基于单片机的景区客流人数统计系统设计

刘忆 张涛 卢涵宇

摘要：针对景区游客实时人数和环境承载率的问题。本设计以单片机作为系统控制核心，利用光电式红外传感器收集信号，通过游客经过进出口传感器来判断是否进出，再通过单片机系统统计出人数，最后将进出景区的人数和在景区内的游客显示在液晶屏上。本设计的时间信息辅助功能，能帮助景区管理部门了解各个时段景区的客流情况，利于人数分流管理和景区环境保护。

关键词：客流统计;STC89C52单片机;红外传感器

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）18-0202-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

随着我国经济水平的提高，旅游产业发展快速。旅游业也逐渐向智慧旅游方向发展，景区客流统计方案作为景区的一项重要基础设施系统，不但能为景区统计客流人数，防止游客人数过多而影响游客游览体验，保证景区游客安全，更能实时统计景区在各个时间的客流变化情况，在促进各个景区现实智慧旅游，实现景区资源合理分配，提高服务质量，保证游客体验质量等方面都有重要意义。

本次设计主要利用单片机作为控制系统，配合红外传感器等必要器件设计一个景区客流人数统计系统，实现功能如下：有人经过入口时，I位置加一显示;有经过出口时，O位置加一显示;且实时在now person处显示景区现有人数。能显示年月日、星期等具体时间。能统计人数在万人以上，满足多数景区客流统计和游客分流需求。

1 系统整体设计方案

本设计的方案和功能要求为：（1）采用红外传感器来检测游客是否进出，当有人经过传感器时，传感器会向单片机传输一个信号，判读后通过液晶显示屏把人员的进出情况及景区内现有人数显示出来;（2）实时时间统计采用DS1302时钟芯片，提供年月日、星期等具体详细时间信息;（3）显示模块采用LCD液晶屏，可以显示多数字符。系统框图如图1所示。

2 主要硬件设计

本设计主要包括单片机最小系统、显示电路部分、按键模块及时钟电路。

2.1 单片机最小系统

单片机最小系统，是指用最少的元件组成的可以工作的系统，也被称为最小应用系統。最小应用系统一般包括：单片机、晶振电路、复位电路。由于本设计使用的proteus仿真库中没有STC89C52单片机，所以仿真图中用AT89C52代替，实物中使用的是STC89C52，其实对于实现本设计功能二者没有什么差异。单片机最小系统如图2所示。

单片机通常情况下在每次正常的开机或者工作过程中处于非正常工作状态时，都需要对系统进行初始化操作，以便中央处理单元（CPU）和其他的功能性部件都处于一个确定话的初始状态，在并在此以后按照这个状态开始后续的工作。从单片机的工作电路原理中可以看出单片机或者其最小系统的复位工作都是需要外部电路进行实现的。其中原理为当时钟电路开始工作以后，如果在单片机的RST（复位）引脚上出现两个或者两个以上的机器周期处于高电平的工作状态时，此时单片机可以实现初始化状态。

2.2 时钟电路

设计中使用DS1302芯片提供时间，如图3所示，它的X1和X2两个管脚也要连接一个晶振电路。连接单片机的P2.至P2.2三个管脚构成整个时钟电路的控制部分。

时钟芯片部分，DS1302芯片的SCLK引脚与单片机的P2.0引脚相连构成DS1302的时钟端电路，1/0引脚与P2.1引脚相连构成DS1302的1/0端口电路，RST引脚与P2.2引脚相连构成DS1302的复位引脚电路。DS1302的XI与X2引脚与晶振电路相连并接地，VCC2引脚接电源，它们就组成了供电电路。

2.3 LCD液晶显示电路

本电路的DO到D7分别连接到单片机的PO到P7管脚接收所要显示的数据。RS、R/W和E三个引脚在编程的时候使用，对它们初始化，写命令和数据，分别连接单片机的P3.0、P3.1和P3.0管脚，串行输入、串行输出和定时器0外部输入。VDD接电源，vss接GND。

2.4 按键模块电路

按键模块电路的“移位”按键与单片机的P2.3引脚相连，用来移动到需要调节的位置，例如年份等。“加”“减”按键分别与P2.4、P2.5引脚连接，作用是对相应时间位置进行加减调节。本设计显示部分设置了切换按键，让它来控制屏幕显示时间或人数统计情况。液晶屏默认显示时间，按下切换按键后则显示进出景区人数和景区内人数等统计信息，如图4所示。

2.5 红外传感器电路

本设计使用的proteus仿真库没有本设计所采用的红外传感器，所以本设计仿真是采用按键开关模拟红外传感器。其中出口和入口的红外传感器分别与单片机的P3.2和P3.3相接。在仿真中，当按下进入方向按键时，即当红外传感器检测到游客经过时，液晶屏的I部分加一，当按下出方向按键时，即当出方向检测到游客出景区时，液晶显示屏的0位置加一，而NowPerson位置则显示I位置与0位置的差值，也就是景区内的现有人数。

2.6 声音电路

声音电路由一个电阻，蜂鸣器和三极管组成，且在蜂鸣器两端加上5v直流工作电压，整个声音电路与单片机的P2.7引脚相连，其作用是在调节时间和切换液晶屏显示的时候发出声音以提醒操作人员。当进行相应操作时，P2.7引脚输出电平会发生变化，此时声音蜂鸣器会根据三极管的导通截止情况发出声音或者停止工作。

3 系统软件和仿真

3.1 系统软件

系统主函数的任务是对各部分程序进行初始化，在程序运行过程中不断接受和处理相关信号并执行相关功能。在红外传感器检测到有人通过之后，单片机对信号进行处理，判断游客进出情况，最后将结果显示在LCD液晶屏上。流程图如图5所示。

3.2 系统仿真

Proteus作为一个综合型的仿真平台，提供了丰富的仿真器件，操作方便。Keil C51标准C编译器为单片机提供C语言环境，在Keil中编写好程序后，将程序烧写到单片机中，在Keil中生成一个.HEX格式的文件。仿真的时候HEX文件也要拷贝到仿真的单片机中，HEX文件是一个ASCII文本文件，一般用来保存在Keil中编译好的目标代码。仿真电路图如图6所示。

4 结论

本文设计了基于单片机的景区游客人数统计控制系统，系统单片机最小系统、显示电路部分、按键模块及时钟电路，系统中增加时间信息统计功能，统计和控制游客数量，在人数达到一定数量时可采取停止售票等相应措施。利用景区管理，系统操作简单，实用性强。

参考文献：

[1]张均，卢涵宇.可编程控制器原理及应用[M].北京：中国铁道出版社，2007.

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[5]林嘉.基于89S52的LCD1602程序设计[J].电脑知识与技术，2012，8{26）：6376-6378.

【通联编辑：光文玲】

基金项目：贵州省人才平台基金资助项目[2017]5305

作者简介：刘忆（1997-），男，贵州遵义人，贵州大学电子信息工程专业学生。