单片机的校车超载系统的设计【字数：7261】
以STM32芯片为核心，利用超声波传感器采集上下车辆的人数信息，并将之发送给单片机。单片机再根据反馈的数据信息进行处理，通过计算上下车人数的差值进而得出校车实际载客人数，然后用实际载客人数与设定的校车标准载客量进行比较，依此来判断校车是否超载。一旦单片机检测到实际人数多于车辆的标准载客量，则单片机将发送指令控制继电器工作点亮小灯，即意味着车辆停止工作，从而实现预防校车超载。同时OLED显示模块也将显示车内实际人数。
目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3整体系统概述 3
1.4校车超载系统设计的主要内容 3
2.超载检测系统搭建 5
2.1 超载检测系统的组成 5
2.2各模块传感器选择 6
2.2.1电池的选择 6
2.2.2 PCB板设计 6
2.2.3 OLED的选择 6
2.2.4 采集模块的选择 6
3.硬件电路设计 7
3.1硬件电路结构 7
3.2电源控制模块 7
3.3OLED显示模块 8
3.4信息采集模块 8
3.5CAN通讯模块 9
3.6继电器控制电路 9
3.7控制模块 10
3.8独立键盘 10
4.软件控制设计 11
4.1上车人数的采集 11
4.2超声波驱动 13
4.3控制系统 13
4.4显示界面 14
4.5程序流程图 15
5.调试与总结 17
5.1 调试 17
5.2 论文总结 18
参考文献 19
致谢 20
附录1：主程序 21
附录2：原理图 28
1.绪论
1.1课题研究的意义
科技的进步，生产力的提高使人们的生活水平也在不断提高，尤其在交通方面，人们出行的方式越来越多样化，但也因此产生很多问题，由其是一些特殊场所，如学校。因为学校放学时学生数量多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，且车辆少，经常出现校车超载的现象，并且屡禁不止，致使学生安全受到极大威胁。而且时至今日，校车超载已经成为严重影响道路行车安全和社会经济平稳发展的一个重要社会问题。校车超载影响重大，一方面校车作为公共交通工具是人们日常出行的表率，所以校车超载带来的不仅是对百姓的不良影响还有国家形象的破坏；另一方面校车超载也会影响车辆本身，加剧了车辆磨损的同时还大大提高了车辆驾驶和控制的难度，容易引发事故。总所周知车辆一旦长时间处于超载运输状态，就会导致车辆的操作系统的操作性能下降，同时还会使制动系统的制动性能急剧降低，常见的症状如：汽车轮胎磨损加快，轮胎容易变形爆胎；车辆紧急制动效果变差，容易出现刹车失灵等现象；转向操纵难度变大，常出现转向器轻飘抖动等现象；长时间超负荷运载，钢板弹簧出现不可逆的磨损，如钢板弹簧折断，半轴断裂等等。更重要的是校车一旦发生安全事故，后果就会不堪设想，给百姓带来极大的感情伤害的同时也给国家带来了极大的伤害。
就目前国内现状而言，国家已经出台了一系列相关的政策法规来调控禁止车辆进行超负荷运载，各地政府也同样制定了相关的规定来针对车辆超载尤其是在校车超载这方面管理力度很是强大，国家和政府的一系列的措施有很大的成效，在很大程度上减少了校车超载这一现象，但毕竟人力有限，仅仅依靠现有的制度很难完全禁止校车超载这一现象。所以单单依靠政府监督是不够的，我们还需要使用一些科技手段来实现预防超载的目标。
单片机作为计算机微型化的一种延伸，其集CPU、存储器、总线、I/O接线口电路等电路于一块集成芯片上。因为单片机性能稳定，且功能强大，其价格也相当便宜，所以从单片机诞生到现在，越来越受到人们的重视和关注。因为单片机功能强大，使它广泛应用于各行各业，而本课题也选用单片机作为控制芯片。
1.2国内外研究现状
车辆超载现象不仅仅存在于国内，国外也是屡禁不止，而且因为国家发展的差异国外超载现象比国内历史更久，现象更加严重。为了减少车辆超负荷运载引发的安全事故同时减少车辆对公路造成的损坏，国外早在几十年前就已经开始针对车辆载重进行研究，以控制载运货车超载运输。就目前世界各国研究状况而言，德国和美国在车辆载重检测方面的研究水平处于世界领先地位，尤其是德国PAT 公司设计生产的车辆载重检测系统准确度高。
在美国某些地区，通过将动态称称重WIN(Weighing in Motion)与汽车自动识别AVI ( Automatic Video Identification)相结合。通过无线电传输，已经能够实现将车辆载重监测站与管理机构连接，初步实现了车辆载重监测的自动化管理。
在日本，车辆载重监测方式以固定或移动检测车辆超载为主。所以就需要在高速公路设置专门的收费站，然后利用利用电子秤测量通过车辆的载重，当然这就需要对所有车辆安装必须的设备。
由于我国在车辆发展方面起步较晚，所以相对的我国在车辆超载检测方面的研究与发展也比其他国家落后不少，虽然这几年奋起直追但是仍处于起步状态。我国在车辆超载检测方面主要有两大发展方向：静态称重方法和动态称重方法。
静态称重就是车辆停在固定的静态测量装置上进行检测，因为车辆需要在静止状态下进行检测，所以车辆必须要有一个停车启动的过程，这样势必造成道路堵塞，而且因为车辆有所准备所以经常会有车辆利用提前卸货或绕行的方法来躲避检查。但是，车辆静态称重是目前车辆称重最准确的方法。
动态称重因为是在车辆行进时进行的实时测量车辆的载荷。所以同静态状态下测量车辆载重相比，大大的缩短了测量时间、提高了测量的效率，这也相对减少了造成道路拥堵的可能性。当然动态检测也存在相当大的缺点:
首先，动态称重时如果不能将整个道路网进行覆盖，那么随着道路越来越复杂可以通行的情况越来越多，车辆完全可以通过绕道来躲避车辆检查。
其次，动态情况下检测并没有静态下精准，而且当车速越高，检测时出现的误差越大;当车速较慢时，检测时出现的误差则会减小，但是相应的道路的行车效率也会大大下降。
就这些种种困难和问题，我国科研人员以及国外的研究人员在不断深入研究动态称重站在动态时检测结果精度问题的同时，还在不断探索其他方面的可行措施。
江苏技术师范学院的王奎洋就在《载重车辆超载检测与阻止装置研究》一文中提出了一种基于光电传感器的车辆超载监测与阻止装置，这种装置通过利用车辆本身的长宽高与车辆载重时的体积关系，来检测车辆通过检测装置时车辆的车桥与车架之间的距离，并以此来判断车辆的实际载重。再根据载重量判断车辆是否超载，如果有超载则向驾车人员发出警报，提示驾驶员车辆超载，并且阻止车辆正常启动，这样通过禁止车辆的启动来从根源上防止车辆超载。
目 录
1.绪论 1
1.1课题研究的意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3整体系统概述 3
1.4校车超载系统设计的主要内容 3
2.超载检测系统搭建 5
2.1 超载检测系统的组成 5
2.2各模块传感器选择 6
2.2.1电池的选择 6
2.2.2 PCB板设计 6
2.2.3 OLED的选择 6
2.2.4 采集模块的选择 6
3.硬件电路设计 7
3.1硬件电路结构 7
3.2电源控制模块 7
3.3OLED显示模块 8
3.4信息采集模块 8
3.5CAN通讯模块 9
3.6继电器控制电路 9
3.7控制模块 10
3.8独立键盘 10
4.软件控制设计 11
4.1上车人数的采集 11
4.2超声波驱动 13
4.3控制系统 13
4.4显示界面 14
4.5程序流程图 15
5.调试与总结 17
5.1 调试 17
5.2 论文总结 18
参考文献 19
致谢 20
附录1：主程序 21
附录2：原理图 28
1.绪论
1.1课题研究的意义
科技的进步，生产力的提高使人们的生活水平也在不断提高，尤其在交通方面，人们出行的方式越来越多样化，但也因此产生很多问题，由其是一些特殊场所，如学校。因为学校放学时学生数量多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，且车辆少，经常出现校车超载的现象，并且屡禁不止，致使学生安全受到极大威胁。而且时至今日，校车超载已经成为严重影响道路行车安全和社会经济平稳发展的一个重要社会问题。校车超载影响重大，一方面校车作为公共交通工具是人们日常出行的表率，所以校车超载带来的不仅是对百姓的不良影响还有国家形象的破坏；另一方面校车超载也会影响车辆本身，加剧了车辆磨损的同时还大大提高了车辆驾驶和控制的难度，容易引发事故。总所周知车辆一旦长时间处于超载运输状态，就会导致车辆的操作系统的操作性能下降，同时还会使制动系统的制动性能急剧降低，常见的症状如：汽车轮胎磨损加快，轮胎容易变形爆胎；车辆紧急制动效果变差，容易出现刹车失灵等现象；转向操纵难度变大，常出现转向器轻飘抖动等现象；长时间超负荷运载，钢板弹簧出现不可逆的磨损，如钢板弹簧折断，半轴断裂等等。更重要的是校车一旦发生安全事故，后果就会不堪设想，给百姓带来极大的感情伤害的同时也给国家带来了极大的伤害。
就目前国内现状而言，国家已经出台了一系列相关的政策法规来调控禁止车辆进行超负荷运载，各地政府也同样制定了相关的规定来针对车辆超载尤其是在校车超载这方面管理力度很是强大，国家和政府的一系列的措施有很大的成效，在很大程度上减少了校车超载这一现象，但毕竟人力有限，仅仅依靠现有的制度很难完全禁止校车超载这一现象。所以单单依靠政府监督是不够的，我们还需要使用一些科技手段来实现预防超载的目标。
单片机作为计算机微型化的一种延伸，其集CPU、存储器、总线、I/O接线口电路等电路于一块集成芯片上。因为单片机性能稳定，且功能强大，其价格也相当便宜，所以从单片机诞生到现在，越来越受到人们的重视和关注。因为单片机功能强大，使它广泛应用于各行各业，而本课题也选用单片机作为控制芯片。
1.2国内外研究现状
车辆超载现象不仅仅存在于国内，国外也是屡禁不止，而且因为国家发展的差异国外超载现象比国内历史更久，现象更加严重。为了减少车辆超负荷运载引发的安全事故同时减少车辆对公路造成的损坏，国外早在几十年前就已经开始针对车辆载重进行研究，以控制载运货车超载运输。就目前世界各国研究状况而言，德国和美国在车辆载重检测方面的研究水平处于世界领先地位，尤其是德国PAT 公司设计生产的车辆载重检测系统准确度高。
在美国某些地区，通过将动态称称重WIN(Weighing in Motion)与汽车自动识别AVI ( Automatic Video Identification)相结合。通过无线电传输，已经能够实现将车辆载重监测站与管理机构连接，初步实现了车辆载重监测的自动化管理。
在日本，车辆载重监测方式以固定或移动检测车辆超载为主。所以就需要在高速公路设置专门的收费站，然后利用利用电子秤测量通过车辆的载重，当然这就需要对所有车辆安装必须的设备。
由于我国在车辆发展方面起步较晚，所以相对的我国在车辆超载检测方面的研究与发展也比其他国家落后不少，虽然这几年奋起直追但是仍处于起步状态。我国在车辆超载检测方面主要有两大发展方向：静态称重方法和动态称重方法。
静态称重就是车辆停在固定的静态测量装置上进行检测，因为车辆需要在静止状态下进行检测，所以车辆必须要有一个停车启动的过程，这样势必造成道路堵塞，而且因为车辆有所准备所以经常会有车辆利用提前卸货或绕行的方法来躲避检查。但是，车辆静态称重是目前车辆称重最准确的方法。
动态称重因为是在车辆行进时进行的实时测量车辆的载荷。所以同静态状态下测量车辆载重相比，大大的缩短了测量时间、提高了测量的效率，这也相对减少了造成道路拥堵的可能性。当然动态检测也存在相当大的缺点:
首先，动态称重时如果不能将整个道路网进行覆盖，那么随着道路越来越复杂可以通行的情况越来越多，车辆完全可以通过绕道来躲避车辆检查。
其次，动态情况下检测并没有静态下精准，而且当车速越高，检测时出现的误差越大;当车速较慢时，检测时出现的误差则会减小，但是相应的道路的行车效率也会大大下降。
就这些种种困难和问题，我国科研人员以及国外的研究人员在不断深入研究动态称重站在动态时检测结果精度问题的同时，还在不断探索其他方面的可行措施。
江苏技术师范学院的王奎洋就在《载重车辆超载检测与阻止装置研究》一文中提出了一种基于光电传感器的车辆超载监测与阻止装置，这种装置通过利用车辆本身的长宽高与车辆载重时的体积关系，来检测车辆通过检测装置时车辆的车桥与车架之间的距离，并以此来判断车辆的实际载重。再根据载重量判断车辆是否超载，如果有超载则向驾车人员发出警报，提示驾驶员车辆超载，并且阻止车辆正常启动，这样通过禁止车辆的启动来从根源上防止车辆超载。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/598.html
