基于单片机的教室人数检测系统（有完整资料）

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编号：

CJ-51-2021-001

设计简介：

本设计是基于单片机的教室人数检测系统，主要实现以下功能：

可实现LCD1602显示应到人数以及实到人数；
可实现通过按键调节应到人数的数值大小；
可实现通过按键确认是否上课，检测人数是否已经够了；
可实现通过一对红外对管检测人是进来和出去；
实现通过两对红外对管同时检测前门和后门人数进出。

标签：51单片机、LCD1602、红外对管、人数统计

题目扩展：自习室人数统计、教室人数统计、会议室人数统计

一、中控部分概述

中控部分是本设计的核心，采用了STC89C52单片机作为控制器。STC89C52是一款功能强大的8位微控制器，具有丰富的I/O端口、定时器、中断系统等资源，能够满足本设计对数据处理和控制的需求。

中控部分的主要职责是：

数据获取：通过接收输入部分的数据，包括红外对管检测模块传输的教室人数信息，以及独立按键输入的指令（如是否上课、调整人数阈值等）。
数据处理：对获取的数据进行内部处理，包括人数统计、阈值比较等逻辑运算。
控制输出：根据处理结果，向输出部分发送控制信号，如更新LCD1602显示内容、控制LED指示灯和蜂鸣器的状态等。

STC89C52单片机通过其强大的控制能力，实现了对整个系统的有效管理和协调。

二、输入部分概述

输入部分主要由以下三部分组成：

红外对管检测模块：该模块利用红外对管的原理，通过发射和接收红外光线来检测教室内的物体（主要是人体）数量，从而得到当前教室的人数信息。该模块具有灵敏度高、响应速度快的特点，能够实时反映教室人数变化。
独立按键：系统设置了三个独立按键，用于用户输入指令。其中，一个按键用于判断是否上课（开启或关闭检测系统），另外两个按键用于调整人数阈值（增加或减少）。通过按键输入，用户可以方便地对系统进行设置和调整。
供电电路：供电电路为整个系统提供稳定的电源。它采用合适的电压和电流，确保各个模块能够正常工作。同时，供电电路还具备过流、过压等保护功能，以提高系统的安全性和可靠性。

三、输出部分概述

输出部分主要由以下三部分组成：

LCD1602显示模块：该模块用于显示当前教室人数、设置的人数阈值等信息。LCD1602具有清晰的显示效果和简单的操作方式，方便用户随时查看系统状态。通过该模块，用户可以直观地了解教室人数和阈值设置情况。
LED指示灯：当实际人数大于等于人数阈值时，LED指示灯会亮起并持续5000毫秒。这一功能可以提醒用户当前教室人数已达到或超过了设定的阈值，需要注意教室的拥挤程度。
蜂鸣器：当实际人数小于人数阈值时，蜂鸣器会响起并持续5000毫秒。这一功能可以提示用户当前教室人数较少，可以根据实际情况进行安排或调整。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分事两对红外对管，第十部分是温度检测模块，使用DS18B20温度传感器，检测当前教室的温度，第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 教室人数和温度检测实物测试

如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的教室人数为0人，教室温度为21.4℃。

图5-2人数和温度检测实物图

5.3 设置人数最小值实物测试

如图5-3所示，此设计中设置人数最小值为80人，当第一个红外管先触发，第二个红外管后触发，则教室人数+1，当第二个红外管先触发，第一个红外管后触发，教室人数-1；当进教室的人数达到设置的人数最小值，则LED指示灯亮起。

图5-3设置人数最小值实物图

5.4 设置温度阈值实物测试

如图5-4所示，此设计中设置了温度最大值为20℃，温度最小值为10℃。当教室温度大于设置的最大温度值时，继电器闭合，风扇开始工作，且蜂鸣器报警提醒，直到温度下降到小于设置的温度最大值，继电器打开，风扇停止工作，蜂鸣器停止报警。

图5-4 设置温度阈值实物图

设计摘要：

本设计是基于单片机的红外对管检测教室人数系统，此系统是以红外对管检测人数为主要研究对象，STC89C52单片机为主要控制关键，使用DS18B20获取当前教室温度。LCD1602显示屏主要显示教室人数、当前温度、人数最小值、温度阈值。功能键可以设置温度阈值和教室人数最小值，当人数大于设置的最大值，LED指示灯亮起，当温度大于设置的最大值，继电器闭合，控制风扇工作，蜂鸣器报警提醒。该系统使用的红外对管抗干扰性强，灵敏度高，可靠性高，它可以解决计数中的增减问题，对任意流水线产品及来往客流自动计数，因此研究计数器及扩大其应用，有着非常现实的意义。

关键词：单片机；红外对管；阈值报警；温度检测