專利名稱：高位紅外線交通管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于城市交通控制和管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種紅外線交通管理系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們生活水平的日益提高，私家車的數(shù)量也日益增多， 這勢必給城市交通帶來巨大的壓力，而此時與城市交通相配套的一系列交通設(shè)施便起著極 為重要的作用?，F(xiàn)有公路交通管理系統(tǒng)是以手動或分時控制器控制信號指示燈的方式對機 動車輛和行人交通實施管理，傳統(tǒng)的人行橫道信號指示燈的功能設(shè)計已經(jīng)遠遠滿足不了城 市交通自動化水平日益發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的人行橫道信號指示燈基本上是采用與主機動車 道相匹配的中心微型計算機處理設(shè)備，此種設(shè)備只能根據(jù)中心計算機存儲系統(tǒng)存儲的不同 時間段車流量的大小來實現(xiàn)信號指示燈通行時間的控制，因此信號指示燈的綠色通行時間 都較為固定，一般為30s、40s或50s，此通行時間一旦由程序設(shè)定好后，便不會改變。當(dāng)然信 號指示燈還可以采用人為控制，即由交管人員控制安裝在人行橫道附近的開關(guān)控制器的通 行時間，來控制行人的優(yōu)先通行權(quán)。這些傳統(tǒng)的人行橫道控制系統(tǒng)存在的缺點是，信號指示燈的計時器所指示的時間 是人為或者程序設(shè)定的，一旦人為設(shè)定好后，便不會改變，因此無論是在交通流量高峰期還 是低谷期，不能實時適應(yīng)人流量及車流量的多少，容易造成不合理的增加停車次數(shù)和停車 時間，以致造成直行車與轉(zhuǎn)向車因搶道而發(fā)生交通堵塞；如果深夜沒有行人通過人行橫道 時，人行橫道的信號指示燈還依然正常循環(huán)工作著，這就導(dǎo)致了通過路口的機動車即使沒 有交叉的車輛或者行人通行，也仍需服從紅綠燈的控制指揮，造成了機動車等待通行過程 中白白消耗了燃料，浪費了時間，不利于人性化的交通科學(xué)管理和環(huán)保節(jié)能降低排放的社 會整體要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種能夠根據(jù)車流量和人流量的大小實時自 動確定信號指示燈指示狀態(tài)的紅外線交通管理系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是一種高位紅外線交通管理系統(tǒng)，包括中心控制裝置、與中心控制裝置連接的并受 其控制的信號指示燈，以及用于檢測人行橫道附近交通信息的紅外線檢測裝置，所述紅外 線檢測裝置包括紅外線發(fā)射模塊、紅外線探測儀、放大電路以及紅外線接收模塊，其中用于 發(fā)射紅外線信號的紅外線發(fā)射模塊安裝于距地面一定高度的固定架設(shè)上；紅外線探測儀用 于探測紅外線掃描區(qū)域的交通信息，并將交通信息轉(zhuǎn)換成電信號后輸出給放大電路；放大 電路將接收到的紅外線探測儀信號進行放大處理后輸出給中心控制裝置；紅外線接收模塊 安裝于紅外線發(fā)射模塊的對應(yīng)側(cè)，用于接收紅外線信號，并將信號傳遞給中心控制裝置。本實用新型所述紅外線發(fā)射模塊的改進在于紅外線發(fā)射模塊包括分別用于掃描人行橫道上的交通信息和掃描人行橫道等候區(qū)的交通信息的兩套紅外線發(fā)射單元。每個紅 外線發(fā)射單元包括紅外線掃描控制電路和紅外線掃描電路。本實用新型所述紅外線掃描控制電路的具體結(jié)構(gòu)為包括單片機、發(fā)射二極管、 PNP三極管和接收管，其中發(fā)射二極管的一端通過電阻連接電源，另一端連接兩個串聯(lián)的 PNP三極管，PNP三極管BGl和PNP三極管BG2的基極分別通過電阻Rl和電阻R2與單片機 連接，接收管的信號端連接單片機，電源端通過電阻連接電源，并通過電容接地。其中所述 發(fā)射二極管為SE303ANC-C，接收管為PIC-12043。本實用新型所述紅外線掃描電路的具體結(jié)構(gòu)為包括單片機、NPN三極管和紅外 線發(fā)射二極管，其中紅外線發(fā)射二極管的一端連接電源，另一端通過電阻連接NPN三極管 的集電極，NPN三極管的發(fā)射極直接接地，基極通過電阻與單片機連接；單片機的復(fù)位端經(jīng) 電容連接電源，經(jīng)電阻接地，輸入端經(jīng)上拉電阻與鍵盤接口相連接。本實用新型所述放大電路的具體結(jié)構(gòu)為包括單片機、振蕩電路和按鍵驅(qū)動模塊， 交通信號經(jīng)電容連接振蕩電路，再經(jīng)過電阻與二極管的并聯(lián)電路后傳遞給單片機；振蕩電 路包括晶振和三極管，晶振的一端連接三極管的基極，另兩端直接接地；三極管的集電極連 接電容，發(fā)射極經(jīng)電阻接地，基極經(jīng)濾波電路連接單片機；按鍵驅(qū)動模塊包括一端接地、另 一端通過排阻與單片機連接的按鍵，以及通過電阻與單片機連接的發(fā)光管，發(fā)光管另一端 接地；單片機的輸出端通過電阻和三極管與發(fā)光管連接，發(fā)光管的另一端通過電阻與電源 連接。本實用新型所述紅外線接收模塊的具體結(jié)構(gòu)為包括折射鏡和紅外線接收電路， 所述紅外線接收電路包括編碼譯碼器和接收管，編碼譯碼器的電源經(jīng)電阻和開關(guān)與電源正 極連接，編碼譯碼器的輸入端通過電阻和二極管連接按鍵S5和按鍵S6，其他四個輸入端分 別連接按鍵Sl至按鍵S4，編碼譯碼器的輸出端經(jīng)四二輸入與非門和電阻與三極管的基極 相連接；電源的正極依次經(jīng)過開關(guān)、電阻、接收管與三極管的集電極連接，三極管的發(fā)射極 直接接地。由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型所取得技術(shù)進步在于本實用新型所采用的紅外線自動掃描檢測裝置，在人行橫道及其等待區(qū)形成55 度扇形的掃描區(qū)域，可以實時監(jiān)測人行橫道等待區(qū)和人行橫道上的交通信息，并將監(jiān)測數(shù) 據(jù)傳輸給中心控制裝置，以便中心控制裝置根據(jù)監(jiān)測信息實時控制信號指示燈的指示狀 態(tài)，實現(xiàn)了道路交通的自動化、科學(xué)化、人性化管理，減少了交通管理過程中警力的投入，提 高了工作效率，節(jié)約了車輛的能量消耗以及行人車輛的等待時間，從而可靠保證了交通的 安全、順暢運行。紅外線檢測裝置中采用的發(fā)射管均為SE303ANC-C，波長為940nm，單片機按照協(xié) 議規(guī)定導(dǎo)通或截止發(fā)射二極管，從而產(chǎn)生特定頻率的發(fā)射信號；接收管為PIC-12043，其接 收頻率為37. 9kHz，它直接將37. 9kHz的調(diào)制信號解調(diào)為基帶信號，提供給單片機，該兩種 芯片接收靈敏度高，性能穩(wěn)定，可以保證檢測裝置的可靠運行。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型紅外線掃描控制電路5[0017]圖3為本實用新型紅外線掃描電路圖；圖4為本實用新型放大電路圖；圖5為本實用新型紅外線接收模塊電路圖。其中1.中心控制裝置，2.紅外線檢測裝置，21.紅外線發(fā)射模塊，22.紅外線接收 模塊，23.紅外線探測儀、24.放大電路，3.信號指示燈。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體實施例對本實用新型進行進一步詳細的說明。圖1是一種高位紅外線交通管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括中心控制裝置1、紅外線檢 測裝置2以及信號指示燈3。紅外線檢測裝置2用于檢測人行橫道附近的交通信息，主要包 括紅外線發(fā)射模塊21、紅外線探測儀23、放大電路24以及紅外線接收模塊22。其中紅外線發(fā)射模塊21包括兩套紅外線發(fā)射單元，分別安裝在人行橫道信號指 示燈的前面用于掃描人行橫道上的交通信息和安裝在信號指示燈的背面用于掃描人行橫 道等候區(qū)的交通信息。每套紅外線發(fā)射單元又包括紅外線掃描控制電路和紅外線掃描電 路。紅外線掃描控制電路如圖2所示，包括單片機U1、發(fā)射二極管D1、PNP三極管BG1、 BG2、接收管D2，其中發(fā)射二極管Dl的一端通過電阻R3連接電源，另一端連接兩個串聯(lián)的 PNP三極管，PNP三極管BGl和PNP三極管BG2的基極分別通過電阻Rl和電阻R2與單片機 Ul連接，接收管D2的信號端連接單片機U1，電源端通過電阻R4連接電源，并通過電容Cl 接地。其中發(fā)射二極管的型號為SE303ANC-C，接收管為PIC-12043。紅外線掃描電路如圖3所示，包括單片機U2、NPN三極管BG3、紅外線發(fā)射二極管 D3，其中紅外線發(fā)射二極管D3的一端連接電源，另一端通過電阻R5連接NPN三極管BG3的 集電極，NPN三極管BG3的發(fā)射極直接接地，基極通過電阻R6與單片機U2連接；單片機U2 的復(fù)位端經(jīng)電容C2連接電源，經(jīng)電阻R7接地，輸入端經(jīng)上拉電阻與鍵盤接口相連接。放大電路如圖4所示，包括單片機U3、振蕩電路和按鍵驅(qū)動模塊，信號經(jīng)電容Cll 連接振蕩電路，再經(jīng)過電阻R13與二極管D4的并聯(lián)電路后傳遞給單片機U3 ；振蕩電路包括 晶振Y2和三極管BGl 1，晶振Y2的一端連接三極管BGll的基極，另兩端直接接地；三極管 BGll的集電極連接電容C11，發(fā)射極經(jīng)電阻R12接地，基極連接電阻R3 ；按鍵驅(qū)動模塊包括 一端接地、另一端通過排阻RPl與單片機U3連接的按鍵S1-S8，以及通過電阻R18與單片機 U3連接的發(fā)光管DS1，發(fā)光管DSl另一端接地；單片機U3的輸出端通過電阻R13-R16和三 極管BG12、BG13與發(fā)光管DS2連接，發(fā)光管DS2的另一端通過電阻R17與電源連接。紅外線接收模塊包括折射鏡和紅外線接收電路，紅外線接收電路如圖5所示，包 括編碼譯碼器IC4和接收管D4、D5，編碼譯碼器IC4的電源經(jīng)電阻RlO和開關(guān)S7與電源正 極連接，編碼譯碼器IC4的輸入端通過電阻R21-R24和二極管V1-V4連接按鍵S5和按鍵 S6，其他四個輸入端分別連接按鍵Sl至按鍵S4，編碼譯碼器IC4的輸出端經(jīng)四二輸入與非 門IC2和電阻R8與三極管BG21的基極相連接；電源的正極依次經(jīng)過開關(guān)S7、電阻R9、接收 管D4、D5與三極管BG21的集電極連接，三極管BG21的發(fā)射極直接接地。用于發(fā)射紅外線信號的紅外線發(fā)射模塊21安裝于人行橫道信號指示燈的正面和 背面，所發(fā)射的紅外線信號可形成55°扇形區(qū)域；紅外線探測儀23探測到紅外線扇形區(qū)域的交通信息，并將交通信息轉(zhuǎn)換成電信號后輸出給放大電路，放大電路將交通信號進行放 大處理后輸出給中心控制裝置；用于接收紅外線信號的紅外線接收模塊22安裝于紅外線 發(fā)射模塊的對應(yīng)側(cè)，將通過折射鏡接收到的交通信息傳遞給中心控制裝置；中心控制裝置 結(jié)合放大電路和紅外線接收模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行信號指示燈通行時間的確定，并控制信號 指示燈的指示狀態(tài)。即在確定沒有人員通行的情況下，交叉方向機動車道的綠色信號燈自 動點亮，車輛可以通行；如果檢測到有行人等待或者人行橫道上有行人通行，則交叉方向的 紅色指示燈點亮，車輛禁止通行，以保證行人的安全通行和道路的暢通無阻。
權(quán)利要求一種高位紅外線交通管理系統(tǒng)，包括中心控制裝置(1)、與中心控制裝置(1)連接的并受其控制的信號指示燈(3)，其特征在于系統(tǒng)還包括用于檢測人行橫道附近交通信息的紅外線檢測裝置(2)，所述紅外線檢測裝置(2)包括紅外線發(fā)射模塊(21)、紅外線探測儀(23)、放大電路(24)以及紅外線接收模塊(22)，其中紅外線發(fā)射模塊(21)安裝于距地面一定高度的固定架設(shè)上，用于發(fā)射紅外線信號；紅外線探測儀(23)，用于探測紅外線掃描區(qū)域的交通信息，并將交通信息轉(zhuǎn)換成電信號后輸出給放大電路；放大電路(24)，將接收到的紅外線探測儀信號進行放大處理后輸出給中心控制裝置(1)；紅外線接收模塊(22)安裝于紅外線發(fā)射模塊的對應(yīng)側(cè)，用于接收紅外線信號，并將信號傳遞給中心控制裝置(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線發(fā)射模 塊(21)包括分別用于掃描人行橫道上的交通信息和掃描人行橫道等候區(qū)的交通信息的兩 套紅外線發(fā)射單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線發(fā)射單 元包括紅外線掃描控制電路和紅外線掃描電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線掃描控 制電路包括單片機(Ul)、發(fā)射二極管(Dl)、PNP三極管(BG1、BG2)、接收管(D2)，其中發(fā)射 二極管(Dl)的一端通過電阻(R3)連接電源，另一端連接兩個串聯(lián)的PNP三極管；PNP三極 管BGl和PNP三極管BG2的基極分別通過電阻Rl和電阻R2與單片機(Ul)連接；接收管 (D2)的信號端連接單片機(Ul)，電源端通過電阻(R4)連接電源，并通過電容(Cl)接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射二極管為 SE303ANC-C，接收管為 PIC-12043。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線掃描電 路包括單片機(U2)、NPN三極管(BG3)、紅外線發(fā)射二極管(D3)，其中紅外線發(fā)射二極管 (D3)的一端連接電源，另一端通過電阻(R5)連接NPN三極管(BG3)的集電極，NPN三極管 (BG3)的發(fā)射極直接接地，基極通過電阻(R6)與單片機(U2)連接；單片機(U2)的復(fù)位端 經(jīng)電容(C2)連接電源，經(jīng)電阻(R7)接地，輸入端經(jīng)上拉電阻與鍵盤接口相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述放大電路包 括單片機(U3)、振蕩電路和按鍵驅(qū)動模塊，信號經(jīng)電容(Cll)連接振蕩電路，再經(jīng)過電阻 (R13)與二極管(D4)的并聯(lián)電路后傳遞給單片機(U3)；振蕩電路包括晶振(Y2)和三極管 (BGll)，晶振(Y2)的一端連接三極管(BGll)的基極，另兩端直接接地；三極管(BGll)的集 電極連接電容(Cll)，發(fā)射極經(jīng)電阻(R12)接地，基極連接電阻(R13)；按鍵驅(qū)動模塊包括一 端接地、另一端通過排阻(RPl)與單片機(U3)連接的按鍵(S1-S8)，以及通過電阻(R18)與 單片機(U3)連接的發(fā)光管(DSl)，發(fā)光管(DSl)另一端接地；單片機(U3)的輸出端通過電 阻(R13-R16)和三極管(BG12、BG13)與發(fā)光管(DS2)連接，發(fā)光管(DS2)的另一端通過電 阻(R17)與電源連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高位紅外線交通管理系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線接收模 塊包括折射鏡和紅外線接收電路，所述紅外線接收電路包括編碼譯碼器(IC4)和接收管(D4、D5)，編碼譯碼器(IC4)的電源端經(jīng)電阻(RlO)和開關(guān)(S7)與電源正極連接，編碼譯碼 器(IC4)的輸入端通過電阻(R21-R24)和二極管(V1-V4)連接按鍵S5和按鍵S6，其他四個 輸入端分別連接按鍵Sl至按鍵S4，編碼譯碼器(IC4)的輸出端經(jīng)四個二輸入與非門(IC2) 和電阻(R8)與三極管(BG21)的基極相連接；電源的正極依次經(jīng)過開關(guān)(S7)、電阻(R9)、接 收 管(D4、D5)與三極管(BG21)的集電極連接，三極管(BG21)的發(fā)射極直接接地。
專利摘要本實用新型公開了一種高位紅外線交通管理系統(tǒng)，包括中心控制裝置、紅外線檢測裝置以及信號指示燈。本實用新型的紅外線檢測裝置能夠?qū)崟r監(jiān)測人行橫道等待區(qū)和人行橫道上的交通信息，中心控制裝置根據(jù)紅外線檢測裝置的數(shù)據(jù)自動進行通行時間的確定，并控制信號指示燈的指示狀態(tài)。實現(xiàn)了道路交通的自動化、科學(xué)化和人性化管理，減少了交通管理過程中警力的投入，提高了工作效率，節(jié)約了車輛的能量消耗以及行人車輛的等待時間，從而可靠保證了交通的安全、順暢運行。
文檔編號G08G1/08GK201716859SQ201020266369
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者王士元, 王川 申請人:保定維特瑞交通設(shè)施工程有限責(zé)任公司