基于CW32单片机的公交站人流检测系统设计

一、实验简介

公交站人流检测是一项重要的城市交通管理任务，它不仅关系到公交服务的效率和质量，还与城市交通规划和公共安全紧密相关。首先，公交站人流检测可以实时反馈乘客流量情况，帮助公交公司了解各线路、各站点的客流需求。其次，公交站人流检测可以为公交公司制定和优化运营策略提供数据支持。再次，公交站人流检测可以及时发现拥挤、拥堵等情况，提醒调度中心及时采取措施，保障乘客安全。基于此背景，我们以CW32单片机为核心，采用公交站人流检测中常见的红外线检测技术，设计了一个公交站人流检测系统，该系统可以连接到网络获取当前时间，并将人流数据实时上传到OneNET云平台进行远程监控。

二、实验器材

本实验使用到了CW32-48F大学计划开发板、ESP8266WIFI模块、E18-D80NK红外光电开关及Keil5开发环境。

开发板上预留了ESP8266WIFI模块接口，通过串口与ESP8266通信。

【两个红外光电开关与单片机接线】：

蓝线 -- GND

棕线 -- 3.3V

黑线 -- PA0、PA4

三、核心代码

main.c:
//单片机头文件
#include "main.h"


//网络设备
#include "esp8266.h"


//网络协议层
#include "onenet.h"     //OneNET


//硬件驱动
#include "RTC.h"        //CW32RTC
#include "BTIM.h"
#include "usart.h"
#include "Buzzer.h"     //板载蜂鸣器
#include "Infrared.h"   //红外光电开关
#include "Lcd_Driver.h"
#include "LCD_calculate.h"


uint8_t send_flag=0;    //数据上云控制位
uint16_t count=0,accumulation=0;  //count--当前站内人数,accumulation--累计人数
enum State{
  STATE_A,
  STATE_B,
  STATE_C,
  STATE_D,
};         //枚举数据类型，包含四个状态


void System_Init(void)
{
  Lcd_Init();          //LCD屏初始化
  BTIM_Init();         //基本定时器初始化，调控数据上云频率
  Buzzer_Init();       //蜂鸣器初始化，两个红外光电开关同时被遮挡时发出声响警告
  Infrared_Init();     //红外光电开关初始化
  Usart1_Init(115200); //串口1，用于串口调试助手打印调试信息
  Usart2_Init(115200); //串口2，与ESP8266进行通信
  
  TFT_Welcome();     //开机界面显示
  Gui_DrawFont_GBK16(0,128,GRAY1,WHITE,"   网络连接中  ");
  ESP8266_Init();//联网，获取当前时间，接入OneNET云平台
  RTC_ITConfig(RTC_IT_INTERVAL,ENABLE); //开启RTC周期中断（RTC中断开启的时机要在esp8266连接到onenet平后之后）
  Gui_DrawFont_GBK16(0,8,WHITE,BLUE," 公交站人流检测 ");
  Gui_DrawLine(0,32,128,32,GRAY1);
  Gui_DrawFont_GBK16(0,64,WHITE,BLUE," 站内人数：");
  TFTShowNumber(4,12,count);
  Gui_DrawFont_GBK16(0,96,WHITE,BLUE," 累计人数：");
  TFTShowNumber(6,12,accumulation);
  NVIC_EnableIRQ(BTIM1_IRQn);    //开启定时器中断，中断周期10ms
}


int main(void)
{
  uint16_t state=0xffff;            //红外光电开关当前状态
  enum State currentState=STATE_A;  //开机为状态A
  
  System_Init();                    //系统初始化
  while(1)
  {    
    /*模拟乘客进站的过程：
      1.装置安装位置：两红外光电传开关一前一后安装在站口
      2.假设站口只允许乘客排队依次进出
      3.乘客进站先遮挡红外光电开关1
      4.乘客继续前进，离开红外光电开关1，遮挡红外光电开关2
      5.站内人数+1,累计人数+1
（若过程4中同时遮挡两个红外光电开关则蜂鸣器发出警报，等待工作人员解决故障，不计数）
    */
    /*模拟乘客出站的过程：
      1.装置安装位置：两红外光电传开关一前一后安装在站口
      2.假设站口只允许乘客排队依次进出
      3.乘客出站先遮挡红外光电开关2
      4.乘客继续前进，离开红外光电开关2，遮挡红外光电开关1
      5.站内人数-1
（若过程4中同时遮挡两个红外光电开关则蜂鸣器发出警报，等待工作人员解决故障，不计数）
    */
    state=CW_GPIOA->IDR & 0x0011;   //获取两个红外光电开关数据IO当前状态
    if(state==0x0000) Buzzer_RING;  //控制蜂鸣器 
    else Buzzer_OFF;
    switch(currentState)            //初步模仿状态机编程模式
    {
      case STATE_A:
        if(state==0x0011)      currentState=STATE_B;   break;  
      case STATE_B:
        if(state==0x0001)      currentState=STATE_C;  
        else if(state==0x0010) currentState=STATE_D;   break;
      case STATE_C: if(state==0x0010) {count++;accumulation++;currentState=STATE_A;TFTShowNumber(4,12,count);TFTShowNumber(6,12,accumulation);}  break;
      case STATE_D: if(state==0x0001) {if(count!=0) count--;  currentState=STATE_A;TFTShowNumber(4,12,count);}                                   break;
    }
    if(send_flag)
    {    
      OneNet_SendData();  //数据上传到OneNET
      ESP8266_Clear();    //清除缓存
      send_flag=0;  
    }
  }
}

四、效果演示

连接网络

审核编辑：汤梓红