大一科技创新结题报告

1、大一年度项目结题报告项目名称： 基于单片机的智能货车货物监控系统 项目负责人： 学号: 联系电话： 电子邮箱： 院系及专业： 指导教师： 职称： 联系电话： 电子邮箱： 院系及专业： 一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序）姓名性别所在院学号联系电话本人签字二、指导教师意见 签 名： 年 月 日三、项目专家组意见 组长签名： （ 学部盖章 ） 年 月 日四、项目成果序号名称说明1MQ135气体传感器的使用传感器的原理、使用以及与单片机的通信2CD-208热释电红外线传感器的使用传感器的原理、使用以及与单片机的通信3HC-SR04超声波测距的使用模块的原理、使用以及与单片机的通信4STC89C

2、52单片机的使用51单片机简单功能的实现5蓝牙模块对蓝牙模块有了简单初步的了解14五、项目研究结题报告基于单片机的智能货车货物监控系统电信学院 左润东 肖雨桐指导教师：王振永副教授摘要：现阶段，货车事故屡见不鲜。因此，我们设计了一个基于单片机的车载监控系统，以此来使驾驶员时刻了解货车车厢内的情况，避免事故的发生。整个系统由一个放在驾驶室的主机和一个置于货仓内的从机构成。我们的主机由51单片机作为主控系统，从机由51单片机和传感器组成，传感器收集信息，传递给直接相连的单片机，然后由该单片机处理后通过蓝牙模块传递给主机的单片机，再由主机单片机控制发出报警信号。虽然现在市场上已经有类似的产品，但是一

3、般造价都很昂贵，而我们的系统造价低廉，同时还具有一定的准确度。目前，我们已经熟悉了单片机以及几种传感器的使用，对蓝牙模块有了些许的了解，已经实现了有线的通信，但是无线的只是有了一些了解，还不能实现熟练地、准确的通信。不过，只要给予我们足够的时间，我们是可以成功的。下面就是对我们已经掌握和实现的内容进行详细的介绍。关键词：51单片机、传感器、通信、模块、监控、报警正文：一立项背景现阶段，货车失事事故屡见不鲜，其中失火现象尤为突出，这不但给我们带来了巨大的经济损失，而且对我们的人身安全也构成了巨大的威胁。很多情况下，火灾是由货仓的货物在运输过程中燃烧引起的。究其原因是货车在行驶的过程中，当异情发生

4、时，司机不能在第一时间采取措施，导致事故发生。除此之外，现在货车经常运输水果等一些需要防潮防湿的物品，此时，一定要及时检测货仓内的湿度情况，并对此作出反应，才能避免这些东西的腐烂与变质，造成很多不必要的损失。另外，现在好多货车都运输一些易碎的物品，这些物品在运输过程中如果在货仓内发生移动，可能会发生一些意外事件，导致物品的损坏。此外，即使不是易碎的物品，物品的移动也有可能造成货仓内意外事件的发生，有时甚至会发生火灾。基于以上这些，我们设计了基于单片机的智能车载监控系统，整个系统由一个放在驾驶室的主机和一个置于货仓内的从机构成，从机传感器将采集到的模拟量转化成数字量，通过无线通信模块发送给主机，

5、主机通过对接收到的数据进行分析，进而提醒司机或自动采取相关的解决措施，防止灾难的发生。目前已有部分汽车运输公司利用GPS系统与车载监控系统对货物的托运情况进行全程的监督。另外也有货车通过装载状态高清视频监控系统。而在铁路系统，货运列车装载状态监测系统发展则更为全面。其中检测货物装载超限的方法有：摄像机标尺式、龙门结构触摸式、激光对射式（即主动激光探测器）、激光对射加激光测距方式、激光二维扫描方式及散射光源龙门结构式等。二项目研究内容及方法1.系统整体方案基于前期我们对单片机的基本认识和掌握，我们发现51单片机足以满足我们整个系统的需求，而且相对stm32，51单片机更加便宜实惠，所以我们决定以

6、STC89C52单片机作为我们的主控系统。无线传输模块我们使用了蓝牙模块，它的准确度高，而且价格也很合适。从机由各种传感器组成，放于货舱，对货舱内环境进行实时检测，将检测到的数据发回主机，主机对接收的数据分析处理。最终以单片机上嵌入液晶屏显示某些信息、蜂鸣器鸣响及指示灯闪烁提示报警(如图1)。STC89C52单片机HC-SR04超声波测距DHT11温湿度传感器CD-208热释电红外线传感器MQ135气体传感器图12.系统硬件设计（1） 温湿度传感器温湿度传感器温湿度测量采用DHT11温湿度传感器，该传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技

7、术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。 （2）烟雾传感器烟雾浓度测量系统采用MQ135气体传感器，该传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ135气体传感器对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其它有害气体的监测也很理想。这种传感器可检测多种有害气体，

8、是一款适合多种应用的低成本传感器。（3）红外传感器红外防盗报警采用CD-208热释电红外线传感器作为报警电路的主要器件。该传感器基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高,可靠性强。结合BIS0001红外传感信号处理器，该电路能很好地实时监控货仓内是否有人员活动，防止车厢内货物被盗。 （4）超声波测距本模块性能稳定，测度距离精确。能和国外的SRF05,SRF02等超声波测距模块相媲美。模块高精度，盲区（2cm）超近,稳定的测距是此模块的主要优点。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S)/2。在货物的四周安装上这样的模块，通过测量距离就可以测出货物是否有偏移，以防物品发生大的偏移后出现事故。3.

9、系统软件设计（1）软件流程图 主机流程如图2所示。该系统先将各个模块初始化，接着判断接收的数据是哪个传感器的，再对数据进行分析处理，得到相关参数后判断其指标是否超过预设指标，若超过则启动相应的报警系统。从机流程图如图3所示。先是初始化各个模块，针对不同的传感器，我们先采集相应的数据，将采集后的数据进行组合分析处理，得到一个数据包，再通过无线将数据包发送出去，直到发送成功为止。（2）程序设计#include<reg52.h>#define uchar unsigned char/宏定义无符号字符型#define uint unsigned int /宏定义无符号整型 sbit DOU

10、T=P10;/定义单片机P2口的第1位 （即P2.0）为传感器的输入端void delay()/延时程序 uchar m,n,s; for(m=20;m>0;m-); for(n=20;n>0;n-) ; for(s=248;s>0;s-) ; void main() uint k; while(1) /无限循环 P2=0xff;/LED灯泡灭 for (k=0;k<65000;k+) ; while(DOUT=1)/检测到人体红外线后LED发光 P2=0x00; for (k=0;k<65000;k+) ; #include<reg52.h>#def

11、ine uchar unsigned char/宏定义无符号字符型#define uint unsigned int /宏定义无符号整型 /sbit LED=P10;/定义单片机P1口的第1位 （即P1.0）为指示端sbit DOUT=P10;/定义单片机P2口的第1位 （即P2.0）为传感器的输入端void delay()/延时程序 uchar m,n,s; for(m=20;m>0;m-); for(n=20;n>0;n-) ; for(s=248;s>0;s-) ; void main() while(1) /无限循环 P2=0xff;/熄灭 口灯 if(DOUT=0)

12、/当浓度高于设定值时 ，执行条件函数 delay();/延时抗干扰 if(DOUT=0)/确定 浓度高于设定值时 ，执行条件函数 P2=0x00;/点亮P1.0口灯#include<stc12c5a.h>/#define uint unsigned int/#define uchar unsigne dcharsbit Tx=P32;/产生脉冲引脚，延时20us sbit Rx=P33;/回波引脚，进入外部中断1。这些引脚可随意改变。bit TimeUp=0;/定时器溢出标志位long Th0,Tl0;unsigned long time0=0;unsigned int Measu

13、reresult=0;/*/*共阴数码管的显示* unsigned int code Number=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /P0端 unsigned int code Position=0x07,0x0b,0x0d;/P2端unsigned int Measure(void) char Del20us=0;/延时变量，在超声波脉冲引脚中产生20us的方波 char RxBack=1;/超声波返回标志位 TMOD=0x01;/定时器工作方式1：16位，初值不能重装 Tx=0;/将超声波脉冲引脚电位拉低 Th0=0;/

14、初始化变量值 Tl0=0;/初始化变量值 TimeUp=0;/初始化 EA=1;/开总中断 ET0=1;/开定时器0中断 TR0=0;/关定时器0 TH0=0;/赋定时器初始值高8位为0 TL0=0;/赋定时器初始值低8位为0 Tx=1;/拉高超声波脉冲引脚电位 for(Del20us=20;Del20us>0;Del20us-);/延时20us Tx=0;/拉低超声波脉冲引脚电位，使之产生20us的方波信号，使超声波模块开始工作。 while(Rx=0);/等待回波引脚变1； TH0=0; TL0=0; TR0=1;/开定时器0 /使用软件查询的方式，检测超声波回波引脚，判断是否有声波

15、返回，避免使用外部中断的形式，便于扩展多个超声波模块。 while(RxBack) if(Rx=0|TimeUp=1) TR0=0;Th0=TH0;Tl0=TL0;TR0=1;RxBack=0; while(!TimeUp);/等待定时器溢出 time0=(Th0*256+Tl0);/取出定时器的值 Measureresult=(unsigned long)(344)*time0)/2000;/测量的结果单位为mm if(Measureresult<30|Measureresult>900) Measureresult=0; /过滤掉一些异常的数据，当测量出的距离不在30900mm

16、时返回值为0 return Measureresult; void T0_time() interrupt 1 TimeUp=1;/以下是一个主函数，用于实时显示所测出的距离。void main() unsigned char flag=0; unsigned int j=0; unsigned 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=0xff;

17、/消影P2=Positionflag; if(flag=0) P0=Numberge;if(flag=1) P0=Numbershi;if(flag=2) P0=Numberbai; flag+; if(flag=3) flag=0; 初始化各模块数据包接收？数据分析温湿度超标？烟雾超标？距离变化超标？红外感应？偏移报警防盗报警烟雾报警温湿度报警NNNNNYYYYY显示当前温湿度开始 图2 开始初始化各模块采集当前温度采集空气湿度检测当前红外状态检测超声波测距情况组合数据包无线发射数据包发射完毕？NY采集空气烟雾质量 图34.实验结果与分析我们先在从机处进行测试，测试在有无烟雾、有无人靠近、距

18、离变化等不同条件下系统的反应，并进行记录。在从机上实现之后再通过蓝牙把数据传输给主机，在主机上进行测试，直到达到预期的效果。（三）研究结果 目前系统硬件方面，各硬件的使用以及组装已经完成如图4。 软件方面我们已经各自完成了各传感器功能的独立实现，图5和图6是我们实验过程中的图片。对于各传感器功能的整体实现以及通过蓝牙模块无线通信到主机的单片机上实现功能还处在进一步的探索当中。不过现在我们对于整体的功能实现以及蓝牙模块的使用已经有了一定的了解。图4图5 图6（四）创新点我们的创新点主要体现在两方面:一是我们的监控系统相比于市面上其他的产品造价低，成本小；二是现在市面上大部分的产品都是单一的监控，而我们的系统实现了多方面的监控，功能齐全。（五）结束语大一为时一年的大一年度项目就这样结束了，我们小组算是不怎么成功的，因为到最后我们并没有实现当初预设的功能，而且较基本的功能也没有实现。但也不能说我们在这个过程中没有收获。首先，我们四个人为了做这个项目，有时间就往图书馆跑，查阅有关方面的书籍，养成了在大学能够独立学习的好习惯；其次，在项目过程中，我们四个人一直团结互助，也结成了良好的友谊；最后，项目没有成功完成，我们都很苦闷，但是我们也懂得了以后做事情一定要更加用心，这样才能取得成功。当然，这个项目不能就这