某商场客流量统计计算设计方案1 概述1.1研究意义应用十分广泛，遍布生活的每个角落，像汽车上车载人数统计，车辆流量统计，大型宾馆、图书馆客流量统计等等。统计面向公众是与国际接轨的需要所决定的。定期、经常通过各种媒体向社会公众发布统计信息，是一种国际惯例。在许多国家，各级政府部门及其首脑也是通过媒体或其它载体的发布来获取非机密的统计信息，而很少提出特殊的“领导需要”。扩大对外开放， “迎接入世”挑战，中国的统计信息从计算方法、采集渠道到公布形式，无疑应该更加详细、公开和透明。更好地为百姓服1.2发展现状随着外资零售企业的大举进入,零售企业的竞争日益激烈。客流量对于零售业是非常基础的指标,它与销售量直接成正比关系,因此客流量统计尤为重要。客流量是大型商业、旅游、公共安全、文博、连锁等公共场所在管理和决策方面不可缺少的数据。作为一项重要的市场研究手段，它能够为大型机关、企业的运营决策和综合管理提供准确及时的数据参考。商场客流量统计系统的重要性显而易见。考虑到设计周期及技术难度，本文对简单的红外对管的人流量检测做简单的设计实现。1.3论文主要内容通过比较现在普遍采用的客流量统计计算的各种解决方案的优缺点得出本次设计所选定的方案：红外对管的人流量检测设计。进而得出相应的某商场客流量统计计算设计的基本结构框图。第二章对各个组成模块进行介绍，并且给出了红外接线和1602液晶显示的选择。然后介绍了系统硬件框图设计全过程、硬件电路设计及测试结构分析。2 设计方案选择2.1方案查询选定现在所普遍采用的客流量统计解决方案大面上可以分为2种，一种采用机器视觉的技术，通过本地或远程监控摄像头采集视频帧数据，由主机电脑服务器处理（主要通过人头部，肩部等特征，来识别画面中的人物）并检测出进出商场或者车箱的人数。这种方法的优点是识别精度高，识别准确。缺点是工程规模大，相比后一种成本要高出许多。另一种是通过红外线和单片机系统构成的检测系统。这种方法也大概分为两种，一种是通过人体的热成像来识别判断人物，然后进行计数。另一种是通过红外线对管发射和接收，来判读是否有人出入，并计数。这种红外计数的检测设备也有好多种， 有一些是红外对管分别安装在人流进出门的两侧，一边发送一边接收，当接受不到后外信号就计数一次。还有一种方案是将红外对管安装在一起，在检测门对面安装反射镜，这样设计的系统可以成为一个单个的整体，节省了成本。这里我们选择最后一种方案进行设计。2.2模块设计2.2.1某商场客流量统计计算设计的基本结构框图本设计的基本结构框图如下图2-1所示：图2-1某商场客流量统计计算设计的基本结构框图2.2.2某商场客流量统计计算设计的组成部分介绍及选择本设计在结构上可以分为以下几个模块：80C51单片机主控模块、红外检测模块、电源模块、1602液晶显示模块。（1）红外检测模块采用两对红外对管，在相隔10-15cm的距离内进行2次检测，确保检测的准确性。红外发射管芯中央凸显，红外接收管管芯有红外感光电极。红外对角的两引脚一长一短，长引脚是正极，和普通发光管相同。通电测试方法辨别 用一只发光二极管和一个电阻与被测的电管串联，用遥控器对着被测管按下任意键时，被测管亮，则是红外接收管，不亮则是红外发射管。（2）80C51单片机主控模块其管脚图如图2-2所示图2-2 AT89C51单片机管脚图P0口有八条端口线，命名为P0.0P0.7,其中P0.0为低位，P0.7为高位。每根线由一个输出锁存器，两个三态缓冲器，输出驱动电路和输出控制电路组成。P0口是一个三态双向I/O口，它有两种不同的功能，用于不同的工作环境。P1口P1口有八条端口线，命名为P1.0P1.7,P1口是一个准双向口，只作普通的I/O口使用，器功能与P0口的第一功能相同。作输出口使用时，由于其内部有上拉电阻，所以不需外接上拉电阻；作输入口使用时，必须先向锁存器写入“1”，使场效应管T截止，然后才能读取数据。P2口P2口有八条端口线，命名为P2.0P2.7,P2口也是一个准双向口，它有两种使用功能：一种是当系统不扩展外部存储器时，作普通的I/O口使用，其功能与P0口的第一功能相同。作输出口使用时，不需外接上拉电阻；另一种是当系统外扩存储器时，P2口作系统扩展的地址总线口使用，输出高8位的地址A7A15，与P0口第二功能输出的低8位地址相配合，共同访问外部程序或数据存储器，但它只确定地址并不能像P0口那样还可以传送存储器的读写数据。P3口P2口有八条端口线，命名为P3.0P3.7,P3口是一个多用途的准双向口，第一功能是作普通的I/O口使用，其功能与P1口的第一功能相同。当不对P3口寻址时，口锁存器的Q端自动置1。这时P3口作为第二功能使用。并行口的负载能力P0口每一口线可驱动8个LSTTL负载P1,P2,P3口的每一位能驱动4个LSTTL负载。可方便地由OC门或漏极开路电路驱动，而无须外接上拉电阻。AT89C51芯片具有8K字节FLASH闪烁存储器256字节内部RAM, 32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器、时钟电路。同时AT89C52可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可逆的节电工作模式，停止CPU的工作，允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中端系统继续工作。结合实际，选择89C52单片机来设计。AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k字节Flash可擦写存储器（PEROM）。AT89C51器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，AT89C51的片内Flash允许程序存储器通过传统编程器反复编程。由于芯片内集成了通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的微处理器ATMEL AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高度灵活、高性价比的解决方案。AT89C51具有如下特点：4k Bytes Flash存储器、128 bytes的RAM、32个I/O口、2个16位定时/计数器,5个中断优先级2层中断嵌套中断、1个全双工串行通信口、片内时钟振荡器。 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。AT89C51在空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM、定时/计数器、串行口和外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器并保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至硬件复位。AT89C51的特性如下：低功耗空闲和省电模式兼容MCS-51指令系统 4k可反复擦写(1000次）Flash ROM 时钟频率0-24MHz 2级程序存储器锁1288位内部RAM 32个双向I/O口 2个16位定时/计数器 6个中断源和可编程串行通道（3）红外线传感器的选择红外线接收头(又称红外线接收模组,IRM)是集成红外线接收PD二极管、放大、滤波和比较器输出等的IC模块.红外接收头的主要参数：工作电压：2.74.5V 工作电流：1.72.7mA 接收频率：37.9kHz 峰值波长：940nm 静态输出：高电平 输出低电平：0.4V 输出高电平：接近工作电压红外接收头其特性如下：小型设计 内置专用IC 宽角度及长距离接收 抗干挠能力强 能抵挡环境干挠光线 低电压工作;光电参数如下：光电参数(T=25 Vcc=5v f0=38KHZ)：参 数 符号 测试条件 Min Type Max 单 位 工作电压 VCC 2.7 5.5 V 工作电流 Icc 0.6 0.8 - mA 静态电流 Ice 无信号输入时 0.1 0.5 mA 接收距离 L 15 18 M 接收角度 1/2 +/-35 Deg 载波频率 f0 37.9 红外线的模块选择 红外发光二极管是采用砷化镓( GaAs ) 和砷铝化镓( GaAlAs ) 等半导体材料制成的, 它们的外形和普通的发光二极管基本相同, 用透明的树脂材料封装。中、大功率的红外发光二极管采用金属或陶瓷材料作底座, 用玻璃或树脂透镜作窗口。红外接收二极管接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏置电压，他才能正常工作获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。红外对射式检测电路 主要分两部分接收与发射，可以采用集中与分散供电方式。2.2.3 LCD数码管显示器的选择（1）1602字符型LCD简介液晶显示器各种图形的显示原理线段的显示：点阵图形式液晶由MN个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共168=128个点组成，屏上6416个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。（2）字符的显示 用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由68或88点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。（3）汉字的显示 汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5右边为2、4、6根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。（4）1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图（5） LCD1602主要技术参数 显示容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm（6）引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表2-1表2-1： 引脚接口说明表编号符号