摘 要：本文基于公寓管理系統(tǒng)的模式提出一套新方案，創(chuàng)新點在于系統(tǒng)可以自動檢測每個宿舍的人數(shù)并將該數(shù)據(jù)上傳，輔導(dǎo)員或其他管理人員只需通過上網(wǎng)調(diào)用客戶端程序就可立即查閱管理權(quán)限范圍內(nèi)每個宿舍的人數(shù)情況，及時了解學(xué)生宿舍內(nèi)的最新動態(tài)。本文使用Visual Basic語言編寫了該系統(tǒng)，實現(xiàn)功能包括即時監(jiān)控宿舍內(nèi)人數(shù)、學(xué)生請假、值班記錄、衛(wèi)生檢查、公寓資產(chǎn)管理等。

關(guān)鍵詞：公寓；人數(shù)；信息化

中圖分類號：TN818.06

本文提出了一種通過紅外線檢測房間人數(shù)的新方法，該方法采用單片機不間斷計數(shù)，并實時將房間人數(shù)信息傳送給上位機，可用于學(xué)校自動考勤、公寓管理、廠礦企事業(yè)單位考勤、會場人數(shù)統(tǒng)計等場合。

1 檢測算法

紅外監(jiān)測線原理。該系統(tǒng)安裝在進入房間的房門內(nèi)側(cè)，可以根據(jù)實際情況在左右上下架構(gòu)多條檢測線，所用的主要電子元件是紅外發(fā)光二極管和光敏三極管。紅外監(jiān)測線的構(gòu)造。用一個紅外發(fā)光二極管與一個紅外光敏三極管就可以構(gòu)造一條檢測線。讓紅外二極管在房門的一端發(fā)光，此時，紅外光線呈扇型向外發(fā)射；在房門的另一端安裝光敏三極管接收紅外光線，在二極管和三極管兩點之間形成一條連線，該連線就是構(gòu)造的檢測線。如圖1所示：

圖1 檢測線原理圖

當(dāng)有人從門口經(jīng)過檢測線時，三極管接收不到紅外光線，處于截止?fàn)顟B(tài)，反之則導(dǎo)通，由此可以判斷是否有人經(jīng)過房門。

在房門不同位置并行反向布置兩條檢測線，其中一條靠近房間外，另一條靠近房間內(nèi)，如圖2所示。

圖2 雙向檢測線布置圖

如果有人從室外進入室內(nèi)，首先是紅外接收管1處于截止?fàn)顟B(tài)，接著紅外接收管2處于截止?fàn)顟B(tài)，相反，如果有人從室內(nèi)走出室外，那么紅外接收管2先處于截止?fàn)顟B(tài)，然后再是紅外接收管1處于截止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)兩個紅外接收管截止的先后順序可以很容易的判斷出進出信息。

圖3 檢測線在門上的安裝位置圖

并且，如果按照圖3所示形式交替布置，可以防止絕紅外線的串傳錯誤。

如果在房間上下等位置布置多條檢測線，則可以同時判斷出兩人以上的人員同時進出信息，如圖4所示。當(dāng)然，根據(jù)宿舍房門大小的實際情況，一般同時進出的人員不會超過兩人。

圖4 多條檢測線的分布

2 算法分析

正如上文中提到的一樣，當(dāng)紅外接受管處于截止?fàn)顟B(tài)時，輸出為高電平，反之，輸出為低電平。那么，在不同的情況下，兩個紅外接受管的輸出狀況可以構(gòu)成如下所述邏輯關(guān)系，當(dāng)宿舍內(nèi)人數(shù)信息有變時，很容易的判斷出人數(shù)是增加還是減少。

2.1 進入房間的邏輯判斷。如果人進入房間，將經(jīng)過如下幾個過程：（1）首先擋住檢測線（外），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（外）的紅外三極管呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=1，U內(nèi)=0；（2）如果兩條檢測線布置的間距小于人體厚度，人員進入房間的過程中，將會同時擋住檢測線（外）和檢測線（內(nèi)），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（外）和檢測線（內(nèi)）的兩個紅外三極管都呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=1，U內(nèi)=1；（3）脫離檢測線（外），構(gòu)成檢測線（外）的紅外三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=0，U內(nèi)=1；（4）最后脫離檢測線（內(nèi)），構(gòu)成檢測線（內(nèi)）的紅外三極管也呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=0，U內(nèi)=0；

上述4個過程構(gòu)成了人員進入房間的一個完整的邏輯關(guān)系：

（U外=0，U內(nèi)=0）—>（ U外=1，U內(nèi)=0）—> （U外=1，U內(nèi)=1）—>（ U外=0，U內(nèi)=1）—> （U外=0，U內(nèi)=0） —>房間人數(shù)+1。

2.2 走出房間的邏輯判斷。如果人走出房間，將經(jīng)過如下幾個過程：（1）首先擋住檢測線（內(nèi)），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（內(nèi)）的紅外三極管呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=0，U內(nèi)=1；（2）如果兩條檢測線布置的間距小于人體厚度，人員走出房間的過程中，將會同時擋住檢測線（外）和檢測線（內(nèi)），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（外）和檢測線（內(nèi)）的兩個紅外三極管都呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=1，U內(nèi)=1；（3）脫離檢測線（內(nèi)），構(gòu)成檢測線（內(nèi)）的紅外三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=1，U內(nèi)=0；（4）最后脫離檢測線（外），構(gòu)成檢測線（外）的紅外三極管也呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=0，U內(nèi)=0；

上述4個過程構(gòu)成了人員走出房間的一個完整的邏輯關(guān)系：

（U外=0，U內(nèi)=0）—>（ U外=0，U內(nèi)=1）—> （U外=1，U內(nèi)=1）—>（ U外=1，U內(nèi)=0）—> （U外=0，U內(nèi)=0） —>房間人數(shù)-1。

2.3 檢測信號數(shù)據(jù)處理。如果同時布置4條檢測線，則測得的信號可以做如下處理：

圖5 4條檢測線

如果將門外設(shè)定為1，門內(nèi)設(shè)定為0，門上方外側(cè)設(shè)定為1，門上方內(nèi)側(cè)設(shè)定為0，由此可以得到如下信號矩陣：

而人走入房間和走出房間的信息也可以構(gòu)成一個信息矩陣，設(shè)定走入房間為1，走出房間為0：

由此，對應(yīng)上述人進出房間的幾個過程，上述矩陣的值為：

（1）人走入房間

1）首先擋住檢測線（外），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（外）的紅外三極管呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=1，U內(nèi)=0；

2）如果兩條檢測線布置的間距小于人體厚度，人員進入房間的過程中，將會同時擋住檢測線（外）和檢測線（內(nèi)），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（外）和檢測線（內(nèi)）的兩個紅外三極管都呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=1，U內(nèi)=1；

3）脫離檢測線（外），構(gòu)成檢測線（外）的紅外三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=0，U內(nèi)=1；

4）最后將脫開檢測線（內(nèi)），構(gòu)成檢測線（內(nèi)）的紅外三極管也呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=0，U內(nèi)=0；

（2）人走出房間

1）首先擋住檢測線（內(nèi)），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（內(nèi)）的紅外三極管呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=0，U內(nèi)=1；

2）如果兩條檢測線布置的間距小于人體厚度，人員走出房間的過程中，將會同時擋住檢測線（外）和檢測線（內(nèi)），此時可以檢測到構(gòu)成檢測線（外）和檢測線（內(nèi)）的兩個紅外三極管都呈截至狀態(tài)，輸出高電平，U外=1，U內(nèi)=1；

3）然后將脫開檢測線（內(nèi)），構(gòu)成檢測線（內(nèi)）的紅外三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=1，U內(nèi)=0；

4）最后將脫開檢測線（外），構(gòu)成檢測線（外）的紅外三極管也呈導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，U外=0，U內(nèi)=0；

上述矩陣中，A的秩為1，是一個不滿秩矩陣。

當(dāng)構(gòu)造的檢測線多于兩條，則可以構(gòu)造的矩陣將超過2維，得到的X的值將不止上述4個，由此可以判斷出更多的信息，用來經(jīng)過房門的具體人數(shù)。

2.4 其他狀況的邏輯判斷。如果人員并沒有完全進入或走出房間，也就意味著紅外接受管處于截止的狀態(tài)只有一次，那么上述所有的邏輯關(guān)系將不會成立，也不會引起房間內(nèi)人數(shù)信息的變動。該部分已經(jīng)在程序中進行了處理，具體的邏輯判斷情形參照單片機程序。

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作者簡介：蒲琳琳（1985.12-），女，四川南充市人，本科，機電專業(yè)教師，助理講師，主要研究方向：單片機技術(shù)和PLC技術(shù)應(yīng)用。

作者單位：綿陽財經(jīng)學(xué)校，四川綿陽 621000