基于单机片的客车超载警报系统的设计与实现 (2)

基于单片机的智能型客车超载检测系统的设计摘要：本文设计了一种基于单片机的智能型客车超载检测系统，该系统通过传感器检测客车重量，可实现自动化地判断车辆是否超载，提高了客车安全性能和运输效率。

本文主要介绍了系统的硬件设计、软件设计以及实验室测试结果。

系统硬件采用了AT89S52单片机为控制核心，利用AD7794称重传感器采集载重数据，通过LCD1602显示当前载重情况并发出警告信号以提示超载，并通过RS485接口将数据传输到上位机监控系统，实现了对车辆超载状态的实时监测。

实验结果表明，该系统具有较高的准确性和稳定性，可实现可靠的客车超载检测功能。

关键词：单片机，超载检测，AD7794，LCD1602，RS485Abstract:This paper designs an intelligent passenger car overload detection system based on single chip microcomputer. The system can automatically judge whether the vehicle is overloaded by detecting the weight of the passenger car through sensors, which improves the safety performance and transportation efficiency of the passenger car. This paper mainly introduces the hardware design, software design and laboratory test results of the system. The hardware of the system adopts AT89S52 single-chip microcomputer as thecontrol core, uses AD7794 weighing sensor to collect load data, displays the current load condition through LCD1602 and sends a warning signal to prompt overload, and transmits data to upper computer monitoring system through RS485 interface, which realizes real-time monitoring of vehicle overloadstatus. The experimental results show that the system hashigh accuracy and stability, and can realize reliable passenger car overload detection function.Keywords: Single-chip microcomputer, overload detection, AD7794, LCD1602, RS4851.引言为了保障客车的安全运行，防止超载车辆的发生，一些国家已经实行了客车超载检测制度。

基于单片机的汽车超速报警器的设计随着社会的发展和科技的进步，汽车已成为人们日常生活的重要交通工具。

然而，不适当的驾驶速度可能导致交通事故和生命财产的损失。

因此，设计一种基于单片机的汽车超速报警器，对保障行车安全具有重要意义。

一、设计背景与意义汽车超速报警器是一种通过监测车辆行驶速度并判断是否超速的装置。

当车辆行驶速度超过设定阈值时，报警器会发出警报，提醒驾驶员减速。

该装置有助于减少因超速驾驶导致的交通事故，提高道路安全。

二、硬件设计1、传感器选择：选用霍尔传感器作为车速传感器，其输出电压与转速成正比，可用于测量汽车行驶速度。

2、单片机选择：采用AT89C51单片机作为核心控制器，该单片机具有低功耗、高性能的特点，满足汽车行驶中的恶劣环境要求。

3、报警装置：采用蜂鸣器和LED灯作为报警装置，当汽车超速时，蜂鸣器发出警报声，LED灯闪烁提示。

4、存储模块：为保存设定的速度阈值和超速记录，需设计一个非易失性存储模块，如EEPROM。

5、电源模块：考虑到汽车电源的特殊性，设计一个稳定的电源模块，以确保报警器的稳定工作。

三、软件设计1、速度采集：通过霍尔传感器采集汽车行驶速度，并将速度信号转换为电信号输入单片机。

2、速度判断：单片机读取速度信号后，与设定的速度阈值进行比较。

若超速，则触发报警装置。

3、报警处理：当报警触发时，单片机控制蜂鸣器发出警报声，LED 灯闪烁提示。

同时，将超速记录保存在存储模块中。

4、速度阈值设定：为适应不同路况和驾驶需求，软件中设计一个速度阈值设定功能，驾驶员可根据实际情况调整阈值。

5、程序优化：为提高程序效率和稳定性，采用模块化设计和中断处理技术，减少CPU的占用时间。

四、系统测试与优化1、速度测试：通过实际行驶测试，验证报警器是否能准确监测汽车速度，并判断是否超速。

2、硬件调试：检查电路板连接是否正确，调整传感器和报警装置的工作状态，确保系统正常运行。

3、软件调试：通过调试和优化程序，提高报警器的响应速度和准确性。

基于单机片的客车超载警报系统的设计与实现摘要在本文中设计了一种应用于客车中超载报警系统，本系统以单片机为核心，同时摆包含反射式红外传感器、HX711重量检测芯片、报警电路、锁定电路以及键盘模块等等，司机在开车之前可手动设置人数上限以及车辆的最大重量，通过传感器模块可将当前车辆人数以及总重量在显示模块中进行显示。

当客车上的人数或总重量超过设定的阈值时则系统发出报警，此时单片机对信息进行处理后会发出信号控制继电器动作，客车电子起动器工作，此时车辆处于制动状态，不能正常发动和行驶。

本文所设计的基于单机片的客车超载警报系统分为两大部分，其一为软件部分，其二为硬件部分。

其中硬件部分包含红外传感器、方向识别电路等，可实现对上下车人数的检测和判断、HX711重量检测芯片和AD转换电路把重量变化的模拟量转换为数字信号并输入单片机系统。

单片机将传感器检测的数据发送到单片机进行处理后会将当前车辆人数和总重在显示模块中予以显示，若超过设定阈值，则报警模块中蜂鸣器发出报警声且发光二极管发出红光，提示超员或超载。

在最后对本文设计的基于单机片的客车超载警报系统进行了调试，调试结果表明本系统可实现预期功能，且具有一定的功能扩展性，本文的设计对相似系统的设计提供了一定理论借鉴。

关键词：客车超载系统检测，单片机，光电传感器，重量传感器Design and Implementation of Passenger Car Overload Alarm System Based on Single ChipABSTRACTIn this paper, an overload warning system for passenger cars is designed. The system is based on single-chip microcomputer. At the same time, it includes reflective infrared sensor, HX711 weight detection chip, alarm circuit, locking circuit and keyboard module. The driver is driving. The upper limit of the number of people and the maximum amount of the vehicle can be manually set, and the current number of vehicles and the total weight can be displayed in the display module by the sensor module. When the number of people on the bus or the total weight exceeds the set threshold, the system will issue an alarm. At this time, the MCU will send a signal to control the relay action after the information is processed. The bus electronic starter works. At this time, the vehicle is in the braking state and cannot be normal. Start and drive.The single-chip-based passenger car overload warning system designed in this paper is divided into two parts, one is the software part, and the other is the hardware part. The hardware part includes an infrared sensor, a direction recognition circuit, etc., which can realize the detection and judgment of the number of people getting on and off, the HX711 weight detection chip and the AD conversion circuit convert the analog quantity of the weight change into a digital signal and input it into the single chip system. After transmitting the data detected by the sensor to the MCU for processing, the MCU will display the current vehicle number and total weight in the display module. If the set threshold is exceeded, the buzzer in the alarm module will sound an alarm and the LED will emit red light. Prompt over or overloaded. At the end of this paper, the single-chip-based passenger car overload warning system designed in this paper is debugged. The debugging results show that the system can achieve the expected function and has certain function expansion. The design of this paper provides a certain theoretical reference for the design of similar systems.Key words: coachoverload, systemdetection, microcontroller, photoelectricsensorHX711大连科技学院2019届本科毕业设计（论文）目录目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 开发背景与现状 (1)1.2 开发设计的意义 (1)1.3课题主要内容 (2)第2章客车超载监控系统的方案论证 (3)2.1 系统的原理 (3)2.2系统的组成 (3)第3章客车超载警报系统的硬件设计 (5)3.1 客车超载监控系统的检测电路 (5)3.1.1 传感器的选择 (5)3.1.2 反射式红外传感器检测原理 (5)3.1.3方向识别电路的设计 (6)3.2 单片机最小系统的设计 (8)3.2.1单片机的选择 (8)3.2.2单片机外围电路的设计 (11)3.3显示电路的设计 (13)3.4键盘电路的设计 (15)3.5报警电路的设计 (16)3.6客车锁定电路的设计 (17)第4章客车超载监控系统的软件设计 (18)4.1 客车超载监控系统的软件设计方案 (18)4.2 T0、T1中断计数程序的设计 (19)4.3按键子程序的设计 (20)4.4报警与锁定子程序的设计 (21)4.5显示子程序的设计 (23)第5章系统调试与分析 (24)5.1系统的硬件调试 (24)5.2系统的软件调试 (25)5.3调试故障及原因分析 (26)第6章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1 开发背景与现状随着社会经济的发展，人们出行的频率越来越高，尤其是节假日出行更高峰时选择乘坐客车的人数越来越多，但公路交通运力确并未有所提升，因此超载现象频发，由此带来的安全问题屡屡发生，为社会和个人带来了极大的损失。

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要当今社会，在重大的交通事故中，有很大一部分原因是因为超载而引起的。

而本论文就是为了降低由于交通事故造成的安全隐患和人们的生命财产安全所设计的一种车辆超载系统。

该超载系统需要满足可以对车辆超载进行判断，当车辆发现违规超载时系统发出警报并在LED屏幕上显示重量，如果是客车通过计算获得车辆里的人数。

该设计是基于STC89C52单片机作为系统处理的核心，共两个部分，分别为硬件设计和软件设计，硬件部分使用红外传感器和方向检测电路来记录和评估并进入该系统中的乘客上车和下车。

处理后的数据通过单片机系统发送到LED显示器。

声光报警装置电路由蜂鸣器和发光二极管组成，继电器用于阻塞总线启动装置。

软件部分使用汇编语言编程，并具有模块化结构。

对系统进行调试后，可以更好地完成汽车超载的预警和预警，并控制超载。

关键词：智能超载单片机便利AbstractIn today's society, a large part of major traffic accidents are caused by overload. This paper is a vehicle overload system designed to reduce the safety hazards caused by traffic accidents and the safety of people's lives and property. The overload system needs to be able to judge the overload of the vehicle. When the vehicle finds an overload violation, the system sends an alarm and displays the weight on the LED screen. If it is a passenger car, it can calculate the number of people in the vehicle.The design is based on the STC89C52 microcontroller as the core of the system processing. There are two parts, which are hardware design and software design. The hardware part uses infrared sensors and direction detection circuits to record and evaluate and enter the system. Passengers get on and off . The processed data is sent to the LED display through the microcontroller system. The sound and light alarm device circuit is composed of a buzzer and a light-emitting diode, and the relay is used to block the bus starting device. The software part is programmed in assembly language and has a modular structure. After debugging the system, it can better complete the early warning and early warning of vehicle overload, and control overload.Keywords: intelligent overload, single chip microcomputer, convenience目录第一章车辆超载的背景1.1研究背景当今社会，随着科技的进步，汽车已经成为了我们生活中必不可少的部分，而车辆超载指的是当前车辆所承载的货物远远超过了车辆目标承载额度的状况。

基于单片机的车辆超载监测系统设计概述：本文设计了一种基于单片机的车辆超载监测系统，通过采用传感器检测车辆载重情况，从而实现对车辆是否超载进行监测。

本系统采用AT89S52单片机为核心控制器，选用电阻应变片作为载重传感器，并通过外部电路进行信号放大、滤波、AD转换等处理，最终将采集的数据传输给单片机进行处理，由单片机进行超载判断并输出响应控制信号，从而实现对车辆是否超载进行评估。

系统设计：硬件部分：1.AT89S52单片机：作为控制器控制整个系统的运行和通过AD 采样实现对载重传感器信号的采集和处理等功能。

2.载重传感器：本设计采用电阻应变片作为载重传感器，将压力转化为电阻变化信号。

这里采用四个电阻应变片进行测量，以得到更准确的数据。

3.AD芯片：用来实现模拟信号的转换和采样，本次设计中采用的是ADS1241。

4.LCD显示屏：对车辆载重信息进行显示。

5. LED：用来提示超载。

6.按键：用来进行系统的开关机控制。

7.电源模块：提供系统的工作电源。

8.电容：用来实现电路的滤波功能。

9.电阻：用来限制电路中的电流、设置电路工作参数等。

10.变压器：用来降压。

软件部分：1.C语言编写程序实现单片机的控制和通信等功能。

2.完成根据采集的AD值计算出载重数值的算法，并对数据进行滤波处理来消除噪声。

3.根据载重的数值和系统预定的超载阈值进行比较来判断车辆是否超载进行输出控制信号。

总结：本文介绍了一种基于单片机的车辆超载监测系统的设计原理，该系统通过采用电阻应变片作为载重传感器，经过AD转换、滤波等处理之后，交由单片机处理分析，最终通过输出控制信号的方式来实现对车辆是否超载进行判断。

该系统设计简单，易于实施，可以帮助相关部门有效地对超载车辆进行监测，有效提高道路交通的安全性和畅通度。

基于单片机的超重车称重报警系统摘要我国经济在不断的发展中，人民的生活水平稳步提高，给我们带来越来越多的发展空间，同时也出现了多样的出行工具。

在人们享受多种出行方式便利的同时安全问题伴随而来。

从交通统计数据来看，各地方2014年交通事故中30%人数罹难，受伤人数约为107%。

而当车辆超重时，路面的负担将不可避免的增加，根据统计显示，全国每年由于卡车超重造成的损失超过 300 亿元。

引起这些事故的原因有很多，比如:路面环境、司机技术及状态、行人以及道路状态这些都是交通事故诱发的主客观因素。

卡车发生的交通事故根据统计，80%的概率为超重原因。

本设计对卡车安全性研究，通过技术手段，进行监管以减少交通事故发生的概率。

本文针对卡车重量进行研究重量的测量系统，阐述检测卡车超重的技术，对大型卡车运输过程中进行全过程的检测，在卡车超重时进行报警。

通过单片机STC89C52作为重量检测的核心处理器。

在 WPL110称重传感器中把重量感应信号转换为电压信号。

通过转换电路进行卡车实际重量的比例运算。

同时通过与上位机进行通讯，把实际重量与设定重量范围进行对比，进行超重判断，如果超重进行系统报警，同时显示超出的重量。

关键词：超载监控；单片机微处理器STC89C52 ；传感器 WPL110Weighing alarm system of overweight vehicle based on single chipmicrocomputerAbstractWith the continuous development of China's economy, people's living standard has been steadily improved, which brings us more and more space for development. At the same time, various travel tools have emerged. While people enjoy the convenience of various ways of travel, safety issues come along with them.According to traffic statistics, in 2014, 30 percent of local peopl e were killed in traffic accidents and about 107 percent were injured. When the vehicles are overweight, the burden of the road will inevitably increase, according to statistics show that every year due to the truck overweight caused by the loss of more th an 30 billion yuan. There are many reasons for these accidents, such as the road environment, driver's skill and condition, pedestrian and road condition, which are all subjective and objective factors induced by traffic accidents. According to statistics, 80% of truck accidents are caused by overweight.This design studies the truck safety, through the technical means, carries onthe supervision in order to reduce the traffic accident probability. This paper studies the weight measurement system for truck weight, describes the detection technology of truck overweight, carries out the detection of the whole process in the transportation of large trucks, and gives an alarm when the truck is overweight. STC89C52 is used as the core processor of weight detection. The WPL110 weight sensor converts the weight sensing signal into a voltage signal. The ratio of the actual weight of the truck is calculated by a conversion circuit. At the same time, through communication with the upper computer, the actual weigh t is compared with the set weight range, and the overweight is judged. If the overweight is given a system alarm, the excess weight is displayed at the same time.Key words: overload monitoring; microprocessor STC89C52; Sensor WPL110目录第 1 章引言 (5)1.1 选题的目的和意义 (5)1.2 国外研究现状 (6)1.3 国内研究现状 (6)1.4 主要研究内容 (6)第 2 章系统总体结构方案设计 (8)2.1 系统总体结构及其功能 (8)2.2 方案设计 (9)2.2.1 方案一 (9)2.2.2 方案二 (9)2.3 方案的确定 (9)2.4 小结 (10)第 3 章系统的硬件设计 (11)3.1 动态称重系统 (11)3.1.1 动态称重系统组成 (11)3.1.2 动态称重系统原理 (11)3.1.3 动态称重系统平台 (12)3.2 系统的硬件结构图 (13)3.3 单片机 (14)3.4 采集模块 (14)3.4.1 惠斯登电桥 (14)3.4.2 称重传感器 WPL110 (14)3.4.3 OP07 芯片 (16)3.4.4 TLC0838 芯片 (16)3.5 通讯模块 (16)3.5.1 RS485 的简介 (16)3.5.2 MAX485 芯片 (17)3.6 显示模块 (17)3.7 看门狗模块 (19)3.8 报警模块 (19)3.9 小结 (19)第 4 章软件设计 (21)4.1 系统主程序的设计 (21)4.1.1 设计思想 (21)4.1.2 资源分配 (21)4.1.3 主程序流程图 (21)4.2 参数恢复子程序的设计 (23)4.3 采集子程序的设计 (25)4.3.1 设计思想 (25)4.3.2 资源分配 (25)4.3.3 采集子程序流程图 (26)4.4 通讯子程序的设计 (26)4.4.1 设计思想 (26)4.4.2 资源分配 (27)4.4.3 通讯子程序流程图 (28)4.5 显示子程序的设计 (28)4.5.1 设计思想 (28)4.5.2 资源分配 (29)4.5.3 显示子程序流程 (29)4.6 看门狗的中断子程序设计 (29)4.6.1 设计思想 (29)4.6.2 资源分配 (30)4.6.3 看门狗中断子程序流程图 (30)4.7 小结 (32)第 5 章数据处理分析 (34)5.1 称重系统的采样数据方法 (34)5.2 数字滤波算法 (35)5.3 FIR 滤波算法 (35)5.3.2 滤波器参数的选择 (36)5.4 滤波算法的实现 (36)5.4.1 称重算法实现 (36)5.5 本章小结 (37)第 6 章系统仿真 (38)第 7 章结论 (41)7.1 结论 (41)7.2 展望 (41)参考文献 (43)第 1 章引言进一步的经济持续发展，交通运输在经济发展中扮演了重要的角色。

基于单片机的客车安全报警系统的设计作者：张志愿王会廉雪来源：《硅谷》2014年第19期摘要针对近几年连续发生的客车事故事件，本文设计了一种基于单片机的客车安全报警系统。

该系统以AT80C51单片机为核心，通过DS18B20温度传感器测量发动机的温度，用HX711AD转换模块、压力传感器测量客车是否超载。

如果其中一项超标，蜂鸣器电路开始报警。

该系统实现了预防超重和自燃双重危险的目的，为单片机在客车安全方面的应用上提供了一种新思路。

关键词单片机；压力传感器；HX711AD转换模块；DS18B20温度传感器中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0034-01据统计，每年的5至8月份，是汽车自燃事故发生率最高的时段，很多城市平均每日会有2至3起的高温天气造成汽车自燃事故的发生。

据记者统计，2011年，全国发生一次死亡10人以上（含10人）的特大交通事故有25起，共造成410人死亡，平均一起事故死亡16人。

超载是引发事故的首要原因，达到56%。

本设计研究的是一种以单片机为核心器件的检测仪，其硬件电路中采用专门的温度和测重传感器检测温度和重量，检测到的数据经过软硬件技术同时优化处理后，可以检测到客车发动机的温度和车体的重量，起到及时预防和保护的作用，为人们的人身安全增加一道“绿色”防护墙。

1 总体方案设计图1 系统总体框图如图1所示该系统主要由80C51单片机、传感器模块、AD转换模块、蜂鸣器报警模块、LCD显示模块等组成。

系统以单片机为核心，通过DS18B20温度传感器测量发动机的温度，用HX711AD转换模块、压力传感器测量客车是否超载，如果其中一项超标，蜂鸣器开始报警。

压力传感器模块通过螺栓固定于减振弹簧钢板中心最底处，摄录模块与GSM信号发送模块安装于客车前后半车处，显示器则固定于内顶棚，警报器固定在顶棚中央，单片机与客车启动装置连接在一起，并通过排线与所有模块连接，起总体控制作用。