Arduino开发实例-DIY双向访客计数器和自动灯光控制

双向访客计数器和自动灯光控制

1、应用介绍

本应用将使用 Arduino 创建双向访客柜台和自动灯光控制系统。该应用基于一对 IR（红外）传感器，可在出现中断时检测障碍物。实际上，该系统可以检测来自两个方向的访客。从而对进入的访客数量和离开的访客数量进行计数。

该双向访客计数器可以计算进入项目房间、购物中心、办公室、入口工程的人数。我们也可以在停车场门口等公共场所使用。该设备计算通过大门进入的总人数以及从同一大门离开的总人数。同时，它会计算当前房间内的总人数。当房间内无人时，总人数为0（零），则房间内的灯自动关闭。当房间内发现一个人时，灯再次打开。我们根据访客的存在自动化照明控制系统，从而达到节能减排目的。

2、红外传感检测障碍物传感器介绍

本应用的关键组件是红外传感器，它充当人体探测器。 当 IR 传感器检测到障碍物时，它会计算个体并添加到先前的值。

在这里插入图片描述

红外传感器模块对环境光的适应性非常好。 该传感器具有红外发射器和接收器。 红外线发射管发射一定的频率，当遇到障碍物时会在信号中反射出来。 然后接收管接收反射信号。 除了红外发射器和接收器外，该电路还具有运算放大器、可变电阻器（微调器）和输出 LED。

在这里插入图片描述

（红外）IR 传感器包含以下组件：

1）红外LED发射器

IR LED 发光，红外频率波长在 700nm – 1mm 之间。 它的发光角度几乎为20-60度，射程为5-10厘米。 IR LED 是白色或透明的颜色，因此它可以发出最大量的光。

2）光电二极管接收器

当光被释放时，光电二极管充当红外接收器作为其通信。 它看起来像一个光电二极管 LED，外面有黑色涂层。 黑光吸收最大的光。

3）LM358 运算放大器

LM358 是一个运算放大器 (Op-Amp)，用作 IR 传感器中的电压比较器。 比较器电路比较使用 perst 和光电二极管的串联电阻器电压设置的阈值电压。 当光电二极管的串联电阻电压高于压降阈值电压时，运放输出较高。 类似地，当光电二极管的串联电阻电压小于压降阈值电压时，运放输出较低。

当运算放大器输出为高电平时，输出端的 LED 点亮。 它表示检测到的对象或障碍物。

4）可变电阻器

用于校准要检测的物体距离。

2、硬件接线

在这里插入图片描述

将 OLED 显示器的 I2C 引脚，即 SDA 和 SCL 分别连接到 Arduino A4 和 A5。 OLED 显示屏需要 3.3V VCC。 此外，将一对红外传感器分别连接到 Arduino 数字引脚 2 和 3。 现在，通过 3…3V 或 5V 为 IR 传感器供电。 要使用 Arduino 控制继电器，请将其输入引脚连接到数字引脚 5。此外，为继电器提供 5V 电源。

本次使用的硬件组件如下：

序号 组件名称 描述 数量
1 Arduino Nano Arduino Nano 开发板 1
2 红外传感器 红外传感器模块 2
3 OLED显示器 0.96” I2C OLED 显示器 1
4 继电器 5V 1 通道继电器 1
5 连接线 杜邦线 20
6 面包板 微型面包板 1

关于SSD1306 OLED驱动请参考：

关于红外传感器驱动，请参考：

3、代码实现

本次使用到如下驱动开源库：

应用代码如下：

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#include <Wire.h>
#include <Adafruit\_GFX.h>
#include <Adafruit\_SSD1306.h>
 
#define SCREEN\_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN\_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels
#define OLED\_RESET -1 // Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin)
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
 
#define inSensor 2
#define outSensor 3
 
int inStatus;
int outStatus;
 
int countin = 0;
int countout = 0;
 
int in;
int out;
int now;
 
#define relay 5
 
void setup()
{
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); //initialize with the I2C addr 0x3C (128x64)
  delay(2000);
  pinMode(inSensor, INPUT);
  pinMode(outSensor, INPUT);
  pinMode(relay, OUTPUT);
  digitalWrite(relay, HIGH);
 
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(20, 20);
  display.print("Visitor");
  display.setCursor(20, 40);
  display.print("Counter");
  display.display();
  delay(3000);
}
 
void loop()
{
  inStatus =  digitalRead(inSensor);
  outStatus = digitalRead(outSensor);
  if (inStatus == 0)
  {
    in = countin++;
  }
 
  if (outStatus == 0)
  {
    out = countout++;
  }
 
  now = in - out;
 
  if (now <= 0)
  {
    digitalWrite(relay, HIGH);
    display.clearDisplay();
    display.setTextSize(2);
    display.setTextColor(WHITE);
    display.setCursor(0, 15);
    display.print("No Visitor");
    display.setCursor(5, 40);
    display.print("Light Off");
    display.display();
    delay(500);
  }
  else
  {
    digitalWrite(relay, LOW);
 
    display.clearDisplay();
    display.setTextColor(WHITE);
 
    display.setTextSize(1);
    display.setCursor(15, 0);
    display.print("Current Visitor");
    display.setTextSize(2);
    display.setCursor(50, 15);
    display.print(now);
 
    display.setTextSize(1);
    display.setCursor(0, 40);
    display.print("IN: ");
    display.print(in);
 
    display.setTextSize(1);
    display.setCursor(70, 40);
    display.print("OUT: ");
    display.print(out);
 
    display.display();
    delay(500);
  }
}

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/128146563