CN100347728C - 公共场所的人员进出计数方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种涉及公共场所的人员进出计数方法及装置，用于有门的公共场所的人员进、出的流量计数，如客车、车站、码头及商场等场所。本发明的计数方法包括开机运行及初始化，判断是否开门，单片机接收踏板式传感器输入的高、低电平信号并存储，该次数据与上次数据对比，判断哪次数据中高电平数量多，有数量多的情况对踏板传感器结构分区，接收各分区内传感器输入的高、低电平数据，判断人员的进、出及人数并存储，判断各分区传感器输入的数据是否全为低电平，判断是否关门，传出数据；本发明的装置包括主控器和与主控器中的光电隔离电路连接的踏板式传感器。本发明能准确判断人员的进出情况及多人同时进出的数量，适用范围广。
Description
技术领域：
本发明涉及到一种公共场所的人员进出计数方法及装置，用于人员进出有门的公共场所的流量计数，如客车、车站、码头及商场等需要计数的人员进出场所。
背景技术：
经检索，在人员的流量计数领域里，有申请号为03115817.X的中国发明专利申请，其发明名称为“乘客自动计数仪”，此计数仪采用的是在公交车门内两侧布置红外线探头的方法，利用人在上下过程中，依次遮挡红外线探头的逻辑顺序来判上、下车，并根据人体的宽度和厚度来判人的数量，但这种装置有明显的不足：计数不准、上下判断容易受到干扰、难以适应超过3人及以上的人员流量计数并且适用范围小，其原因是：当2人并行且靠近时容易将2个人记为1个人，当有人同时上下时特别是人多拥挤时，红外线探头检测信号容易相互干扰而不能正确区分上下，而两侧的红外线探头布置方式客观上决定了仅能判断2人情况，当超过2个人时，将只记两个人，所以不适应大流量人员进出计数。
发明内容：
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种公共场所的人员进出计数方法及装置来准确判断人员的进、出方向及多人同时进、出的数量，适用范围广。
本发明的原理为：人在正常行走时，由于人体重心前移，使后脚跟首先提起，紧跟着前脚掌有一个蹬的动作，脚底按脚跟—脚掌—脚尖顺序脱离地面，这样就完成了一只脚起脚行走的过程，所以在起脚至脚脱离地面过程中，后脚跟、后脚掌、前脚掌及脚尖在离地时间上是有先后顺序的。我们针对人的这一生理运动特性利用自制踏板式传感器检测后脚跟、前脚掌及脚尖部位的离地时间并将其转换为电信号来判断人的进、出方向，并根据人脚所处的区域来记录通过踏板式传感器的人数。
为了实现上述发明目的，本发明的计数方法的技术方案是：
(1)、公共场所的人员进出计数装置开始运行及初始化；
(2)、判断是否开门：当单片机接收到开门信号为开门；
(3)、单片机接收踏板式传感器输入的1、0数据并存储；
(4)、将该次接收到的数据与上次接收到的数据比较，判断哪次数据中1的数量多，当该次多时，返回到第3步，否则继续向下执行；
(5)、对踏板式传感器阵列分区：以相邻列传感器输入的数据全为0作为踏板式传感器阵列分区的分界线；
(6)、单片机接收各分区传感器输入的1、0数据并存储；
(7)、判断人员进、出及数量并存储：利用各分区内传感器输入的非0数据排中最上排、最下排出现全0数据的时间顺序判断人的进、出，每一个分区代表一个人，所有进的人存入进的人数存储器，所有出的人存入出的人数存储器；
(8)、判断各分区传感器输入的数据是否全为0：当不全为0时，则返回第6步，否则继续向下执行；
(9)、判断是否关门：单片机接收到关门信号时关门，当关门时，继续执行，没有关门则返回第3步；
(10)、将人员进、出的数量传输给计算机或无线数传终端，然后返回到第2步。
本发明的装置技术方案是：
本发明包括主控器和踏板式传感器，踏板式传感器输出接口与主控器中光电隔离电路的输入接口对应连接。其中主控器包括单片机、电源电路、门开关输入信号电路、串口电路、光电隔离电路。踏板式传感器包括底板和固定在该底板上的2-8排、1-64列相同的传感器构成的传感器阵列，弹性盖和固定在弹性盖内壁上且与传感器阵列中的每一传感器对应的踏板构成的踏板阵列，传感器阵列中的每一传感器包括印刷电路板、导电片、导电弹簧片，印刷电路板固定在底板上，导电片位于印刷电路板上，并与印刷电路板固定连接，导电弹簧片的一端固定在底板上，其另一端位于导电片的上方，传感器阵列位于弹性盖与底板固定连接后的空腔内，传感器的阵列布置要求为：随意踩上一只脚，均能保证脚踩在两排以上传感器上。当有人踏上弹性盖时，该人所踏弹性盖内壁上的踏板向所对的导电片方向运动，使位于踏板和导电片之间的导电弹簧片与导电片接触导通传感器，传感器通过光电隔离电路输入单片机的信号为高电平1，否则，传感器输入单片机的信号为低电平0。当开门信号到来时，单片机通过光电隔离电路接收开关门输入电路的开门信号后，单片机接收经光电隔离电路从踏板传感器输入的1、0数据并存储；将该次接收到的数据与上次接收到的数据比较，判断哪次数据中1的数量多，该次数据中1的数量多时，单片机继续接收经光电隔离电路从踏板传感器输入的1、0数据并存储，当上次数据中1的数量多时，以相邻传感器输入的数据全为0作为踏板传感器阵列分区的分界线，单片机接收各分区传感器输入的1、0数据并存储；利用各分区内传感器输入的非0数据排中最上排、最下排出现全0数据的时间顺序判断人的进、出，每一个分区代表一个人，所有进出的人分别存入进、出的人数存储器，当各分区传感器输入的数据不全为0时，单片机继续接受各分区传感器输入的1、0数据并存储；当各分区传感器输入的数据全为0时，单片机通过光电隔离电路接收到关门信号后，单片机将进、出的人数存储器中的数量经串口电路传输给计算机或无线数传终端。
本发明的优点是：利用人在正常行走时的生理特性，本发明采用主控器及踏板式传感器能准确的判断人员的进出方向并能准确的记录多人同时进出的数量，适用范围广。
附图说明：
图1为主控器的信息流程图。
图2为2排8列的踏板式传感器的结构示意图；
图3为2排8列的踏板式传感器的俯视图；
图4为图3沿A-A的剖面放大图；
图5为2排8列的踏板式传感器的电路原理图；
图6为3排8列的踏板式传感器的结构示意图；
图7为3排8列的踏板式传感器的俯视图；
图8为图7沿B-B的剖面放大图；
图9为3排8列的踏板式传感器的电路原理图；
图10为程序流程框图。
其中：
图2中的P1.0-P1.7和P2.0-P2.7经光电隔离电路与单片机89C51芯片的P1.0-P1.7和P2.0-P2.7相接。
图4中1为底板及传感器组合部分，2导电弹簧片，3为印刷电路板，其上布置有导电片7，4为用来固定踏板的螺丝，5为橡胶垫片，6为橡胶盖，8为踏板铁块。
图6中P1.0-P1.7、P2.0-P2.7和P0.0-P0.7经光电隔离电路与89C51的P1.0-P1.7、P2.0-P2.7和P0.0-P0.7相接。
图8中1为底板及传感器组合部分，2导电弹簧片，3为印刷电路板，其上布置有导电片7，4为用来固定踏板的螺丝，5为橡胶垫片，6为橡胶盖，8为踏板铁块。
具体实施方式
本发明应用在城市公共交通车上，用来计数进、出车乘客流量。
单片机程序设计如图10所示，设计思路为：
(1)、该装置开始运行及初始化；
(2)、判断是否开门：当单片机接收到开门信号为高电平1时开门；
(3)、单片机接收踏板式传感器输入的1、0数据并存储；
(4)、将该次接收到的数据与上次接收到的数据比较，判断哪次数据中1的数量多，当该次多时，返回到第3步，否则继续向下执行；
(5)、对踏板式传感器阵列分区：以相邻列传感器输入的数据全为0作为踏板式传感器阵列分区的分界线；
(6)、单片机接收各分区传感器输入的1、0数据并存储；
(7)、判断人员进、出及数量并存储：利用各分区内传感器输入的非0数据排中最上排、最下排出现全0数据的时间顺序判断人的进、出，每个分区代表一个人，所有进的人存入进的人数存储器，所以出的人存入出的人数存储器；
(8)、判断各分区传感器输入的数据是否全为0：当不全为0时，则返回第6步，否则继续向下执行；
(9)、判断是否关门：单片机接收到关门信号为高电平1时关门，当关门时，继续执行，没有关门则返回第3步；
(10)、将人员进、出的数量传输给无线数传终端，然后返回到第2步。
发明装置踏板式传感器安装在车进出口的第二阶梯上，踏板式传感器的形状及结构如图3、4所示，踏板式传感器分三层结构，底层为钢板1，印刷电路板3固定在钢板上，导电片7位于印刷电路板3上并与印刷电路板固定连接，导电弹簧片2一端被固定在钢板1上，另一端位于导电片的上方，传感器阵列由2排8列相同的传感器构成。第二层为橡胶垫片5起到缓冲人对传感器压力及密封的作用，保护传感器。第三层是橡胶盖6和踏板铁块阵列的组合体，与该传感器阵列中的传感器对应的踏板铁块8构成踏板铁块阵列，每一踏板铁块8上有四个通孔，踏板铁块阵列上通过橡胶压铸成截面为等腰梯形的橡胶盖6，该橡胶盖的开口边缘向外有连接盘，橡胶通过每一踏板铁块8上的四个通孔，并在每一踏板铁块8的表面形成橡胶绝缘层，将每一踏板铁块8固定在橡胶盖的内壁上，钢板1通过橡胶垫片5与橡胶盖6上的连接盘固定连接。当有人踏上橡胶盖6时，该人所踏橡胶盖6内壁上的踏板铁块8和踏板铁块8表面上的弹性橡胶层同时向所对的导电片7方向运动，使位于踏板铁块8和导电片之间的导电弹簧片2与导电片7接触导通传感器，传感器通过光电隔离电路输入单片机的信号为高电平1，否则，传感器输入单片机的信号为低电平0。橡胶盖6具有良好的弹性、耐磨性、防老化及抗腐蚀性。电路原理图如图5所示，踏板式传感器的输入接口与主控器中的光电隔离电路的输入接口对接，工作原理为开关门输入电路向单片机提供开关门信号，单片机根据这一信号接受踏板式传感器传输来的数据，对数据处理分析并存储，在收到关门信号后通过串口电路将存储数据传送至无线数传终端GPRS。
模拟控制程序判人员进出的数据分析
一个人进入数据例：
有效采样1 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
有效采样2 (第一排数据)00000110
(第二排数据)00000000
有效采样3 (第一排数据)00000110
(第二排数据)00000011
有效采样4 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000011
有效采样5 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
说明：以上数据演示了一个人从进入前到完全进入后踏板式传感器采集的全部数据，(相邻且相同的数据已自动合并)，有效采样4数据中1的数量小于有效采样3的数据中1的数量则对效采样3分区，有效采样3将踏板确定为一个区即只有一个人通过，有效采样4中第一排最先出现全0数据确定为进入。
一个人出去数据例：
有效采样1 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
有效采样2 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00011100
有效采样3 (第一排数据)00001100
(第二排数据)00011000
有效采样4 (第一排数据)00011000
(第二排数据)00000000
有效采样5 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
说明：以上数据演示了一个人从出去前到完全出去后踏板采集的全部数据(相邻且相同的数据已自动合成)，有效采样4数据中1的数量小于有效采样3的数据中1的数量则对效采样3分区，有效采样3将踏板确定为一个区即只有一个人通过，有效采样4中第二排最先出现全0数据确定为出去。
一个人进入和另二个人出去同时进行的数据分析：
有效采样1 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
有效采样2 (第一排数据)00000011
(第二排数据)11011000
有效采样3 (第一排数据)11011011
(第二排数据)10011011
有效采样4 (第一排数据)11011000
(第二排数据)00000011
有效采样5 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
说明：以上数据演示了同一时刻一个人从进入前到完全进入及另二个人出去前到完全出去踏板采集的全部数据(相邻且相同的数据已自动合成)，有效采样4数据中1的数量小于有效采样3的数据中1的数量则对效采样3分区，有效采样3将踏板确定为3个区即有3个人通过，有效采样4中一个分区第一排最先出现全0数据及另外二个分区第二排最先出现全0数据确定一个人进入二个人出去。
本发明应用在商场，用来计数人员进出流量。
单片机程序设计如图10所示，设计思路为：
(1)、该装置开始运行及初始化；
(2)、判断是否开门：当单片机接收到开门信号为高电平1时开门；
(3)、单片机接收踏板式传感器输入的1、0数据并存储；
(4)、将该次接收到的数据与上次接收到的数据比较，判断哪次数据中1的数量多，当该次多时，返回到第3步，否则继续向下执行；
(5)、对踏板式传感器阵列分区：以相邻列传感器输入的数据全为0作为踏板式传感器阵列分区的分界线；
(6)、单片机接收各分区传感器输入的1、0数据并存储；
(7)、判断人员进、出及数量并存储：利用各分区内传感器输入的非0数据排中最上排、最下排出现全0数据的时间顺序判断人的进、出，每一个分区代表一个人，所有进的人存入进的人数存储器，所以出的人存入出的人数存储器；
(8)、判断各分区传感器输入的数据是否全为0：当不全为0时，则返回第6步，否则继续向下执行；
(9)、判断是否关门： 单片机接收到关门信号为高电平1时关门，当关门时，继续执行，没有关门则返回第3步；
(10)、将人员进、出的数量传输至计算机，然后返回到第2步。
踏板式传感器安装在商场进、出口处踏板式传感器的形状及结构如图7、8所示，踏板式传感器分三层结构，底层为钢板1，印刷电路板3固定在钢板1上，导电片7位于印刷电路板3上并与印刷电路板固定连接，导电弹簧片2一端被固定在钢板1上，另一端位于导电片7的上方，采用3排8列的阵列结构。第二层为橡胶垫片5起到缓冲人对传感器压力及密封的作用，保护传感器。第三层是橡胶盖6和踏板铁块阵列的组合体，与该传感器阵列中的传感器对应的踏板铁块8构成踏板铁块阵列，每一踏板铁块8上有四个通孔，踏板铁块阵列上通过橡胶压铸成截面为等腰梯形的橡胶盖6，该橡胶盖的开口边缘向外有连接盘，橡胶通过每一踏板铁块8上的四个通孔，并在每一踏板铁块8的表面形成橡胶绝缘层，将每一踏板铁块8固定在橡胶盖的内壁上，钢板1通过橡胶垫片5与橡胶盖6上的连接盘固定连接。当有人踏上橡胶盖6时，该人所踏橡胶盖6内壁上的踏板铁块8和踏板铁块8表面上的弹性橡胶层同时向所对的导电片7方向运动，使位于踏板铁块8和导电片7之间的导电弹簧片2与导电片7接触导通传感器，传感器通过光电隔离电路输入单片机的信号为高电平1，否则，传感器输入单片机的信号为低电平0。橡胶盖6具有良好的弹性、耐磨性、防老化及抗腐蚀性。电路原理图如图9所示，踏板式传感器的输出接口与主控器中的光电隔离电路的输入接口对接，工作原理为开关门输入电路向单片机提供开关门信号，单片机根据这一信号接受踏板式传感器传输来的数据，对数据处理分析并存储，在收到关门信号后通过串口电路将存储数据传送至计算机。
模拟控制程序判人员进出的数据分析：
判一个人进入数据例：
有效采样1 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
有效采样2 (第一排数据)00000110
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
有效采样3 (第一排数据)00000110
(第二排数据)00000011
(第三排数据)00000000
有效采样4 (第一排数据)00000110
(第二排数据)00000011
(第三排数据)00000110
有效采样5 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000011
(第三排数据)00000110
有效采样6 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000110
有效采样7 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
说明：以上数据演示了一个人从进入前到完全进入后踏板式传感器采集的全部数据(相邻且相同的数据已自动合并)，有效采样5数据中1的数量小于有效采样4数据中1的数量则对效采样4分区，有效采样4将踏板确定为一个区即只有一个人通过，有效采样5中第一排最先出现全0数据确定为进入。
判一个人出去数据例：
有效采样1 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
有效采样2 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00001100
有效采样3 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00001100
(第三排数据)00001100
有效采样4 (第一排数据)00001100
(第二排数据)00001100
(第三排数据)00001100
有效采样5 (第一排数据)00001100
(第二排数据)00001100
(第三排数据)00000000
有效采样6 (第一排数据)00001100
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
有效采样7 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
说明：以上数据演示了一个人从出去前到完全出去后踏板采集的全部数据(相邻且相同的数据已自动合成)，有效采样5数据中1的数量小于有效采样4数据中1的数量则对效采样4分区，有效采样4将踏板确定为一个区即只有一个人通过，有效采样5中第三排最先出现全0数据确定为出去。
判一个人进入和另二个人出去同时进行的数据分析：
有效采样1 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
有效采样2 (第一排数据)11000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00011011
有效采样3 (第一排数据)11000000
(第二排数据)11001011
(第三排数据)00011011
有效采样4 (第一排数据)11011011
(第二排数据)11011011
(第三排数据)11011011
有效采样5 (第一排数据)00011011
(第二排数据)11011011
(第三排数据)11000000
有效采样6 (第一排数据)00011011
(第二排数据)00000000
(第三排数据)11000000
有效采样7 (第一排数据)00000000
(第二排数据)00000000
(第三排数据)00000000
说明：以上数据演示了同一时刻一个人从进入前到完全进入及另二个人出去前到完全出去踏板采集的全部数据(相邻且相同的数据已自动合成)，有效采样5数据中1的数量小于有效采样4数据中1的数量则对效采样4分区，有效采样4将踏板确定为3个区即有3个人通过，有效采样4中一个分区第一排最先出现全0数据及另外二个分区第三排最先出现全0数据确定一个人进入二个人出去。
Claims (4)
1、一种公共场所的人员进出计数方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
(1)、公共场所的人员进出计数装置开始运行及初始化；
(2)、判断是否开门：当单片机接收到开门信号为开门；
(3)、单片机接收踏板式传感器输入的1、0数据并存储；
(4)、将该次接收到的数据与上次接收到的数据比较，判断哪次数据中1的数量多，当该次多时，返回到第3步，否则继续向下执行；
(5)、对踏板传感器阵列分区：以相邻列传感器输入的数据全为0作为踏板式传感器阵列分区的分界线；
(6)、单片机接收各分区传感器输入的1、0数据并存储；
(7)、判断人员进、出及数量并存储：利用各分区内传感器输入的非0数据排中最上排、最下排出现全0数据的时间顺序判断人的进、出，每一个分区代表一个人，所有进的人存入进的人数存储器，所有出的人存入出的人数存储器；
(8)、判断各分区传感器输入的数据是否全为0，当不全为0时，则返回第6步，否则继续向下执行；
(9)、判断是否关门：单片机接收到关门信号时关门，当关门时，继续执行，没有关门则返回第3步；
(10)、将人员进、出的数量传输给计算机或无线数传终端，然后返回到第2步。
2、一种运用权利要求1的计数方法进行公共场所的人员进、出计数的计数装置，包括主控器，该主控器包括单片机、电源电路、开关门信号输入电路、串口电路、光电隔离电路；其特征在于踏板式传感器的输出接口与主控器中光电隔离电路的输入接口对接，踏板式传感器包括底板、固定在该底板上的2-8排、1-64列相同的传感器构成的传感器阵列，弹性盖和固定在弹性盖内壁上且与传感器阵列中的每一传感器对应的踏板构成的踏板阵列，传感器阵列中的每一传感器包括印刷电路板、导电片、导电弹簧片，印刷电路板固定在底板上，导电片位于印刷电路板上，并与印刷电路板固定连接，导电弹簧片的一端固定在底板上，其另一端位于导电片的上方，传感器阵列位于弹性盖与底板固定连接后的空腔内，当有人踏上弹性盖时，该人所踏弹性盖内壁上的踏板向所对的导电片方向运动，使位于踏板和导电片之间的导电弹簧片与导电片接触导通传感器，传感器通过光电隔离电路输入单片机的信号为高电平1，否则，传感器输入单片机的信号为低电平0；当开门信号到来时，单片机通过光电隔离电路接收开关门输入电路的开门信号后，单片机接收经光电隔离电路从踏板传感器输入的1、0数据并存储；将该次接收到的数据与上次接收到的数据比较，判断哪次数据中1的数量多，该次数据中1的数量多时，单片机继续接收经光电隔离电路从踏板传感器输入的1、0数据并存储，当上次数据中1的数量多时，以相邻传感器输入的数据全为0作为踏板传感器阵列分区的分界线，单片机接收各分区传感器输入的1、0数据并存储；利用各分区内传感器输入的非0数据排中最上排、最下排出现全0数据的时间顺序判断人的进、出，每一个分区代表一个人，所有进出的人分别存入进、出的人数存储器，当各分区传感器输入的数据不全为0时，单片机继续接受各分区传感器输入的1、0数据并存储；当各分区传感器输入的数据全为0时，单片机通过光电隔离电路接收到关门信号后，单片机将进、出的人数存储器中的数量经串口电路传输给计算机或无线数传终端。
3、根据权利要求2所述的计数装置，其特征在于踏板式传感器的底板为钢板，传感器阵列由2排、8列相同的传感器构成，踏板铁块阵列由与该传感器阵列中的传感器对应的踏板铁块构成，每一踏板铁块上有四个通孔，踏板铁块阵列上通过橡胶压铸成截面为等腰梯形的橡胶盖，该橡胶盖的开口边缘向外有连接盘，橡胶通过每一踏板铁块上的四个通孔，并在每一踏板铁块的表面形成橡胶绝缘层，将每一踏板铁块固定在橡胶盖的内壁上，钢板通过橡胶垫片与橡胶盖上的连接盘固定连接。
4、根据权利要求2所述的计数装置，其特征在于踏板式传感器的底板为钢板，传感器阵列由3排、8列相同的传感器构成，踏板铁块阵列由与该传感器阵列中的传感器对应的踏板铁块构成，每一踏板铁块上有四个通孔，踏板铁块阵列上通过橡胶压铸成截面为等腰梯形的橡胶盖，该橡胶盖的开口边缘向外有连接盘，橡胶通过每一踏板铁块上的四个通孔，并在每一踏板铁块的表面形成橡胶绝缘层，将每一踏板铁块固定在橡胶盖的内壁上，钢板通过橡胶垫片与橡胶盖上的连接盘固定连接。
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| CNB2005100969730A CN100347728C (zh) | 2005-04-04 | 2005-08-26 | 公共场所的人员进出计数方法及装置 |
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