人流量人流量统计系统标准设计

Southwest university of science and technology本科毕业设计论文基于红外传感器公共场所人流量统计系统设计

学院名称 信息工程学院

专业名称 电子信息工程

学生姓名 张月蒙

学 20XX5363

号

指导教师 邓 琥

二〇一四年六

基于红外传感器公共场所人流量统计系统

设计

摘要:伴随科学技术不停发展我们生活也不停朝智能化方向发展。多种智能化产品频繁出现在我们生活中其中单片机是最常见智能化控制关键为了能愈加好了解单片机我计划利用单片机设计一个公共场所人流量统计系统。本系统采取STC89C51单片机作为整个系统控制关键利用人体红外感应模块来检测是否有些人员经过门有些人员经过则输出高电平再依据实际情况由单片机判定人员是进入还是出去最终将人员进出情况送液晶屏显示。同时系统还含有显示时间和时间可调功效这将使我们能愈加直观了解到各个时段人流量改变情况。此次设计中单片机控制程序采取C语言编写含有结构清楚便于了解和改善功效特点。关键词人流量统计人体红外感应器 51单片机

Design Of The Flow Of People Statistics System

Based On Infrared Sensor

Abstract : With the development of science and technology, our life hasbeen developing in the direction of intelligence. Various kinds of intelligentproducts often appear in our lives, SCM is the core of intelligent control of the mostcommonly used, In order to better understanding of SCM, I'm going to designa public traffic statistics system using single chip microcomputer.The system usesSTC89C51 microcontroller as the control core of the whole system, using theinfrared human body induction module to detect whether there is the peoplethrough the door, Some people through the door Infrared human body inductionmodule output high level.According to the actual situation by the microcontrollerjudgment personnel into and out of, Finally,will send the LCD screen display.Atthe same time, the system also has the function of displaying time and time can beadjusted, this will enable us to understand the changes of the flow of people moreintuitive. SCM control program of this design using C language, has theadvantages of that the structure is clear, easy to understand and improve thefunctions .

Key word: The flow of people Statistics, The human body infrared sensor,The 51 single chip microcomputer

目 录

Southwest university of science and technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

基于红外传感器公共场所人流量统计系统设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

Design Of The Flow Of People Statistics System Based On Infrared Sensor . .3目 录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

第1章绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1 .1选题背景及意义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1 .2人流量统计系统需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1 .2.1 中国外研究现实状况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1 .2.2生产需求情况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

1 .3本文工作和结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

第2章设计方案研究. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.1 设计内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.2 设计方案讨论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

第3章人流量统计系统硬件电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

3.1 单片机最小系统系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

3.1 .1 STC89C51芯片介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

3.1 .2 STC89C51各引脚功效. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

3.1 .3最小系统电路图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

3.2 DS1302时钟芯片模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.2.1 DS1302时钟芯片介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.2.2 DS1302芯片工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1

3.2.3 DS1302寄存器和控制命令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1

3.2.4时钟电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.3 LCD1602液晶显示模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.3.1 LCD1602介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.3.2 LCD1602指令立即序说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3.3.3 LCD1602RAM地址映射. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.3.4显示电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.4 人体红外感应模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

3.4.1人体红外感应模块说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

3.4.2人体红外感应模块硬件电路连接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.5 系统性能仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.5.1仿真结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.5.2仿真分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

3.6硬件调试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

第4章系统软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

4.1系统整体步骤图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

4.2时间显示及设置步骤图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

4.3 判定人数步骤图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

参考文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

第1章 绪论

1 .1 选题背景及意义

当今社会城市发展十分迅猛城市人口急剧增加人员流量日益加大。客流通常也被称作人流量是大型商场、购物中心、连锁店、机场、车站、博物馆、展览馆等公共场所在管理和决议方面不可缺乏数据对于零售业而言人流量更是很基础指标。在商业竞争日益猛烈今天有效商业管理已经成为商业营销成败关键原因。商业模式逐步由传统坐商向极具主动性行商转变对商业管理者提出了更高要求必需在最短时间内对市场微弱改变做出快速反应且含有市场预见性和最大程度节省商业运做成本提升商场日常经营决议科学性、购物环境舒适性、人力资源调配合理性等。 因其和销售量直接正比关系大家对人流量统计数据重视由来已久。

人流量对于依靠于人流量量产业来说意义重大。就拿零售业来说用户是货币携带者又是商品潜在购置者研究流量规律能够增加销售机会将观看者转变为购物者最大程度地挖掘商场销售潜力增加利润。

人流量是关键衡量工具经过这一正确量化数据您不仅能够取得您商场、购物中心、博物馆或飞机场完整正在运行情况而且您还能够利用这些高精度数据进行有效组织运行工作人流量统计关键性关键能够表现在以下这些方面经过统计出入口人流量您能够了解出入口设置合理程度经过统计出入口人流量进出方向能够了解出入通道设置合理程度经过统计关键楼层人流量状态从而进行店面合理分布统计各个区域吸引率和繁忙度有效评定所举行营销和促销投资回报依据人流量改变更有效分配物业管理、维护人员 经过人流量人群转化率提升商场服务质量经过人流量人群购置率提升营销和促销效率计算人流量人群平均消费能力客观决定租金价位水平评定和优化宣传广告和促销预算。她们依据来访用户数量多少来决定回馈用户资金使用。她们能够知道什么时间是开关店最好时间。取得了更多在销售过程中相关销售和访问者方面真实想法。显示目前人流量状态和改变趋势管理人员能够对流量比较大区域采取预防突发事件方法[1] 并可实施观察商场目前实际人数等等。

1 .2 人流量统计系统需求分析

1.2.1 中国外研究现实状况

大家对人流量统计数据最早方法是靠人工统计方法来实现。商场派出若干名职员在预先设定好时间内在出入口连续地对进入商场用户经过目测进行计数然后利用手工统计方法来了解、掌握商场客流信息。 因为当今社会市场竞争异常残酷人工统计方法已经完全不能满足市场需求逐步被自动化统计所替换已是肯定趋势。

红外遮挡系统和压力传感系统是早期自动客流信息统计所采取关键方法即使它们含有易实现、低成本等优点不过也有计数不正确、应用场全部 限等缺点。尤其是在人流密集拥堵时统计结果误差很大。

伴随科学技术飞速发展传感器技术也越来越多应用在了客流量采集方面出现了基于传感器客流信息采集系统但此系统适应性不强仅适于客流量小场所。

以后又引入压力传感器计数技术经过对人体经过压力传感器时产生压力信号进行判定来确定人数。然而压力传感器缺点也很显著不仅客流密集时不能正确计数而且使用寿命短安装调试也很不方便。

多年来研究热点是基于视频客流统计方法。伴随计算机技术飞速发展和图像处理技术日益兴起和不停发展传统客流统计方法所面正确很多问题有了新应对方法。采取视频分析技术视频客流统计系统开始崭露头角因其优越性能、正确统计结果、简单安装实现方法和低廉成本等特征正逐步被商场等购物场所采纳使用[2] 。据统计现在香港、 日本、新加坡、欧美等发达国家和地域90%以上大型商场及连锁商业网点全部在广泛使用实时客流分析系统。

1.2.2 生产需求情况

对于那些期望切实监控商场各个门店客流销售情况而且正确做出决议管理者人流统计分析是一个很好地辅助工具。它能够向管理者展示目前事实客流数据使管理者对各个时段客流做出分析高效完成商场管理工作。对于人流量比较集中大型公共场所掌握各个区域人流量改变情况显得愈加关键管理者能够提前对流量比较大区域采取预防突发事件方法所以说人流量统计系统发展前景很好。伴随电子技术迅猛发展智能视频技术将成为研究热点并替换传统人流统计系统。

1 .3 本文工作和结构

此次设计关键内容是以51单片机为关键添加必需元器件实现一个简易人流量统计系统它符合人流量统计基础要求而且含有显示时间和时间可调功效。论文首先讨论了研究方案选择和多种元器件选择以后开始介绍整个系统硬件电路各个模块功效和整个系统仿真结果。最终经过必需步骤图讲解了整个软件设计过程最终完成论文编写。

第2章设计方案研究

2.1 设计内容

此次设计内容是利用单片机和必需元器件设计一个简易公共场所人流量统计系统具体要求以下

(1) 、用电子器件设计制作一个人流量系统使之能够统计和显示在某一时间内进出人流量。

(2) 、每当有一个人从门进入时 IN门将显示加一当有一个人从门出去时OUT门将显示加一。

(3) 、该系统能够显示时间从早上8:00——晚上8:00 从而计算在这段时间人流量。

2.2 设计方案讨论

此次设计人流量统计系统有两种方案第一个是采取压力传感器来检测经过判定人体重量来判定是否有些人进出。第二种是采取红外传感器检测其中方案一传感器对人体重量要求严格对踩在上面人所产生压力不确定性而产生误判而且工程量大不易安装。所以在此次设计中我决定采取红外传感器来得到是否有些人经过信号传感器和单片机相连单片机经过传感器输入电信号改变判定人员进出最终由单片机将人员进出情况送液晶显示器进行显示原理框图图2- 1所表示。

图2-1人流量统计系统原理框图

系统想要正确统计出进出门人数就要求传感器要有很强抗干扰性现在最常见传感器是红外对管和热释电人体红外传感器。红外对管原理是一个红外发射一个红外接收当有物体档在中间时接收管接收不到信号发出电脉冲也不一样大小能够利用电脉冲改变来判定有没有些人员经过门[3] 。不过采取红外对管不利于安装而且干扰很大比如一个人推着一个箱子经过门进入室内这时红外信号将被遮挡两次造成统计结果就是进入2人统计误差将会很大[4] 。所以在这次设计中我将采取热释电人体红外传感器来检测人员进出热释电人体红外传感器特点是它只有在因为外界辐射而引发它本身温度改变时才给出一个对应电信号当温度改变趋于稳定后就再没有信号输出所以热释电人体红外传感器只对运感人体敏感不会被其它物体干扰所以不会出现上面情况。所以说热释电人体红外传感器比红外对管含有更高抗干扰性而且安装更为方便。

另外系统还要求能显示时间而且时间可调一个方法是经过程序控制单片机自己系统时钟做“秒”“分”“时”累计模拟出一个标按时间。另一个是用DS1302时钟芯片它能够向单片机提供秒、分、时、 日、 月、年、及星期等实时时间信息并能够对闰年天数自动调整 日历有效至2100年。第一个方案中单片机定时器用是它自己晶振不是专门用来做电子钟所以精度不高而且操作麻烦不轻易实现。 DS 1302