随着我国经济的快速发展、居民生活水平和综合素质的日益提高，居民所追求的生活标准已经发生了巨大的变化，健康的生活标准已经是生活标准中的第一位，我国越来越多的居民为避免城市中喧闹的、污染的环境而到离市区较远的郊区居住。除此之外，市区的房价日益攀升，具有市区购房能力的人也越来越少，因而有更多的人选择了到郊区去居住。
同样，政府部门为更好地、更科学地加快城市建设，减小城市污染，许多企业工厂搬到了市区周边发展；同时国家重点推行的新农村建设，支持城镇布局调整和农村城镇建设以及农村城镇经济建设。这样在中小城市市区、市区周边工厂以及郊区（乡镇）就建立一条生活链。正是这条生活链的存在，使得城市公交到农村，实现城乡公交一体化交通势在必行，这样势必产生一些新的问题：如收费问题，车辆的规范运行等。
1 问题提出
1.1 城乡便巴运营特点
城市便捷巴士与城市公交有着许多差异，从而导致便捷巴士在管理方式上不能像城市公交一样，城乡便巴运营时特点包括：便巴为有人售票车；行车路程上，便巴在行车路程上远大于城市公交行车路程；便巴计费标准的多样性，有按里程数计费和按途经站台数计费等；便巴运营性质不同，有承包给司机和汽运公司自主运营；便巴乘客的多样性和分时段高峰期；乘客不按照先下后上原则等等。
1.2 出现的问题
我们在对我国便捷巴士进行多省市调研后，发现我国便捷巴士在营运时，售票员上交费用与实际乘客买票费用存在巨大差异。汽运公司为防止这类事件发生，做了巨大的工作，一是汽运公司将便捷巴士承包给司机，司机定期上交给汽运公司一定的费用，其结果是司机为争抢乘客而导致交通事故频频发生，目前采用该方法运营的城乡便巴管理是交通部门重点管理的对象；二是汽运公司采取自行运营方式，要求售票员必须给每位乘客票据，并用摄像头录像监督售票员是否给每一位乘客票据，汽运公司根据售票上交的票据存根进行费用计算，并观看实时的录像，该方法务必增加汽运公司的工作人员，并且长时间观看录像将会对工作人员造成心里和生理上的伤害。
为此，我们利用单片机以及红外光电技术实现对便捷巴士运行情况进行实时监控，包括乘客上下车、汽车载客数、汽车运行速度、汽车停靠站、汽车开门关门情况，并提供串行通信接口、IC卡数据读取通信接口，配合计算机后台分析软件将快速的分析出汽车在运行中的情况，以及管理在一天中获得的乘客乘车状态信息，并给出上交费用的参考值，起着监督作用。
2 系统的总体设计
为达到便捷巴士运营状态自动监测系统的功能，提高运行可靠性和计费准确度要求以及对乘客上下车信息进行统计和分析，本系统设计总体上包括两大部分：便巴运营状态自动监测记录系统和PC机端的后台数据处理和分析系统，系统总体设计方案设计框图如图1所示。

图1 总体设计方案结构框图
    该系统采用串行数据通信接口和IC卡数据通信接口两种方式提供给后台数据处理和分析系统。串行接口还用于设定车牌号（用于后台分析系统对数据的索引管理）和行车路线号，串行通信波特率为19200bps。PC机后台分析系统从监测记录系统接收到的数据包括：便巴停靠站总次数，上下车总人数，车牌号，行车路线号各次停靠站时的里程数，各次停靠站乘客上下车顺序状态，各次停靠站的时间和行车方向代码。
3 自动监测记录系统的硬件设计
自动监测记录系统硬件由六部分组成：MCU系统，电源模块，车速检测模块，乘客上下车动作识别模块，行车方向识别模块，时钟显示模块和报警模块。
3.1电源模块
由于便捷巴士上提供的电源为24V，而MCU系统工作电压5V左右，我们利用TI公司生产的DC－DC电源模块PT3104A实现电压转换，该模块输入电压18V～40V，输出5V，最大功率达15W[1]。
3.2车速检测模块