對于大多數城市居民來說，公共交通系統是他們每天都要接觸的。然而，隨著城市化的加速發展。城市人口的迅速增長，城市公交系統也變得越來越擁擠。市民普遍感到乘公交車難，車上擠得難受。同時，由于公交車超載現象的普遍存在，因而也存在一定的安全隱患。2009年6月5日8時25分許，成都北三環附近一輛“川A49567”9路公交車發生燃燒，導致27人遇難72人受傷。值得注意的是，超載的交通負荷加劇了此次事故的損失，而其背后，則是城市化加速后的公共交通之困。事實上，成都遇到的公交難題也是全國性的。
從現行法律上講，給公交超載標準定性倒不太難。《道路交通安全法》明確指出，界定核載人數的標準是公安機關為機動車核發的行駛證上的核載人數。一般來說，就是按照機動車出廠時設置的座位數為準。那么，按照《道路交通安全法》，公交車是否超載一目了然。基于上述原因，本文提出了一種智能防超載及語音提示系統，該系統通過單片機控制反射式紅外傳感器來實現公交車的車載人數統計，并通過12864LCD進行顯示，當車載人數超過車載上限時，在單片機的控制下，ISD4004語音模塊將發出語音提示信息，進而達到智能控制防超載之目的。
1 系統原理
本系統的原理框圖如圖1所示，它由AT89S52單片機、反射式紅外計數模塊和12864LCD顯示模塊、ISD4004語音提示模塊等組成。本系統通過反射式紅外計數模塊采集公交車上下乘客數目，并送至單片機，再通過單片機來控制12864LCD顯示當前乘客數量，當乘客數量超過車載人限時，ISD4004語音模塊將進行語音提示，從而實現智能控制功能。
2 系統硬件組成
2．1 反射式紅外計數模塊
(1)E18-D80NK傳感器
E18-D80NK傳感器是一種紅外線反射式接近開關傳感器，可用于物體的反射式檢測(如障礙物檢測，流水線計數，門禁系統，自動沖水系統等)。該傳感器具有體積小，能耗低，應用方便，穩定可靠等優點。E18-D80NK傳感器的應用電路如圖2所示。
(2)反射式紅外計數電路
反射式紅外計數模塊的電路圖如圖3所示，該系統由兩個AT89S52單片機進行控制，其中一個為主機，用于前門；另一個為從機，用于后門計數。四個E18-D80NK傳感器(R／T1和R／112用于前門，R／T3和P／T4用于后門)用來檢測人數；一個LCDl2864用于顯示當前人數。P／T1和P／T2前后并列擺放。當P／T1先檢測到有信號且R／T2隨后檢測到有信號時，表示有人上車，計數器加一；而當R／T2先檢測到有信號且P／T1后檢測到有信號時，表示有人下車，計數器減一，其余情況下計數器不變。R／T3和P／T4的擺放、計數原理與R／T1和R／T2相同。當從機通過紅外傳感器(R／T3和R／T4)檢測到有人上下車時，可分別設置不同的標志位；從機再通過串口把標志位發給主機，主機根據接收到的不同標志對計數器進行加一或減一操作；主機自身也可以通過紅外傳感器(R／T1和P／T2)檢測人的上下車，并根據人的上下車情況來對計數器進行加一或減一操作；處理完后再控制LCDl2864顯示出車上的當前人數。
2．2 ISD4004語音提示模塊
ISD4004語音提示模塊電路如圖4所示，它主要由ISD4004語音芯片及外圍電路構成。ISD4004的輸入端接的是一個模擬輸入信號，可連接一個駐極話筒來錄制聲音。從圖中可以看出，AT89S52和ISD4004之間的連線較少，P1．1接ISD4004的片選引腳
。用于控制ISD4004的選通。P1．2接ISD4004的串行輸入引腳MOSI，以便從該引腳讀入放音的地址。P1．3和P1．0分別接ISD4004的串行時鐘引腳SCLK和串行輸出引腳MISO。ISD4004的輸出端接LM386功率放大器。LM386是美國國家半導體公司生產的音頻功率放大器。
2．3 LCDl2864顯示模塊
LCDl2864顯示模塊電路如圖5所示。本模塊主要由AT89S52和LCDl2864組成。LCDl2864是一種帶中文字庫，具有4位／8位并行、2線或3線串行多種接口方式。內含國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為128x64。該電路中使用的是并行接口方式，這樣可以加快顯示速度．而且程序代碼簡單。圖5中的LCD12864數據口要接上拉電阻，以使顯示更加清楚。在編程顯示中文字符時，要先設置顯示字符的位置，再寫入字符代碼。在LCDl2864接收指令時，一定要先確認模塊內部是否處于非忙狀態，即先檢測BF忙標志。再發送指令。
3 系統軟件設計
本系統的軟件程序流程如圖6所示，當系統上電時，首先要對系統進行初始化，然后調用顯示子程序，接著運行反射式紅外檢測模塊來采集信息，當檢測到有乘客上車時，調用計數加程序，使計數器加一，并判斷是否達到車載人限，若計數器沒有達到車載人限，則返回顯示子程序，繼續掃描；若計數器達到了車載人限，則調用語音提示程序，同時發出相關超載提示語音。同理，若有乘客下車時，則調用計數減程序，使計數器減一，并返回到顯示子程序，繼續掃描。
4 結束語
本文設計的智能公交車防超載語音提示系統，主要通過在公交車前后門分別安裝一對E18-D80NK傳感器來實現雙向可逆計數功能。系統安裝時，要求每對E18-D80NK傳感器都要并列放置，每對傳感器之間保持3～5 cm的距離，以方便乘客能先后通過每對傳感器，從而進行準確的判斷。同時，電路連接要準確。此系統可根據人體的不同運動方向自動進行加減計數，可對乘客從前后門上下車方向進行準確的判定及檢測。該方法突破了單向反射式紅外計數器的局限。經反復測試，本系統工作穩定可靠，抗干擾能力強，計數裝置反應靈敏，計數準確，語音提示功能完善，能滿足實時性要求。