楊 揚(yáng)，李昌平，孫 燕

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）機(jī)電學(xué)院，湖北 武漢 430074）

許多重要會(huì)議的召開(kāi)中，與會(huì)人員有序進(jìn)場(chǎng)，同時(shí)工作人員也需要記錄到會(huì)的人數(shù)。目前，人們主要通過(guò)人工記錄會(huì)場(chǎng)的人數(shù)，給工作人員以及會(huì)議的召開(kāi)帶來(lái)很大的不便。文章將介紹一種以51單片機(jī)為控制核心的會(huì)場(chǎng)人數(shù)監(jiān)控儀，性價(jià)比高，市場(chǎng)前景廣闊。

1 系統(tǒng)原理

本裝置是一種以51單片機(jī)為控制核心的，集實(shí)時(shí)檢測(cè)會(huì)場(chǎng)的人數(shù)、入口處顯示會(huì)場(chǎng)人數(shù)、根據(jù)用戶的選擇播報(bào)當(dāng)前人數(shù)以及通過(guò)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前人數(shù)等功能于一體的會(huì)場(chǎng)人數(shù)監(jiān)控儀。

每對(duì)紅外發(fā)送接收傳感器能用來(lái)檢測(cè)是否有人通過(guò)，安裝兩對(duì)紅外發(fā)送接收傳感器分別用來(lái)檢測(cè)進(jìn)入和離開(kāi)會(huì)場(chǎng)的人數(shù)，MCU實(shí)時(shí)采集傳感器輸入的電平信號(hào)來(lái)判斷有沒(méi)有人通過(guò)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及用LED顯示人數(shù)，進(jìn)入或者離開(kāi)會(huì)場(chǎng)的人可通過(guò)按下指定鍵選擇播放當(dāng)前會(huì)場(chǎng)的人數(shù)，同時(shí)MCU和計(jì)算機(jī)通過(guò)串口通信標(biāo)準(zhǔn)RS-232實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)用VB編程語(yǔ)言制作好顯示窗口在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示單片機(jī)傳送的人數(shù)數(shù)據(jù)。

控制器STC89C51價(jià)格便宜，STC89C51單片機(jī)的市場(chǎng)價(jià)格僅為5～6元，性能很穩(wěn)定，具有外部中斷、定時(shí)器中斷、串口通信等所需功能。每對(duì)傳感器由一個(gè)紅外發(fā)送管和一個(gè)紅外接收管組成，一共用兩對(duì)傳感器分別檢測(cè)進(jìn)入和離開(kāi)會(huì)場(chǎng)的人數(shù)，電路簡(jiǎn)單，檢測(cè)距離相對(duì)較長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)便宜。語(yǔ)音芯片采用ISD公司的ISD1420，可以有效地將要播報(bào)的內(nèi)容錄入指定的地址中，然后可以根據(jù)需要進(jìn)行組合播報(bào)，性價(jià)比高。采用RS232串口通信標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)通信，傳輸距離在5m以內(nèi)但是能滿足本裝置的要求，電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

2 硬件電路設(shè)計(jì)與分析

2.1 人數(shù)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的每對(duì)傳感器由一個(gè)紅外發(fā)送管IR333和一個(gè)紅外接收管PD333組成，兩對(duì)傳感器分別用來(lái)檢測(cè)進(jìn)入人數(shù)和離開(kāi)人數(shù)。當(dāng)無(wú)人通過(guò)時(shí)，此電路輸出一個(gè)高電平；當(dāng)檢測(cè)到有人通過(guò)時(shí)，此電路輸出一個(gè)低電平給單片機(jī)，單片機(jī)響應(yīng)輸入信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。圖1為人數(shù)檢測(cè)的電路圖。

圖1 人數(shù)檢測(cè)電路圖

2.2 語(yǔ)音播報(bào)電路

本電路實(shí)現(xiàn)錄音和放音的功能。

圖2 語(yǔ)音播報(bào)電路

2.3 串口通信電路

串口通信電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，能把單片機(jī)內(nèi)記錄的人數(shù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本會(huì)場(chǎng)人數(shù)監(jiān)控儀是以51單片機(jī)為控制核心的，所以程序設(shè)計(jì)是該人數(shù)監(jiān)控儀的靈魂。檢測(cè)紅外接收發(fā)送傳感器之間是否有人通過(guò)，若檢測(cè)到該人是進(jìn)入會(huì)場(chǎng)，則變量m加一；若檢測(cè)到有人離開(kāi)會(huì)場(chǎng)，則變量n加一。單片機(jī)依S=m-n計(jì)算會(huì)場(chǎng)的當(dāng)前人數(shù)，同時(shí)在液晶顯示器上顯示當(dāng)前人數(shù)，同時(shí)通過(guò)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的串口通信，把單片機(jī)當(dāng)前的人數(shù)傳送到計(jì)算機(jī)中，并用VB編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)上的人數(shù)顯示窗口。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

4 測(cè)試結(jié)果

利用萬(wàn)用表測(cè)量電路中關(guān)鍵元件的電阻值和關(guān)鍵點(diǎn)之間的電壓值。人數(shù)檢測(cè)電路完成后，用萬(wàn)用表檢測(cè)該電路在紅外對(duì)管之間沒(méi)有障礙時(shí)和有障礙時(shí)的電壓值。硬件電路檢測(cè)無(wú)誤后，將編制好的程序下載至單片機(jī)，在正確連接電路并正常供電的情況下，檢測(cè)到當(dāng)紅外對(duì)管之間沒(méi)有障礙物時(shí)，液晶顯示為0;當(dāng)在用于檢測(cè)進(jìn)入人數(shù)的紅外對(duì)管之間有一次障礙物經(jīng)過(guò)時(shí)，液晶顯示加一，加一的次數(shù)等于障礙物經(jīng)過(guò)的次數(shù)；當(dāng)在用于檢測(cè)離開(kāi)人數(shù)的紅外對(duì)管之間有一次障礙物經(jīng)過(guò)時(shí)，液晶顯示減一，減一的次數(shù)等于障礙物經(jīng)過(guò)的次數(shù)。計(jì)算機(jī)上顯示的當(dāng)前人數(shù)等于液晶上顯示的當(dāng)前人數(shù)；并且當(dāng)按下播放鍵時(shí)，此裝置正常播報(bào)會(huì)場(chǎng)當(dāng)前人數(shù)值，播報(bào)的數(shù)值等于當(dāng)前液晶上顯示的數(shù)值。

圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)通過(guò)紅外發(fā)送接收傳感器檢測(cè)進(jìn)入和離開(kāi)會(huì)場(chǎng)的人數(shù)，以穩(wěn)定的性能和優(yōu)異的指標(biāo)完成了會(huì)場(chǎng)人數(shù)檢測(cè)、顯示、語(yǔ)音播放和計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)，具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：①通過(guò)按下播放鍵能播放當(dāng)前會(huì)場(chǎng)人數(shù)值；②通過(guò)單片機(jī)與上位機(jī)之間的串口通信，在計(jì)算機(jī)上顯示會(huì)場(chǎng)人數(shù)值。

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