1、大一年度項目結題報告項目名稱:基于單片機的智能貨車貨物監控系統8學號:項目負責人: 聯系電話： 電子郵箱: 院系及專業:職稱:指導教師:聯系電話:電子郵箱:院系及專業:、項目團隊成員（包括項目負責人、按順序）姓名性別所在院學號聯系電話本人簽字二、指導教師意見簽名：年月日三、項目專家組意見組長簽名:（學部蓋章）四、項目成果序號名稱說明1MQ135體傳感器的使用傳感器的原理、使用以及與單片機 的通信2CD-208熱釋電紅外線傳感器的使用傳感器的原理、使用以及與單片機 的通信3HC-SR04超聲波測距的使用模塊的原理、使用以及與單片機的 通信4STC89C5單片機的使用51單片機簡單功能的實現5藍牙

2、模塊對藍牙模塊有了簡單初步的了解五、項目研究結題報告基于單片機的智能貨車貨物監控系統電信學院左潤東肖雨桐指導教師：王振永副教授摘要：現階段，貨車事故屢見不鮮。因此，我們設計了一個基于單片機的車載監控系統，以此來使駕駛員 時刻了解貨車車廂內的情況，避免事故的發生。整個系統由一個放在駕駛室的主機和一個置于貨倉內的從機構成。我們的主機由51單片機作為主控系統，從機由51單片機和傳感器組成，傳感器收集信息，傳遞給直接相連的單片機，然后由該單片機處理后通過藍牙模塊傳遞給主機的單片機，再由主機單片機控制發 出報警信號。雖然現在市場上已經有類似的產品，但是一般造價都很昂貴，而我們的系統造價低廉，同時還具有一

3、定的準確度。目前，我們已經熟悉了單片機以及幾種傳感器的使用，對藍牙模塊有了些許的了解, 已經實現了有線的通信，但是無線的只是有了一些了解，還不能實現熟練地、準確的通信。不過，只要給 予我們足夠的時間，我們是可以成功的。下面就是對我們已經掌握和實現的內容進行詳細的介紹。關鍵詞：51單片機、傳感器、通信、模塊、監控、報警 正文:一立項背景現階段，貨車失事事故屢見不鮮，其中失火現象尤為突出，這不但給我們帶來了巨大的 經濟損失，而且對我們的人身安全也構成了巨大的威脅。很多情況下，火災是由貨倉的貨物 在運輸過程中燃燒引起的。究其原因是貨車在行駛的過程中，當異情發生時，司機不能在第 一時間采取措施，導致事

4、故發生。除此之外，現在貨車經常運輸水果等一些需要防潮防濕的 物品，此時，一定要及時檢測貨倉內的濕度情況，并對此作出反應，才能避免這些東西的腐 爛與變質，造成很多不必要的損失。另外，現在好多貨車都運輸一些易碎的物品，這些物品 在運輸過程中如果在貨倉內發生移動，可能會發生一些意外事件，導致物品的損壞。此外, 即使不是易碎的物品，物品的移動也有可能造成貨倉內意外事件的發生，有時甚至會發生火 災。基于以上這些，我們設計了基于單片機的智能車載監控系統，整個系統由一個放在駕駛 室的主機和一個置于貨倉內的從機構成，從機傳感器將采集到的模擬量轉化成數字量，通過無線通信模塊發送給主機，主機通過對接收到的數據進行

5、分析，進而提醒司機或自動采取相 關的解決措施，防止災難的發生。目前已有部分汽車運輸公司利用GPS系統與車載監控系統對貨物的托運情況進行全程的 監督。另外也有貨車通過裝載狀態高清視頻監控系統。而在鐵路系統，貨運列車裝載狀態監 測系統發展則更為全面。其中檢測貨物裝載超限的方法有：攝像機標尺式、龍門結構觸摸式、 激光對射式（即主動激光探測器）、激光對射加激光測距方式、激光二維掃描方式及散射光源 龍門結構式等。二項目研究內容及方法1. 系統整體方案基于前期我們對單片機的基本認識和掌握，我們發現51單片機足以滿足我們整個系統的 需求，而且相對stm32, 51單片機更加便宜實惠，所以我們決定以 STC8

6、9C52單片機作為我們的主控系統。無線傳輸模塊我們使用了藍牙模塊，它的準確度高，而且價格也很合適。機由各種傳感器組成，放于貨艙，對貨艙內環境進行實時檢測，將檢測到的數據發回主機,主機對接收的數據分析處理。最終以單片機上嵌入液晶屏顯示某些信息、蜂鳴器鳴響及指示 燈閃爍提示報警（如圖1）。圖12. 系統硬件設計（1）溫濕度傳感器溫濕度傳感器溫濕度測量采用 DHT11溫濕度傳感器，該傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品 具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。 傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個 NTC測溫元件，并與一個高性能8位單

7、片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力 強、性價比極高等優點。(2) 煙霧傳感器煙霧濃度測量系統采用MQ135氣體傳感器，該傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中 電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環境中存在污染氣體時，傳感器的電導率隨空 氣中污染氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度 相對應的輸出信號。MQ135氣體傳感器對氨氣、硫化物、苯系蒸汽的靈敏度高，對煙霧和其 它有害氣體的監測也很理想。這種傳感器可檢測多種有害氣體，是一款適合多種應用的低成 本傳感器。(3) 紅外傳感器紅外防盜報警采用CD-208熱釋電紅外線傳感器作為報警

8、電路的主要器件。 該傳感器基于 紅外線技術的自動控制產品，靈敏度高，可靠性強。結合BIS0001紅外傳感信號處理器，該電 路能很好地實時監控貨倉內是否有人員活動，防止車廂內貨物被盜。(4) 超聲波測距本模塊性能穩定，測度距離精確。能和國外的 SRF05,SRF02等超聲波測距模塊相媲美。模塊高精度，盲區(2cm)超近,穩定的測距是此模塊的主要優點。測試距離 =(高電平時間*聲速(340M/S)/2。在貨物的四周安裝上這樣的模塊，通過測量距離就可以測出貨物是否有偏 移，以防物品發生大的偏移后出現事故。3. 系統軟件設計(1)軟件流程圖主機流程如圖2所示。該系統先將各個模塊初始化，接著判斷接收的數

9、據是哪個傳感器 的，再對數據進行分析處理，得到相關參數后判斷其指標是否超過預設指標，若超過則啟動 相應的報警系統。從機流程圖如圖3所示。先是初始化各個模塊，針對不同的傳感器，我們先采集相應的 數據，將采集后的數據進行組合分析處理，得到一個數據包，再通過無線將數據包發送出去, 直到發送成功為止。(2)程序設計#in cludevreg52.h>#defi ne uchar un sig ned char宏定義無符號字符型#defi ne uint un sig ned int /宏定義無符號整型sbit DOUT=PMO;/定義單片機P2 口的第1位（即P2.0）為傳感器的輸入端void

10、delay()/ 延時程序uchar m,n,s;for(m=20;m>0;m-);for(n=20 ;n >0; n-);for(s=248;s>0;s-);void mai n()uint k;while(1) /無限循環P2=0xff;/LED 燈泡滅for (k=0;k<65000;k+);while（DOUT=1）/檢測到人體紅外線后LED發光P2=0x00;for (k=0;k<65000;k+) ;#in clude<reg52.h>宏定義無符號整型#defi ne uchar un sig ned char/宏 定義無符號字符型#def

11、i ne uint un sig ned int /sbit LED=PM。;/定義單片機P1 口的第1位 （即P1.0）為指示端sbit DOUT=PMO;/定義單片機P2 口的第1位(即P2.0)為傳感器的輸入端void delay()/ 延時程序uchar m,n,s;for(m=20;m>0;m-);for(n=20 ;n >0; n-);for(s=248;s>0;s-);void mai n()while(1) /無限循環P2=0xff;/ 熄滅 口燈if(DOUT=0)/當濃度高于設定值時，執行條件函數delayO;/延時抗干擾if(DOUT=0)/確定濃度高于

12、設定值時，執行條件函數P2=0x00;/ 點亮 P 1.0 口燈#in clude<stc12c5a.h>/#defi ne uint un sig ned int/#defi ne uchar un sig ne dcharsbit Tx=P3八2;/產生脈沖引腳，延時20ussbit Rx=P3A3;/回波引腳，進入外部中斷1。這些引腳可隨意改變。bit TimeU p=0;/定時器溢出標志位long Th0,TI0;un sig ned long time0=0;un sig ned int Measureresult=0;/*/*共陰數碼管的顯示 *unsigned int

13、 code Number=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /PO 端un sig ned int code P ositio n=0x07,0x0b,0x0d;/P2 端un sig ned intMeasure(void)char Del20us=0;/延時變量，在超聲波脈沖引腳中產生20us的方波 char RxBack=1;/超聲波返回標志位TMOD=0x01;/定時器工作方式1： 16位，初值不能重裝Tx=0;/將超聲波脈沖引腳電位拉低Th0=0;/初始化變量值Tl0=0;/初始化變量值TimeU p=0;/ 初始化

14、EA=1;/開總中斷ET0=1;/開定時器0中斷TR0=0;/關定時器0TH0=0;/賦定時器初始值高8位為0TL0=0;/賦定時器初始值低8位為0Tx=1;/拉高超聲波脈沖引腳電位 for(Del20us=20;Del20us>0;Del20us-);/延時 20usTx=0;/拉低超聲波脈沖引腳電位，使之產生 20us的方波信號，使超聲波模塊開始工作。while(Rx=0);/等待回波引腳變1 ；TH0=0;TL0=0;TR0=1;/開定時器0使用軟件查詢的方式，檢測超聲波回波引腳，判斷是否有聲波返回，避免使用外部中斷的形式，便于擴展多個超聲波模塊。while(RxBack)if(R

15、x=0|TimeU p=1)TR0=0;Th0=TH0;TI0=TL0;TR0=1;RxBack=0;while(!TimeU p);/等待定時器溢出 time0=(Th0*256+TI0);/ 取出定時器的值Measureresult=(unsigned Iong)(344)*time0)/2000;/測量的結果單位為 mm if(Measureresultv30|Measureresult>900)Measureresult=0;過濾掉一些異常的數據，當測量出的距離不在 30-900mm時返回值為0 retur n Measureresult;void T0_time() in te

16、rr upt 1TimeU p=1;/以下是一個主函數，用于實時顯示所測出的距離。void mai n()un sig ned char flag=0;un sig ned int j=0;un sig ned int ge,shi,bai;P2M0=0xff;P2M1=0x00;while(1)ge=Measure()%100%10;shi=Measure()%100/10;bai=Measure()/100;flag=0;for(j=10000;j>0;j-)P0=P2=0xf;/ 消影P2=P ositio nflag;if(flag=0)P 0=Numberge;if(flag=

17、1)P 0=Numbershi;if(flag=2)P 0=Numberbai;flag+;if(flag=3)flag=0;N圖34.實驗結果與分析我們先在從機處進行測試，測試在有無煙霧、有無人靠近、距離變化等不同條件下系統的反應，并進行記錄。在從機上實現之后再通過藍牙把數據傳輸給主機，在主機上進行測試, 直到達到預期的效果。4。（三）研究結果目前系統硬件方面，各硬件的使用以及組裝已經完成如圖軟件方面我們已經各自完成了各傳感器功能的獨立實現，圖5和圖6是我們實驗過程中的圖片。對于各傳感器功能的整體實現以及通過藍牙模塊無線通信到主機的單片機上實現功15能還處在進一步的探索當中。不過現在我們對于

18、整體的功能實現以及藍牙模塊的使用已經有了一定的了解。圖-G m a瞇警T圖圖6 *自2 3 y我們的創新點主要體現在兩方面：一是我們的監控系統相比于市面上其他的產品造價低, 成本小；二是現在市面上大部分的產品都是單一的監控， 而我們的系統實現了多方面的監控,功能齊全。（五）結束語大一為時一年的大一年度項目就這樣結束了，我們小組算是不怎么成功的，因為到最后 我們并沒有實現當初預設的功能，而且較基本的功能也沒有實現。但也不能說我們在這個過 程中沒有收獲。首先，我們四個人為了做這個項目，有時間就往圖書館跑，查閱有關方面的 書籍，養成了在大學能夠獨立學習的好習慣；其次，在項目過程中，我們四個人一直團結互 助，也結成了良好的友誼；最后，項目沒有成功完成，我們都很苦悶，但是我們也懂得了以 后做事情一定要更加用心，這樣才能取得成功。當然，這