基于CC3200的人流量统计监控系统设计

JournalofGuilinNormalCollege

桂林师范高等专科学校学报第3猿卷

Vol.3猿No.源渊Sum.No.12远冤

第源期渊总第12远期冤

基于悦悦猿圆园园的人流量统计监控系统设计羊日飞袁黄平

渊桂林师范高等专科学校物理与工程技术系袁广西桂林缘源员员怨怨冤

摘要院介绍一种基于悦悦猿圆园园为主控制器的对公共场所指定区域人流量进行实时统计监测的系统遥系统采用

热释电红外传感器检测人体袁主控制器对传感器信号实时采集和上传到上位机袁上位机采用运蚤灶早灾蚤藻憎远援缘缘组态王软件开发人机界面袁实时显示人流量统计数据遥

关键词院悦悦猿圆园园曰人流量统计曰热释电红外传感器曰组态王中图分类号院韵源缘

文献标识码院A

文章编号院员园园员原苑园苑园渊圆园员怨冤园源原园员圆怨原园源

随着社会经济的高速发展袁在各种公共场所袁如机场尧火车站尧大型商场尧学校的教学楼尧实训室等袁人流越来越密集遥在这些场所对人流量进行实时自动统计袁能够获取各种有用的信息袁例如通过对商场人流量的统计分析可以为商家分析市场制定营销策略提供统计数据支持遥在公共安全方面袁人流量统计可以实时准确获得人流数据袁这对于重要公共场所的安全防范有着重要的意义遥本文设计实现的实时人流量统计监控系统采用热释电红外传感器检测人体运动袁使用栽陨公司的串口将测量统计结果传输到计算机上的组态监控软件中实时显示袁实现了对人流量的自动实时监控遥悦悦猿圆园园微控制器进行数据采集与处理袁并通过哉粤砸栽且上位机的组态监控软件可以方便的设计出更直观生动尧功能更强大的人机界面遥图员人流量统计系统框图

二、系统硬件设计（一）热释电红外传感器和信号处理电路热释电红外传感器是通过目标与背景的温差来探测目标的袁其工作原理是热释电效应[员]一、系统整体设计栽陨悦悦猿圆园园处理器开发板和上位孕悦组成遥系统的组成框图如图员所示遥系统除上位孕悦机外的部分组成检测模块袁安装在某公共场所的入口处袁覆盖一个检测区域袁当有人通过场所入口进入检测区时袁热释电红外传感器检测到运动的人体产生电信号输出袁经信号处理电路放大和转换为脉冲信号后送入栽陨悦悦猿圆园园主控制器袁悦悦猿圆园园控制器对脉冲信号进行计数袁然后将计数结果采用串口通信方式传送到上位孕悦机中袁通过上位孕悦机中的组态监控软件画面实时显示出人流量统计数据遥由于采用通信的方式由上位机显示数据袁不仅简化了检测模块的设计袁实现了远程监控袁而收稿日期院圆园员怨原园猿原圆园

系统主要由热释电红外传感器尧信号处理电路尧遥在实际应用中袁热释电红外传感器需要在其前面安装一个菲涅尔透镜袁菲涅尔透镜的作用袁一是使人体发出的红外线聚焦到传感器元件上以增强其信号袁二是产生出交替变化的高灵敏区和盲区遥配合后面的信号处理电路袁可使检测范围最远达到员园皂耀圆园皂袁检测角度为约员园园度锥角遥当行人从检测区域经过时袁会依次经过高灵敏区和盲区袁传感器输出一系列脉动的信号遥由于热释电红外传感器输出的信号仍然很微弱袁因此需要后接信号处理电路对其进行放大和信号变换[猿]遥信号处理电路主要由月陨杂杂园园园员信号处理集成电路构成袁具体电路如图圆所示遥

基金项目院广西教育科学野十三五冶规划课题野智能制造背景下工业机器人课程体系改革与实训平台建设冶渊项目编号院圆园员苑悦缘猿苑冤曰桂林师范高等专

科学校校级科研项目野人流量统计视频监控系统的研究冶渊项目编号院载允运再圆园员源员圆冤遥

作者简介院羊日飞渊员怨苑愿要冤袁男袁广西桂林人袁桂林师范高等专科学校物理与工程技术系讲师袁主要研究方向为物联网尧嵌入式系统曰

黄平渊员怨苑员要冤袁男袁湖南永州人袁桂林师范高等专科学校物理与工程技术系副教授袁主要研究方向为通信尧传感器技术研究遥

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201怨年苑月桂林师范高等专科学校学报第猿猿卷第源期渊总第12远期冤图圆月陨杂杂园园园员信号处理电路图传感器输出信号由月陨杂杂园园园员的员源脚员陨晕垣输入袁内部经两级运算放大器放大袁再经内部双向鉴幅器袁得到正脉冲输出信号遥双向鉴幅器可以抑制干扰袁提高系统的可靠性遥月陨杂杂园园园员可以选择工作在可重复触发或不可重复触发工作模式袁由引脚粤的输入决定袁本系统采用可重复触发模式袁粤脚接高电平遥月陨杂杂园园园员内部包含一个延迟时间定时器栽曾和一个封锁时间定时器栽蚤遥延迟时间栽曾抑源怨员缘圆砸员悦员袁可由外接电阻砸员电容悦员设定袁延迟时间栽曾使月陨杂杂园园园员输出信号从低变高有效后袁能够保持栽曾的时间袁在这段时间内袁传感器的任何输出变化被忽略袁直到栽曾时间结束遥封锁时间栽蚤抑圆源砸圆悦圆袁由外接电阻砸圆电容悦圆设定袁当输出信号经栽曾时间由高电平有效跳回到低电平后袁立即进入封锁时间栽蚤袁在封锁时间栽蚤内传感器的任何输出变化都不能使月陨杂杂园园园员输出变为有效状态袁在此期间输出一直为低电平遥月陨杂杂园园园员工作在可重复触发模式袁当检测到有行人时袁输出变为高电平有效袁人体在检测范围内继续走动袁可重复触发模式使输出一直保持高电平袁直到人离开检测区域袁再经过一个栽曾时间后输出回到低电平袁这样的设定使每个行人对应一个脉冲的上升沿袁从而避免了对单个行人的多次计数遥（二）栽陨悦悦猿圆园园主控制器本系统的主控制器采用德州仪器公司推出的一款杂蚤皂责造藻蕴蚤灶噪栽酝平台的单片无线微控制器悦悦猿圆园园袁它是业界首款内置宰蚤原云蚤功能的微控制器袁主要针对物联网应用[圆]遥悦悦猿圆园园内置高性能的粤砸酝悦燥则贼藻曾原酝源内核袁能实现最小的内存需求并降低功耗遥悦悦猿圆园园具有多种片内外设包括郧孕陨韵尧哉粤砸栽尧杂孕陨尧陨圆悦尧陨圆杂辕孕悦酝尧杂阅辕酝酝悦尧孕宰酝和粤阅悦等遥悦悦猿圆园园通过一个郧孕陨韵引脚接收月陨杂杂园园园员的输哉粤砸栽串口经哉粤砸栽串口转哉杂月线与上位孕悦机通流量统计结果遥信袁由上位孕悦机中设计的组态监控软件画面显示人三、系统软件设计本系统的软件设计包括悦悦猿圆园园控制器程序和上位孕悦机组态监控软件人机界面设计两大部分遥上位开发袁为此控制器程序需要实现与组态王通信的专用通信协议遥（一）悦悦猿圆园园控制器程序悦悦猿圆园园控制器程序在栽陨悦悦杂工具下开发袁使用孕悦机人机界面采用目前广泛使用的组态王运蚤灶早增蚤藻憎远援缘缘栽陨为杂蚤皂责造藻蕴蚤灶噪栽酝平台提供的杂阅运袁其中包含有外设的驱动程序库凿则蚤增藻则造蚤遭袁利用凿则蚤增藻则造蚤遭驱动库提供的粤孕陨函数编写应用程序比直接对寄存器编程开发效率郧孕陨韵口接收月陨杂杂园园园员输出的脉冲信号曰二是通过串口实现与组态王的通信袁控制器程序主要流程图如图猿所示遥更高遥控制器程序需要实现两个主要功能院一是通过出脉冲信号袁该郧孕陨韵引脚能够设置为上升沿中断袁根据上述对月陨杂杂园园园员信号处理电路的分析袁一个脉冲的上升沿对应检测到一个行人袁因此控制器内部就需要对脉冲信号进行计数并存储计数结果遥然后通过图猿

悦悦猿圆园园程序流程图

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羊日飞袁等基于悦悦猿圆园园的人流量统计监控系统设计201怨年苑月

进入主函数皂葬蚤灶渊冤首先调用月燥葬则凿陨灶蚤贼渊冤初始化悦悦猿圆园园使用的芯内片核引袁然脚后袁调该用函数孕蚤灶酝怎曾悦燥灶枣蚤早位于责蚤灶赃皂怎曾渊冤赃配糟燥灶枣蚤早援糟置本应用中袁所栽陨提供了引脚配置工具孕蚤灶酝怎曾栽燥燥造用于生成该文件遥接着是哉粤砸栽员串口的初始化袁悦悦猿圆园园有两个哉粤砸栽用于与组口袁态其王中通哉粤砸栽园信遥再接口下一来般初用始于程序化郧孕陨韵调试中袁断哉粤砸栽员接收袁调用凿则蚤增藻则造蚤遭库粤孕陨函数郧孕陨韵陨灶贼栽赠责藻杂藻贼渊冤尧郧孕陨韵陨灶原贼砸藻早蚤泽贼藻则发尧注册渊中冤尧断郧孕陨韵陨灶贼耘灶葬遭造藻处理函数和使渊冤能分中别断用遥于之后设进置入上主升循沿环触袁在主循环中前台处理组态王通信事件袁通信的后台处理在哉粤砸栽员串口中断内完成遥断是郧孕陨韵否是对应中断引处脚理的首上先升沿要获中取断当袁前若的是中则断状人流态统并计判量加员袁若不是则直接退出中断遥（二）组态王运蚤灶早灾蚤藻憎远援缘缘软件人机界面设计在组态王软件下创建工程袁定义陨辕韵设备遥陨辕韵设备类型选择智能模块下的单片机袁通信描述为野通用单片机粤杂悦陨陨串口冶袁并指定一个唯一的逻辑设备名遥在组态王软件中袁数据库是最核心的部分袁是联系上位机和下位机的桥梁袁数据库以数据词典的方式体现袁数据词典是变量的集合遥本系统的人机界面需用到远个系统预设的变量袁即预年尧预月尧预日尧预时尧预分尧预秒等袁用于显示当前日期与时间遥还需自定义一个陨辕韵变量袁用于与连悦悦猿圆园园接设备进为行已数定据义交的换陨袁辕该韵设变备量的逻辑类设型备设名为野袁寄陨辕存韵器整为数通冶袁信协议中的数据地址载员园园袁读写属性为只读袁采集频率为员园园园毫秒袁即每隔员秒组态软件主动与悦悦猿圆园园通信袁获取到的人流数自动更新该变量的值遥人机界面的画面窗口用组态王画面开发系统栽燥怎糟澡耘曾责造燥则藻冤设计袁主界面上显示当前日期与时间袁人流量统计子窗口显示当前的人流数遥系统人机界面运行窗口如图源所示遥图源人流量统计系统运行窗口

（三）组态王与悦悦猿圆园园通信协议程序设计组态王与悦悦猿圆园园主控制器通过串口相连袁其支持采用通用单片机粤杂悦陨陨协议与悦悦猿圆园园通信[源]遥根据协议将设备地址设为野园员援园冶袁园员是设备地址袁范围为园员怨圆园园遭责泽耀圆缘缘袁园为不始的数据类袁数型据为地打哉杂匀韵砸栽址包为方载员园园式遥波特率最高可设置为袁数袁值因范为围默为认园从耀远缘缘猿缘地址员园园遥协开议以粤杂悦陨陨编码数值袁串口的每一帧发送一个粤杂悦陨陨码袁帧与帧之间是连续发送的遥上位机发送读命令从外部设备读数据袁命令包由多个连续帧构成袁读命令包和下位机应答包格式如图缘所示[缘]遥图缘

上位机读命令包及下位机应答包格式

在悦悦猿圆园园主控制器程序中袁采用哉粤砸栽串口中断接收上位机发来的读命令包袁悦悦猿圆园园比普通单片机的串口增加了云陨云韵缓冲区的功能袁可以利用其员远字节的云陨云韵一次接收下完整的读命令包后再产生中断袁在此应用中处理起来比普通单片机高效遥进入中断处理函数后根据接收到的读命令包袁首先判断是否是本机的地址请求袁以及请求的数据地址是否是野员园园冶袁若是则将请求地址的数据放入应答包一次发送回上位机袁完成一次读数据的通信遥四、结语本文设计实现的人流量统计监控系统袁采用了热释电红外传感器的检测方案袁与其它实现人流量统计的方案比较袁具有硬件成本低袁性能可靠的优点袁方案同时简化了系统软硬件的设计遥主控制器选用栽陨物联网平台的悦悦猿圆园园微控制器袁可扩展能力强袁软件开发效率高遥上位机人机界面采用组态王软件开发袁比用主控制直接驱动液晶显示模块的方案显示效果更好袁人机界面更友好遥实验证明袁该系统设计方案是一种切实可行尧经济高效的公共场所人流量统计监控系统袁具有一定的推广价值遥参考文献院[1]张业玉出版莲援社传袁感圆园员缘援

器与自动检测计数渊第圆版冤[M].北京院机械工

[2]郭子书工军业援粤砸酝出版社悦燥则贼藻曾原酝源垣宰蚤原云蚤袁圆园员缘援

酝悦哉应用指南[M].北京院电

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渊201怨年苑月工程袁圆园员员渊员园冤院怨源原怨远援

桂林师范高等专科学校学报第猿猿卷第源期渊总第12远期冤[3]钟鼎等援基于杂栽酝猿圆人流量统计监控系统设计[允].电子设计[4]唐志国等援基于单片机和组态王的智能温室大棚集散控制

[5]傅宗宁袁等援组态王原单片机通讯设计及应用[允].现代电子技

术袁圆园员源渊圆源冤院员园员原员园源援

[允].吉林大学学报渊信息科学版冤袁圆园员苑渊缘冤院缘员猿原缘员愿援

阅藻泽蚤早灶燥枣酝燥灶蚤贼燥则蚤灶早杂赠泽贼藻皂枣燥则孕藻凿藻泽贼则蚤葬灶灾燥造怎皂藻悦燥怎灶贼蚤灶早月葬泽藻凿

燥灶悦悦猿圆园园

再葬灶早砸蚤枣藻蚤袁匀怎葬灶早孕蚤灶早葬则藻葬泽燥枣责怎遭造蚤糟责造葬糟藻泽援栽澡藻泽赠泽贼藻皂怎泽藻泽责赠则燥藻造藻糟贼则蚤糟蚤灶枣则葬则藻凿泽藻灶泽燥则贼燥凿藻贼藻糟贼澡怎皂葬灶遭燥凿赠援栽澡藻皂葬蚤灶糟燥灶贼则燥造造藻则糟燥造造藻糟贼泽葬灶凿怎责造燥葬凿泽贼澡藻贼澡藻澡怎皂葬灶枣造燥憎泽贼葬贼蚤泽贼蚤糟泽蚤灶则藻葬造贼蚤皂藻援

Keywords院悦悦猿圆园园糟澡蚤责曰泽贼葬贼蚤泽贼蚤糟泽燥枣枣造燥憎曰孕陨砸袁运蚤灶早灾蚤藻憎远援缘缘

Abstract院栽澡蚤泽责葬责藻则蚤灶贼则燥凿怎糟藻泽葬则藻葬造原贼蚤皂藻泽贼葬贼蚤泽贼蚤糟葬造皂燥灶蚤贼燥则蚤灶早泽赠泽贼藻皂遭葬泽藻凿燥灶悦悦猿圆园园糟燥灶贼则燥造造藻则枣燥则贼澡藻枣造燥憎燥枣责藻燥责造藻蚤灶凿藻泽蚤早灶葬贼藻凿

泽藻灶泽燥则泽蚤早灶葬造贼燥贼澡藻怎责责藻则糟燥皂责怎贼藻则蚤灶则藻葬造贼蚤皂藻援栽澡藻怎责责藻则糟燥皂责怎贼藻则怎泽藻泽运蚤灶早灾蚤藻憎远援缘缘泽燥枣贼憎葬则藻贼燥凿藻增藻造燥责贼澡藻怎泽藻则蚤灶贼藻则枣葬糟藻葬灶凿凿蚤泽责造葬赠

渊责任编辑院杨建香冤

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