蚌埠學(xué)院電子與電氣工程系 方 平 周治華 葛難難 楊春蘭

?

基于單片機(jī)的火車站臺(tái)安全警戒系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蚌埠學(xué)院電子與電氣工程系 方 平 周治華 葛難難 楊春蘭

【摘要】隨著高鐵時(shí)代的到來，火車站臺(tái)的安全候車問題越來越受到重視。文中設(shè)計(jì)了基于AT89C52單片機(jī)的火車站臺(tái)安全警戒系統(tǒng)，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、紅外傳感器模塊及語音播報(bào)模塊。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)火車站臺(tái)的安全警戒，可逐步推廣使用。

【關(guān)鍵詞】警戒系統(tǒng)；AT89C52；紅外；語音芯片

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)選取AT89C52單片機(jī)作為控制芯片，實(shí)現(xiàn)火車站臺(tái)安全警戒設(shè)計(jì)，系統(tǒng)包括AT89C52單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、紅外傳感器模塊、語音報(bào)警模塊及通訊模塊。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

2 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)選用ATMEL公司推出的AT89C52芯片，與復(fù)位電路以及時(shí)鐘電路構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。其中，電源使用5V電壓源，晶振頻率為11.0592MHz。單片機(jī)主要負(fù)責(zé)執(zhí)行相應(yīng)的指令，對(duì)采集的紅外傳感器信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，并控制相應(yīng)的語音播報(bào)芯片工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的警戒功能。

圖2 WT588D語音芯片引腳圖

2.2 紅外傳感器模塊

傳感器采用主動(dòng)式紅外探測器，能夠檢測人體發(fā)出的特定波長紅外線的敏感元件。它由瞄準(zhǔn)孔、光束強(qiáng)度指示燈、球面鏡片及LED指示燈等組成，當(dāng)光線被遮斷時(shí)就會(huì)給出報(bào)警信號(hào)。

2.3 語音播報(bào)模塊

語音播報(bào)芯片采用WT588D芯片，該芯片是廣州微創(chuàng)電子有限公司聯(lián)合臺(tái)灣華邦共同研發(fā)出來的集語音電路和單片機(jī)于一體的可編程語音芯片。該芯片具有15種按鍵控制模式，任一個(gè)按鍵可以設(shè)定一種控制模式，這些工作模式擴(kuò)大了該芯片的使用場合，對(duì)音質(zhì)的要求也比較高，可以將加載的音頻信息幾乎無損的播放出來，同時(shí)語音播放完畢即將進(jìn)入休眠狀態(tài)，極為節(jié)能。WT588D語音芯片16腳封裝示意圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軟件選用Keil uVison4來實(shí)現(xiàn)C語言編程，軟件需要完成系統(tǒng)的初始化、傳感器檢測判定、檢測時(shí)間判定及語音報(bào)警等功能，流程圖如圖3所示，系統(tǒng)檢測時(shí)間為30秒，在這段時(shí)間內(nèi)若有人進(jìn)入警戒線，傳感器接收端為低電平，并控制語音芯片報(bào)警，檢測時(shí)間以40秒為周期進(jìn)行。

圖3 軟件流程圖

4 結(jié)論

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于AT89C52單片機(jī)的火車站臺(tái)警戒系統(tǒng)，配合車站現(xiàn)有設(shè)備對(duì)站臺(tái)范圍內(nèi)的旅客及其他人員予以警示。當(dāng)火車即將到達(dá)站臺(tái)及有人站在警戒線內(nèi)，紅外傳感器采集信號(hào)并發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收信號(hào)并控制語音芯片播報(bào)相應(yīng)的語音信號(hào)，提醒乘客火車即將來臨請退出警戒線并排隊(duì)上車。系統(tǒng)性能可靠實(shí)用，可推廣至實(shí)際的火車站臺(tái)使用。

參考文獻(xiàn)

[1]王光艷,鄭雅堃,裴振宏,等.基于紅外對(duì)射技術(shù)的安全警示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2005,22(8):178-181.

[2]李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].高等教育出版社,2012.

[3]張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].高等教育出版社,2010.

[4]許姍姍,邢方方.基于嵌入式微處理器的銀行一米線系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2012(2):47-48.

方平，男，大學(xué)本科，現(xiàn)就讀于蚌埠學(xué)院電子與電氣工程系電子信息工程專業(yè)。

通信作者：楊春蘭。

作者簡介：

基金項(xiàng)目：省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（AH201411305071）；安徽省高等學(xué)校優(yōu)秀青年人才基金項(xiàng)目（2012SQRL218）。鐵路是交通運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用。目前我國的大部分火車站站臺(tái)均采用一條距站臺(tái)邊緣距離為1米的警戒線，在人口眾多的基本國情下，屢屢發(fā)生旅客因人多擁擠被擠下站臺(tái)的慘劇，而隨著高速鐵路的逐漸推廣，列車過站速度不斷提高，這個(gè)問題也愈顯嚴(yán)重。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于AT89C52單片機(jī)的火車站警戒系統(tǒng)，配合車站現(xiàn)有設(shè)備對(duì)站臺(tái)范圍內(nèi)的旅客及其他人員予以警示。當(dāng)火車即將到達(dá)站臺(tái)及有人站在警戒線內(nèi)，單片機(jī)接收信號(hào)并控制語音芯片播報(bào)相應(yīng)的語音信號(hào)，提醒乘客火車即將來臨請退出警戒線并排隊(duì)上車。