[发明专利]基于红外与射频技术的交通十字路口安全系统和控制方法

摘要

本发明涉及路口交通安全技术领域，尤其涉及基于红外与射频技术的交通十字路口安全系统和控制方法，采用激光射线技术方法，解决了红绿灯警示功能弱、拦截性差的技术问题，达到了使用激光光幕拦截行人拦截性能强、警示作用好的技术效果；采用人体红外感应技术方法，解决了行人强闯红灯无人阻拦的技术问题，达到了可自动感应是否有人强闯红灯并发出警告声的技术效果；采用单片机控制技术设计，达到了本发明十字路口控制方式简单直接、传输方式便捷的技术效果；采用了射频读卡技术方法，解决了传统闯灯拍照模糊、车牌易遮挡的技术问题，达到了通过射频读卡器直接获取车辆信息的技术效果。

主权项

1.一种基于红外与射频技术的交通十字路口安全系统，其特征在于：系统包括人行道(1)、路口(2)、车行道(3)与控制器(4)，人行道(1)位于车行道(3)与路口(2)交界处，人行道(1)宽度方向上的两边均设置有底板A(11)；人行道(1)远离路口(2)的侧边上设置有底板B(12)；底板B(12)一端安装有射频读卡器(13)；路口(2)两端安装有红绿灯(14)与警示喇叭(15)，控制器(4)安装在人行道(1)一侧；所述的底板A(11)内部安装有激光发射器A(110)、人体感应模块(111)与引线A(112)，激光发射器A(110)与人体感应模块(111)安装在底板A(11)顶部，底板A(11)顶部安装有防压透明玻璃A(113)，控制器(4)通过引线A(112)连接激光发射器A(110)和人体感应模块(111)；所述的底板B(12)内部安装有激光发射器B(120)、压力传感器(121)与引线B(122)，激光发射器B(120)与压力传感器(121)安装在底板B(12)顶部，底板B(12)顶部设置有防压透明玻璃B(123)，控制器(4)通过引线B(122)连接激光发射器B(120)和压力传感器(121)；所述的底板A(11)与底板B(12)顶部为圆弧形状；所述的控制器(4)包括单片机单元(401)、电源模块(402)与激光发射驱动模块(403)；激光发射驱动模块(403)连接在单片机单元(401)的并口上，单片机单元(401)通过激光发射驱动模块(403)连接激光发射器A(110)与激光发射器B(120)；单片机单元(401)一侧连接有红绿灯(14)与喇叭驱动模块(404)，喇叭驱动模块(404)一侧控制连接警示喇叭(15)；单片机单元(401)另一侧串行方式连接有射频读卡器(13)，单片机单元(401)I/O方式连接人体感应模块(111)与压力传感器(121)；所述的电源模块(402)为单片机单元(401)、红绿灯(14)、喇叭驱动模块(404)、射频读卡器(13)和激光发射驱动模块(403)提供稳定电源；单片机单元(401)为ATmega128单片机,射频读卡器为MF RC522芯片；所述的射频读卡器(13)的IRQ引脚与单片机单元(401)的PB0口连接，射频读卡器(13)的NSS引脚与单片机单元(401)的PB4口连接，射频读卡器(13)的SCK引脚与单片机单元(401)的PB1口连接，射频读卡器(13)的MOSI引脚与单片机单元(401)的PB2口连接，射频读卡器(13)的MISO引脚与单片机单元(401)的PB3口连接；人体感应模块(111)包括人体红外传感器(405)、电阻R1、电阻R2与NPN三极管Q1，人体红外传感器(405)为HC‑SR501传感芯片，人体红外传感器(405)的OUT引脚通过限流电阻R1连接在NPN三极管Q1的基极上，NPN三极管Q1的发射极连接在单片机单元(401)ATmega128单片机的PC0口上，NPN三极管Q1的发射极并联电阻R2，电阻R2的另一端接地，NPN三极管Q1的集电极接+3 .3V电压；喇叭驱动模块(404)包括功放电路LM358与D/A转换器D1，单片机单元(401)通过D/A转换器D1与喇叭驱动模块(404)连接，D/A转换器D1通过功放电路LM358将声音信号传输至警示喇叭(15)；压力传感器(121)的输出脚连接有A/D转换器D2，压力传感器(121)通过A/D转换器D2连接单片机单元(401)；所述系统控制步骤包括：A、路口(2)中绿灯亮，表示车行道(3)打开，人行道(1)关闭，激光发射器A(110)发射红色激光形成光幕防止行人闯红灯，此时人体感应模块(111)为启动状态，若发现有人抢闯红灯，控制器(4)控制警示喇叭(15)发出警告；B、路口(2)中黄灯闪烁，表示车行道(3)将要关闭、人行道(1)将要打开，激光发射器A(110)发射的红色激光逐渐变弱，光幕从上到下逐渐消失，激光发射器B(120)打开；C、路口(2)中红灯亮，表示车行道(3)关闭、人行道(1)关闭，激光发射器B(120)发射红色激光形成光幕防止车辆通过，此时压力传感器(121)为启动状态，若有车抢闯红灯，压力传感器(121)通过将信号单片机单元(401)，以此控制射频读卡器(13)读取闯红灯车辆信息；控制器(4)通过埋于地下的引线A与引线B控制底板A与底板B中的激光发射器A(110)和激光发射器B(120)，并控制路边的红绿灯(14)与警示喇叭(15)，四者都受同一单片机单元(401)控制，防止四者不同步工作；控制器(4)内部主要为单片机单元(401)控制激光发射驱动（403）驱动激光发射器A(110)与激光发射器B(120)，激光发射器A(110)与人体红外传感器(405)处于同一位置，人体红外传感器(405)监测是否有行人强闯红灯，并将信号发至单片机单元(401)；压力传感器( 121 )与激光发射器B( 120 )同位置，并将车辆强闯红灯的信息传给单片机单元(401)，单片机单元通过RFID射频读卡器(13)读取闯灯车辆的信息并记录；当车行道(3)处于红灯禁止通行状态时，对路口(2)监测，压力传感器(121)有压力信号说明有车辆抢闯红灯，此时压力传感器( 121 )将报警信号发送至单片机单元(401)。