一種客車超載控制系統的製作方法
2024-01-17 20:06:15 2
一種客車超載控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種客車超載控制系統，包括檢測單元、顯示單元、報警單元、按鍵預置單元、繼電器單元及控制單元。通過檢測單元的兩組傳感器及方向識別電路檢測上車和下車人數，並由控制單元計算車上實際人數。隨後控制單元將實際人數與預置人數進行比較，決定是否阻止汽車啟動。需要時，控制單元控制繼電器單元斷開汽車啟動裝置使汽車無法啟動，直到超載現象消除為止。同時，該系統還配有報警單元及顯示單元，超載時進行報警，也對車上人數及上限人數進行實時顯示。整個系統以控制單元的單片機為控制核心，輔以其他輔助模塊共同執行超載控制工作，結構簡單，可操作性較好，且成本低廉，非常適合廣泛應用於治理客車超載的現象。
【專利說明】一種客車超載控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測客車超載設備領域，具體涉及一種客車超載控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著生活水平的不斷提高，人們外出打工，探親，旅遊的人數越來越多，致使汽車超載現象頻頻出現。車輛超載不僅嚴重影響路面使用壽命，也會對汽車自身的制動性能、轉向性能和輪胎產生重大影響，縮短了車輛使用壽命，且易發生交通事故。
[0003]目前已經有些客運車輛上安裝了防止超載的「安全行車記錄儀」，但是，安全行車記錄儀仍有不足之處，如:
[0004]一、安全行車記錄儀屬於事後監督，被動防範，對駕駛人違反安全操作規程的行為只能在事後調取數據來檢查監督。
[0005]二、安全行車記錄儀不能及時阻止駕駛人的交通違法行為，若遇到個別唯利是圖的駕駛人，或主管部門事後檢查不力，記錄儀將成為一個不起作用的擺設。
[0006]安全行車記錄儀可以在一定程度上減少超載現象發生，但在節假日和農忙等客流高峰期，超載現象仍屢禁不止。因此，採取行政監督管理的同時，通過技術手段來消除客車超載的現象具有重要的意義和實用價值。因此，開發一種用於治理車輛超載的限制裝置十分必要。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在於提供一種客車超載控制系統，以解決現有技術不便控制列車超載的問題。
[0008]本實用新型提供的客車超載控制系統，包括:
[0009]檢測單元，包括第一傳感器、第二傳感器以及方向識別電路，用於檢測上車人數及下車人數，並輸出；
[0010]顯示單元，用於顯示預置的上限人數及客車內的實際人數；
[0011]報警單元，用於在實際人數大於預置上限人數時進行報警；
[0012]按鍵預置單元，用於手動設置客車人數上限值，並輸出；
[0013]繼電器單元，用於控制客車啟動裝置；
[0014]控制單元，用於接收預置的上限人數信息與來自檢測單元的上車人數及下車人數信息，並計算當前客車實際人數，將實際人數與上限人數輸出給顯示單元顯示，同時對實際人數與上限人數進行比較判斷；當實際人數超出上限人數時，控制報警單元進行報警，同時控制繼電器單元關閉客車啟動裝置。
[0015]較佳地，所述第一傳感器包括一發送元件和一接收元件，所述發送元件為紅外發光二極體，所述接收元件為紅外光-電轉換元件；所述接收元件接收所述發送元件的紅外光，並將紅外光轉換成電信號輸出；所述第二傳感器與所述第一傳感器組成相同，第一傳感器與第二傳感器分別安裝在車門的靠近內側位置和靠近外側位置處；所述接收元件與所述發送元件分別安裝在車門的左右兩側。
[0016]較佳地，所述方向識別電路包括第一 D觸發器和第二 D觸發器；所述第一 D觸發器的置位端和所述第二 D觸發器的置位端相連，所述第一 D觸發器的第一信號輸出端的信號輸出至所述第二 D觸發器的數據端，所述第二 D觸發器的第一信號輸出端的信號輸出至所述第一 D觸發器的數據端；所述第一傳感器的輸出經兩次非門後輸入所述第一 D觸發器的復位端，所述第二傳感器的輸出經兩次非門後輸入所述第二 D觸發器的復位端；所述第一傳感器的輸出經一次非門後輸入所述第一 D觸發器的時鐘端，所述第二傳感器的輸出經一次非門後輸入所述第二 D觸發器的時鐘端；所述第一 D觸發器的第二信號輸出端的信號輸出至控制單元，所述第二D觸發器的第二信號輸出端的信號輸出至控制單元；所述第一D觸發器的第一信號輸出端的信號與第二信號輸出端的信號極性相反；所述第二 D觸發器的第一信號輸出端的信號與第二信號輸出端的信號極性相反。
[0017]較佳地，所述顯示單元包括一 IXD液晶顯示晶片及其外圍電路，所述顯示晶片的讀寫數據輸入端與控制單元相連。
[0018]較佳地，所述報警單元包括一揚聲器，所述揚聲器與一 PNP型三極體的集電極相連，所述三極體的基極與一限流電阻相連，控制單元的輸出電平加載在該電阻上。
[0019]較佳地，所述按鍵預置單元包括第一按鍵以及第二按鍵，所述第一按鍵及第二按鍵的輸出端與控制單元相連；其中，第一按鍵用於數值加操作，第二按鍵用於數值減操作。
[0020]較佳地，所述繼電器單元包括一繼電器及其控制迴路，所述控制迴路的控制電平來自控制單元；其中，所述繼電器的常閉狀態為導通汽車啟動裝置狀態；當控制電平為高電平時，繼電器斷開，則汽車啟動裝置所在迴路斷開。
[0021]較佳地，所述控制單元包括一單片機晶片及該單片機晶片的外圍電路。
[0022]較佳地，所述單片機晶片接收來自按鍵預置單元的數據，以及檢測單元的上車人數和下車人數數據，並計算車上人數，同時控制顯示單元顯示車上人數及上限人數信息；當車上人數大於預置單元輸入的數據時，單片機晶片控制報警單元進行報警，同時控制繼電器單元關閉客車啟動裝置。
[0023]本實用新型提供的客車超載控制系統通過兩組傳感器及方向識別電路來檢測上車和下車人數，並將上車及下車人數數據傳輸給控制器單元計算車上實際人數，並由控制器單元將實際人數與預置的最大值進行比較，根據比較結果決定是否對客車的啟動單元執行強制制動。同時，該系統還配有報警單元及顯示單元，超載時進行報警，也對車上人數及上限人數進行實時顯示。整個系統以單片機為控制核心，輔以其他輔助模塊共同執行超載控制工作，結構簡單，可操作性較好，且成本低廉，非常適合廣泛地用於治理客車超載的現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的汽車超載控制系統結構圖；
[0025]圖2為本實用新型實施例的汽車超載控制系統傳感器安裝示意圖；
[0026]圖3為本實用新型實施例優選的紅外檢測模塊電路示意圖；
[0027]圖4為本實用新型實施例的汽車超載控制系統方向識別電路結構圖；
[0028]圖5為本實用新型實施例優選的顯示單元電路示意圖；
[0029]圖6為本實用新型實施例優選的報警電路示意圖；
[0030]圖7為本實用新型實施例優選的按鍵預置單元電路示意圖；
[0031]圖8為本實用新型實施例優選的繼電器控制電路示意圖；
[0032]圖9為本實用新型的實施例優選的控制單元電路示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。需說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
[0034]實施例1
[0035]本實施例提供了一種客車超載控制系統，具體地，如圖1所示，該系統包括:檢測單元1，檢測單元I包括第一傳感器11、第二傳感器12以及方向識別電路13，檢測單元I用於檢測上車人數及下車人數，並輸出；顯示單元2，用於顯示預置的上限人數及客車內的實際人數；報警單元3，用於在實際人數大於預置上限人數時進行報警；按鍵預置單元4，用於手動設置客車人數上限值，並輸出；繼電器單元5，用於控制客車啟動裝置；控制單元6，用於接收預置的上限人數信息與來自檢測單元的上車人數及下車人數信息，並計算當前客車實際人數，將實際人數與上限人數輸出給顯示單元顯示，同時對實際人數與上限人數進行比較判斷；當實際人數超出上限人數時，控制報警單元進行報警，同時控制繼電器單元關閉客車啟動裝置。
[0036]其中，第一傳感器11及第二傳感器12分別安裝於車門兩側，且一個靠近內側一個靠近外側，用於檢測乘客上下車動作，並將檢測信號傳輸給方向識別電路13，由方向識別電路13判斷乘客是上車還是下車，並將上車及下車人數數據傳輸給控制單元6。
[0037]優選地，檢測模塊採用紅外檢測模塊電路，其中，第一傳感器11包括一發送元件和一接收元件，發送元件設置於車門左右兩側中的一側，接收元件設於車門左右兩側中與發送元件所在處相對的一側，如圖2所示。發送元件為紅外發光二極體，接收元件為紅外光-電轉換元件。接收元件接收發送元件的紅外光，並將紅外光轉換成電信號輸出。第二傳感器12的組成與第一傳感器相同。本實施例中，兩傳感器優選工作電路如圖3所示，對於第一傳感器11，發送元件IRO發送紅外光信號，接收元件ISO接收紅外光信號並轉換成為可使自身導通的電信號。發送元件IRO與電阻RlO串聯後與串聯的接收元件ISO和電阻R9並聯，該並聯電路一端加載有直流電源另一端接地。當有乘客上車或下車時，會阻擋兩紅外光信號被相應的接收元件接收，從而使得接收元件ISO處於截止狀態，此時，接收元件ISO和電阻R9間的引線輸出一個脈衝信號。第二傳感器12的工作原理與第一傳感器相同。由於第一傳感器11與第二傳感器12分別位於車門的內側和外側，因此兩傳感器輸出的電脈衝信號存在一定的時間差，為後續判斷乘客行走方向提供依據。
[0038]第一傳感器11與第二傳感器12輸出的脈衝信號傳輸給方向識別電路13,即可對乘客的上車或下車動作進行區分。方向識別電路13包括第一 D觸發器和第二 D觸發器，如圖4所示，第一 D觸發器的置位端SI和所述第二 D觸發器的置位端S2相連，第一 D觸發器的第一信號輸出端^輸出信號的信號輸入輸出至第二 D觸發器的數據端D2，第二 D觸發器的第一信號輸出端02的信號輸出至輸出信號輸入第一 D觸發器的數據端Dl。第一傳感器11的輸出信號經兩次非門後輸入第一 D觸發器的復位端Rl,第二傳感器12的輸出信號經兩次非門後輸入第二 D觸發器的復位端R2。第一傳感器11的輸出信號經一次非門後輸入第一 D觸發器的時鐘端CLK1,第二傳感器12的輸出信號經一次非門後輸入第二 D觸發器的時鐘端CLK2。第一傳感器D觸發器11的第二信號輸出端Ql的信號輸出至控制單元，第二傳感器D觸發器12的第二信號輸出端Q2的信號輸出至控制單元。其中，第一 D觸發器的第一信號信號輸出端的信號與第二信號輸出端的信號極性相反；第二 D觸發器的第一信號輸出端的信號與第二信號輸出端的信號極性相反
[0039]該方向識別電路的工作原理為:雙D觸發器的D端與泛相連，則觸發器特徵方程為Qw=Da當時鐘信號CLK = O (即傳感器輸入信號為O時)，D觸發器的Q端與端保持邏輯狀態不變；當CLK = I時，即D觸發器時鐘信號的上升沿到達時，Q端與端的狀態進行翻轉，轉變為相反的邏輯狀態。其特性如下表所示:
[0040]雙D觸發器邊沿特性觸發表
[0041]
~ Ir Is Id Iq11+1
~?~~~ O
~~0~~ I
I ~~~ Qn
I ~~ο O
~Γ |ι |ι |ι |ι
[0042]當沒有乘客經過車門時，傳感器1、2均輸出為高電平，經反相器處理後，輸出為低電平。D觸發器的復位端和置位端為低電平有效，對觸發器的置位端接入+5V進行屏蔽。在沒有乘客上車時，兩個D觸發器的時鐘信號CLK1、CLK2均等於0，Q1 = O, Q2 = O, Dl = 0，D2 = O。當有乘客上車時，乘客先經過第一傳感器，此時第一傳感器輸出信號為低電平，經過一個反相器後變為高電平，CLKl = O, CLK2 = I ；D1 = O, D2 = I ；Q1 = O, Q2 = 1，即 Q2的狀態發生翻轉。當乘客離開第一傳感器時，此時CLKl = O, Dl = O, Rl = I, Dl觸發器的
Ql和P端狀態將會保持不變，CLK2 = 0，R2 = 1，Q2 = I也保持為高電平狀態。當乘客進入第二傳感器的監測時，第二傳感器輸出低電平，這樣CLKl = 1，CLK2 = O, Dl = 1，D2 =
0，Ql = 1，Q2 = 0，Q2和運的邏輯狀態進行翻轉Q2 = 0，Ql的邏輯狀態保持不變。
[0043]在上車這一過程中，只有Q2和運狀態發生了變化，從低電平為高電平再變為低電平。產生了一個可由單片機TO端識別的脈衝信號。本實施例電路的設計，TO端為乘客上車動作信號的輸入端，從而實現了辨別乘客運動方向的功能。同理，當乘客下車時也會產生一個相應的脈衝信號接入Tl端，在實施例中Tl端是乘客下車動作信號的輸入端。
[0044]上述實施方式中，利用兩傳感器採集上車及下車人數信息，並將上、下車信號傳輸給方向識別電路識別上下車動作，傳輸給控制單元計算出列車的實際人數，由控制器單元將實際人數與上限人數進行對比判斷，如超載發生，則自動關閉客車啟動裝置並報警，實現了有效計算乘車人數並在超載後對列車直接制動，解決了目前汽車超載問題中無法自動識別乘客人數並及時制動的問題。
[0045]顯示單元2包括一 IXD液晶顯示晶片及其外圍電路，顯示晶片的讀寫數據輸入端與控制單元相連。優選地，本實施例顯示單元採用如圖5所示的電路結構，其中，顯示晶片採用型號為IXD1602的液晶顯示晶片，7?14號引腳為數據傳輸端，由控制單元將需顯示的數據信息經數據傳輸端輸入顯示晶片進行顯示。
[0046]報警單兀3包括一揚聲器,揚聲器與一 PNP型三極體的集電極相連,三極體的基極與一限流電阻相連，控制單元的輸出電平加載在該電阻上。如圖6所示，當控制單元加載在電阻R2上的電平為高電平時，三極體Ql導通，則揚聲器LSl內有電流流過，發出報警。
[0047]按鍵預置單元4包括一個第一按鍵SI以及第二按鍵S2，第一按鍵SI與第二按鍵S2的輸出端與控制單元相連，其中第一按鍵SI用於數值加操作，第二按鍵S2用於數值減操作。如圖7所示，第一按鍵SI與第二按鍵S2分別與一個上拉電阻串聯，上拉電阻上加載有直流電源，Vl埠為第一按鍵SI的輸出埠，V2埠為第二按鍵S2的輸出埠。當第一按鍵SI或第二按鍵S2閉合時，相應電路導通，輸出埠 Vl或V2輸出一個高電平信號給控制單元。使用時，根據車載上限人數進行數次按鍵，由控制單元對電平信號進行加或減計數，實現車載人數最大值的預置。
[0048]繼電器單元5包括一繼電器及其控制迴路，控制迴路的控制電平來自控制單元；其中，繼電器的常閉狀態為導通汽車啟動裝置狀態；當控制電平為高電平時，繼電器斷開，汽車啟動裝置所在迴路斷開而無法啟動汽車。如圖8所示，為本實施例繼電器單元的優選電路結構，汽車啟動裝置的鎖定部分通過在點火線路中加一個繼電器控制開關實現。該繼電器控制迴路包含一個PNP型三極體Q5，三極體Q5的基極與一限流電阻R14相連，繼電器開關的常開狀態端與三極體的集電極相連，繼電器的常閉狀態為汽車的點火線路狀態，繼電器開關的固定端與車門控制電機相連，三極體的發射極加載有+5V直流電源，控制單元的電平信號加載在R14上。當汽車超載時，控制單元輸出一高電平信號加在R14上，此時三極體導通，繼電器由常閉狀態變為斷開狀態，點火線路斷開，汽車無法啟動。此外，該電路中繼電器開關的常開狀態端與三極體的集電極相連，且該常開狀態端與固定端還與一二極體D5並聯，同時與串聯的R7及LED燈D6相併聯。二極體D5可以吸收繼電器線圈在斷電時產生的反電勢，防止幹擾。當繼電器斷開時，即三極體導通時，LED燈D6工作，可以對繼電器斷開狀態進行指示，即顯示當前汽車無法啟動。
[0049]控制單元6包括一單片機晶片及該單片機晶片的外圍電路。優選地，本實施例控制單元6的電路如圖9所示，單片機晶片Ul採用AT89C52單片機，為了簡化控制單元結構，這裡採用單片機最小系統，即以最少的配置來實現單片機的正常工作。控制單元6中，單片機Ul的外圍電路分別為復位電路和時鐘電路(振蕩電路)。其中，復位電路包括一組串聯的電容C3和電阻R1，復位端RST為電容C3和電阻Rl的中間節點。時鐘電路包括一晶振Yl,晶振兩端分別通過電容Cl和C2接地，同時晶振兩端的XTALl和XTAL2端為晶振信號輸出端，用於為單片機Ul提供標準的時鐘信號。
[0050]此外，單片機Ul的Pl.4引腳為報警信號輸出端，需報警時輸出高電平。Pl.3引腳為繼電器控制信號輸出端，需將繼電器斷開時輸出高電平。P3.6引腳為第二按鍵S2信號輸入端，按鍵動作發生時，寫入高電平信號，由單片機Ul進行數值減運算；P3.7引腳為第一按鍵SI信號輸入端，按鍵動作發生時，寫入高電平信號，由單片機Ul進行數值加運算。單片機Ul的引腳P0.0?P0.7分別與IXDl的DBO?DB7相連，用於輸出車上人數信息數據給顯示單元。
[0051]工作時，單片機晶片Ul接收來自按鍵預置單元4的數據，以及檢測單元I的上車人數和下車人數數據，並計算車上人數，同時控制顯示單元2顯示車上人數及上限人數信息。當車上人數大於預置單元輸入的數據時，單片機晶片控制報警單元3進行報警，同時控制繼電器單元5關閉客車啟動裝置。本實用新型的汽車超載控制系統以單片機為控制核心，輔以檢測單元、按鍵預置單元、顯示單元、報警單元及繼電器單元幾個模塊共同執行超載控制工作，可實現對上下車人數的統計，最大乘客數的設置以及當前車載人數及最大車載人數的顯示，超載時報警並阻止客車啟動。系統結構簡單，功能全面，可操作性較好，且採用單片機及其他輔助電路的方式成本低廉，非常適合廣泛地用於治理客車超載的現象。
[0052]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何本領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，對本實用新型所做的變形或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以所述的權利要求的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種客車超載控制系統，其特徵在於，包括: 檢測單元，包括第一傳感器、第二傳感器以及方向識別電路，用於檢測上車人數及下車人數，並輸出； 顯示單元，用於顯示預置的上限人數及客車內的實際人數； 報警單元，用於在實際人數大於預置上限人數時進行報警； 按鍵預置單元，用於手動設置客車人數上限值，並輸出； 繼電器單元，用於控制客車啟動裝置； 控制單元，用於接收預置的上限人數信息與來自檢測單元的上車人數及下車人數信息，並計算當前客車實際人數，將實際人數與上限人數輸出給顯示單元顯示，同時對實際人數與上限人數進行比較判斷；當實際人數超出上限人數時，控制報警單元進行報警，同時控制繼電器單元關閉客車啟動裝置。
2.根據權利要求1所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述第一傳感器包括一發送元件和一接收元件，所述發送元件為紅外發光二極體，所述接收元件為紅外光-電轉換元件；所述接收元件接收所述發送元件的紅外光，並將紅外光轉換成電信號輸出； 所述第二傳感器與所述第一傳感器組成相同，第一傳感器與第二傳感器分別安裝在車門的靠近內側位置和靠近外側位置處；所述接收元件與所述發送元件分別安裝在車門的左右兩側。
3.根據權利要求2所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述方向識別電路包括第一 D觸發器和第二 D觸發器； 所述第一 D觸發器的置位端和所述第二 D觸發器的置位端相連，所述第一 D觸發器的第一信號輸出端的信號輸出至所述第二 D觸發器的數據端，所述第二 D觸發器的第一信號輸出端的信號輸出至所述第一 D觸發器的數據端； 所述第一傳感器的輸出經兩次非門後輸入所述第一 D觸發器的復位端，所述第二傳感器的輸出經兩次非門後輸入所述第二 D觸發器的復位端； 所述第一傳感器的輸出經一次非門後輸入所述第一 D觸發器的時鐘端,所述第二傳感器的輸出經一次非門後輸入所述第二 D觸發器的時鐘端； 所述第一 D觸發器的第二信號輸出端的信號輸出至控制單元，所述第二 D觸發器的第二信號輸出端的信號輸出至控制單元； 所述第一 D觸發器的第一信號輸出端的信號與第二信號輸出端的信號極性相反；所述第二 D觸發器的第一信號輸出端的信號與第二信號輸出端的信號極性相反。
4.根據權利要求1所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述顯示單元包括一LCD液晶顯示晶片及其外圍電路，所述顯示晶片的讀寫數據輸入端與控制單元相連。
5.根據權利要求1所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述報警單元包括一揚聲器，所述揚聲器與一 PNP型三極體的集電極相連，所述三極體的基極與一限流電阻相連，控制單元的輸出電平加載在該電阻上。
6.根據權利要求1所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述按鍵預置單元包括第一按鍵以及第二按鍵，所述第一按鍵及第二按鍵的輸出端與控制單元相連；其中，第一按鍵用於數值加操作，第二按鍵用於數值減操作。
7.根據權利要求1所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述繼電器單元包括一繼電器及其控制迴路，所述控制迴路的控制電平來自控制單元；其中，所述繼電器的常閉狀態為導通汽車啟動裝置狀態；當控制電平為高電平時，繼電器斷開，則汽車啟動裝置所在迴路斷開。
8.根據權利要求1所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述控制單元包括一單片機晶片及該單片機晶片的外圍電路。
9.根據權利要求8所述的客車超載控制系統，其特徵在於，所述單片機晶片接收來自按鍵預置單元的數據，以及檢測單元的上車人數和下車人數數據，並計算車上人數，同時控制顯示單元顯示車上人數及上限人數信息； 當車上人數大於預置單元輸入的數據時，單片機晶片控制報警單元進行報警，同時控制繼電器單元關閉客車啟動裝置。
【文檔編號】B60Q5/00GK203957996SQ201420394397
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】王曉蘭, 蔣中 申請人:蘇州經貿職業技術學院