儿童校车安全监管系统

-I-青少年的安全健康是备受国家和社会关注的话题，尤其是儿童校车的安-II-Abstract-III- I 1 1 1 2 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 6 7 7 8 9 9 23 24 中存在不当的行为。比如超载、超速违规行为、为了赶时间、不按规定的路线行驶、抄不验的人开，增加了风险。2、原先有关校车安全驾驶的法律法规不完善，没有把相关的责任具体下去，使得校车安全问题没有有效的监管起来，存在不安全的车辆充当校车使和校车司机没有专业驾驶校车的知识等问题。不过在2012年国务院针对校车安全问题，专颁布，当要想真正的把校车安全监管起来，需要大量儿童校车安全监管系统涵盖硬件和软件设计两个方面。内容有数据显示模块、语音播报模块、超速警示、门禁控制、刷卡、速度检测、远程通信、按键以及主控制器。系统通过按键启动校车，液晶显示车速，如果车速超过设置的报警值，则进行蜂鸣器报警，同时通过无线模块发送到手机端，进行远程报警。学生上车时需要进行刷卡，并记录下此学生上车，到站后，必须刷卡下车，同时会进行语音提示，某某学生下车，如果上车的学生没有下车，则无法关门。系统可以对学生和卡之间进行清除绑定或者注册绑定，可以通过按键对车速报警值进行设置。系统结构框图如图2-1所示。远程通报按键方案一：单片机作为系统核心的控制器，是其他所有模块的连接枢纽，设计选用STC89C52单片机内部有存储模块，内部的存储模块具有超长时间的存储能力，单片机软件设计时通过MCS-51指令完成的，此指令标准在很多器件上都可以使用，通用性很强。这款单片机的能耗也很小，在低功耗方面表现优异，单片机内核是51内核，现在很多单片机都是使用此内核，单片机是最基础入门级8位单片机，在开发设计上也是最简单的，此款单片机内部可完成8K的代码量，如果代码量超过了8K,还可以设计外围代码存储方案，设计满足所有设计需要。单片机在设计出厂后做了加密处理，后期产品中使用后，不会被盗取设计文件，通过任何技术手段也无法进行解密。单片机的执行速度也很快，一般搭配的晶振是11.0592Mhz晶振，单片机的稳定性很强，在很多复杂场景下都可以稳定运行。此单片机最大优势就是成本方面，成本很低，这对于很多设计来说也是最重要的一点，所以这就是为什么在很多产品设计中可以看到它的声影。所以不管是从能耗还是价格等方面都有着很大的优势，运行稳定，性价比高，价格相对便宜，且功耗低，加密性强，此外操作模式:命令控操作模式和自动操作模式。在自动操作模式下,该方案有许跟踪程序并将其配置为数据交互;如果它在命令控模式下工作,它可以由AT命令控3系统硬件设计STC89C52可以存储8K的代码量，对于大多数项目是够用的，此款单片机在产品中使用频率很高，主要因为单片机的开发设计更容易上手，对于工程师而言难度较小。所以很多产品都使用它来作为主控制器方案。这对于产品的成本很有优势，而且时间成本也会大大减小。此款产品常用接口有32个，包括PO、P1、P2、P3四组接口，每组8个接口，这样数量的接口对于大部分设计都可以满足要求，而且有的IO口还配备有第二功能，既可以作为常用IO,也可以作为特殊功能使用，比如P3.0为串口通信的输入端，P3.1为串口通信的输出端，P3.2为定时器0的中断信号输入口，P3.3为定时器1的中断信号输入口，这4个IO为特殊功能，也可以作为普通IO使用。单片机除了设计有普通IO,还有一些必要的接口，单片机的运行必须有复位电路、晶振电路。单片机的9脚接单片机的复位电路，此引脚可以输入有效得到复位信号对单片机的运行进行复位，单片机的晶振电路通过单片机的18脚、19脚输入时钟信号。还有31脚EA,此引脚的信号会觉得单片机的运行程序的位置，如果EA不接或者接低电平，单片机会默认从芯片内部存储模块读取运行程序，如果EA接高电平，单片机会从外部读取运行程序，这时PO口就会作为地址以及数据接口，作为程序读取的通道。作为一款控制器，电源是比不可少的，40脚为电源，20脚为电源地。液晶是一种混合物质，它的常态是介于固态和液态之间。因为可以把摄入的光线偏转，特别是加上电压后会改变液晶的分子排列状态，所以做成了显示屏。当然现在液晶屏幕的发展比较迅猛，我们常用的电脑显示器，电视机，手机等等都运用了液晶技术。液晶屏幕有着工作电压低，功耗小，还有就是显示信息量大，轻薄易于彩色化寿命长等优点系统需要对人际交互数据进行显示，选择的是液晶LCD1602液晶屏，此液晶屏操作简单，显示字符数较多，显示内容多样，很多产品中使用此液晶屏。选择液晶显示作为数据显示方案有很多优势。显示是第一眼会被关注的内容，所以显示效果非常重要，液晶显示内容清晰，背光可调，显示内容清晰，可以灵活控制液晶的背光灯，需要时打开，不需要时关闭，只要内容显示，不需要刷新就会保留在液晶屏上，只有再从新刷新的时候才会改变显示内容。在内容显示上，液晶显示屏显示内容多样，相比于LED而言，LED只能显示数字，显示内容单一，液晶显示内容很多，符合设计要求，电路设计简单，不需要额外的器件进行驱动。液晶内部其实很简单，内部是由一个一个小的点阵构成的液晶屏幕，输入显示内容后，各个小点阵按照内容显示，此显示屏是价格成本较低的。液晶显示在运行状态下，显示内容时，需要比较大的能耗，所以液晶都设计了驱动芯片，用于对液晶显示进行驱动。液晶屏可以同时显示32个数字，或者显示32个字母，或者32个其他字符，显示内容样式较多，可以显示很多不同的格式内容。液晶带有很大的显示内容库，在显示程序设计上简单，直接输入显示内容就可以完成显示，显示库里包括数字、字母、标点、特殊字符等，可以满足很多设计需要电路图如图.4所示。蜂鸣器实现系统报警功能，蜂鸣器的控制需要的电流比较高，单片机的IO口并不能满足，需要外围驱动电路的支持，三极管是最基本的驱动型器件，选择PNP三极管8550,三极管的发射机接电源，基极接电阻后接单片机，集电极接蜂鸣器的正极，蜂鸣器负极接地，单片机控制三极管的基极就可以实现对蜂鸣器的控制。设计通过单片机的P2.5进行控制。电路图如图3.5所示。本设计采用的是A3144E霍尔元器件，它体积很小，重量轻，同时结构坚固牢靠，寿命长，功耗小，频率高，抗震动，方便安装，不怕灰尘，油污，烟雾等优点。当然作为传感器它有具有精度高，没有接触点，不会出现磨损，线性度好，输出波形清晰，无抖动等特点。经过补偿措施工作温度可达-40度——150度如图3-4,是霍尔元件在本程序的安装示意图，我们把一块磁钢粘贴到非磁性的车轮上，这块磁钢就是信号发生装置，把霍尔元器件放到靠近车轮的边缘地方，当我们的车轮转动了一周，霍尔元器件就接收到一个信号，并且传出一个脉冲信号。通过脉冲次数就可以知道车轮转动了几周，计算出路程=nπd,在GSM模块和单片机只需要通过串口就能进行通信功能，通过GSM模块进行无线通信通过串口操作GSM模块，将GSM模块的TXD和单片机的RXD的P3.0连接，GSM模块的RXD和单片机的TXD的P3.1连接，如图3-5所示。这样只要按照AT指令的要求，以本设计选用CY-14443A系列射频读写模块，该模块可以通过串行接口与MCU连接，而且读卡器对电子标签的数据读取需要用到几个固定库函数，我们只需要将程序移植过来就可以用了，调试起来非常方便。IC读写模块，本模块使用NXP公司的13.56MHz无接触读写ICMFIC进行设计。默认控制接口为UART,通过调整板上的电阻，还可以使用SPI或I2C总线进行控制。借口口主入从出)、NC(悬空)、GND(地)、RST(复位信号)、3.3V(电源)。根据MFIC的Datasheet,该IC的控制接口由管脚I2C与EA的电平决定。在MF522PA中，已经引出这两个配置线，接口类型由电阻R3、R4、R5、R6决定。R3(下拉，0欧姆),R4(上拉，100k欧姆),控制管脚I2C的电平。R5(下拉，0欧姆),R6(上拉，100k欧姆),控制管脚EA的电平。IC射频由两部分组成，分别是读卡器和射频卡。首先，读卡器会不断的发射射频信号，当射频卡与读卡器在一定距离时，射频卡会产生感应电流，并使读卡器发送出存储的数据。IC技术更具有抗干扰性能，更安全，以独特的方式识别产品，可以提供其他类型的有好多的优点，它会使安全性得到增加，并且会减少人为的干预，还会对流程速度进行提高，在附加信息和实时信息实用性方面有独特识别等等。然而，最佳特征并不是集中在一个单一的技术中，因此，我们选择分辨出我们的解决方案所需要的条件，并提出最有可能为其目的服务的技术。每一种波段的C都有各自示。为控制方式而寻找合适的外围单片机电路，高度集成的单片机技术足以取代复杂的外围控制电路。配套WT588DVoiceChip上位机操作软件可随意更换WT588D语音单片机芯片图3-7语音提示电路优势在于稳定性强，内部可以输出很大的电流，这也跟其内部的集电极开路输出有关系，这样就能使继电器得到驱动。系统按键用于控制系统升起、降低动作。共有4个按键，因为单片机IO口输出的是高电平，当使用按键有效信号为低电平时，如果按键没有按下，则单片机会一直扫描到的高电平信号，如果按下按键，则单片机会扫描低电平信号，则会实现按键扫描。电路图3-8按键电路是按键是否是校车启动显示是是否超速图4-1系统软件设计流程图4.2按键扫描子程序设计有效电平，则表示按键按下，这个延时就是消抖。独立按键软件设计流程图如4-2图所开始开始初始化是否为低电平是其他子程序4.3GSM模块操作软件设计8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位，9600波特率需要对定时器0中断1进行设置，设置定时器0高8位为THO=0x4c,定时器低8位为TL0=0x00。然后通过发送端和SBUF寄存器发送数据，通过TI判断是否发送完成。接收端通过SBUF接收数据，通过RI判断是否接受完成。开始开始图4-3GSM软件设计流程图4.4RC522软件设计开始开始端口初始化寻卡是否有卡是防冲突能否通过密码验证是读写卡否扇区改变通过Keil编写代码，编译器编译成，生成可执行文件HEX，此文件可以烧录到单1:软件代码设计完成后，首先编译必须没有错误，警告可以有，逻辑错误需要通过调试修改，所以只需要编译没有错误即可，通过Debug模式进行调试，选择菜单栏的Debug,选择第一项Start/StopDebug,启动Debug模式。如图所示：}AllBreakpointsCtrlSh选择菜单栏的View,电机WatchWindow,调出监控窗口，如图所示：调出监控窗口，窗口如下图所示：厚Watch1在调出的监控窗口中，可以添加想要观察的变量，必须选择Watch1,然后点击输入栏，输入需要监控的变量名称，启动运行，就可以看到变量的变化是否和程序设计一点击调试，代码运行可以进行单步调试，也就是按一下按钮代码运行一句代码，如下通过工具栏的调试工具，控制代码运行，选择模式有单步、循环、跳出函数、全速等调试模式，安装代码的运行情况进行运行，监控变量的变化。在这种设计中，存在许多意外情况和一些问题。首先，在绘制电路板时，封装错误会导致电缆出错，并且不能使用整个电路板。在绘制原理图之前，必须首先创建属于该用户的组件库。通过检索包库中的包来解决此问题。另一个问题是在编程过程中，窗口总是报告错误，并且在故障排除后，发现中断程序有错误。修改某些语句后，使程序正确运行。引脚松动的问题是由焊接过程中的弱焊点引起的。该问题的解决方案是提高焊接笔的温度。因为我使用的焊接笔是新的，我需要在使用前用镘刀研磨焊接头。笔尖在使用过程中必须保持清洁。焊接时，锡应集中在笔尖的预留孔和铜包覆板上，以控制焊接时间。焊接较大的元件时经常使用焊膏，但这种材料有些腐蚀性，焊接后必须及时清除。在上述操作之后，解决了弱焊接的问题。目前大部分用的焊接方式都是智能机械手臂焊接，手动焊接都不怎么用了。但是我们做设计的时候就会经常使用最初的手动焊接，而且焊接的好与坏代表着这个系统能不能正常使用。以下是焊接步骤：(1)开始焊接：(2)提高焊接温度：(3)清洁焊接面板：实物组装焊接好之后，就可以