一、實驗簡介

公交站人流檢測是一項重要的城市交通管理任務，它不僅關系到公交服務的效率和質量，還與城市交通規劃和公共安全緊密相關。首先，公交站人流檢測可以實時反饋乘客流量情況，幫助公交公司了解各線路、各站點的客流需求。其次，公交站人流檢測可以為公交公司制定和優化運營策略提供數據支持。再次，公交站人流檢測可以及時發現擁擠、擁堵等情況，提醒調度中心及時采取措施，保障乘客安全。基于此背景，我們以CW32單片機為核心，采用公交站人流檢測中常見的紅外線檢測技術，設計了一個公交站人流檢測系統，該系統可以連接到網絡獲取當前時間，并將人流數據實時上傳到OneNET云平臺進行遠程監控。

二、實驗器材

本實驗使用到了CW32-48F大學計劃開發板、ESP8266WIFI模塊、E18-D80NK紅外光電開關及Keil5開發環境。

開發板上預留了ESP8266WIFI模塊接口，通過串口與ESP8266通信。

【兩個紅外光電開關與單片機接線】：

藍線 -- GND

棕線 -- 3.3V

黑線 -- PA0、PA4

三、核心代碼

main.c:
//單片機頭文件
#include "main.h"


//網絡設備
#include "esp8266.h"


//網絡協議層
#include "onenet.h"     //OneNET


//硬件驅動
#include "RTC.h"        //CW32RTC
#include "BTIM.h"
#include "usart.h"
#include "Buzzer.h"     //板載蜂鳴器
#include "Infrared.h"   //紅外光電開關
#include "Lcd_Driver.h"
#include "LCD_calculate.h"


uint8_t send_flag=0;    //數據上云控制位
uint16_t count=0,accumulation=0;  //count--當前站內人數,accumulation--累計人數
enum State{
  STATE_A,
  STATE_B,
  STATE_C,
  STATE_D,
};         //枚舉數據類型，包含四個狀態


void System_Init(void)
{
  Lcd_Init();          //LCD屏初始化
  BTIM_Init();         //基本定時器初始化，調控數據上云頻率
  Buzzer_Init();       //蜂鳴器初始化，兩個紅外光電開關同時被遮擋時發出聲響警告
  Infrared_Init();     //紅外光電開關初始化
  Usart1_Init(115200); //串口1，用于串口調試助手打印調試信息
  Usart2_Init(115200); //串口2，與ESP8266進行通信
  
  TFT_Welcome();     //開機界面顯示
  Gui_DrawFont_GBK16(0,128,GRAY1,WHITE,"   網絡連接中  ");
  ESP8266_Init();//聯網，獲取當前時間，接入OneNET云平臺
  RTC_ITConfig(RTC_IT_INTERVAL,ENABLE); //開啟RTC周期中斷（RTC中斷開啟的時機要在esp8266連接到onenet平后之后）
  Gui_DrawFont_GBK16(0,8,WHITE,BLUE," 公交站人流檢測 ");
  Gui_DrawLine(0,32,128,32,GRAY1);
  Gui_DrawFont_GBK16(0,64,WHITE,BLUE," 站內人數：");
  TFTShowNumber(4,12,count);
  Gui_DrawFont_GBK16(0,96,WHITE,BLUE," 累計人數：");
  TFTShowNumber(6,12,accumulation);
  NVIC_EnableIRQ(BTIM1_IRQn);    //開啟定時器中斷，中斷周期10ms
}


int main(void)
{
  uint16_t state=0xffff;            //紅外光電開關當前狀態
  enum State currentState=STATE_A;  //開機為狀態A
  
  System_Init();                    //系統初始化
  while(1)
  {    
    /*模擬乘客進站的過程：
      1.裝置安裝位置：兩紅外光電傳開關一前一后安裝在站口
      2.假設站口只允許乘客排隊依次進出
      3.乘客進站先遮擋紅外光電開關1
      4.乘客繼續前進，離開紅外光電開關1，遮擋紅外光電開關2
      5.站內人數+1,累計人數+1
（若過程4中同時遮擋兩個紅外光電開關則蜂鳴器發出警報，等待工作人員解決故障，不計數）
    */
    /*模擬乘客出站的過程：
      1.裝置安裝位置：兩紅外光電傳開關一前一后安裝在站口
      2.假設站口只允許乘客排隊依次進出
      3.乘客出站先遮擋紅外光電開關2
      4.乘客繼續前進，離開紅外光電開關2，遮擋紅外光電開關1
      5.站內人數-1
（若過程4中同時遮擋兩個紅外光電開關則蜂鳴器發出警報，等待工作人員解決故障，不計數）
    */
    state=CW_GPIOA->IDR & 0x0011;   //獲取兩個紅外光電開關數據IO當前狀態
    if(state==0x0000) Buzzer_RING;  //控制蜂鳴器 
    else Buzzer_OFF;
    switch(currentState)            //初步模仿狀態機編程模式
    {
      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();  //數據上傳到OneNET
      ESP8266_Clear();    //清除緩存
      send_flag=0;  
    }
  }
}

四、效果演示

連接網絡

審核編輯：湯梓紅