公交车载客人数电子计数器的设计

杨 洁，刘海民，舒 梅

（1.黔南民族师范学院 物理与电子科学系，都匀 558000；2.贵州电子信息职业技术学院，凯里 556000）

0 引言

随着社会经济的高速增长，在城市人口高速增长的同时，城市居民出行量迅速提高，造成交通拥挤。而城市公共交通系统的顺畅与否直接影响着城市经济运行的效率和市民生活的品质。我国城市公共交通运输管理方法研究的状况是以传统的公共交通运营组织以线路调度为核心，是一种基于传统设备和调度员的经验的调度。调度员通过电话等工具传达调度指令，手签路单和目测客流。当出现突发情况，破坏正常的行车秩序时，现场调度就出现了所谓“瞎子调度”的现象。这种状况很难跟上现代化城市的发展步伐。由此可见在传统的城市公交车辆调度系统上加上实时监测乘客人数，对于突发事件的发生就显得尤为重要了。

本论文利用简单的中小规模集成电路对车上的人数进行计数，实时监测车上的乘客数量。

1 公交车载客人数电子计数器的设计

1.1 设计思路

为了准确地记录车上人数，计数器需要通过感应器进行感应，然后将结果送至显示器及调度室（如图1所示）。

图1 设计总框架图

1.2 各部分电路设计

1.2.1 前、后门感应器设计

公交车的前、后门感应器主要用来感应乘客的上下车情况，根据人是有体温的特性，我们采用热释电红外传感器。无论怎么上下车，人距离传感器的距离应保证在20cm以内。无人售票公交车的前门是乘客上车，后门是乘客下车的必经之道。一般门开在车身的右边，前、后门的宽度大约在70cm--80cm，每次仅供一个人上下车，因此这里可以把传感器安在车门的左方，也可以根据实际情况进行调整。前、后门感应器电路设计如图2所示。

图2 前、后门感应器电路图

1.2.2 车载计数器的设计

公交车辆限载人数按《机动车运行安全技术条件》（GB7258－2004）国家标准规定的“城市公共汽车及无轨电车按每1人不小于0.125m2核定”，因此计算公交车的载客人数，得按每平方米≤8人计算。那么对于一辆公交车来说能承载70—80人，最多不该超过100人，所以我们可以在公交车前门安放一个百进制的加法计数器对上车的人进行计数，在公交车后门安放一个百进制的减法计数器，该百进制减法计数器就会通过下车人数进行相减。当车开动后，把上车门的计数器的数字与百进制的减法计数器的数字进行相加，最后得到的就是当时车上的人数，把该人数一边通过预置数的方式预置到百进制的减法计数器中，等待下次到站使用，一边通过显示器显示出来。

1)前门计数器的设计，同步十进制加法计数器74LS160的应用

图3 前门计数器的设计

说明：（1）图3中U1和U2组成一个两位十进制（百进制）加法计数器。该加法计数器对前门上车人的个数计数。

（2）图3中U1是低位，代表百进制的个位；U2是高位，代表百进制的十位。U1和U2的A～D都预置为0000。

（3）计数脉冲由前门的感应器产生进行触发。即：每上一个乘客则有一个下降沿进行触发，使该计数器计数加1。

2）后门计数器的设计，同步十进制可逆计数器74LS190的应用

图4 后门计数器的设计

说明：（1）图4中U3和U4组成一个两位十进制（百进制）减法计数器。该减法计数器对后门下车的人的个数计数。

（2）图4中U3为低位，代表百进制的个位，U3的A～D输入端与图6的U6的S1～S4输出端相连；U4为高位，代表百进制的十位，U4的A～D输入端与图6的U12的S1～S4输出端相连。

（3）计数脉冲由后门的感应器产生进行触发。即：每下一个乘客则有一个上升沿进行触发，使该计数器计数减1。

（4）开关J1的功能是当车停下客时，选择LOAD=0，该计数器处于计数状态，即每下一个客人减1；当车关门开走后，选择LOAD=1，该计数器处于预置数状态，把刚统计到的车上总人数预置到该计数器中，等待下一次到站对乘客的计数。

3）开车后车上人数的统计

开车后，把后门减法计数器最后剩的数与前门加法计数器的数进行相加，就得到了当时车上的实际人数。在这里做的是一个两位十进制数的相加。

开车后车上人数统计设计，4位加法器74LS83的应用如图5所示。

图5 开车后车上人数的统计设计

说明：（1）U5的A1～A4接图4的U1的QA～QD，即前门得到的人数的个位；U5的B1～B4接图5的U3的QA～QD，即后门剩下的人数的个位。U5实现的是前后门的人数个位数的相加。U11的A1～A4接图4的U2的QA～QD，即前门人数的十位；U11的B1～B4接图5的U4的QA～QD，即后门剩下的人数的十位。U11实现的是前后门的人数十位数的相加。

（2）U6的S1～S4是得到的是开车后车上的总人数的个位数，U12的S1～S4是得到的是开车后车上的总人数的十位数。

1.2.3 车载显示器

显示器的种类很多，考虑到成本和功能，选用显示译码器就可以了。

车载显示器的设计应用74LS48驱动数码管。

图6 车载显示器的设计

说明；1）由于车上人数最多也就70—80人，故选用两位数码显示系统即可。

2）U19和U21显示两位十进制（百进制）的个位，U20和U22显示两位十进制（百进制）的十位。U19的A～D输入端与图6的U6的S1～S4输出端相连；U8的A～D输入端与图6的U12的S1～S4输出端相连。

1.3 车载计数器的电路仿真

该计数器的电路仿真全部采用Multisim11.0来完成，总图如图7所示。

图7 公交车载客人数电子计数器设计总电路

2 结束语

随着社会经济的高速增长，在城市人口高速增长的同时，城市居民出行量迅速提高，造成交通拥挤，而城市公共交通系统的顺畅与否直接影响着城市经济运行的效率和市民生活的品质，直接牵制着一个城市，一个国家的发展。本文只是针对公交车车上乘客人数的动态监测做了一点小设计，希望通过该设计能让总站及时了解实时的车载情况，做出相应的措施，也方便下站的乘客选择乘坐哪辆车。由于作者水平有限，不足之处敬请谅解。

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