專利名稱：一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全輔助系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種基于單片機(jī)控制系統(tǒng)的利用激光光源模擬柵欄的交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市交通繁忙的十字路口交叉路段，行人闖紅燈的情況頻頻發(fā)生，這不僅給行人的人身安全帶來(lái)巨大威脅，同時(shí)擾亂交通秩序，影響整個(gè)交叉路段的行車通暢，必然將會(huì)導(dǎo)致交通效率的降低?，F(xiàn)有技術(shù)中采取一些措施來(lái)盡量避免這種情況的發(fā)生，比如在交通流量大的路段安排交通協(xié)管員，對(duì)車輛和行人進(jìn)行直接指揮，這種方法可以有效減少行人闖紅燈的情況， 但是需要投入大量的人力和物力；又比如在交叉路口人行橫道兩端安裝欄桿，欄桿可以根據(jù)紅、綠、黃燈信號(hào)隨時(shí)開啟或關(guān)閉，這種方法在一定程度上可以減少行人闖紅燈，但是實(shí)物欄桿占用空間較大、欄桿的定時(shí)開啟或關(guān)閉以及欄桿的安全隱患將會(huì)降低交通的效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種單片機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)交通狀態(tài)信號(hào)對(duì)虛擬欄桿進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的且具有行人監(jiān)測(cè)預(yù)警和電子宣傳功能的交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括一激光柵欄模塊、一行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊和一車路通訊控制模塊；所述激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對(duì)角位置的兩根光源發(fā)射支柱和設(shè)置在人行橫道兩端另一對(duì)角位置的兩根光源接收支柱，所述兩光源發(fā)射支柱上間隔對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組以上激光光源，每組所述激光光源包括設(shè)置在每一所述光源發(fā)射支柱上的兩個(gè)激光光源， 其中一所述激光光源的方向正對(duì)人行橫道同側(cè)的所述光源接收支柱，另一所述激光光源的方向正對(duì)人行橫道對(duì)側(cè)的所述光源接收支柱；所述行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊包括兩個(gè)語(yǔ)音報(bào)警裝置和與每一所述激光光源對(duì)應(yīng)的光敏檢測(cè)裝置，所述光敏檢測(cè)裝置分別設(shè)置在所述激光光源發(fā)出的光路在兩根光源接收支柱上的光點(diǎn)位置，每一所述語(yǔ)音報(bào)警裝置分別設(shè)置在一所述光源接收支柱上；所述車路通訊控制模塊包括一單片機(jī)控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)外圍電路，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)分別電連接所述激光柵欄模塊和行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊；所述單片機(jī)控制系統(tǒng)從交通信號(hào)燈控制器獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號(hào)，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到所述激光柵欄模塊控制所述激光光源的開啟或關(guān)閉，以產(chǎn)生可見的激光光路，有行人闖紅燈時(shí)，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到所述行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊警告行人。它還包括一電子宣傳模塊，所述電子宣傳模塊包括分別設(shè)置每一所述光源發(fā)射支柱上的一個(gè)顯示器，每一所述顯示器分別電連接所述單片機(jī)控制系統(tǒng)。所述光源發(fā)射支柱和光源接收支柱均采用反光橡膠制成。所述激光光源采用輸出波長(zhǎng)為400 700nm，輸出功率為300mw的綠色激光源。
所述光敏檢測(cè)裝置包括一光敏三級(jí)管和兩個(gè)電阻，并由12V直流電源供電。所述語(yǔ)音報(bào)警裝置包括語(yǔ)音芯片及相應(yīng)供電電路。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用的激光光源發(fā)出的激光足以在空氣中形成可見激光光路，激光光路可以橫置于人行橫道兩端或者兩側(cè)，所形成的激光光路可以在行人行駛方向上是紅燈時(shí)提醒警示行人，行人行駛方向上是綠燈時(shí)提醒警示車輛駕駛員。2、本發(fā)明采用的激光光源的波長(zhǎng)為400 700nm，輸出功率為 300mw 左右，根據(jù)激光等級(jí)分級(jí)，此種功率的激光光源發(fā)出的激光屬于安全等級(jí)范圍，不會(huì)對(duì)人體皮膚、眼睛等部位造成灼傷損害。3、本發(fā)明的車路通訊控制模塊實(shí)時(shí)獲取交通狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)控制系統(tǒng)判斷紅、綠、黃燈狀態(tài)，進(jìn)而控制激光光源開啟或關(guān)閉，使虛擬欄桿根據(jù)交通狀態(tài)進(jìn)行切換工作。4、本發(fā)明在行人行駛方向是紅燈時(shí)，人行橫道兩端的激光光路形成激光虛擬柵欄，激光光源直接照射在光敏檢測(cè)裝置上，若有人闖紅燈遮擋激光光路，則會(huì)引起光敏檢測(cè)電路相應(yīng)電位變化，進(jìn)而導(dǎo)致語(yǔ)音報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警，警告行人。5、本發(fā)明設(shè)置有兩個(gè)顯示器，根據(jù)交通狀態(tài)實(shí)時(shí)播放相應(yīng)紅燈倒計(jì)時(shí)、綠燈倒計(jì)時(shí)、黃燈倒計(jì)時(shí)和耐心等待提示語(yǔ)，并且也可以在顯示器上設(shè)置多個(gè)視頻軌，用以播放當(dāng)?shù)貢r(shí)間、天氣預(yù)報(bào)、公益廣告、商業(yè)廣告以及部門公告等簡(jiǎn)短的視頻內(nèi)容，從而起到提示安全信息，借此也可以在各交叉路口搭建新的城市宣傳平臺(tái)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，工作可靠性和可維護(hù)性較強(qiáng)， 可以廣泛應(yīng)用于城市交通中。


圖1是本發(fā)明激光柵欄模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明電子宣傳模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明行人行駛方向是紅燈時(shí)虛擬欄桿的功能示意圖；圖5是本發(fā)明行人行駛方向是綠燈時(shí)虛擬欄桿的功能示意圖；圖6是本發(fā)明行人行駛方向是黃燈時(shí)虛擬欄桿的功能示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明包括一激光柵欄模塊、一行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊、一電子宣傳模塊和一車路通訊控制模塊。如圖1所示，本發(fā)明的激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對(duì)角位置的兩根光源發(fā)射支柱1和設(shè)置在人行橫道兩端另一對(duì)角位置的兩根光源接收支柱2，兩根光源發(fā)射支柱1上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩組分別位于其1/2高度處和3/4高度處的激光光源3。每一組激光光源3包括分別設(shè)置在每一光源發(fā)射支柱1上的兩個(gè)激光光源31、32。其中，兩根光源發(fā)射支柱1上的激光光源31正對(duì)人行橫道同側(cè)的光源接收支柱2，用以在人行橫道兩端形成虛擬欄桿阻攔行人，每一光源發(fā)射支柱1上的激光光源32正對(duì)人行橫道對(duì)側(cè)的光源接收支柱2，用以在人行橫道兩側(cè)形成虛擬欄桿提醒駕駛員。如圖2所示，本發(fā)明的行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊包括與激光光源31、32的總體數(shù)量相對(duì)應(yīng)的光敏檢測(cè)裝置4和設(shè)置在兩根光源接收支柱2上的語(yǔ)音報(bào)警裝置5。每一個(gè)光敏檢測(cè)裝置4設(shè)置在光源接收支柱2的激光光路的光點(diǎn)位置，安裝時(shí)必須保證光敏三極管的感光部分正對(duì)光點(diǎn)以便于接受激光光源的照射。每一光敏檢測(cè)裝置3包括一光敏三級(jí)管和與其連接的兩個(gè)500歐姆的電阻，并由12V直流電源供電。每一語(yǔ)音報(bào)警裝置5由一塊語(yǔ)音芯片和相應(yīng)供電電路搭建組成。如圖3所示，本發(fā)明的電子宣傳模塊包括兩個(gè)顯示器6。兩個(gè)顯示器6分別設(shè)置在每一光源發(fā)射支柱1上，通過(guò)變壓器與馬路上交流電線相連，從而獲得持續(xù)供電。顯示器 6可以設(shè)置多個(gè)視頻軌用以顯示安全提示信息，如紅、綠燈倒計(jì)時(shí)，也可播放天氣預(yù)報(bào)、部門公告、廣告等內(nèi)容。本發(fā)明的車路通訊控制模塊包括一單片機(jī)控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)的信息采集及驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)控制系統(tǒng)分別通過(guò)相應(yīng)的電路連接激光柵欄模塊、行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊和電子宣傳模塊。單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)有線通訊方式如串口通訊或無(wú)線通訊方式如數(shù)傳電臺(tái)從交通信號(hào)燈控制器獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)由單片機(jī)控制系統(tǒng)判斷之后根據(jù)不同的實(shí)時(shí)交通燈狀態(tài)，發(fā)送信號(hào)控制、協(xié)調(diào)以上三個(gè)模塊工作，具體是根據(jù)實(shí)際的交通狀態(tài)單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到兩組激光光源3，控制兩組激光光源3的開啟或關(guān)閉產(chǎn)生可見激光虛擬柵欄，如果監(jiān)測(cè)到有行人闖紅燈，單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊以警告闖紅燈的行人，在整個(gè)交通過(guò)程中，單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到電子宣傳模塊的兩個(gè)顯示器6播放有關(guān)視頻內(nèi)容上述實(shí)施例中，由于空氣中含有較多灰塵等顆粒，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)制，非常有利于激光光源3形成可見激光光路，從而起到提醒、警示行人的作用，在具體實(shí)施時(shí)需要調(diào)整所有激光光源3的方向，使得激光光源3發(fā)出的激光能直射在相對(duì)的另一根光源接收支柱2上， 產(chǎn)生可見激光虛擬柵欄。上述實(shí)施例中，本發(fā)明的激光光源3采用綠色激光源，其輸出波長(zhǎng)為400 700nm， 輸出功率為300mw左右，可以由兩節(jié)五號(hào)電池供電，此種綠色激光光源發(fā)出的激光屬于較低功率的安全激光，不會(huì)對(duì)人體皮膚、眼睛等部位造成灼傷損害，為了增加虛擬柵欄的強(qiáng)度，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇使用多組激光光源。上述實(shí)施例中，本發(fā)明的兩根光源發(fā)射支柱1和兩根光源接收支柱2可以采用反光橡膠制成，高度可以控制在150cm左右，中空，外徑可以在15cm左右。上述實(shí)施例中，本發(fā)明的單片機(jī)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)型號(hào)采用STC89C52RC(以此為例，不限于此)，連同相應(yīng)電路集成板封裝在一個(gè)鋁合金匣子里，使用時(shí)可以將該匣子固定在其中一個(gè)顯示器6的下方，由12V直流電源供電。一般情況下，交叉路段的交通狀態(tài)在紅、綠、黃燈三種狀態(tài)之間切換，根據(jù)上述交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，結(jié)合三種不同交通狀態(tài)進(jìn)一步說(shuō)明此系統(tǒng)的功能，其過(guò)程如下1)行人行駛方向上是紅燈時(shí)，行人需要等待，車輛通行。如圖4所示，車路通訊控制模塊的單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)有線通訊方式或無(wú)線通訊方式從交通信號(hào)燈控制器獲取交通狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)控制系統(tǒng)判斷此時(shí)行人行駛方向?yàn)榧t燈時(shí)，通過(guò)一路I/O通道發(fā)出信號(hào)使四個(gè)激光光源31開啟，而此時(shí)所有的激光光源32關(guān)閉。四個(gè)激光光源31發(fā)出足夠光強(qiáng)并且可以在空氣中形成可見激光光路，在人行橫道的兩端形成虛擬柵欄，提醒和警示行人以阻止試圖闖紅燈的行人，與此同時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)另一路I/O通道控制行人監(jiān)測(cè)和預(yù)警模塊，使之進(jìn)入檢測(cè)工作狀態(tài)，如果一旦有行人闖紅燈遮擋激光光線，中斷任一條激光光路，則會(huì)導(dǎo)致光敏檢測(cè)裝置4收不到激光信號(hào)，單片機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到相應(yīng)電位變化，立即通過(guò)另外一路I/O通道發(fā)送信號(hào)到語(yǔ)音報(bào)警裝置5 使其發(fā)出連續(xù)不斷報(bào)警聲，從而阻止闖紅燈的行人。紅燈時(shí)，電子宣傳模塊的顯示器6以播放等候紅燈倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)貢r(shí)間、天氣預(yù)報(bào)、公益廣告、商業(yè)廣告以及部門公告等簡(jiǎn)短的視頻內(nèi)容，成為一個(gè)有益的宣傳平臺(tái)，從而起到提示交通安全信息等作用。2)行人行 駛方向上是綠燈時(shí)，車輛需要等待，行人通行。如圖5所示，車路通訊控制模塊的單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)有線通訊方式或無(wú)線通訊方式從交通信號(hào)燈控制器獲取交通狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)控制系統(tǒng)判斷此時(shí)為綠燈時(shí)，通過(guò)一路I/O通道發(fā)出信號(hào)使四個(gè)激光光源32開啟，而此時(shí)所有激光光源31關(guān)閉，四個(gè)激光光源32發(fā)出足夠光強(qiáng)并且可以在空氣中形成可見的激光光路，并在人行橫道兩側(cè)形成虛擬柵欄，提醒、警示馬路上的車輛駕駛員注意行人。與此同時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)另一路I/ 0通道控制行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊，使之退出監(jiān)測(cè)工作狀態(tài)，同時(shí)語(yǔ)音報(bào)警裝置5由于接收不到光敏檢測(cè)裝置4的電位變化信號(hào)也不會(huì)報(bào)警。在此狀態(tài)下僅有激光柵欄模塊進(jìn)入工作狀態(tài)。綠燈時(shí)，電子宣傳模塊的顯示器6則播放等候綠燈倒計(jì)時(shí)，也可以多路視頻通道播放與 1)中相同的視頻內(nèi)容。3)交通信號(hào)是黃燈時(shí)，車輛、行人均等待。如圖6所示，車路通訊控制模塊的單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)有線通訊方式或無(wú)線通訊方式從交通信號(hào)燈控制器獲取交通狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)控制系統(tǒng)判斷此時(shí)為黃燈時(shí)，通過(guò)一路I/O通道發(fā)出信號(hào)使所有激光光源3都關(guān)閉。黃燈時(shí)，電子宣傳模塊的顯示器6可以播放等候黃燈倒計(jì)時(shí)，也可以多路視頻通道播放與1)中相同的視頻內(nèi)容。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)激光模擬實(shí)物欄桿，同時(shí)結(jié)合行人監(jiān)測(cè)報(bào)警和安全信息輔助，可以減少行人闖紅燈現(xiàn)象發(fā)生，保障行人通行安全，提高交通效率，而且通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)讀取判斷交通狀態(tài)信號(hào)，以控制激光光源的開啟或關(guān)閉，成本低、效率高、工作可靠性高，電子宣傳平臺(tái)功能則可以成為很好的城市宣傳平臺(tái)。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和實(shí)施方法等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括一激光柵欄模塊、一行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊和一車路通訊控制模塊；所述激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對(duì)角位置的兩根光源發(fā)射支柱和設(shè)置在人行橫道兩端另一對(duì)角位置的兩根光源接收支柱，所述兩光源發(fā)射支柱上間隔對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組以上激光光源，每組所述激光光源包括設(shè)置在每一所述光源發(fā)射支柱上的兩個(gè)激光光源，其中一所述激光光源的方向正對(duì)人行橫道同側(cè)的所述光源接收支柱，另一所述激光光源的方向正對(duì)人行橫道對(duì)側(cè)的所述光源接收支柱；所述行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊包括兩個(gè)語(yǔ)音報(bào)警裝置和與每一所述激光光源對(duì)應(yīng)的光敏檢測(cè)裝置，所述光敏檢測(cè)裝置分別設(shè)置在所述激光光源發(fā)出的光路在兩根光源接收支柱上的光點(diǎn)位置，每一所述語(yǔ)音報(bào)警裝置分別設(shè)置在一所述光源接收支柱上；所述車路通訊控制模塊包括一單片機(jī)控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)外圍電路，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)分別電連接所述激光柵欄模塊和行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊；所述單片機(jī)控制系統(tǒng)從交通信號(hào)燈控制器獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號(hào)，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到所述激光柵欄模塊控制所述激光光源的開啟或關(guān)閉，以產(chǎn)生可見的激光光路，有行人闖紅燈時(shí)，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到所述行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊警告行人。
2.如權(quán)利要求1所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它還包括一電子宣傳模塊，所述電子宣傳模塊包括分別設(shè)置每一所述光源發(fā)射支柱上的一個(gè)顯示器，每一所述顯示器分別電連接所述單片機(jī)控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述光源發(fā)射支柱和光源接收支柱均采用反光橡膠制成。
4.如權(quán)利要求2所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述光源發(fā)射支柱和光源接收支柱均采用反光橡膠制成。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于 所述激光光源采用輸出波長(zhǎng)為400 700nm，輸出功率為300mw的綠色激光源。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于 所述光敏檢測(cè)裝置包括一光敏三級(jí)管和兩個(gè)電阻，并由12V直流電源供電。
7.如權(quán)利要求5所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述光敏檢測(cè)裝置包括一光敏三級(jí)管和兩個(gè)電阻，并由12V直流電源供電。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述語(yǔ)音報(bào)警裝置包括語(yǔ)音芯片及相應(yīng)供電電路。
9.如權(quán)利要求5所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述語(yǔ)音報(bào)警裝置包括語(yǔ)音芯片及相應(yīng)供電電路。
10.如權(quán)利要求6所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述語(yǔ)音報(bào)警裝置包括語(yǔ)音芯片及相應(yīng)供電電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括激光柵欄模塊、行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊和車路通訊控制模塊；激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對(duì)角位置的兩根光源發(fā)射支柱和設(shè)置在人行橫道兩端另一對(duì)角位置的兩根光源接收支柱，兩光源發(fā)射支柱上間隔對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組以上激光光源，每組激光光源包括設(shè)置在每一光源發(fā)射支柱上的兩個(gè)激光光源，行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊包括兩個(gè)語(yǔ)音報(bào)警裝置和與每一激光光源對(duì)應(yīng)的光敏檢測(cè)裝置；車路通訊控制模塊包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)外圍電路，單片機(jī)控制系統(tǒng)分別電連接各模塊；單片機(jī)控制系統(tǒng)獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號(hào)并發(fā)送信號(hào)控制激光光源的開啟或關(guān)閉，有行人闖紅燈時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到所述行人監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊警告行人。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于城市交通中。
文檔編號(hào)G08G1/09GK102306454SQ20111020512
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者孫國(guó)府, 曹劍東, 王云鵬, 王建強(qiáng), 王璟毅, 黃 俊 申請(qǐng)人:清華大學(xué)