文 献 综 述

一、前言

超市、车站、图书馆等人员流动密集的场合常常会看到长长的人流在等待，不仅给工作人员增加了负担也让等待的人群心生抱怨，而通过人流量监测系统来适时监测这些公共场所的人流量，通过人流量来适时增减工作人员和工作窗口的做法已经得到了充分的认可。

车站、图书馆等的客流情况决定着其各种设施的使用情况、需求情况、使用率等情况。对各个地方的客流情况进行统计是一种简单而又实用的人数统计工具，应用十分广泛。特别在图书馆等人员流动较大的地方，如果对人数的变动没有有效的管理和控制，那么对工作和学习的效率是有害的。如何对于人员流动进行实时的、有效的、精确的计数成为图书馆等场所十分关注的问题，因此设计一款实用有效的人数计数器是很必要的。

图书馆作为学生群体进入的主要场所，图书馆的学习环境极大的影响着学生学习的效率，在很多图书馆常常会看到很多排队等待借还书籍的师生，排队等候不仅对学生的时间造成不必要的浪费也使图书馆工作人员的工作负担陡增。而图书馆人流量监测系统的安装将可以很大程度上避免排队等待的现象出现，通过观察进入图书馆的人流情况来适时增加服务窗口的办法不仅不会造成工作人员的效率降低，同时也解决了借阅人员因等待而带来的不瞒情绪，因而图书馆增加人流量监测装置来适时增减服务窗口已经是一种必然的趋势，国外很多高校图书馆已经在应用并且取得了很好的效果，由于国内高校图书馆规模相对较小，技术应用相对落后，通过人流量监测来增减服务窗口的做法尚未普及。

随着国内技术的逐步发展和完善，图书馆人流量监测系统很快将得到推广和应用，本文正是基于人流量监测系统的良好应用前景，以图书馆人流量监测应用为背景进行详细深入的研究，并设计完成一套可行性方案。

二、研究现状

图书馆人流量监测系统是电子计数器，其是一种多功能的电子测量仪器，至今已有30多年的发展历史。早期设计师们追求的目标主要是扩展计数范围，提高计数精度、稳定度等，这些也是衡量一款计数器的主要指标。目前这些计数日趋完善，现代的应用技术可以让计数器的范围扩展到无限大。当今，单片机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备也广泛应用到各个领域。单片机以体积小、功能强、可靠性高、性价比高等特点，已成为实现现代工业生产技术进步和开发机电一体化智能测控产品的重要手段。如今的自动计数器大多采用非接触式的计数触发方式，早已开发出多种型号的专用检测芯片，利用MCS51系列的单片机作为控制核心的计数器成为了计数应用领域的潮流。

　　多功能电子式计数器由信号输入电路、信号处理电路、计数及显示驱动电路、计数状态控制电路、显示器和电源电路构成，可接受各种电压幅度的脉冲电压和触点开/关两种形式的输入信号，信号处理电路通过光电耦合器与信号输入电路联接实现了信号输入电路与计数工作电路的光电隔离，利用计数状态控制电路可控制输入信号的阻断及计数器的复位。计数器有外接端子可与外部控制电路或装置联接由外部来控制计数器的工作状态和计数器的复位。多功能电子式计数器，包括有电源电路，其特征是由信号输入电路、信号处理电路、计数及显示驱动电路、计数状态控制电路、显示器构成，信号输入电路由至少两条由限流电阻与开关串联构成的分挡开关电路并联构成的迭挡器、一端与选挡器输入端并联另一端与电源电路正极联接的输入方式控制开关、阳极与选挡器输出端联接的发光二极管、阳极与发光二极管阴极联接，集电极经电阻与电源电路正极联接的光电偶合器，阳极与光电偶合器阴极联接的整流二极管构成，信号处理电路由输入端与信号输入电路光电偶合器集电极联接，其输出端经电阻与电源电路正极联接的施密特触发器、输入端与施密特触发器输出端联接的同相缓冲器、反相缓冲器，控制端分别与同相缓冲器、反相缓冲器输出端联接，其输出端并联的两个膜拟开关、与模拟开关输出端并联的滤波电路构成，与同相缓冲器输出端联接的模拟开关的输人端接电源正极与反相缓冲器输出端联接的模拟开关的输入端接公共地，计数及显示驱动电路由计数及显示驱动集成电路芯片和芯片工作辅助外围电路构成，其计数输入端接信号处理电路输出端，其输出接显示器输入端，计数及显示驱动集成电路芯片为具有复位端和计数使能端的并对计数输入端的脉冲信号以十进位方式计数的具有多位显示译码和直接驱动显示器进行数码显示的集成电路芯片，计数状态控制电路由一端接计数及显示驱动集成电路芯片复位端，另一端接系统公共地的复位开关和公共端接集成电路芯片的计数使能端，其另外面端分别接电源电路正极和公共地的单刀双掷开关构成。由于电子技术的不断发展，多功能电子计数器的总体结构越趋小巧，显示方式和操控方式也趋于多样化，可嵌入可联网，可繁可简，可灵活架构，已经成为一种新的趋势。

三、原理及实现

传感器采用红外热释电传感器，设置在图书馆入口处，两个传感器在同一水平面上，其轴线方向与人体移动方向垂直。当有人经过时，它将人体辐射的红外光变换成电信号，由信号调理电路进行放大、滤波、门限比较、输出脉冲信号，经光电隔离耦合后将2路脉冲信号并行输入到单片机，单片机控制NRF24L01无线收发模块把信号传输给接收机，接收机部分通过对数据处理后控制液晶显示器进行计数显示。

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本论文研究的内容主要包括系统方案的选取与论证、系统硬件电路的设计与分析、元器件的选取与参数的选择、系统软件设计、系统整体调试与功能验证等几个部分。

本课题主要功能作用为：

①能够对图书馆的人流情况进行统计，统计范围为0~9999人；

②统计数据可以进行显示并具有统计器状态显示灯；

③能够对人流量数据进行存储；

④能够与计算机进行通信，对存储数据进行分析处理。

课题拟采用的研究手段：

本系统由红外热释电人体感应传感器、信号处理电路、无线收发电路STC89C52单片机主控电路以及显示系统等部分组成。系统原理图如图一所示，为了判断进出的方向，这里设置了两个传感器电路。

传感器采用红外热释电传感器，设置在图书馆入口处，两个传感器在同一水平面上，其轴线方向与人体移动方向垂直。当有人经过时，它将人体辐射的红外光变换成电信号，由信号调理电路进行放大、滤波、门限比较、输出脉冲信号，经光电隔离耦合后将2路脉冲信号并行输入到单片机，单片机控制NRF24L01无线收发模块把信号传输给接收机，接收机部分通过对数据处理后控制液晶显示器进行计数显示。

一般图书馆会有两到三扇大门，本课题针对一扇门的进出口人流量进行统计，传感器1在这扇门的入口，传感器2在这扇门的出口，分别统计这扇门入口和出口的人流量。考虑到其他门的情况，也能按照这扇门的设计进行处理。