智能化运动场人流量统计系统的设计

滕腾　贾镘琛　赵传勇　蒋鹏　朱达　周文娟　顾文蓉

【摘 要】本系统是智能化的运动场人流量统计，可以实时监控运动场人流量。本系统为基于光电传感器的自动计数装置，采用的是对射光电传感器，每当有物体通过时，对射信号被阻挡一次，光电元件就改变一次工作状态，单片机接受电信号，计数电路计数一次。通过控制程序和LED显示屏将结果显示出来。

【关键词】运动场；光电传感器；智能化；人流量统计

1 运动场人流量统计系统设计的背景及意义

随着现在城市化进程的加快，人民群众对体育运动场馆的需求也日益增长。为了能准确的得到场馆的人流量统计，我们开始研究基于光电的运动场人流量统计的课题，通过此课题的研究，我们就可以通过显示器了解场馆或者地区内部人数，统计进出人员流量，然后合理的限制各通道的人员进出，从而避免内部地区人员饱和，减少危险事故的发生几率。同时可以在重大事件发生时，通过对进出口人流量统计，可以合理的调度，使人员在短时间内更快的疏散。我们采用的是光电技术对人流量进行统计，这样统计的精准度高，不会有大的误差产生。这样就可以使管理人员通过对人流量的了解，来判定个通道设置的合理程度以及达到人员数量控制的目的。这在预防人员过度饱和方面具有很高的积极性，所以光电计数肯定要比人工统计好的多。基于光电的人流量统计不仅适用于运动场，还适用于商场、电影院、博物馆、展览观、车站、码头、银行等公共场所。人工统计是人们最早对人流量统计实行的办法，运动场内部人员在设定的时间内，对每个入口的人数进行计数。过程采用的是目测计数，然后手工统计出人流量的情况。从而对整个运动场人流量进行判定。

1.1 总体设计

本设计是利用单片机和电子元器件组成的简易人流量统计的系统，具体要求如下

（1）用电子器件设计出简易人流量统计系统，使之可以统计和显示某一时间段内的运动场人流量

（2）每当有人进入时，进门显示加1，每当有人出去时，出门显示加1

（3）该系统能够显示全天的时间，从而计算这段时间内的人流量

（4）系统具有报警功能，当人数达到一定的值时，系统自动发出警报。同时限制各通道的进出。

此人流量统计系统采用的是光电传感器来检测，单片机分析传感器信号的变化來判断人员的进出情况，最后由单片机将人员进出情况在显示屏中显示出来。原理框图如图1所示。

如图所示整个光电计数系统由单片机，电源电路，光电传感器，显示屏，报警电路组成。我们采用的是对射光电传感器，其主要部件由LM393，对射红外头组成，具有信号输出指示，输出有效电平等特点。传感器被遮挡一次，发送端发出的红外光就被遮挡一次，接收端没有接收到光信号，光电接收管的电平就发生一次变化。整个光电传感器部分把被计数的物体的变化转换成电信号，单片机接受有用信号，经过处理应用，这时计数电路部分开始计数，当人数达到设定的数值时，报警电路工作。基于单片机的光电计数器，核心部分采用的是STC89C52单片机，电路实现简单，应用需要编写程序运行。可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。

1.2软件设计部分及总模块流程图

1.2.1 计数控制流程图

1.2.2 总模块流程图

如图3所示。进行初始化就是主函数的主要工作，主函数还负责不断查询按键情况并执行相应的功能。在接收到有人通过光电门的信息后，信息被送往单片机处理判断，单片机判断人员是进门还是出门的情况，然后通过LCD显示屏显示出来。

利用光电传感电路模块来判断是否有人进出，当传感器检测到有人通过时，就会输出高电平。此时光电传感器是可连续触发模式，人员运动过程中，将持续输出高电平，当人员完全通过直到离开检测范围时，自动延时为低电平。而如果是不可连续触发模式，时间一到就会改变为低电平。我们采用的是不可连续触发模式。因为如果是可连续触发，光电门检测到有人通过时，还要经过一定的延时，内容才会被发送到LCD显示屏中显示。这样显示过程就比较缓慢。不利于实时观察。同时我们采用的是进门和出门分开放置，所以进门进人时，进门显示加1.出门出去一个人，出门显示加1，然后对进出人员汇总计数为内部总人数。

结论：本设计是用来代替传统机械计数的设计系统，它不仅避免了传统人工计数的费时耗力，又避免了机械计数的生硬。这样就可以根据运动场内部情况，来限制进入运动场内部的总人数，这样就可以为管理人员提供很好的决策辅助。

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[责任编辑：朱丽娜]