单片机的校车自动防关人系统设计【字数：11702】
摘 要校车安全逐渐成为一种常见的社会问题，关于学生被遗漏在校车上而造成悲剧发生的事情愈来愈多，这种本不应该发生的事情屡屡上演，让我们十分的伤心。几乎每隔一段时间，这种悲剧就会发生，这也使校车安全成为社会关注的焦点。因此，根据需求设计了一款智能校车防关人系统。本设计由STC89C52单片机核心电路、热释红外传感器电路、声音传感器电路、GSM模块电路、二位拨动开关电路、语音模块、继电器电路和电源电路组成。实现校车自动防关人系统。系统进行人体检测时，只有当热释红外模块和声音模块同时检测到有人，报警系统才会触发。如果检测到有人，则语音报警，同时系统发送短信给司机，同时车门自动打开即继电器动作。在开关拨上去的情况下，系统报警模块不工作，在开关拨下去的情况下，系统报警功能才可以工作。本次设计实现了在司机不在场的情况下，通过人体检测传感器自动检测，如果车内滞留了学生，触发语音报警，并发送短信告知司机，同时车门打开，让学生下车，大大保障了学生的安全。
目 录
1.课题描述与方案选择 1
1.1设计要求及目的 1
1.2设计总体框架图 1
1.3方案的设计与选择 1
1.3.1控制器模块的选择 1
1.3.2无线遥控模块的选择 2
1.3.3声音报警电路方案的选择 2
2.系统硬件设计 4
2.1 STC89C52单片机最小系统设计 4
2.1.1 STC89C52单片机简介 4
2.1.2 STC89C52单片机的时钟电路 6
2.1.3 STC89C52单片机的复位电路 6
2.1.4 STC89C52单片机的电源电路 6
2.1.5 LED指示灯电路设计 7
2.2 人体检测系统设计 7
2.2.1 SY声音传感器模块电路设计 7
2.2.2 HCSR505人体感应模块电路设计 9
2.3 报警系统设计 11
2.3.1 GSM_SIM800A模块电路设计 11
2.3.2 ISD1820语音录音模块电路设计 12
2.4 控制电路设计 14
2.4.1二挡拨动开 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
关电路设计 14
2.4.2 5V继电器控制电路设计 14
3.系统软件设计 16
3.1系统总程序流程图 16
3.2人体检测程序 17
3.2.1 热释红外检测程序 17
3.2.2 声音检测程序 17
3.3报警程序 18
3.3.1 语音报警程序 19
3.3.2 GSM短信报警程序 19
4.系统制作与调试 22
4.1 硬件安装 22
4.2 调试的目的 22
4.3 系统软件调试 22
4.3.1单片机程序开发环境及流程 23
4.3.2 程序烧录模块介绍 23
4.4 系统硬件调试 25
4.5 实物测试 25
总结 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
附录一 系统电路图 30
附录二 系统软件程序 31
1.课题描述与方案选择
1.1 设计要求及目的
本设计次是为了实现校车自动防关人系统。具体要求如下：
1）在开关拨上去的情况下，系统报警模块不工作，在开关拨下去的情况下，系统报警功能才可以工作。
2）在拨动开关拨下去的情况下，通过热释红外和声音模块来检测车内状况，只有当两者同时触发时，则系统才会判定有人滞留在车内。
3）如果有人滞留在车内，则语音报警，同时发送短信给司机，继电器动作模拟车门打开，每20s检测一次，检测异常还会再次发送短信。
4）人体检测和GSM发送短信有状态指示灯。
1.2设计总体架构图
本系统具体框图如图1.1所示：
/
图1.1系统原理框图
此次设计的系统由热释红外采集电路、声音检测电路、GSM模块电路、拨动开关电路、语音模块、继电器电路和电源电路等组成，实现校车自动防关人功能。
1.3方案的设计与选择
1.3.1控制器模块的选择
方案一：
选用可编程逻辑器件CPLD。CPLD在数据处理方面采用并行传输方式，在大规模的工业控制网络中应用较多。
方案二：
选用STC89C52单片机。STC89S52芯片对于小型系统来说不仅接口丰富、处理速度快，而且功耗和成本低。
方案三：
选用MSP430芯片。MSP430可以处理数字和模拟信号，在复杂运算和大型的控制网络中运用较多。
方案一和方案三主要适用于大型的控制网络，且成本过高，芯片性能过剩，所以根据本系统设计的特点，选择方案二，既成本低，同时也满足性能要求。
1.3.2无线收发模块的选择
方案一：
选用红外遥控模块系统进行无线控制。红外控制系统的控制范围大约810米，虽然控制范围小，但在遥控范围内，电路搭建简单，成本低。
方案二：
选用315M无线模块对系统进行控制。其工作稳定，当电压或电流突然断流时，依然还能稳定地接收。其控制范围根据电压的大小成正比变化，最低工作电压为3V时，无障碍控制传输距离为20～50米，最高工作电压电压为12V时，无障碍控制传输距离为700～800米，同时12V也是最佳工作电压。其实际控制距离相比于红外遥控要远得多。
方案三：
使用WIFI模块进行本系统数据的无线传输。这类型的应用有时也称作为无线局域网（WLAN）。优点是它的覆盖性广，穿透性强，传输距离远，可以进行大量数据的传输。但是缺点同样明显，其安全性不高，很容易被人拦截或窜改数据。
方案四：
选用GSM模块作为数据传输的媒介，只需要插上手机SIM卡，就可以在全球有移动网络的地方接收信息。GSM模块不但不易被人拦截和破解，而且具有超长距离的数据传输能力。
由于本设计要考虑远距离信号数据的传输和监控，既要保障数据传输的安全时效性，也要求可以远距离传输。所以选择方案四。
1.3.3声音报警电路方案的选择
方案一：
目 录
1.课题描述与方案选择 1
1.1设计要求及目的 1
1.2设计总体框架图 1
1.3方案的设计与选择 1
1.3.1控制器模块的选择 1
1.3.2无线遥控模块的选择 2
1.3.3声音报警电路方案的选择 2
2.系统硬件设计 4
2.1 STC89C52单片机最小系统设计 4
2.1.1 STC89C52单片机简介 4
2.1.2 STC89C52单片机的时钟电路 6
2.1.3 STC89C52单片机的复位电路 6
2.1.4 STC89C52单片机的电源电路 6
2.1.5 LED指示灯电路设计 7
2.2 人体检测系统设计 7
2.2.1 SY声音传感器模块电路设计 7
2.2.2 HCSR505人体感应模块电路设计 9
2.3 报警系统设计 11
2.3.1 GSM_SIM800A模块电路设计 11
2.3.2 ISD1820语音录音模块电路设计 12
2.4 控制电路设计 14
2.4.1二挡拨动开 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
关电路设计 14
2.4.2 5V继电器控制电路设计 14
3.系统软件设计 16
3.1系统总程序流程图 16
3.2人体检测程序 17
3.2.1 热释红外检测程序 17
3.2.2 声音检测程序 17
3.3报警程序 18
3.3.1 语音报警程序 19
3.3.2 GSM短信报警程序 19
4.系统制作与调试 22
4.1 硬件安装 22
4.2 调试的目的 22
4.3 系统软件调试 22
4.3.1单片机程序开发环境及流程 23
4.3.2 程序烧录模块介绍 23
4.4 系统硬件调试 25
4.5 实物测试 25
总结 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
附录一 系统电路图 30
附录二 系统软件程序 31
1.课题描述与方案选择
1.1 设计要求及目的
本设计次是为了实现校车自动防关人系统。具体要求如下：
1）在开关拨上去的情况下，系统报警模块不工作，在开关拨下去的情况下，系统报警功能才可以工作。
2）在拨动开关拨下去的情况下，通过热释红外和声音模块来检测车内状况，只有当两者同时触发时，则系统才会判定有人滞留在车内。
3）如果有人滞留在车内，则语音报警，同时发送短信给司机，继电器动作模拟车门打开，每20s检测一次，检测异常还会再次发送短信。
4）人体检测和GSM发送短信有状态指示灯。
1.2设计总体架构图
本系统具体框图如图1.1所示：
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图1.1系统原理框图
此次设计的系统由热释红外采集电路、声音检测电路、GSM模块电路、拨动开关电路、语音模块、继电器电路和电源电路等组成，实现校车自动防关人功能。
1.3方案的设计与选择
1.3.1控制器模块的选择
方案一：
选用可编程逻辑器件CPLD。CPLD在数据处理方面采用并行传输方式，在大规模的工业控制网络中应用较多。
方案二：
选用STC89C52单片机。STC89S52芯片对于小型系统来说不仅接口丰富、处理速度快，而且功耗和成本低。
方案三：
选用MSP430芯片。MSP430可以处理数字和模拟信号，在复杂运算和大型的控制网络中运用较多。
方案一和方案三主要适用于大型的控制网络，且成本过高，芯片性能过剩，所以根据本系统设计的特点，选择方案二，既成本低，同时也满足性能要求。
1.3.2无线收发模块的选择
方案一：
选用红外遥控模块系统进行无线控制。红外控制系统的控制范围大约810米，虽然控制范围小，但在遥控范围内，电路搭建简单，成本低。
方案二：
选用315M无线模块对系统进行控制。其工作稳定，当电压或电流突然断流时，依然还能稳定地接收。其控制范围根据电压的大小成正比变化，最低工作电压为3V时，无障碍控制传输距离为20～50米，最高工作电压电压为12V时，无障碍控制传输距离为700～800米，同时12V也是最佳工作电压。其实际控制距离相比于红外遥控要远得多。
方案三：
使用WIFI模块进行本系统数据的无线传输。这类型的应用有时也称作为无线局域网（WLAN）。优点是它的覆盖性广，穿透性强，传输距离远，可以进行大量数据的传输。但是缺点同样明显，其安全性不高，很容易被人拦截或窜改数据。
方案四：
选用GSM模块作为数据传输的媒介，只需要插上手机SIM卡，就可以在全球有移动网络的地方接收信息。GSM模块不但不易被人拦截和破解，而且具有超长距离的数据传输能力。
由于本设计要考虑远距离信号数据的传输和监控，既要保障数据传输的安全时效性，也要求可以远距离传输。所以选择方案四。
1.3.3声音报警电路方案的选择
方案一：
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