。

    本系統(tǒng)設(shè)計的主控電路還可以用于車庫的車位量檢測，車流量信息統(tǒng)計，流水線產(chǎn)品計數(shù)等等，電路工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，適用于各種場合。