2.1 紅外對射電路設(shè)計

　　本系統(tǒng)在設(shè)計時，盡可能采用最簡單的電路設(shè)計來完成相應(yīng)的功能，按照主動式報警器的原理。所設(shè)計的其中一對紅外對射電路如圖4所示。采用了一個發(fā)光二極管，再接上一個上拉電阻，構(gòu)成紅外發(fā)射電路;采用CR20F20光敏晶體管連接上拉電阻，構(gòu)成紅外接收電路。當(dāng)有人越過黃色警示線，也即有物體阻擋紅外對射電路時，接收電路部分的輸出電壓Uo會產(chǎn)生電平變化，從而驅(qū)動單片機進(jìn)入告警狀態(tài)。系統(tǒng)設(shè)計總圖的其他外圍電路的設(shè)計采用天津銳志單片機公司所出產(chǎn)的單片機開發(fā)板P89V51RD2上的外圍電路即可。

　　2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)信號處理的核心部分是以P89V51RD2為核心的單片機開發(fā)板，P89V51RD2是一款80C51微控制器，包含64kB Flash和1024字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM。P89V51RD2的典型特性是它的X2方式選項。利用該特性，設(shè)計工程師可使應(yīng)用程序以傳統(tǒng)的80C51時鐘頻率(每個機器周期包含12個時鐘)或X2方式(每個機器周期包含6個時鐘)的時鐘頻率運行，選擇X2方式可在相同時鐘頻率下獲得2倍的吞吐量。從該特性獲益的另一種方法是將時鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干擾(EMI)。

　　本系統(tǒng)在調(diào)試模擬時，使用了在天津銳志單片機公司購買的一塊單片機開發(fā)板，結(jié)合該開發(fā)板上的外圍電路的設(shè)計，在使用P89V51RD2的管腳時，使用了閑置的P1與P3的幾個IO口，程序設(shè)計流程圖如圖5所示。

　　按照圖5中的流程圖進(jìn)行編寫程序，在啟動系統(tǒng)時，系統(tǒng)立即開始計時，以天津地鐵一號線為例，地鐵列車每10分鐘進(jìn)站一次，考慮到調(diào)試時間，將系統(tǒng)有效時間設(shè)定為20秒，在這20秒內(nèi)，若有人或者物體越過黃線，檢測信號接收端產(chǎn)生低電平，此時通過一個If語句使得相應(yīng)的警示燈點亮，同時蜂鳴器響，在20～30秒之間時，系統(tǒng)功能失效，并以此30秒為周期循環(huán)往復(fù)下去。

　　3 系統(tǒng)調(diào)試

　　在實物調(diào)試之前，將按照上述流程圖編寫好的程序燒進(jìn)P89V51RD2中，使用帶有P89V51RD2的開發(fā)板，使用開發(fā)板上邊的數(shù)碼管、蜂嗚器、TL、RL小紅燈完成外圍電路的設(shè)計。本文設(shè)計的警示系統(tǒng)可以實現(xiàn)當(dāng)?shù)罔F尚未到站時，若有物體越過黃線警示線時.紅外接收端接收不到信號，通過P89V51RD2的控制使得開發(fā)板上的RL燈或者TL燈亮和蜂鳴器發(fā)聲，綜合燈亮和蜂嗚器發(fā)聲的效果，完成報警，而當(dāng)?shù)罔F進(jìn)站時，通過延時程序該系統(tǒng)立即失效，從而不干擾乘客進(jìn)入地鐵。

　　系統(tǒng)的調(diào)試是一個不斷完善的過程，經(jīng)過多次修改論證后，最終基本達(dá)到了預(yù)期的效果和目的。在上述基本功能調(diào)試成功的基礎(chǔ)上，可以用語音錄放模塊(ISD1820)替代蜂鳴器，達(dá)到實時語音報警的目的。

　　4 結(jié)束語

　　文中所設(shè)計的人體紅外警示系統(tǒng)應(yīng)用于城市軌道交通中候車區(qū)的安全警示，其主要原理是光束遮斷式感應(yīng)器(紅外對射)的發(fā)射端發(fā)出一束或多束人眼無法看到的紅外光，形成警戒線，當(dāng)有物體通過時，光線被遮擋，接收端信號發(fā)生變化，然后采用P89V51RD2單片機對信號的變化進(jìn)行處理，驅(qū)動語音錄放模塊，發(fā)出“請在黃線外候車”等預(yù)先設(shè)置的語音警示信號，從而替代研制階段所采用的蜂鳴器和警示燈，達(dá)到更好的警示效果。也可以充分利用芯片的管腳，實現(xiàn)一塊芯片控制多個地鐵門的警示功能。此外，利用開發(fā)板上的數(shù)碼管設(shè)置一個電子表同步實時顯示該系統(tǒng)運行時間，以方便工作人員管理。該警示系統(tǒng)原理簡單，成本低廉，探測效果好，可實施性高，不僅可以在地鐵站內(nèi)使用可以在很多領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行擴展使用，有著廣闊的市場前景。