張小翠

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

客車超員檢測研究

張小翠

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

客車超員運輸給國家和人民帶來了難以彌補的財產(chǎn)損失和心理傷害，為確保人民群眾安全出行，必須遏制超員運輸。在超員檢測方面采用測力傳感器和激光傳感器配合使用，實現(xiàn)乘客人數(shù)的自動檢測，它具有簡單實用、實時性強、可靠性高等優(yōu)點，具有良好的應(yīng)用參考價值。

激光傳感器；超員檢測

《中華人民共和國道路交通安全法》明確規(guī)定汽車超員是違法行為，嚴禁超員超載車輛上路行駛。車輛超員會對汽車自身的制動性能、轉(zhuǎn)向性能和輪胎產(chǎn)生重大影響，不僅縮短了車輛使用壽命，引發(fā)交通擁堵，妨礙道路秩序安全暢通，而且極易誘發(fā)群死群傷的特大惡性事故，因此，遏制超員運輸成為交管部門的重要職責(zé)，其中超員檢測是難點之一。

1 設(shè)計方案

本文通過在客車座位的坐墊下安裝測力傳感器，用以檢測座位上是否有人，同時輸出信號至AT89S51單片機，若計數(shù)達到額定值（荷載人數(shù)）說明已滿員，此時啟動激光傳感器檢測過道上是否有人/物，若有，將相關(guān)信息傳送至單片機，由單片機啟動報警系統(tǒng)，進行下一步的控制和處理。若計數(shù)值小于荷載人數(shù)值，無須啟動激光傳感器進行過道檢測，汽車正常啟動。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 單片機的設(shè)計。本文采用AT89S51單片機作為主控單元，AT89S51是一個低功耗、高性能的CMOS8位單片機，含有4B ISP（In-systemprogrammable）的可反復(fù)擦寫1 000次的Flash只讀程序存儲器。它采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，也方便以后的功能擴展。

2.2 測力傳感器的設(shè)計。座椅上檢測人數(shù)采用PLD204E圓板式測力傳感器，該傳感器結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，互換性好，工作性能穩(wěn)定，精準(zhǔn)度高，適應(yīng)能力強，受環(huán)境因素干擾小。其主要性能參數(shù)如下：輸出靈敏度為2.0±1%mV/V，綜合誤差為0.05-0.1% F.S，零點輸出為±2%F.S，工作溫度范圍為-35°～+65°，輸入阻抗為350±10，輸出阻抗為350±3，建議激勵電壓為5～10V，安全過載為150%F.S，極限過載為200%F.S。測力傳感器分別安裝在每一個客車座椅的底部[1]，用以檢測該座位上是否有人。

2.3 激光傳感器的設(shè)計。為了彌補測力傳感器在客車滿載時無法確定有無超載現(xiàn)象，在過道處設(shè)置激光傳感器以判定過道處有無人/物。激光傳感器是一種常見的非接觸式測量的工具，由于其輸出回路和輸入回路是光電隔離，沒有電磁聯(lián)系，所以其壽命長、抗光電干擾能力強，在機械制造和控制等領(lǐng)域得以很好地應(yīng)用。按檢測方式激光傳感器可以分為對射式、漫反射式、鏡反射式等。本文采用的是對射式激光傳感器，它是由結(jié)構(gòu)上相互分離但光軸相對放置的發(fā)射器和接收器兩部分組成，發(fā)射器發(fā)出的光線直射入接收器，當(dāng)不透明的被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間時，激光束被中斷，接收端就產(chǎn)生了一個開關(guān)變化信號[2]。

系統(tǒng)選擇波長為650nm的高性能激光發(fā)射管和接收管作為主要的元器件，將對射式檢測電路的發(fā)射管和接收管分別安裝在與車頭、車尾同一光軸上，正對安裝，高度在距離車廂底部50厘米處。發(fā)射傳感器發(fā)射激光信號，接收傳感器對激光信號進行接收，接收器的out端直接連接到單片機的兩位I/O端口上。當(dāng)過道處有高于50厘米的人/物存在時，通過判斷發(fā)射傳感器被遮擋物擋住激光束，接收管接收不到激光，此時out端為低電平，LED指示燈點亮，確定過道處是有人/物存在；當(dāng)發(fā)射傳感器未被遮擋擋住激光束時，接收器的out端輸出為高電平，LED指示燈熄滅，完成對過道處有無人/物的檢測。

3 系統(tǒng)工作原理

當(dāng)接通點火開關(guān)時，系統(tǒng)開始工作，PLD204E圓板式測力傳感器開始實時檢測座椅的受力情況，如果1號座椅上有乘客，則其底部的傳感器將向單片機發(fā)送一個高電平信號，單片機計數(shù)為1，如果2號座椅上也有乘客，其底部的傳感器也將向單片機發(fā)送一個高電平信號，單片機計數(shù)器自動加1，計數(shù)為2，以此類推，單片機可實時計算出客車上乘客的數(shù)量X，與此同時，單片機將實測的乘客數(shù)量值X與客車的額定荷載量Y值比較，如果X＜Y，則單片機判斷為客車未超載，客車正常行使；如果X＝Y(jié)，則單片機判斷客車已滿載，此時啟動激光傳感器檢測過道處是否有人/物，如果無，繼續(xù)運行，如果有，說明客車已超載，單片機啟動報警單元進行后續(xù)控制處理。

4 結(jié)論和研究方向

自左而右布置激光傳感器可以精確檢測過道處是否有遮擋物，由于激光的聚光性好，不存在信號交疊干擾問題，測量精度取決于傳感器在過道寬度處的布置間距，在一定的寬度范圍內(nèi)，傳感器對數(shù)越多，檢測精度越高。為了規(guī)避司乘人員做偽，可以安裝雙激光傳感器以提高檢測準(zhǔn)確性。為更加有效地遏制超員現(xiàn)象，有必要增加控制系統(tǒng)，當(dāng)檢測到乘客人數(shù)超出荷載人數(shù)時，啟動報警系統(tǒng)，在規(guī)定時間內(nèi)如果不采取相應(yīng)措施，則通過繼電器使點火線路斷開從而鎖定客車，待超載解除后即解除聲光報警，客車解鎖恢復(fù)運行。乘客人數(shù)顯示單元、遠程監(jiān)控系統(tǒng)都能使系統(tǒng)更加豐滿，同時也是本文下一步的研究方向。

[1]宋永剛，郝飛，王海鳴.激光傳感器在工程機械中的應(yīng)用[J].建筑機械，2007（9）：62-65.

[2]趙正平，錢久春，陳蘊.一種用于識別車輛進出的激光檢測系統(tǒng)[J].激光雜志，2012（2）：46-47.

[3]朱旭，李麗宏.雙激光傳感器測量車輛高度和寬度[J].電子設(shè)計工程，2012（8）：77-79.

TP277

A

1671-0037（2014）12-113-1

張小翠（1984-），女，碩士研究生，講師，研究方向：電力控制教學(xué)和研究。