客车超载报警系统的设计(附件)
摘 要为了减少当前交通事故造成的重大损失，超载导致重大交通事故。本文设计了一种过载检测装置。该装置可以判断客车是否超载，并能在过载情况下提供报警和显示过载人员的数量。本设计由AT89C51单片机、设置键、蜂鸣器、LED显示、两个光电传感器组成。通过放置两个平行的光电传感器来判断人员进出，人员进出的时候会遮挡住传感器，那么便可以根据传感器的先后顺序来判断人员的进出，传感器1先检测到遮挡，传感器2接着检测到遮挡，代表人员进入；如果传感器2先检测到遮挡，接着传感器1检测到遮挡，代表人员出来，如果进入的人员大于设置键设置的人员，那么蜂鸣器开始报警，同时在LED上显示当前传感器检测到的人员数量。实际系统的测试表明，当设置超载人数为30时，人数只要小于30不报警；人数大于30时，发光二级管闪烁并伴随蜂鸣器鸣响；人数不大于30，则警报立即解除。从而说明本设计正确有效。
目 录
1 绪论 1
1.1国外客车超载研究现状 1
1.2国内客车超载研究现状 1
1.3设计的意义 2
1.4研究的内容 3
2 系统总体方案设计 5
2.1系统的原理 5
2.2系统的组成 5
3 系统的硬件电路设计 7
3.1客车超载报警系统的检测电路 7
3.1.1传感器的选择 7
3.1.3方向识别电路的设计 9
3.2单片机最小系统的设计 11
3.2.1单片机的选择 11
3.2.2单片机外围电路的设计 13
3.3显示电路的设计 14
3.4键盘电路的设计 16
3.5报警电路的设计 16
3.6客车锁定电路的设计 17
4 系统的软件设计 19
4.1客车超载报警系统的软件设计方案 19
4.2 T0、T1中断计数程序的设计 20
4.3按键子程序的设计 21
4.4报警与锁定子程序的设计 22
4.5显示子程序的设计 22
5 系统测试与分析 24
5.1系统的硬件调试 24
5.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
系统的软件调试 24
5.3调试故障及原因分析 24
6 总结 26
参考文献 27
致 谢 29
附 录 31
附录A实物图 31
附录B程序清单 32
1 绪论
1.1国外客车超载研究现状
在二十世纪时期，大多数国家都面临着超载运输的问题，根据调查，美国和德国的50%货运汽车超载，上世纪50年代，日本超载现象比较严重。期间，美国、日本、韩国等多个国家和地区开始了汽车制造业动态称重系统的发展。想利用汽车动态称重技术来检测汽车超载现象，保护由于汽车超载对公路的破坏等等，井在一定程度上有着一定的成效。美国大概设立了1100多个动态称重站，通过使用路边控制器技术和摄像头，并连接到高速公路巡逻车，对来来往往的货车进行称重，通过观察数据来确定车辆是否超载、通过照片鉴定超载车辆的身份[1]。在日本，大多数使用固定或移动称重设备来检测超载车辆在过去。电子称重测量的公路收费站。对于大型货车，其运输部门也要求安装自动称重。1973年7月韩国开始关注超重车辆。1994年10月，圣水桥因超载车辆过多而坍塌，韩国政府开始加大监督管理力度，并在全国重点设立了超过500个超载检测站（点）[2]。同时，韩国开发了超载报警系统。通过电子称重设备检测车辆通过车辆的重量，车辆类型识别系统识别，并用于识别车辆是否超载，PC机与网络相连一旦超载，系统将自动把超载车辆的照片拍摄出来[3]。
大多数的发达国家都采用了超载运输车辆检测与限制技术，同时不断完善相应的管理政策与法律法规，用来治理严重超载的艰难问题，并且取得了很好的成果。这些国家也应用了一系列的相应措施，阻断了源头上发生的超载现象，有效的遏制了超载现象这个社会性难题。国外大多数卡车都利用了空气弹簧，只有车辆没有超载才能正常启动行驶。在装卸过程中，附属设施在很大程度上限制了车辆的超载。例如，货场起重机的起重能力是用来限制车辆的负载，同时采取一系列相关政策，制定相关的法律法规来遏制货车超载，并且严厉制裁那些企图用超载来盈利的相关人员。
1.2国内客车超载研究现状
在中国，超载检测技术是非常重要的，仍处于探索阶段。在上世纪80年代中国无基坑电子汽车产生，随着对道路损坏严重开掘电子车辆，电子汽车悬臂梁式称重传感器主要基于显示[4]。在我国，高速道路入口处设置静、动称重系统是主要的测量方法。例如DCS固定过载检测系统，并用此来控制过载的问题。
同时，中国也引进了大量的国外汽车荷载和报警系统，如德国帕特负荷报警产品1999由云南航空公司新技术工程有限公司生产，同年荣获国家批准证书式测量仪器[5]。相对于整体来说，国内大多是采用一些相应的法规政策来遏制超载问题，由于我国太晚开始研究超载技术、并没有经历很长的时间，虽然在动态称重系统上也有一定的研究，但是在整个研究的时期，并不能深入了解与分析汽车动态称重的因素，所以对此只做了一些非常简单的处理，因此造成了检测精度低下。因此，在同一时间，中国也引进了大量的国外相关超载检测技术，如汽车称重系统安装在南京长江大桥，这个系统就是国外高精度检测产品的典型代表，不足的是，开发这类产品价格较高并且技术困难，在我国被广泛应用起来不太可能，同时，这类产品有许多问题，比如说它的超限标准不符合我国的实际情况[6]。
1.3设计的意义
随着时代的飞速发展，人们的生活水平发生了迅速的变化，经济水平的提高和交通的便利化，促使越来越多的人开始了旅游热潮，不定期的外出探亲，这种情况在节假日更盛，但是，外出的人增加了，但是相关的各种运输工具却没有相应的增加，也因此造成了越来越多的客车超员现象。是影响交通环境和社会经济可持续发展的重要因素。超载是不利于国家公路设施和客运市场的建设和发展，提高了车辆本身的负荷，影响车辆的驱动和控制程序，所以超载使交通事故的频繁发生。众所周知，车辆在长期运行中若处于严重超载的状态，就可能促使车辆的制动装置与操作系统等一系列安全性能失灵，它也造成了一系列严重的问题，如车辆轮胎压力的变形，制动的接触不良，转向器的严重振动，钢板弹簧的断裂，半轴断裂等。一旦客车在行驶中出现意外，就会导致人员伤亡，也因此影响了国家经济发展，造成了一些人一辈子的心灵创伤。
为了减少交通事故的发生，国家制定并实施了一系列的法律法规来阻断客车超载的问题，各省的当地政府部门也根据现状发布了相关的制度与措施来惩处令客车超载的相关人员，这些法律法规及政策很大程度了降低了客车超载现象，但是遇到节假日，客流量急剧增加，依然有很多客车想方设法的用超载来盈利。所以，行政部门在用法律法规的同时，也可以采用非常手段如科学技术的产品来监督客车超载这个问题，这在很大程度上使监督更加便利，也验证了科学产品的实用性。
单片机是微型计算机的一个不可缺少的类别，它在一片集成电路板上，由CPU、存储器、总线、I/O接线口电路等制造而成。到现在为止，它有着非常高的性价比并因此获得了人们的认可及使用，它广泛用于我们的生活中，也很快的贯穿于社会。它在仪器仪表、家用电器、医疗设备、航天、特种设备、智能管理和过程控制等领域有着重要的应用[7]。
本课题就是在此基础上，利用单片机为核心的智能报警系统，在客车上计数乘客人数，LED实时显示在客车上的乘客人数[8]。当客车内的人数超过它实际核载的人数时，系统便即使发生声光报警，提示监测人员。与此同时，客车的启动装置被系统继电器装置关闭，用此来制止超载客车的行驶。当客车不超载时，及时发出相应的声光报警，系统也解除了车的启动装置。该报警系统实现了对车辆超载监测的社会需求，可以在很大程度上减少交通事故的发生，保障乘客生命财产安全。
目 录
1 绪论 1
1.1国外客车超载研究现状 1
1.2国内客车超载研究现状 1
1.3设计的意义 2
1.4研究的内容 3
2 系统总体方案设计 5
2.1系统的原理 5
2.2系统的组成 5
3 系统的硬件电路设计 7
3.1客车超载报警系统的检测电路 7
3.1.1传感器的选择 7
3.1.3方向识别电路的设计 9
3.2单片机最小系统的设计 11
3.2.1单片机的选择 11
3.2.2单片机外围电路的设计 13
3.3显示电路的设计 14
3.4键盘电路的设计 16
3.5报警电路的设计 16
3.6客车锁定电路的设计 17
4 系统的软件设计 19
4.1客车超载报警系统的软件设计方案 19
4.2 T0、T1中断计数程序的设计 20
4.3按键子程序的设计 21
4.4报警与锁定子程序的设计 22
4.5显示子程序的设计 22
5 系统测试与分析 24
5.1系统的硬件调试 24
5.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
系统的软件调试 24
5.3调试故障及原因分析 24
6 总结 26
参考文献 27
致 谢 29
附 录 31
附录A实物图 31
附录B程序清单 32
1 绪论
1.1国外客车超载研究现状
在二十世纪时期，大多数国家都面临着超载运输的问题，根据调查，美国和德国的50%货运汽车超载，上世纪50年代，日本超载现象比较严重。期间，美国、日本、韩国等多个国家和地区开始了汽车制造业动态称重系统的发展。想利用汽车动态称重技术来检测汽车超载现象，保护由于汽车超载对公路的破坏等等，井在一定程度上有着一定的成效。美国大概设立了1100多个动态称重站，通过使用路边控制器技术和摄像头，并连接到高速公路巡逻车，对来来往往的货车进行称重，通过观察数据来确定车辆是否超载、通过照片鉴定超载车辆的身份[1]。在日本，大多数使用固定或移动称重设备来检测超载车辆在过去。电子称重测量的公路收费站。对于大型货车，其运输部门也要求安装自动称重。1973年7月韩国开始关注超重车辆。1994年10月，圣水桥因超载车辆过多而坍塌，韩国政府开始加大监督管理力度，并在全国重点设立了超过500个超载检测站（点）[2]。同时，韩国开发了超载报警系统。通过电子称重设备检测车辆通过车辆的重量，车辆类型识别系统识别，并用于识别车辆是否超载，PC机与网络相连一旦超载，系统将自动把超载车辆的照片拍摄出来[3]。
大多数的发达国家都采用了超载运输车辆检测与限制技术，同时不断完善相应的管理政策与法律法规，用来治理严重超载的艰难问题，并且取得了很好的成果。这些国家也应用了一系列的相应措施，阻断了源头上发生的超载现象，有效的遏制了超载现象这个社会性难题。国外大多数卡车都利用了空气弹簧，只有车辆没有超载才能正常启动行驶。在装卸过程中，附属设施在很大程度上限制了车辆的超载。例如，货场起重机的起重能力是用来限制车辆的负载，同时采取一系列相关政策，制定相关的法律法规来遏制货车超载，并且严厉制裁那些企图用超载来盈利的相关人员。
1.2国内客车超载研究现状
在中国，超载检测技术是非常重要的，仍处于探索阶段。在上世纪80年代中国无基坑电子汽车产生，随着对道路损坏严重开掘电子车辆，电子汽车悬臂梁式称重传感器主要基于显示[4]。在我国，高速道路入口处设置静、动称重系统是主要的测量方法。例如DCS固定过载检测系统，并用此来控制过载的问题。
同时，中国也引进了大量的国外汽车荷载和报警系统，如德国帕特负荷报警产品1999由云南航空公司新技术工程有限公司生产，同年荣获国家批准证书式测量仪器[5]。相对于整体来说，国内大多是采用一些相应的法规政策来遏制超载问题，由于我国太晚开始研究超载技术、并没有经历很长的时间，虽然在动态称重系统上也有一定的研究，但是在整个研究的时期，并不能深入了解与分析汽车动态称重的因素，所以对此只做了一些非常简单的处理，因此造成了检测精度低下。因此，在同一时间，中国也引进了大量的国外相关超载检测技术，如汽车称重系统安装在南京长江大桥，这个系统就是国外高精度检测产品的典型代表，不足的是，开发这类产品价格较高并且技术困难，在我国被广泛应用起来不太可能，同时，这类产品有许多问题，比如说它的超限标准不符合我国的实际情况[6]。
1.3设计的意义
随着时代的飞速发展，人们的生活水平发生了迅速的变化，经济水平的提高和交通的便利化，促使越来越多的人开始了旅游热潮，不定期的外出探亲，这种情况在节假日更盛，但是，外出的人增加了，但是相关的各种运输工具却没有相应的增加，也因此造成了越来越多的客车超员现象。是影响交通环境和社会经济可持续发展的重要因素。超载是不利于国家公路设施和客运市场的建设和发展，提高了车辆本身的负荷，影响车辆的驱动和控制程序，所以超载使交通事故的频繁发生。众所周知，车辆在长期运行中若处于严重超载的状态，就可能促使车辆的制动装置与操作系统等一系列安全性能失灵，它也造成了一系列严重的问题，如车辆轮胎压力的变形，制动的接触不良，转向器的严重振动，钢板弹簧的断裂，半轴断裂等。一旦客车在行驶中出现意外，就会导致人员伤亡，也因此影响了国家经济发展，造成了一些人一辈子的心灵创伤。
为了减少交通事故的发生，国家制定并实施了一系列的法律法规来阻断客车超载的问题，各省的当地政府部门也根据现状发布了相关的制度与措施来惩处令客车超载的相关人员，这些法律法规及政策很大程度了降低了客车超载现象，但是遇到节假日，客流量急剧增加，依然有很多客车想方设法的用超载来盈利。所以，行政部门在用法律法规的同时，也可以采用非常手段如科学技术的产品来监督客车超载这个问题，这在很大程度上使监督更加便利，也验证了科学产品的实用性。
单片机是微型计算机的一个不可缺少的类别，它在一片集成电路板上，由CPU、存储器、总线、I/O接线口电路等制造而成。到现在为止，它有着非常高的性价比并因此获得了人们的认可及使用，它广泛用于我们的生活中，也很快的贯穿于社会。它在仪器仪表、家用电器、医疗设备、航天、特种设备、智能管理和过程控制等领域有着重要的应用[7]。
本课题就是在此基础上，利用单片机为核心的智能报警系统，在客车上计数乘客人数，LED实时显示在客车上的乘客人数[8]。当客车内的人数超过它实际核载的人数时，系统便即使发生声光报警，提示监测人员。与此同时，客车的启动装置被系统继电器装置关闭，用此来制止超载客车的行驶。当客车不超载时，及时发出相应的声光报警，系统也解除了车的启动装置。该报警系统实现了对车辆超载监测的社会需求，可以在很大程度上减少交通事故的发生，保障乘客生命财产安全。
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