[财务管理]游乐园客流管理系统.doc

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1、毕业设计（论文）游乐园客流管理系统专业（系）电气工程系班级学生姓名指导老师完成日期目录前言2第1章引言11.1研究背景11.2论文研究目标和意义11.3论文章节安排1第2章方案论证与设计42.1 总体设计分析42.2 方案的选择与设计42.3 方案确定4第3章任务与要求（小二号黑体居中，下各空一行）13.1课题概述（四号黑体）13.1.1 RF射频刷卡系统（分机一，二）13.1.2超声波计数系统（分机一）13.1.3 语音播报系统ISD4004 系列单片语音录放电路（分机一，二）13.1.4 128*64液晶显示模块53.1.5红外对管计数系统53.2原理图53.3

2、PCB5第4章电路调试64.1调试的设备64.2调试步骤64.2.1 XXXXXX64.2.2 XXXXXX6第5章使用说明85.1 使用方法85.1.1 XXXXXX85.1.2 XXXXXX85.2故障分析86.2.1 XXXXXX86.2.2 XXXXXX8第6章心得体会10参考文献11前言建议该系统在每个游乐设施旁设立，并且实时更新，使游客能及时了解各游乐设施的情况，便于游客安排，也提高了设备的使用效率，提高游乐场经济效益。伴随我国人民群众生活水平的不断提高，发展大型室内游乐园潜力巨大。大型室内游乐园对提高商场城市品位，为商场聚集人气有着重要的意义。一个成功的大型室内游乐园，是一

3、个成功的“文化品牌”，也是现在商场必备的设施，其带来的多元效益是显而易见的。一个成功的主题乐园除了有好的设计理念、完善的主题包装造景、合理的设备选型和搭配等硬件设施外，运营软件系统的建设也是主题乐园成功的决定性因素之一。那么，如何成功的完成主题乐园的市场营销工作，使之能为主题乐园带来意想不到的收益呢？游乐园内部控制的目标是帮助企业实现企业价值最大化目标减少经营过程中的风险。随着科学技术的迅猛发展，知识量在迅速增加，知识更新的速度也是在不断加快。在这种形式下，社会各处都在实现科技化,智能化。同时，随着社会的发展，人民生活水平的提高，以及小康社会的全面普及，所以越来越多的人民都有了各自的幸福生活。

4、而这其中游乐园就为人民提供了一个非常好的享受生活的设施，基于这种情况，为了满足各大游乐园方便对游客流量的管理，我们特别设计了这一个游乐园流量管理系统。由于这个游乐园游客流量管理系统国内外都没有哪个组织进行了研究与设计，所以我们做的这个就非常具有代表性，以及前瞻性。本设计针对广大游乐园的实际情况，尽量做到设计精简，功能实用，全面智能化。本设计基本包括：RF射频刷卡系统，语音播报系统，液晶显示系统，超声波以及红外线计数系统，串口通讯系统。各系统的选择与取舍以定型技术和新技术为主。对传统的单一，低智能的系统进行了重组和整合升级。本设计还根据实际情况，进行了创新。本设计的主要观点是：针对目前游乐园游客

5、流量大，游客类型复杂，目前的流量管理系统已不能适应当前的需要，所以我们应实际的需求，特别开发研究了这一套与时俱进的，全新的，全智能的，具有代表意义的全新游乐园游客流量管理系统，以适应现时代的需求。本设计的分系统有几大难点，其中RF射频刷卡系统，多机串口通讯系统是几个分系统中最难的。但是随着我们设计组人员的不断努力，以及指导老师的耐心指导，我们成功突破了难点，实现了功能。游客流量管理系统设计的研究方法(技术路线):由于当时代传感器的飞速发展，红外线，超声波的广泛应用。所以我们设计小组用了这方面的东西，实现了该有的功能。而且我们电气工程系的学员对单片机也由一定的了解，所以对程序和单片机也是用到了设

6、计课题里面，必要时可以用电脑实现。本设计的基本路线是单个分系统一一实现功能，最后多系统进行整合。为了更好的实现其功能，本设计还模拟了在不同环境下实现其功能的可靠性。这个流量管理系统设计的创新之处在于用超声波和红外线计数系统代替了原有的人为计数系统，此计数系统更省人力，更方便，更智能。RF射频刷卡系统，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。射频技术在无线通信领域具有广泛的、不可替代的作用。RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数

7、据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。基于本游乐园游客流量管理系统是市面上没出现过的，所以本设计就具有唯一性，还由于本设计是根据实际的游客管理系统不足以全面实现实际需求，所以本设计成果的出现就具有一定的代表意义。由此可以预见本游乐园流量管理系统的未来是很光明的。本设计主要由五个部分组成，十七个人完成，每六人一组，分别负责中心主机调控，两个分机调控。而我们组负责的两个分机调控中的一个。其中主要内容包括，RF射频刷卡系统，语音播报系统，超声波计数系统，多机串口通讯系统。而我们小组又分了两个小组其中我们小组三个人负责RF射频刷卡系统和超声波计数系统。本设计在设计过程中，

8、得到了电气系的大力支持，唐亚平指导老师的支持与技术指导，以及院电气协会的大力支持和不遗余力的进行技术指导，编者在此向他们表示衷心的感谢！由于当代科学技术发展速度实在太快，游乐园游客流量管理系统也会伴随着科学发展的洪流中淹没。所以此项技术是一项艰巨的工程，由于我们设计小组的水平有限，无法设计出一项无限满足的系统，所以本设计在此谨供模拟实用。第1章引言1.1研究背景提升其“以人为本”的理念，又有利于提升广大学生消费者对游乐场市场的关注程度。我们认为此次活动在环境、人员、资源等各方面均能保证。游乐园对进入娱乐项目的游客的目标不明确，无法进行合理的管理，以及信息的传递，不了解游客对游乐设施的满意程

9、度，对游乐设施的维护只能根据使用时间来进行判断是否此游乐设施还在正常运行状态。无法对游乐设施实行最大限度的使用，造成资源浪费。所以我们设计的这个游乐园游客流量管理系统就很好的处理了上述问题。游乐园对进入娱乐园的目标用户不明确无法进行合理的市场细分不了解顾客的乘坐信息对顾客满意程度无法直观了解对游乐设施的维护只能依据时间来进行不能区别对待造成资源浪费和安全隐患对游乐园成本缺乏控制手段创建这个系统就是为了解决这些问题。主要功能通过录入游客的信息统计游客的人数通过带有游客信息的卡进行娱乐与消费统计人数的信息。当乘坐总人数超过额定娱乐设施需要检修。当一小时内人数超过额定即五分钟开启一次娱乐设施否则十

10、分钟通过统计顾客所有的娱乐与消费信息对门票定价进行估计与调整企业内部控制的目标是帮助企业实现企业价值最大化目标减少经营过程中的风险。而内部控制评价是内部控制的再控制其最终目标是为了实现内部控主要功能：有效的控制游乐园内等待玩人数和空缺游玩项目。首先通过游客买票，记录游客的基本信息，在游乐园大门以及个大游乐设施进出口设置计数功能，进行游客人数的统计。通过带有游客信息的RF卡进行娱乐与计费。当某游乐点的人数过多，排队等候的人数多，而某些游乐点的人数不是那么拥挤甚至是出现空余的情况下，将此人数及时的通过串口通讯传入主机，主机发出指令，通过语音播报，广播给广大游客。1.2论文研究目标和意义本文分析了目

11、前各大游乐园没有一套有效且实用的游客管理的系统，无法对游乐设施的最大限度的使用等问题，所以我们应时代的需求设计了一套保证游乐园的正常，安全，有效的运转。实现游乐园最大化的盈利的系统，让每位游客能够随时明确自身所处方位并且能够快速地辨认找到目的地，次设计具有现实意义。1.3论文章节安排本论文大致可分为三部分：第一部份介绍研究项目的意义以及主体大概的思路；第二部分包含第三章至五章，给出课题的具体思路与研究方法和原理；第三部分包括第六章，是论文总结及未来相关展望。本文的内容组织安排如下：第一章主要讲述论文的研究背景、论文研究目标以及章节安排。第二章系统地介绍项目的各个组成部分，以及各项目的工作方法和

12、原理。第三章给出个系统总的原理图和PCB图。第四章做整个系统的调试。第五章系统地给出本课题的使用方法。第六章设计这个系统的心得，以及对未来的展望。第二章方案论证与设计2.1 总体设计分析要管理好整个游乐园的游客流量，进行对游客的疏导使游乐园的游乐设施得到最大限度的使用，从而使游乐园得到最大化的盈利，所以有必要设计一套能实现以上功能的系统。首先游乐园的游客数量要进行统计，所以在游乐园大门，出口以及各个游乐点都要设计一套能记录游客人数的系统。这个人数包括进入游乐园总的人数，各游乐点的总的人数，从游乐园出去的总人数，从游乐点出去的人数，（包括在排队等候中途退出的人数）。然后由于进了游乐园以后不能无

13、限制的游玩所有的游乐点，所以就有必要实行门禁，限制游客的游玩次数，从而使大多数的游客都可以体验到不同的游乐设施。对所有游乐点人数的记录信息传到总的分析处（主机），进行分析判断，最后输出到个游乐点，通过语言播报，广播给广大的游客，使游客能够得知哪些游乐点有人玩，哪些游乐点没人玩，哪些点的排队等候人数多，排队等候人数少，从而对游客进行实际有效的疏导分配。大门与各游乐点的电子检票主机分析与信息的传递各游乐点人数统计超声波计数红外对管计数液晶显示语言播报图21主体流程图2.2 方案的选择与设计门禁：方案一使用非接触式RF模块来实现电子检票功能。方案二使用指纹识别来实现电子检票功能。对于整个系统来说

14、方案二更高端，科技化体现的更好一些，指纹识别是一种利用指纹采集头及其配套软件结合起来的技术，感应或读取指纹有多种不同方式，它根据活体手指请注意“活体”一词表层上的电阻变化传导指纹图像。皮肤的表皮层，包括手指的表皮层的细胞是非活体的。剥掉非活体细胞的表皮层可以看到第一层活体皮肤细胞，这些皮肤细胞具有一定量电阻。它们还在皮肤表层上组成特定形状常见的指纹嵴线和沟。细胞中的特定电学品质与细胞的排列方式这二者的结合使得皮肤表面的电阻能够被测量到且其变化唯一。相对于方案二，方案一就具有实用性更高，更符合我们学生制作模拟整个系统。持有RF卡门票的游客进入游乐点时，只需在检票设备前通过，检票设备即可在瞬间鉴别

15、门票真伪，从而实现快速自动检票。游客临时出游乐点时，同样需要在检票设备检出，有效的防止观众夹带多张门票出场的情况。检票完毕后，RF卡检票设备可以将检票信息（包括通过该设备检入、检出的门票票面信息、检票时间等）上传到服务器，并由服务器上运行的数据监控分析软件对上传的信息进行汇总、分析。如果采用联网检票系统，主办方还可以对检票情况进行实时监控。这样一相比较下来用RF模块实现电子检票功能更实用且效果不会比方案二差，且整套设施相对便宜。所以门禁方面就确定用RF模块来实现电子检票的功能。游客人数记录：方案一使用红外对管来实现游乐园人数的记录。方案二使用超声波来实现对游乐园人数的记录。两个方案比较起来

16、红外对管和超声波都具有很好的记录游客数量的潜能。首先红外对管是我们熟悉的一种技术，所以能很好有效的实现其该具有的功能。对于超声波来说，首先在网上查阅相关资料，发现有一个超声波测距地模块，这个模块也是基于51单片机制作的，所以通过我们小组的考虑以及研究，首先用超声波测距测量一个通道的具体距离，而先测量的距离如果发生改变则51单片机进行计数，且通过液晶显示模块显示。由于两个方案都比较实用且廉价，也与我们所学的知识联系的很紧密，所以经过组内讨论最终确定两种方案都使用，这也可以很好的拓展我们的知识面和知识领域。系统控制核心芯片：方案一 51系列单片机方案二嵌入式系统RAM嵌入式系统是以各种嵌入式微处

17、理器为内核，运行RTOS的面向应用的计算机控制系统，也是SOC技术的一个重要分支。ARM 是一个IP(知识产权)公司，以arm体系结构为基础的各种RISC 微处理器针对不同应用领域提供了不同的指令集(ARM、THUMB、DSP、XSCALE)可以为各种实时应用提供灵活的选择。在研制开发基于ARM处理器的嵌入式系统过程中，如何让系统正常快速的启动是一个关键环节。以上所述相对于以51系列单片机来说是我们所不熟悉，甚至可以说是一个知识点盲区的领域。51系列单片机是一种可通过编程控制的微处理器，单片机芯片自身不能单独应用与某项工程或产品上，它必须要靠外围数字器件或者是模拟器件的协调才能发挥其自身的强大

18、功能。51系列单片机属于控制类数字芯片，目前其应用于领域已非常广泛。51系列由于其结构简单，学习方便，价格适中等一系列原因广泛被大家采用和学习。而我们所学专业又是以学习51单片机为主体，所以整个核心芯片就选择51单片机。湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书第三章任务与要求（小二号黑体居中，下各空一行）具体任务与要求：（1）根据系统方案确定系统监测对象进园的人流总量，各游乐点人流的数量（包括等待人数和已玩的人数）等（2）提出和设计一套游乐园游客流量监测管理解决方案，采用分步式设计方法，即由各游乐点监测和控制中心两个部分组成，画出系统组成示意图：（3）根据系统设计方案，合理选择控制核心器件并

19、完成电路设计与电路图的绘制：（4）制作样机，并调试成功，完成设计说明书（或论文）（5）系统需要解决的问题和要实现的功能包括；A 实现某游乐园各游乐点人流的数量和进出园人流总总量的实时监测与记录；B 实现进游乐园和各游乐点的非接触式电子检票功能；C 根据实时人流情况，实现各游乐点等待人数及等待时间的计算与提示（音声与液晶显示）功能；D实现控制中心与各游乐点监测终端之间的数据联网通信，实现全局信息共享；E控制中心通过实时采集各游乐点的信息，实现全园的客流量实时监测，统计分析，调度管理，通知与消息发布功能。F 监测终端可在非联网状态下独机工作。相关技术参数：（1）系统控制核心芯片：51系列单片

20、机或嵌入式系统RAM；（2）基于非接触式RF模块，实现电子检票功能；（3）通过语言芯片，实现提示信息语音播报，并具有音频输出接口；（4）采用128*64液晶显示屏，实现提示信息文字信息显示；（5）内置时钟电路，电源模块（含备用电池）（6）内置扬声器，0.5W控制功能语音确认提示输出。3.1课题概述（四号黑体）本文以RF射频刷卡，语音播报，超声波和红外线计数，单片机多机串口通讯，液晶显示等多个小部分组成一个整体系统，经过设计，制作，调试最终制成一个能实现游乐园游客管理的模拟系统。我们所设计制作的游乐园游客流量管理系统包括一台主机，两台分机组成。其中主机接收分机传来的数据进行分析，并将分

21、析结果发送给以指令形式发回给分机，从而分机执行操作，通过语言播报，广播到游客。此系统能有效的进行游客的人数得记录以及合理分配各游乐点的人数，使各游乐点不会出现排长队拥堵的状况，有效的管理游客所持有的游乐卡记录的次数。3.1.1 RF射频刷卡系统（分机一，二）本文以RF射频刷卡模块为主，设计一个能记录游客所持游乐卡的信息，以及分析信息，最后判断持有人的游玩次数看是否能进行再次游玩或是终止游玩的一个系统。一RF模块: 简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。射频技术在无线通信

22、领域具有广泛的、不可替代的作用。非接触IC卡与读卡器之间数据传输的过程和原理如下：当卡片在一定距离靠近读卡器表面时，非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。非接触IC卡本身是无源卡，当读卡器对卡进行读写操作时，读卡器发出两部分信号：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的器件一起产生瞬间能量来供给芯片工作；另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读卡器完成一次读写操作。主要技术指标： 1、通讯方式：调幅AM 2、工作频率：315MHz/433MHz 3、频率稳定度：75KHz 4、发射功率：500mW 5、静态电流：0.1uA 6、发射电

23、流：350mA 7、工作电压：DC 312V数据发射模块的工作频率为315MHz，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在2585度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。数据模块具有较宽的工作电压范围312V，当电压变化

24、时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约2050米，发射功率较小，当电压5V时约100200米，当电压9V时约300500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700800米，发射功率约500毫瓦。当电压大于l2V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。天线最好选用25厘米长的导线，远距离传输时最好能够竖立起来，因为无线电信号传输时收很多因素的影响，所以一般实用距离只有标称距离的一半甚至更少，这点

25、需要开发时注意。发射发射模块最好能垂直安装在主板的边缘，应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影晌。由于无线电信号传输过程中的折射和反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。其中单片机对接收模块的电磁干扰很大，所以我们需要采用一些抗干扰措施来减小干扰。比如单片机和遥控接收电路分别用两个5伏电源供电，将接收板单独用一个78L05供电，单片机的时钟区远离接收模块，降低单片机的工作频率，中间加入屏蔽等。接收模块和51系列单片机接口时最好做一个隔离电路，能较好地遏制单片机对接收模块的电磁干扰，接收模块工作时一般输出的是高电平脉冲，不是直流电平，所以不能用万用表测试，调试时可用

26、一个发光二极管串接一个3K的电阻来监测模块的输出状态。二S50非接触式IC卡：（一）主要指标l 容量为8K位EEPROMl 分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位l 每个扇区有独立的一组密码及访问控制l 每张卡有唯一序列号，为32位l 具有防冲突机制，支持多卡操作l 无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路l 数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次l 工作温度：-2050(湿度为90%)l 工作频率：13.56MHZl 通信速率：106 KBPSl 读写距离：10 cm以内（与读写器有关）（二）工作原理卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成。天线：卡

27、片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到IS0卡片中。ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106KB波特率）的RF接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM组成。工作原理：卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成。天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到IS0卡片中。ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106KB波特率）的RF接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM组成。读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容

28、内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。（三）存储结构1、 M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为063，存贮结构如下图所示：块0 数据块0扇区0 块1数据块1块2数据块2块3密码A 存取控制密码B控制块3 块0数据块4扇区1块1数据块5块2数据块6块3密码A 存取控制密码B控制块7 0数据块60扇区15 1数据块61 2数据块62 3密码A 存取控制密码B控制块632、第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂

29、商代码，已经固化，不可更改。3、每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。数据块可作两种应用用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作4、每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下：A0 A1 A2 A3 A4 A5 FF 07 80 69 B0 B1 B2 B3 B4 B5密码A（6字节）存取控制（4字节）密码B（6字节）5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共

30、同决定的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下：块0： C10 C20 C30 块1： C11 C21 C31 块2： C12 C22 C32 块3： C13 C23 C33三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中，决定了该块的访问权限（如进行减值操作必须验证KEY A，进行加值操作必须验证KEY B，等等）。三个控制位在存取控制字节中的位置，以块0为例： bit 7 6 5 4 3 2 1 0字节6C20_bC10_b字节7C10C30_b字节8C30C20字节9存取控制（4字节，其中字节9为备用字节）结构如下所示： bit 7 6 5 4 3 2 1 0字节6C23_b

34、防冲突机制 Anti collision Loop选择卡片Select Tag三次相互验证Authentication读块Read写块Write加值increment减值decrement中止Halt图31射频卡与读写器的通讯流程图复位应答（Answer to request）M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，当有卡片进入读写器的操作范围时，读写器以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为M1射频卡，即验证卡片的卡型。防冲突机制 (Anticollision Loop)当有多张卡进入读写器操作范围时，防冲突机制会从其中选择一张进行操作，未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡，该过程

35、会返回被选卡的序列号。选择卡片(Select Tag)选择被选中的卡的序列号，并同时返回卡的容量代码。三次互相确认(3 Pass Authentication)选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。（在选择另一扇区时，则必须进行另一扇区密码校验。）对数据块的操作读 (Read)：读一个块；写 (Write）：写一个块；加（Increment）：对数值块进行加值；减（Decrement）：对数值块进行减值；存储（Restore）：将块中的内容存到数据寄存器中；传输（Transfer）：将数据寄存器中的内容写入块

36、中；中止（Halt）：将卡置于暂停工作状态；三 RFID读卡模块调试步骤说明第一步：将RFID读卡模块正确的和单片机上相对应的脚连接起来。第二步：将拨码卡关的LED位拨上，其余为拨下关闭。第三步：将串口线连接计算机和开发板。第四步：将USB电源线连接计算机和开发板。第五步：将卡片放到读卡模块上。第六步：打开串口调试助手软件。第七步：按下开发板子锁按键，用仿真器或编程器下载调试程序至开发板。第八步：在串口发送区，输入A点击发送，为自动寻卡模式。输入F 点击发送为单次寻卡模式。测试完毕！3.1.2 超声波计数系统超声波模块单片机本文拟以一个超声波发射模块和一块C51单片机进行联机，超声波模块发射超

37、声波锁定通道的间距，模拟过一个人距离改变一次从而单片机计数一次，液晶显示屏显示记录的数。这个数通过单片机多机串口通讯传至主机，通过主机分析，最后主机下达指令，通过语音播报将信息发送给游客。（小四号宋体，20磅行距）超声波模块：超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得等特点，根据超声波这些特性进行障碍物有效距离的探测已在很多领域得到应用。距离是一个定值，通过定值的变化来进行计数，可以说这又是一个创新。基本原理：经发射器发射出长约6mm，频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收，接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。定时器控制计算判断传输

38、调制40k振荡超声波发射计时增益放大超声波接收图3-2超声波测模块工作理框图此超声波模块主要以单片机80C51为核心，其发射器是利用压电晶体的谐振带动周围空气振动来工作的.超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器接收到反射波就立即停止计时。发射器发出的超声波以速度在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。一般情况下，超声波在空气中的传播速度为340m/ s，根据计时器记录的时

39、间t ，就可以计算出发射点距障碍物的距离 s，即s=340t/2，这就是常用的时差法测距1。温度（）-30-20-100102030100声速（m/s）313319325323338344349386图3-3超声波波速与温度的关系图单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数，得出具体距离数之后，通过单片机程序的判断，如果此后测得的距离小于首次具体测出的距离的话，单片机计数+1，并送LED显示。这其中会出现诸多的问题，比如一个人长时间停留

40、在通道的话，超声波测得的距离是不变的，所以这当中就涉及到一个超声波发射次数的问题。解决这个问题我们想到的方法是：多次的超声波发射如果距离小于首次测得的距离且此次距离长时间保持不变的话，那么久进行多级判断直到在此测得的距离发生改变的时候在进行计数。同时由于超声波工作的环境比较讲究，所以超声波发射模块安放的位置就需要无杂物，且光滑，反射性能好的材料作为挡板。超声波模块与51单片机的配合：超声波接收器放大电路锁相环检波电路定时器单片机控制显示器超声波发射器放大电路图3-4超声波模块与51单片机的配合原理图（1）测量与控制方法声波在其传播介质中被定义为纵波。当声波受到尺寸大于其波长的目标物体阻挡时就

41、会发生反射；反射波称为回声。假如声波在介质中传播的速度是已知的，而且声波从声源到达目标然后返回声源的时间可以测量得到，从声波到目标的距离就可以精确地计算出来。这就是本系统的测量原理。反射时间法，是利用检测声波发出到接收到被测物反射回波的时间来测量距离对于距离较短和要求不高的场合我们可认为空气中的声速为常数，我们通过测量回波时间T利用公式S=C*(T/2)其中，S为被测距、V为空气中声速、T为回波时间（T=T1+T2），可计算出路程，这种方法不受声波强度的影响，直接耦合信号的影响也可以通过设置“时间门”来加以克服。这样可以求出距离：S=C(T1-T2)/2本次设计是用电路振荡产生40Hz的超声波

42、信号。其振荡频率计算公式如下：f=1.43/(R9+2*R10)*C5)（2）单片机实现计数原理单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差tr，然后求出距离SCt2，式中的C为超声波波速。然后由于模拟的是人的通过，所以当此距离发生改变的时候，单片机输出高电平，计数加一。限制该系统的最大可测距离存在4个因素：超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射接收的设计方法超声波计数的软件设计主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序、距离判断子程序及显示子程序组成。我们知道C语言程序有利于实现较复杂的算法，汇编语言程序则具有较高的效率且容易精细计算程序运行的时间，而超声波测距仪的程序既有较复杂的计算（计算距离时），又要求精细计算程序运行时间（超声波测距时），所以控制程序可采用C语言和汇编语言混合编程。3.1.3 语音播报系统 ISD4004 系列单片语音录放电路ISD4004芯片引脚图单片机ISD4004系列语言播报广大游客一：ISD4004 系列的工作电压3V,单片录放时间8 至16 分钟,音质好,

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