本發(fā)明涉及一種智能行人過街提示器，尤其是一種配合人行信號(hào)燈使用的行人過街語音提示器，屬于智能交通系統(tǒng)人行信號(hào)燈技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，人行過街提示器主要輔助配合交通人行信號(hào)燈使用，根據(jù)信號(hào)燈紅綠狀態(tài)，在人行綠燈狀態(tài)時(shí)發(fā)出固定頻率敲擊聲，給盲人或不便行動(dòng)的行人給予及時(shí)提醒，安全通過交通路口。

目前，人行過街提示器的敲擊聲一般由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，而機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的提示音不清晰，特別在交通流量和雜音較多的情況下，更不容易聽清楚。而且機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的提示音，由硬件電路波形發(fā)生器產(chǎn)生，頻率固定，如客戶需要更改，則電路改動(dòng)較大。目前個(gè)別傳統(tǒng)保守城市仍在采用這種模式的機(jī)械敲擊器，一些經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展城市已采用語音芯片提示器。中國公開專利文獻(xiàn)cn203386366u針對此弊端，提出一種實(shí)用新型專利《一種語音提示器和交通燈》，文獻(xiàn)提出由語音芯片代替機(jī)械敲擊振動(dòng)，但是此專利只是針對提示器敲擊聲進(jìn)行改進(jìn)，沒對提示器語音開啟方式及其提示音音量調(diào)節(jié)等其他方面進(jìn)行改進(jìn)。

傳統(tǒng)的人行過街提示器，硬件電路簡單，無語音輸出判斷，24小時(shí)語音一直輸出，擾亂居民生活和學(xué)習(xí)。隨著時(shí)代發(fā)展，有些提示器產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸加入了定時(shí)器，能分時(shí)段進(jìn)行語音輸出，比如中午或晚上關(guān)閉語音，其他時(shí)段開啟語音。中國公開專利文獻(xiàn)zl200620145342.3提出一種實(shí)用新型專利《人行過街語音提示器》，文獻(xiàn)提出加入定時(shí)器，系統(tǒng)能分時(shí)段語音輸出、分時(shí)段音量調(diào)節(jié)。但是此方案仍不能滿足當(dāng)代現(xiàn)代化發(fā)展要求，一方面，隨著城市規(guī)模的發(fā)展，鬧市區(qū)車流量大、噪聲嚴(yán)重；偏僻郊區(qū)車流量少、安靜。如果提示器產(chǎn)品都采用定時(shí)器分時(shí)段工作改變音量大小，郊區(qū)居民仍覺得過街提示器給他們生活帶來干擾，而鬧市區(qū)盲人或行動(dòng)不便人士由于環(huán)境噪聲特別大，難以辯清提示音，導(dǎo)致危險(xiǎn)過馬路。另一方面，定時(shí)器會(huì)產(chǎn)生時(shí)間累積誤差，當(dāng)安裝幾年后，語音輸出時(shí)段點(diǎn)偏差到休息時(shí)段，仍會(huì)擾民。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種智能行人過街提示器，能夠?qū)崿F(xiàn)智能語音開啟和環(huán)境自適應(yīng)音量功能。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述智能行人過街提示器，其特征是：包括單片機(jī)處理控制器、超聲檢測模塊、環(huán)境噪聲檢測模塊、隔離采樣模塊、語音集成模塊、音量調(diào)節(jié)模塊、功率放大模塊、以及為上述模塊供電的電源模塊；

所述隔離采樣模塊的輸入端連接紅燈信號(hào)和綠燈信號(hào)，隔離采樣模塊的輸出端連接至單片機(jī)處理控制器；所述隔離采樣模塊對紅燈信號(hào)、綠燈信號(hào)進(jìn)行隔離采樣，產(chǎn)生紅、綠采樣電平信號(hào)，并發(fā)送至單片機(jī)處理控制器；

所述超聲檢測模塊的輸出端連接單片機(jī)處理控制器，超聲檢測模塊用于檢測人行信號(hào)燈檢測區(qū)域是否有行人在等待，并產(chǎn)生相應(yīng)的高低電平信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)處理控制器，單片機(jī)處理控制器根據(jù)電平信號(hào)決定是否開啟語音集成模塊；

所述環(huán)境噪聲檢測模塊的輸出端連接單片機(jī)處理控制器，環(huán)境噪聲檢測模塊采集環(huán)境聲音信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)處理控制器，單片機(jī)處理控制器將采集的環(huán)境聲音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行判斷確定是否需要對音量調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行音量調(diào)節(jié)；

所述語音集成模塊的電平觸發(fā)放音端口連接單片機(jī)處理控制器，語音集成模塊的音頻輸出端連接音量調(diào)節(jié)模塊的采樣輸入端；所述音量調(diào)節(jié)模塊的數(shù)據(jù)端口和時(shí)鐘端口連接單片機(jī)處理控制器，音量調(diào)節(jié)模塊的輸出端連接功率放大模塊的輸入端，功率放大模塊的輸出端連接揚(yáng)聲器。

進(jìn)一步的，所述超聲檢測模塊采用收發(fā)一體化超聲波檢測模塊。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境噪聲檢測模塊包括咪頭。

進(jìn)一步的，所述語音集成模塊采用語音芯片，語音芯片內(nèi)部00h開始地址存放700hz正弦波音頻。

進(jìn)一步的，所述音量調(diào)節(jié)模塊采用電子音量芯片。

進(jìn)一步的，所述功率放大模塊采用tda2030型音頻功率放大器。

進(jìn)一步的，所述電源模塊的dc12v輸出端連接功率放大模塊；dc12v經(jīng)dc-dc穩(wěn)壓器穩(wěn)壓成dc5v，供單片機(jī)處理控制器、超聲檢測模塊、環(huán)境噪聲檢測模塊、隔離采樣模塊、語音集成模塊和音量調(diào)節(jié)模塊工作。

本發(fā)明所述智能行人過街提示器摒棄定時(shí)器定時(shí)段語音輸出技術(shù)，摒棄機(jī)械敲擊音頻技術(shù)，在傳統(tǒng)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，增加超聲采集模塊和環(huán)境噪聲檢測模塊，增加語音集成模塊，較好的解決了現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)中的不足，從而完全實(shí)現(xiàn)智能語音輸出和音量調(diào)節(jié)，而非固定時(shí)段式語音輸出和音量調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述智能行人過街提示器的框圖。

圖2為本發(fā)明所述智能行人過街提示器的工作流程圖。

附圖標(biāo)記說明：11-電源模塊、12-單片機(jī)處理控制器、13-超聲檢測模塊、14-環(huán)境噪聲檢測模塊、15-隔離采樣模塊、16-語音集成模塊、17-音量調(diào)節(jié)模塊、18-功率放大模塊、n-零線、lr-紅燈信號(hào)、lg-綠燈信號(hào)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述智能行人過街提示器包括單片機(jī)處理控制器12、電源模塊11、超聲檢測模塊13、環(huán)境噪聲檢測模塊14、隔離采樣模塊15、語音集成模塊16、音量調(diào)節(jié)模塊17和功率放大模塊18。

所述電源模塊11采用ac-dc反擊式開關(guān)電源模式，進(jìn)行恒定電壓dc12v輸出；所述電源模塊11包括in4007型整流二極管和開關(guān)電源芯片，電源模塊11的輸入端連接零線n、紅燈信號(hào)lr和綠燈信號(hào)lg，紅燈信號(hào)lr、綠燈信號(hào)lg和零線n通過in4007型整流二極管進(jìn)行整流濾波，開關(guān)電源芯片采用l6561，開關(guān)電源芯片將輸出負(fù)載電壓與輸入電壓相乘，確定電感電流峰值，開關(guān)電源芯片的gd腳進(jìn)行pwm模式輸出，pwm模式能調(diào)節(jié)外置mos管占空比，從而達(dá)到dc12v恒壓穩(wěn)壓輸出，dc12v給功率放大模塊18供電，dc12v再經(jīng)過dc-dc穩(wěn)壓器穩(wěn)壓成dc5v，供單片機(jī)處理控制器12、超聲檢測模塊13、環(huán)境噪聲檢測模塊14、隔離采樣模塊15、語音集成模塊16和音量調(diào)節(jié)模塊17工作。

所述隔離采樣模塊15采用pc814對紅燈信號(hào)lr、綠燈信號(hào)lg進(jìn)行隔離采樣，產(chǎn)生紅、綠采樣電平信號(hào)，發(fā)送至單片機(jī)處理控制器12的i/o口。

所述超聲檢測模塊13采用收發(fā)一體化超聲波檢測模塊，能提供25cm-450cm非接觸式距離感測功能，測距精度可高達(dá)3mm；所述超聲檢測模塊13檢測人行信號(hào)燈檢測區(qū)域是否有行人在等待，將不同的高低電平信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)處理控制器12的i/o口，無行人時(shí)超聲檢測模塊13發(fā)出低電平信號(hào)，有行人時(shí)超聲檢測模塊13發(fā)出高電平信號(hào)；所述單片機(jī)處理控制器12通過該i/o口高低電平狀態(tài)，決定是否開啟語音集成模塊16輸出。

所述環(huán)境噪聲檢測模塊14包括咪頭mic，咪頭mic通過膜片將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，咪頭mic的輸出端連接lm258型運(yùn)算放大器的同相輸入端3腳，lm258型運(yùn)算放大器的反相輸入端2腳對輸出端1腳跨接100k電阻，對地串接1k和10uf電容，這樣將咪頭mic采集的聲音交流電信號(hào)進(jìn)行100倍放大，同時(shí)通過反相輸入端2腳的10uf電容將同相輸入端3腳產(chǎn)生的直流信號(hào)過濾，進(jìn)行輸出端1腳交流輸出。lm258型運(yùn)算放大器的輸出端1腳輸出時(shí)，需先電容交流耦合，再經(jīng)二極管整流，至單片機(jī)處理控制器12的模數(shù)轉(zhuǎn)換i/o口；單片機(jī)處理控制器12通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把采集的環(huán)境聲音模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行閾值判斷，確定是否需要對音量調(diào)節(jié)模塊17進(jìn)行音量調(diào)節(jié)。

所述語音集成模塊16采用高保真語音芯片，語音信息保持100年不丟失；語音集成模塊16的電平觸發(fā)放音端口通過高低電平狀態(tài)控制語音播放，音頻輸出端進(jìn)行音頻輸出，語音集成模塊16內(nèi)部00h開始地址存放700hz正弦波音頻。所述語音集成模塊16播放音頻的條件為：（1）單片機(jī)處理控制器12通過隔離采樣模塊15檢測到當(dāng)前人行信號(hào)燈狀態(tài)是綠燈；（2）單片機(jī)處理控制器12通過超聲檢測模塊13檢測到人行信號(hào)燈檢測區(qū)域有行人等待；在滿足條件（1）和（2）時(shí)，單片機(jī)處理控制器12的i/o觸發(fā)低電平，開啟語音集成模塊16的播放功能，通過語音芯片的音頻輸入端進(jìn)行語音播放。

所述音量調(diào)節(jié)模塊17采用電子音量芯片進(jìn)行調(diào)音，電子音量芯片采用串行控制方式，電子音量芯片的采樣輸入端連接語音集成模塊16的音頻輸出端，電子音量芯片在時(shí)鐘下改變輸入聲道輸出值，電子音量芯片的輸出端連接功率放大模塊18的輸入端；單片機(jī)處理控制器12進(jìn)行閾值判斷，如果需要調(diào)節(jié)音量，單片機(jī)處理控制器12控制音量調(diào)節(jié)模塊17的數(shù)據(jù)端口和時(shí)鐘端口，改變電子音量芯片的輸出端的輸出值；如果不需要調(diào)節(jié)音量，單片機(jī)處理控制器12寫入電子音量芯片數(shù)據(jù)端口的數(shù)值不變，電子音量芯片的輸出端的輸出值不變；由于電子音量芯片的輸出端連接功率放大模塊18的輸入端，所以功率放大模塊18的音頻輸入隨電子音量芯片的輸出端變化。

所述功率放大模塊18采用tda2030型音頻功率放大器，該音頻功率放大器具有體積小、輸出功率大、失真度小等優(yōu)點(diǎn)。所述功率放大模塊18的輸入端（tda2030的同相輸入1腳）連接音量調(diào)節(jié)模塊17的輸出端，跟隨語音輸出變化；tda2030的反相輸入2腳與輸出4腳間設(shè)置固定放大倍數(shù)，將同相輸入1腳信號(hào)60倍放大，輸出4腳輸出，輸出時(shí)串聯(lián)大容量電容，進(jìn)行耦合放大后的音頻信號(hào)到揚(yáng)聲器y。

所述單片機(jī)處理控制器12對隔離采樣模塊15、環(huán)境噪聲檢測模塊14、超超聲檢測模塊13進(jìn)行輸入檢測，智能控制行人過街提示器的語音輸出和音量調(diào)節(jié)。

本發(fā)明所述智能行人過街提示器地工作流程，如圖2所示，包括：

（1）對當(dāng)前人行信號(hào)燈狀態(tài)進(jìn)行采樣，判斷是否是綠燈狀態(tài)，如果否，直接返回至開始；如果是，進(jìn)入步驟（2）；

（2）通過超聲檢測模塊13判斷產(chǎn)生的行人感應(yīng)開關(guān)信號(hào)，如果無信號(hào)產(chǎn)生，直接返回至開始；如果有，進(jìn)入步驟（3）；

（3）通過環(huán)境噪聲檢測模塊14判斷環(huán)境噪聲是否有變化，此時(shí)要注意進(jìn)行多次采集并量化，排除干擾因素，如果音量發(fā)生變化，單片機(jī)處理控制器12改變電子音量芯片的數(shù)據(jù)值，改變電子音量芯片音量輸出；如果無變化，數(shù)據(jù)值不改變，維持原先音量輸出。

本發(fā)明具有的以下良好的優(yōu)越性：

（1）超聲檢測模塊集收發(fā)功能于一體，它不存在紅外檢測易受光、溫度等干擾現(xiàn)象，也不存在雷達(dá)檢測采用電磁波易被電子產(chǎn)品干擾現(xiàn)象，超聲波采用聲波，具有良好的方向性和穿透性，屬于目前比較可靠的一種檢測技術(shù)。

超聲檢測模塊嵌入于行人過街提示器內(nèi)，安裝提示器時(shí)請將超聲檢測模塊對準(zhǔn)行人等候監(jiān)控區(qū)域，如果監(jiān)控區(qū)域檢測到有行人，模塊開啟行人感應(yīng)開關(guān)信號(hào)，單片機(jī)檢測到此開關(guān)信號(hào)后，開啟語音集成模塊的語音輸出。

（2）環(huán)境噪聲檢測模塊采用駐極體電容式麥克風(fēng)，俗稱咪頭，通過膜片振動(dòng)，將環(huán)境的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于這個(gè)信號(hào)非常微弱，內(nèi)阻非常高，不能直接使用，需要通過運(yùn)放將阻抗進(jìn)行變換和放大。

環(huán)境噪聲模塊通過咪頭對環(huán)境聲貝進(jìn)行采樣，將轉(zhuǎn)換后模擬電壓信號(hào)用運(yùn)放送至單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后單片機(jī)控制音量調(diào)節(jié)模塊，改變音量輸出。