一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，包括熱釋電紅外傳感器、信號處理電路、電源電路、串行接口電路、單片機和超員監(jiān)控器，本監(jiān)控系統(tǒng)利用熱釋電紅外傳感器獲取人體經(jīng)過時發(fā)出的紅外線，從垂直方向判別人員進出的方向并測算出人體發(fā)出紅外線占用的空間寬度，該空間寬度值通過與單片機程序中預設的人體肩寬值進行比較，以此計算人員進出的數(shù)量，再通過超員監(jiān)控器控制施工電梯的運停，進而實現(xiàn)控制施工電梯的安全運行。該監(jiān)控系統(tǒng)檢測結(jié)果快速、準確且該系統(tǒng)結(jié)構簡單、安裝方便，適用性強。
【專利說明】一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，屬于安全監(jiān)測統(tǒng)計【技術領域】。
【背景技術】
[0002]為了統(tǒng)計或控制的需要，很多場合，如電梯、施工電梯(也叫施工升降機)、會場出入口、車站出入口、展覽大廳出入口等，要求統(tǒng)計人員進出的具體數(shù)量，其中，電梯和施工電梯出于安全的考慮需要限制乘員的數(shù)量。由于這些場合進出的“門”有一定的寬度但沒有設置閘口約束機構，人員同時邁過這道“門”的位置、數(shù)量和方向具有較大的隨意性，準確統(tǒng)計進、出這道“門”人員數(shù)量變得較為困難。
[0003]目前，在這些場合統(tǒng)計人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)主要是基于臉部或頭部特征的視頻圖像識別技術，如:中國專利CN202414916U公開了一種施工升降機智能預警系統(tǒng)，其工作原理是:通過對攝像頭攝入移動物體的圖像與庫存特征進行比對，若識別為有人進、出“門”時進行相應的計算統(tǒng)計。然而，由于頭部著裝的隨意性以及戴口罩、扭臉、低頭、多人并排進出等特種情況的出現(xiàn)，使得所謂的頭部或臉部實際圖像出現(xiàn)了較大程度的“畸變”，造成了這些場合視頻圖像識別率不高，且識別占用時間較長，另外，實現(xiàn)設備復雜、成本較高。
[0004]熱釋電紅外傳感器價格低廉，對人體發(fā)出的紅外線特別敏感，因此有人利用熱釋電紅外傳感器在人員進出統(tǒng)計方面進行了相關研究，利用熱釋電紅外傳感器安裝在只允許每次一人通過的特殊場合，統(tǒng)計人員進出的數(shù)量。顯然，這些基于熱釋電紅外傳感器的檢測方法不能滿足多人同時進、出場合下人員統(tǒng)計的需要。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個熱釋電紅外傳感器、信號處理電路、電源電路、串行接口電路、單片機和超員監(jiān)控器，其中，所述單片機分別與電源電路、串行接口電路和信號處理電路相連，所述信號處理電路與熱釋電紅外傳感器相連，所述電源電路還分別與串行接口電路和熱釋電紅外傳感器相連，所述串行接口電路與超員監(jiān)控器相連；所述熱釋電紅外傳感器以多列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方；所述超員監(jiān)控器包括依次相連的狀態(tài)識別模塊、輸出控制模塊和語音播報模塊。
[0008]根據(jù)本實用新型，優(yōu)選的，所述熱釋電紅外傳感器設置為內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器或內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器，內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器以兩排多列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方，內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器以單排多列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方。
[0009]進一步優(yōu)選的，所述內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器的型號為LHi805TC，所述內(nèi)含雙熱電兀件的熱釋電紅外傳感器的型號為FO632。
[0010]進一步優(yōu)選的，所述內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器的兩個熱電元件分前、后方向設置在人員行進的路線上。
[0011]根據(jù)本實用新型，優(yōu)選的，所述的每個熱釋電紅外傳感器外設置一限制套管。在每個熱釋電紅外傳感器外增設限制套管的目的在于，使熱釋電紅外傳感器攝取紅外線的區(qū)域相對集中，保證該熱釋電紅外傳感器從經(jīng)過人體上攝取紅外線的區(qū)域限制在較小的范圍內(nèi)，提高整個監(jiān)控系統(tǒng)檢測人員經(jīng)過數(shù)量的準確性。
[0012]根據(jù)本實用新型，優(yōu)選的，所述信號處理電路包括彼此相連的信號濾波器、信號放大器和信號比較器。信號處理電路對含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器的輸出信號處理后輸出一路電平變化的信號，對含雙熱電兀件的熱釋電紅外傳感器的輸出信號處理后則輸出兩路電平變化的信號。
[0013]根據(jù)本實用新型，優(yōu)選的，所述信號處理電路選用LP2902M芯片完成信號處理。
[0014]根據(jù)本實用新型，優(yōu)選的，所述串行接口電路通過電平轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)3.3V的TTL電平與RS232標準邏輯電平之間的轉(zhuǎn)換。
[0015]根據(jù)本實用新型，優(yōu)選的，所述單片機為型號為STM32F105的單片機。
[0016]本監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程如下:
[0017](I)電梯門開啟期間進行人員進、出檢測:當超員監(jiān)控器中的狀態(tài)識別模塊檢測到電梯門開啟時，超員監(jiān)控器通過串行接口電路向單片機發(fā)送人員進出檢測命令，單片機開始檢測信號處理電路輸出信號的變化，檢測人員進出的方向及數(shù)量；
[0018](2)辨別人員進出方向:當使用的是內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器時，單片機利用每列兩個對應攝取人體一定量紅外線的熱釋電紅外傳感器的信號處理電路輸出信號電平變化的先、后辨識人員進、出的方向；當使用的是內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器時，單片機利用每個攝取人體一定量紅外線的熱釋電紅外傳感器的信號處理電路輸出的兩路信號電平變化的先、后辨識人員進、出的方向；
[0019](3)確定人體發(fā)出紅外線空間的寬度值:每當有人員經(jīng)過時，在單片機辨別出人員進或出方向的同時，能夠獲知有多少個相鄰熱釋電紅外傳感器先后攝取到人體經(jīng)過時發(fā)出的紅外線，在已知相鄰熱釋電紅外傳感器間距的條件下，可以從垂直方向上測算出人體發(fā)出紅外線占用的空間寬度值η;
[0020](4)計算進出人員數(shù)量:當有人員經(jīng)過時，單片機測算出的人體紅外線空間寬度值η與單片機程序中預設的人體肩寬值N運算，即η/Ν，其結(jié)果以近似四舍五入方式計算同方向上人員通過的數(shù)量；例:當η/Ν值界于1.5?2.4范圍時，即認定為兩位人員并肩同行；當η/Ν值界于0.3?1.4范圍時，說明只有一位人員進出；
[0021](5)超員時禁止電梯運行:每當有人員進出時，單片機迅速檢測出人員進出方向和數(shù)量，并立即通過串行接口電路把檢測結(jié)果發(fā)送給超員監(jiān)控器；將人員進入電梯時檢測到的人數(shù)記為X，人員走出電梯時檢測到的人數(shù)記為Y，而開門前電梯中已有人員數(shù)記為W,貝IJ電梯開門后電梯中總?cè)藬?shù)為K = W+X-Y，并隨人員的進出發(fā)生變化；每當有人員進出時超員監(jiān)控器把當前電梯中人員數(shù)量K值與預設額定載客人數(shù)安全閾值M比較，若Κ>Μ則發(fā)生超員現(xiàn)象，超員監(jiān)控器的輸出控制模塊切斷施工電梯運行控制回路，禁止施工電梯運行，同時超員監(jiān)控器的語音播報模塊發(fā)出禁運信息及超員報警信息，提示電梯減員，直到多余人數(shù)走出電梯，滿足K ( M條件,才允許電梯運行。
[0022]本實用新型的有益效果在于:
[0023]1.本實用新型采用陣列式熱釋電紅外傳感器檢測人體經(jīng)過時發(fā)出的紅外線，只要相鄰熱釋電紅外傳感器之間的間距適中，可以較小的成本實現(xiàn)人員進出數(shù)量的檢測，其檢測結(jié)果準確可靠，增加了施工電梯運行的安全性，減少了施工電梯事故的發(fā)生。
[0024]2.本監(jiān)控系統(tǒng)不受外界環(huán)境的影響，同時對進出人員無特殊要求，能夠適應多人同時進出的復雜環(huán)境，其檢測結(jié)果快速、準確。
[0025]3.本監(jiān)控系統(tǒng)設計巧妙、安裝方便、適用性強，能夠應用在對人員有特殊要求的多種場合，具備良好的使用效果等顯著特點，具有很好的市場前景和推廣應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型利用內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器實現(xiàn)紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)的連接關系示意圖。
[0027]圖2為內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器陣列與人員行進方向及通道三者之間關系不意圖。
[0028]圖3為內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器陣列的排列方式結(jié)構示意圖。
[0029]圖4為本實用新型利用內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器實現(xiàn)紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)的連接關系示意圖。
[0030]圖5為內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器陣列與人員行進方向及通道三者之間關系不意圖。
[0031]圖6為內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器陣列的排列方式結(jié)構示意圖。
[0032]圖7為本實用新型紅外線陣列檢測人員進出方向和數(shù)量部分工作過程流程圖。
[0033]圖8為本實用新型中超員監(jiān)控器監(jiān)控電梯運行部分工作過程流程圖。
[0034]其中:1為電源電路,2為串行接口電路,3為單片機,4為信號處理電路,5為熱釋電紅外傳感器，6為限制套管。
【具體實施方式】
[0035]下面通過實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。
[0036]實施例1:
[0037]如圖1至圖3所示，一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，包括熱釋電紅外傳感器5、信號處理電路4、電源電路1、串行接口電路2、型號為STM32F105的單片機3和超員監(jiān)控器，其中，單片機3分別與電源電路1、串行接口電路2和信號處理電路4相連，信號處理電路4與熱釋電紅外傳感器5相連，電源電路I還分別與串行接口電路2和熱釋電紅外傳感器5相連，串行接口電路2與超員監(jiān)控器相連；根據(jù)門口的寬度，熱釋電紅外傳感器5選用12個內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器5，其型號為LHi805TC，每個熱釋電紅外傳感器5外設置有一限制套管6,12個熱釋電紅外傳感器5以兩排6列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方。
[0038]其中，信號處理電路4包括依次相連的信號濾波器、信號放大器和信號比較器。信號處理電路4對含單熱電兀件的熱釋電紅外傳感器5的輸出信號處理后輸出一路電平變化的信號，信號處理電路4選用LP2902M芯片完成信號處理。串行接口電路2通過電平轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)3.3V的TTL電平與RS232標準邏輯電平之間的轉(zhuǎn)換。本監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程原理如圖7和圖8所示。
[0039]實施例2:
[0040]如圖4至圖6所示，一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，連接關系如實施例I所述，其不同之處在于，根據(jù)門口的寬度，熱釋電紅外傳感器5選用5個內(nèi)含雙熱電兀件的熱釋電紅外傳感器5,其型號為Η)632, 5個熱釋電紅外傳感器5以單排方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方，熱釋電紅外傳感器5內(nèi)含的兩個熱電元件分前、后設置在在人員行進的路線上。信號處理電路4對內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器5的輸出信號處理后輸出兩路電平變化的信號。
【權利要求】
1.一種紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個熱釋電紅外傳感器、信號處理電路、電源電路、串行接口電路、單片機和超員監(jiān)控器，其特征在于，所述單片機分別與電源電路、串行接口電路和信號處理電路相連，所述信號處理電路與熱釋電紅外傳感器相連，所述電源電路還分別與串行接口電路和熱釋電紅外傳感器相連，所述串行接口電路與超員監(jiān)控器相連；所述熱釋電紅外傳感器以多列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方；所述超員監(jiān)控器包括依次相連的狀態(tài)識別模塊、輸出控制模塊和語音播報模塊。
2.如權利要求1所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述熱釋電紅外傳感器設置為內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器或內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器，內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器以兩排多列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方，內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器以單排多列方式排列并橫向設置在人員經(jīng)過的通道上方。
3.如權利要求2所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)含單熱電元件的熱釋電紅外傳感器的型號為LHi805TC，所述內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器的型號為TO632。
4.如權利要求2所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)含雙熱電元件的熱釋電紅外傳感器的兩個熱電元件分前、后方向設置在人員行進的路線上。
5.如權利要求1所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的每個熱釋電紅外傳感器外設置一限制套管。
6.如權利要求1所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理電路包括彼此相連的信號濾波器、信號放大器和信號比較器。
7.如權利要求1所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理電路選用LP2902M芯片完成信號處理。
8.如權利要求1所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的串行接口電路通過電平轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)3.3V的TTL電平與RS232標準邏輯電平之間的轉(zhuǎn)換。
9.如權利要求1所述的紅外線陣列檢測人員進出數(shù)量的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機為型號為STM32F105的單片機。
【文檔編號】G07C9/00GK203825691SQ201420237886
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權日:2014年5月9日
【發(fā)明者】霍孟友, 邱朋 申請人:山東大學