專利名稱：一種路口防機(jī)動車闖紅燈輔助設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制擋車欄桿升降輔助設(shè)施，特別涉及防止機(jī)動車闖紅燈的設(shè)施。
技術(shù)背景 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國機(jī)動車保有量不斷增加。特別是對于大中城市而 言，情況更是如此。相對于機(jī)動車的快速發(fā)展，城市道路的建設(shè)以及城市的擴(kuò)張速度則要慢 很多。這樣就使得我國交通事故發(fā)生率逐年增加，特別是在道路路口 ，許多司機(jī)在有意或無 意(醉酒、注意力不集中燈)的情況下闖了紅燈，造成人員及物質(zhì)損失。 現(xiàn)在有很多地方交管部門已經(jīng)意識到這個問題，在越來越多的路口安裝了攝像監(jiān) 控系統(tǒng)。但是攝像監(jiān)控系統(tǒng)需要與交管部門聯(lián)網(wǎng)，這就涉及到信號線的走線問題，工作量非 常大；另外，有很多車輛故意將車牌擋住、使用污損車牌使得拍攝的車輛牌照無法辨認(rèn)，而 且在光線不好的地方根本無法拍攝清楚車輛牌照
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有防機(jī)動車闖紅燈系統(tǒng)的缺陷，而提供一種能夠方便靈活 阻止機(jī)動車闖紅燈的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本實(shí)用新型除應(yīng)用在交通道路路口以外，亦可用于私 人住宅區(qū)出入口、停車場收費(fèi)處以及其他需要對機(jī)動車進(jìn)行停車檢查的地方。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案 —種路口防機(jī)動車闖紅燈輔助設(shè)施，包括控制電路、信號燈、擋車欄桿，設(shè)置信號 燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊。信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控 制模塊采集信號燈狀態(tài)信息，并根據(jù)交通狀態(tài)信息產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動信號，控制擋車欄桿垂直 升降，達(dá)到防止機(jī)動車闖紅燈的目的。 如上所述信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模塊由單片機(jī)、外圍電路組成，該外圍電路 包括電壓轉(zhuǎn)換模塊和功率放大模塊組成。單片機(jī)的信號輸入端通過信號控制線連接到電壓 轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端，其信號輸出端連接功率放大模塊輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入 端通過信號控制線連接到功率放大模塊的輸出端。 本實(shí)用新型提供的一種路口防機(jī)動車闖紅燈輔助設(shè)施，采用了一個簡便、實(shí)用、使 用靈活、性價比高的方案，由技術(shù)非常成熟的單片機(jī)對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高了系統(tǒng)的平 均無故障時間，降低了系統(tǒng)的開發(fā)及使用成本。 本輔助設(shè)施對行人及非機(jī)動車行駛無影響。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的控制電路示意圖； 圖3為特殊路口裝置安裝示意圖。[0015] 圖中標(biāo)號 1、電壓轉(zhuǎn)換模塊 2、單片機(jī) 3、功率放大模塊4、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊 5、步進(jìn)電 機(jī)模塊6、擋車欄桿 為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下
面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型現(xiàn)方案中采用80C51系列兼容單片機(jī)作為微型主控制器，因其具有工 作穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、成本低廉以及編程實(shí)現(xiàn)簡單等優(yōu)勢。對于本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，選用 STC89C54RD+型號單片機(jī)，但不局限只使用此型號單片機(jī)。對于欄桿，初步估計(jì)其質(zhì)量應(yīng)在 20公斤左右，經(jīng)試驗(yàn)，400W左右功率的步進(jìn)電機(jī)在驅(qū)動欄桿以及功耗方面比較平衡，所以 系統(tǒng)使用DX85BYGH450A(450W)步進(jìn)電機(jī)以及配套驅(qū)動器BQM241A來驅(qū)動欄桿運(yùn)動。當(dāng)然， 系統(tǒng)同樣不局限使用此電機(jī)和驅(qū)動器的組合。 單片機(jī)定時(間隔非常小)采集當(dāng)前交通燈狀態(tài)，假設(shè)R、Y、G分別代表紅燈、黃燈
以及綠燈。在Tl時刻和T2時刻采集到當(dāng)前狀態(tài)以及所做反應(yīng)如下 R- > Y :降下欄桿，讓機(jī)動車通過； Y- > G :降下欄桿，讓機(jī)動車通過； G- > Y :升起欄桿，擋住機(jī)動車； Y- > R :升起欄桿，擋住機(jī)動車。 單片機(jī)根據(jù)上述信息發(fā)送時序脈沖信號，控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器工作。步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動器將單片機(jī)發(fā)送的時序脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)椴竭M(jìn)電機(jī)能夠識別的信號，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。根據(jù)各地 交通信號燈轉(zhuǎn)換時間以及交通信號燈轉(zhuǎn)換方式，可適當(dāng)調(diào)整單片機(jī)發(fā)送脈沖的頻率。例如 1.在黃燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t燈(或綠燈)時間非常短的情況下，可提高單片機(jī)發(fā)送控制脈沖的頻率， 加快步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；2.有的地方紅燈轉(zhuǎn)為綠燈的過程中黃燈不會點(diǎn)亮，這樣就需要知道 紅燈點(diǎn)亮的時間，以便適時降下欄桿。以上只是兩種常見情況，有些地方可能會有其他細(xì)微 差別，所以針對具體地區(qū)需要調(diào)整某些控制參數(shù)。 針對車輛的右轉(zhuǎn)彎，在此需特別說明。1.若路口有右轉(zhuǎn)彎控制燈，則只需根據(jù)相應(yīng) 控制燈控制安置在右轉(zhuǎn)彎車道的欄桿即可；2.若無右轉(zhuǎn)彎控制燈，則又分為兩種情況其 一 .若有專用右轉(zhuǎn)彎道，則右轉(zhuǎn)彎機(jī)動車可在遵守交規(guī)以及確保安全的情況下向右轉(zhuǎn)彎， 此時右轉(zhuǎn)彎車道無需安置欄桿；其二.若右轉(zhuǎn)彎車輛與直行車輛共用行車道，則當(dāng)碰到紅
燈時，右轉(zhuǎn)車輛只有排在第一位方可右轉(zhuǎn)通過。此時，可適當(dāng)縮進(jìn)非機(jī)動車或人行道寬度， 使其剛好可以通過一輛機(jī)動車，如圖3所示，將虛線框內(nèi)部部分做成機(jī)動車道，使得右轉(zhuǎn)機(jī) 動車能繞過欄桿。這種做法還可以起到減緩車輛通過路口速度的作用。 根據(jù)上述原理本實(shí)用新型采用如圖1所示的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由交通信號燈狀態(tài) 采集及電機(jī)控制模塊和步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動模塊組成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接收交通信號燈狀態(tài)采 集及電機(jī)控制模塊發(fā)送的控制信號，控制欄桿的升降。 鑒于目前城市中大部分機(jī)動車寬度在1. 5米以上，高度一般不超過300毫米，所以 每兩根欄桿間距選擇小于1. 5米；為了機(jī)動車駕駛員看清欄桿，欄桿完全升起高度控制在 大于l米左右較為合適。 如圖1所示的系統(tǒng)，其具體的實(shí)施通過圖2所示的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)
4[0030] 如圖所示，整個系統(tǒng)由電壓轉(zhuǎn)換模塊1、單片機(jī)2、功率放大模塊3、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 模塊4、步進(jìn)電機(jī)模塊5、擋車欄桿6組成。電壓轉(zhuǎn)換模塊1輸入輸出端通過信號線連接到 交通信號燈控制箱輸出端和單片機(jī)2輸入端；單片機(jī)2輸入輸出端通過信號線連接到電壓 轉(zhuǎn)換模塊2輸出端和功率放大模塊3輸入端；功率放大模塊3信號輸入和輸出端分別通過 信號線連接到單片機(jī)2的輸出端和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊4的輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊4的 輸入端和輸出端連接到功率放大模塊3的輸出端及步進(jìn)電機(jī)模塊5的輸入端；步進(jìn)電機(jī)模 塊5的輸入輸出端連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊4的輸出端和擋車欄桿6 ;擋車欄桿6由步進(jìn) 電機(jī)模塊5控制升降。 根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本系統(tǒng)具體實(shí)施時，采用單片機(jī)2作為主控制器，由它 負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)。 單片機(jī)2通過電壓轉(zhuǎn)換模塊1采集當(dāng)前信號燈狀態(tài)，根據(jù)相鄰兩次采集到的信號 燈狀態(tài)，產(chǎn)生時序脈沖，并將脈沖通過功率放大模塊3發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器4，步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動模塊4將收到的脈沖時序信號轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)模塊5能夠識別的信號，最終步進(jìn)電機(jī) 模塊5驅(qū)動擋車欄桿升降，達(dá)到防止機(jī)動車闖紅燈的目的。 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種路口防機(jī)動車闖紅燈輔助設(shè)施，包括控制電路、信號燈、擋車欄桿，其特征在于，設(shè)置信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊，所述信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模塊采集信號燈狀態(tài)信息，根據(jù)交通狀態(tài)信息產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助設(shè)施，其特征在于，所述信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模 塊由單片機(jī)、外圍電路組成，所述外圍電路包括電壓轉(zhuǎn)換模塊和功率放大模塊；單片機(jī)的信 號輸入端通過信號控制線連接到電壓轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端，其信號輸出端連接功率放大 模塊輸入端；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入端通過信號控制線連接到功率放大模塊的輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述輔助設(shè)施，其特征在于，所述擋車欄桿由步進(jìn)電機(jī)模塊控制升降。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述輔助設(shè)施，其特征在于，所述單片機(jī)采用80C51系列 STC89C54RD+型號單片機(jī)作為微型主控制器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述輔助設(shè)施，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)采用DX85BYGH450A，步進(jìn) 電機(jī)配套驅(qū)動器為BQM241A。
專利摘要一種路口防機(jī)動車闖紅燈輔助設(shè)施，包括信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊以及擋車欄桿；信號燈狀態(tài)采集及電機(jī)控制模塊采集交通燈的現(xiàn)有狀態(tài)，計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度、方向以及速度等信息形成控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的時序脈沖；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊將接收到的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)能夠識別的控制信號，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動，以帶動擋車欄桿的升降；柱狀擋車欄桿垂直地面安裝，在綠燈亮?xí)r埋于地下，在黃燈閃爍時開始上升，在紅燈亮起時完全升起，擋住機(jī)動車。在綠燈亮?xí)r再下降到地下，使機(jī)動車正常通過。本實(shí)用新型在盡量少改動現(xiàn)有路口交通指揮設(shè)備的前提下，阻止機(jī)動車闖紅燈，確保行人的安全，降低交通事故的發(fā)生。
文檔編號E01F13/04GK201526018SQ20092020832
公開日2010年7月14日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者李少偉 申請人:上海海事大學(xué)