通過對當前汽車超載危害的分析，完成汽車超載監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。以MCS251 單片機為核心，進行了該系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。實現(xiàn)了對車載客人數(shù)的檢測、分析處理以及結(jié)果顯示。系統(tǒng)能夠較好的完成客車超載的預(yù)警提示，并對超載情況進行相關(guān)控制。本系統(tǒng)由前端的檢測模塊、單片機系統(tǒng)、控制模塊等部分組成。檢測模塊的主要功能是對上下車人數(shù)進行統(tǒng)計。單片機系統(tǒng)主要對乘客人數(shù)分析處理，同時對控制模塊進行信號控制?？刂颇K用于對當前車內(nèi)乘客數(shù)進行顯示，當超載時通過蜂鳴器報警，并通過繼電器對客車執(zhí)行鎖定。

　　檢測模塊電路設(shè)計

　　檢測模塊的電路組成如圖2 所示，由運動方向識別傳感器和互鎖電路組成。運動方向識別傳感器由紅外線發(fā)射管，光電三極管組成，由CD4013 組成的雙穩(wěn)態(tài)電路組成方向識別互鎖電路，以便在實際應(yīng)用中起到一定的抗干擾作用。系統(tǒng)的前端檢測部分利用兩組紅外線發(fā)射接收對管，安裝于車門的兩側(cè)，用于判斷乘客上、下車，并用來向單片機系統(tǒng)送出計數(shù)信號。當車門打開時，系統(tǒng)開啟；當有人上車時，紅外線傳感器檢測上車人數(shù)，單片機系統(tǒng)實現(xiàn)對人數(shù)加計數(shù)，并通過L ED 數(shù)碼管顯示；當有人下車時，單片機實現(xiàn)減計數(shù)，并通過L ED 數(shù)碼管顯示。

　　圖2 檢測電路模塊

　　紅外線傳感器指能夠發(fā)射紅外線和接收紅外線的器件。紅外線傳感器根據(jù)其機理不同可以分為被動型紅外線傳感器和主動型傳感器。其中主動型紅外線傳感器，包括紅外發(fā)射管和紅外接收傳感器，這2 種傳感器配套使用可組成一個完整的紅外線檢測、遙控系統(tǒng)，這類傳感器也稱光探測型感器本系統(tǒng)使用了其中的紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管來檢測判斷客車載客人數(shù)。

　　控制模塊電路設(shè)計

　　控制模塊利用在單片機內(nèi)預(yù)先設(shè)定載客人數(shù)，當上車人數(shù)超過此設(shè)定值時，單片機便通過繼電器控制客車的電子打火器，鎖定客車執(zhí)行機構(gòu)，使客車無法啟動，并以L ED 顯示當前人數(shù)，同時通過蜂鳴器發(fā)出報警。制模塊電路電路組成如圖3 所示，包括L ED 數(shù)碼管顯示電路、報警電路和汽車執(zhí)行鎖定電路。在數(shù)碼管顯示電路設(shè)計中，將待顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD 碼輸出，經(jīng)過共陰極數(shù)碼管譯碼驅(qū)動器74LS48 將BCD 碼轉(zhuǎn)換成七段碼送給數(shù)碼管顯示。報警電路比較簡單，當超載時，系統(tǒng)通過軟件控制蜂鳴器實現(xiàn)報警。

　　圖3 控制模塊電路

　　對汽車的鎖定電路中繼電器選用J RX13F 型12V直流常閉繼電器，其常閉觸頭接在汽車的高壓回路中。當打開啟動開關(guān)（即點火開關(guān)） 時，由于P2. 5 口處于低電平，所以繼電器不動作，對汽車正常工作沒有影響。當車內(nèi)人數(shù)超過預(yù)定人數(shù)，即超載時，單片機系統(tǒng)向P2. 5 送高電平，繼電器動作，其常閉觸頭斷開，切斷汽車的高壓回路，駕駛員無法啟動汽車發(fā)動機。當車內(nèi)人數(shù)恢復(fù)到預(yù)定人數(shù)以下時，單片機系統(tǒng)再次送低電平到 P2. 5 口，繼電器動作，其常閉觸頭閉合，汽車又恢復(fù)正常的啟動，從而有效地限制了客車的超載行為。