對于大多數城市居民來說，公共交通系統(tǒng)是他們每天都要接觸的。然而，隨著城市化的加速發(fā)展。城市人口的迅速增長，城市公交系統(tǒng)也變得越來越擁擠。市民普遍感到乘公交車難，車上擠得難受。同時，由于公交車超載現象的普遍存在，因而也存在一定的安全隱患。2009年6月5日8時25分許，成都北三環(huán)附近一輛“川A49567”9路公交車發(fā)生燃燒，導致27人遇難72人受傷。值得注意的是，超載的交通負荷加劇了此次事故的損失，而其背后，則是城市化加速后的公共交通之困。事實上，成都遇到的公交難題也是全國性的。
從現行法律上講，給公交超載標準定性倒不太難。《道路交通安全法》明確指出，界定核載人數的標準是公安機關為機動車核發(fā)的行駛證上的核載人數。一般來說，就是按照機動車出廠時設置的座位數為準。那么，按照《道路交通安全法》，公交車是否超載一目了然。基于上述原因，本文提出了一種智能防超載及語音提示系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過單片機控制反射式紅外傳感器來實現公交車的車載人數統(tǒng)計，并通過12864LCD進行顯示，當車載人數超過車載上限時，在單片機的控制下，ISD4004語音模塊將發(fā)出語音提示信息，進而達到智能控制防超載之目的。
1 系統(tǒng)原理
本系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示，它由AT89S52單片機、反射式紅外計數模塊和12864LCD顯示模塊、ISD4004語音提示模塊等組成。本系統(tǒng)通過反射式紅外計數模塊采集公交車上下乘客數目，并送至單片機，再通過單片機來控制12864LCD顯示當前乘客數量，當乘客數量超過車載人限時，ISD4004語音模塊將進行語音提示，從而實現智能控制功能。
2 系統(tǒng)硬件組成
2．1 反射式紅外計數模塊
(1)E18-D80NK傳感器
E18-D80NK傳感器是一種紅外線反射式接近開關傳感器，可用于物體的反射式檢測(如障礙物檢測，流水線計數，門禁系統(tǒng)，自動沖水系統(tǒng)等)。該傳感器具有體積小，能耗低，應用方便，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。E18-D80NK傳感器的應用電路如圖2所示。
(2)反射式紅外計數電路
反射式紅外計數模塊的電路圖如圖3所示，該系統(tǒng)由兩個AT89S52單片機進行控制，其中一個為主機，用于前門；另一個為從機，用于后門計數。四個E18-D80NK傳感器(R／T1和R／112用于前門，R／T3和P／T4用于后門)用來檢測人數；一個LCDl2864用于顯示當前人數。P／T1和P／T2前后并列擺放。當P／T1先檢測到有信號且R／T2隨后檢測到有信號時，表示有人上車，計數器加一；而當R／T2先檢測到有信號且P／T1后檢測到有信號時，表示有人下車，計數器減一，其余情況下計數器不變。R／T3和P／T4的擺放、計數原理與R／T1和R／T2相同。當從機通過紅外傳感器(R／T3和R／T4)檢測到有人上下車時，可分別設置不同的標志位；從機再通過串口把標志位發(fā)給主機，主機根據接收到的不同標志對計數器進行加一或減一操作；主機自身也可以通過紅外傳感器(R／T1和P／T2)檢測人的上下車，并根據人的上下車情況來對計數器進行加一或減一操作；處理完后再控制LCDl2864顯示出車上的當前人數。
2．2 ISD4004語音提示模塊
ISD4004語音提示模塊電路如圖4所示，它主要由ISD4004語音芯片及外圍電路構成。ISD4004的輸入端接的是一個模擬輸入信號，可連接一個駐極話筒來錄制聲音。從圖中可以看出，AT89S52和ISD4004之間的連線較少，P1．1接ISD4004的片選引腳
。用于控制ISD4004的選通。P1．2接ISD4004的串行輸入引腳MOSI，以便從該引腳讀入放音的地址。P1．3和P1．0分別接ISD4004的串行時鐘引腳SCLK和串行輸出引腳MISO。ISD4004的輸出端接LM386功率放大器。LM386是美國國家半導體公司生產的音頻功率放大器。
2．3 LCDl2864顯示模塊
LCDl2864顯示模塊電路如圖5所示。本模塊主要由AT89S52和LCDl2864組成。LCDl2864是一種帶中文字庫，具有4位／8位并行、2線或3線串行多種接口方式。內含國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為128x64。該電路中使用的是并行接口方式，這樣可以加快顯示速度．而且程序代碼簡單。圖5中的LCD12864數據口要接上拉電阻，以使顯示更加清楚。在編程顯示中文字符時，要先設置顯示字符的位置，再寫入字符代碼。在LCDl2864接收指令時，一定要先確認模塊內部是否處于非忙狀態(tài)，即先檢測BF忙標志。再發(fā)送指令。
3 系統(tǒng)軟件設計
本系統(tǒng)的軟件程序流程如圖6所示，當系統(tǒng)上電時，首先要對系統(tǒng)進行初始化，然后調用顯示子程序，接著運行反射式紅外檢測模塊來采集信息，當檢測到有乘客上車時，調用計數加程序，使計數器加一，并判斷是否達到車載人限，若計數器沒有達到車載人限，則返回顯示子程序，繼續(xù)掃描；若計數器達到了車載人限，則調用語音提示程序，同時發(fā)出相關超載提示語音。同理，若有乘客下車時，則調用計數減程序，使計數器減一，并返回到顯示子程序，繼續(xù)掃描。
4 結束語
本文設計的智能公交車防超載語音提示系統(tǒng)，主要通過在公交車前后門分別安裝一對E18-D80NK傳感器來實現雙向可逆計數功能。系統(tǒng)安裝時，要求每對E18-D80NK傳感器都要并列放置，每對傳感器之間保持3～5 cm的距離，以方便乘客能先后通過每對傳感器，從而進行準確的判斷。同時，電路連接要準確。此系統(tǒng)可根據人體的不同運動方向自動進行加減計數，可對乘客從前后門上下車方向進行準確的判定及檢測。該方法突破了單向反射式紅外計數器的局限。經反復測試，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，計數裝置反應靈敏，計數準確，語音提示功能完善，能滿足實時性要求。