本實(shí)用新型涉及一種基于壓力傳感器的行人過(guò)街安全系統(tǒng)，屬于交通信號(hào)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

行人是交通參與者中的弱勢(shì)群體，近年來(lái)行人交通事故率不斷上升，行人交通與機(jī)動(dòng)車交通的沖突日益加深，行人過(guò)街交通開(kāi)始逐步引起交通管理者和研究者的重視，需要建立一套適用于行人的過(guò)街系統(tǒng)，以確保信號(hào)交叉口良好的交通環(huán)境，提高行人過(guò)街的安全以及效率。

目前所采用的交叉口信號(hào)配時(shí)系統(tǒng)，由于種種因素，在行人還未完全通過(guò)人行橫道時(shí)，控制機(jī)動(dòng)車的綠燈便變亮，從而使行人過(guò)街存在與機(jī)動(dòng)車以及電動(dòng)車相撞的安全問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于壓力傳感器的行人過(guò)街安全系統(tǒng)，解決了由于信號(hào)配時(shí)不合理所導(dǎo)致的行人過(guò)街安全性問(wèn)題。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種基于壓力傳感器的行人過(guò)街安全系統(tǒng)，包括人行橫道紅綠燈、機(jī)動(dòng)車紅綠燈、通訊模塊、千兆數(shù)據(jù)交換機(jī)、計(jì)算機(jī)、時(shí)鐘服務(wù)器，其特征在于，還包括第一至第二壓力傳感器、FPGA控制器；所述第一至第二壓力傳感器分別設(shè)置于人行橫道兩端地面表層，且第一壓力傳感器、第二壓力傳感器的信號(hào)輸出端均與FPGA控制器的電信號(hào)輸入端連接，F(xiàn)PGA控制器的信號(hào)輸出端通過(guò)通訊模塊分別與人行橫道紅綠燈、機(jī)動(dòng)車紅綠燈的信號(hào)輸入端連接，F(xiàn)PGA控制器的信號(hào)輸出端通過(guò)千兆數(shù)據(jù)交換機(jī)與計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端連接，時(shí)鐘服務(wù)器的信號(hào)輸出端與千兆數(shù)據(jù)交換機(jī)的信號(hào)輸入端連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，該系統(tǒng)還包括第一至第二主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器、DSP處理器、蜂鳴報(bào)警器，所述第一至第二主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器分別設(shè)置于人行橫道兩端，且第一主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器、第二主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器的信號(hào)輸出端均與DSP處理器的電信號(hào)輸入端連接，DSP處理器的信號(hào)輸出端與蜂鳴報(bào)警器的信號(hào)輸入端連接，DSP處理器的信號(hào)輸出端與FPGA控制器的信號(hào)輸入端連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一至第二主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器均包括主動(dòng)紅外發(fā)射機(jī)和被動(dòng)紅外接收機(jī)，主動(dòng)紅外發(fā)射機(jī)、被動(dòng)紅外接收機(jī)的信號(hào)輸出端均與DSP處理器的電信號(hào)輸入端連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述通訊模塊為無(wú)線通訊模塊或者有線通訊模塊，且無(wú)線通訊模塊為4G通訊模塊或WiFi通訊模塊或GPRS通訊模塊。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一至第二壓力傳感器均為壓電式壓力傳感器。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本實(shí)用新型在現(xiàn)有交叉口交通信號(hào)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，提高行人過(guò)街安全性的同時(shí)，考慮到經(jīng)濟(jì)性。

2、本實(shí)用新型利用壓力傳感器來(lái)檢測(cè)行人過(guò)街的完成情況，通過(guò)壓力變化準(zhǔn)確檢測(cè)行人是否通過(guò)人行橫道。

3、本實(shí)用新型綜合利用交通、通信等學(xué)科知識(shí)，具有實(shí)時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型基于壓力傳感器的行人過(guò)街安全系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖。

圖2是本實(shí)用新型基于壓力傳感器的行人過(guò)街安全系統(tǒng)中壓力傳感器的原理圖。

圖3是本實(shí)用新型基于壓力傳感器的行人過(guò)街安全系統(tǒng)的實(shí)施布置圖。

其中，1、2均為壓力傳感器，3為FPGA控制器，4、5、6、7均為機(jī)動(dòng)車紅綠燈，8、9均為人行橫道紅綠燈，10為通訊模塊，11、12均為主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1所示，一種基于壓力傳感器下的行人過(guò)街安全系統(tǒng)，包括人行橫道紅綠燈(4、5、6、7)、機(jī)動(dòng)車紅綠燈(8、9)、通訊模塊10、千兆數(shù)據(jù)交換機(jī)、計(jì)算機(jī)，還包括第一至第二壓力傳感器(1、2)、FPGA控制器3、第一至第二主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器(11、12)、DSP處理器、蜂鳴報(bào)警器；壓力傳感器為壓電式壓力傳感器，壓力傳感器1-2的信號(hào)輸出端與FPGA控制器的電信號(hào)輸入端連接，F(xiàn)PGA控制器的信號(hào)輸出接口通過(guò)通訊模塊與紅綠燈4-9的信號(hào)輸入接口連接，通訊模塊為無(wú)線通訊模塊或者有線通訊模塊，無(wú)線通訊模塊為4G通訊模塊或者WiFi通訊模塊或者GPRS通訊模塊，F(xiàn)PGA控制器的信號(hào)輸出接口通過(guò)千兆數(shù)據(jù)交換機(jī)與計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入接口連接，千兆數(shù)據(jù)交換機(jī)的輸入端連接有時(shí)鐘服務(wù)器，主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11-12的信號(hào)輸出端與DPS控制器的電信號(hào)輸入端連接，主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11-12均包括主動(dòng)紅外發(fā)射機(jī)和被動(dòng)紅外接收機(jī)，DSP處理器的信號(hào)輸出端與蜂鳴報(bào)警器的信號(hào)輸入端連接，DSP處理器的信號(hào)輸出端與FPGA控制器的信號(hào)輸入端連接。

如圖2所示，本實(shí)用新型的壓力傳感器采用壓電式壓力傳感器，其主要利用壓電材料受壓時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部電場(chǎng)來(lái)檢測(cè)壓力，壓電式壓力傳感器的內(nèi)阻抗很高，而輸出的信號(hào)一般很弱，因此，一般需要前置一個(gè)高阻抗的輸入端，這樣才能夠防止產(chǎn)生的電荷迅速泄露，最常用于柔性壓電式壓力傳感器的材料是壓電薄膜(PVDF)，它具有柔性、輕薄、可變形的特點(diǎn)。

壓力傳感器安裝在人行橫道的兩邊，用于監(jiān)測(cè)行人是否完全通過(guò)人行橫道，F(xiàn)PGA控制器接收第一、第二壓力傳感器的信號(hào)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，延長(zhǎng)控制機(jī)動(dòng)車的紅燈時(shí)間和人行橫道的綠燈時(shí)間，確保行人安全過(guò)街，第一、第二壓力傳感器通過(guò)所受壓力變化，從而檢測(cè)行人過(guò)街的完成情況，并以電信號(hào)的形式傳送給FPGA控制器。

如圖3所示的本實(shí)用新型的實(shí)施布置圖，在人行橫道的兩端地面表層安裝壓力傳感器，在人行橫道兩端的入口處分別平行安裝兩個(gè)主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器。假設(shè)行人從壓力傳感器1所在一側(cè)向壓力傳感器2所在一側(cè)走去時(shí)，行人通過(guò)壓力傳感器1時(shí)，壓力傳感器1受力變化，同時(shí)以電信號(hào)的形式傳給FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器在每次通過(guò)行人是計(jì)數(shù)加1，直到最后一個(gè)人通過(guò)壓力傳感器1時(shí)，不再將電信號(hào)傳給FPGA控制器，停止計(jì)數(shù)；行人通過(guò)壓力傳感器2時(shí)，壓力傳感器2壓力變化，F(xiàn)PGA控制器接收電信號(hào)，并計(jì)數(shù)減1。此時(shí)，如果FPGA控制器計(jì)數(shù)為0，則信號(hào)配時(shí)不變；如果FPGA控制器計(jì)數(shù)不為0，則FPGA控制器通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向4、5、6、7、8、9這幾個(gè)信號(hào)燈發(fā)出指令，延長(zhǎng)現(xiàn)有狀態(tài)，直到FPGA控制器計(jì)數(shù)為0，改變狀態(tài)。

同時(shí)，將DSP處理器的寄存器R1的值作為遮擋主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11和12光柵次序的標(biāo)志值,當(dāng)先遮擋主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11的光柵時(shí)，R1被置1，后遮擋主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11的光柵時(shí)，R1被置0。主動(dòng)紅外發(fā)射機(jī)在2ms時(shí)間內(nèi)發(fā)出10個(gè)脈沖信號(hào)，如果主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11的光柵沒(méi)被遮擋，則計(jì)數(shù)器T1為10；如果主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器12的光柵沒(méi)被遮擋，則計(jì)數(shù)器T2為10。因此，當(dāng)行人進(jìn)入人行橫道時(shí)，先遮擋主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器11的光柵(T1≠10),再遮擋主動(dòng)紅外線對(duì)射探測(cè)器(12)的光柵(T2≠10)。如果此刻人行信號(hào)燈為紅燈，則DSP處理器控制蜂鳴報(bào)警器發(fā)出聲音報(bào)警，警告行人違法，同時(shí)通過(guò)通訊模塊把數(shù)據(jù)傳遞給FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器延長(zhǎng)控制機(jī)動(dòng)車的紅燈時(shí)間和人行橫道的綠燈時(shí)間，發(fā)出行人闖紅燈報(bào)警信號(hào)。

以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。