本发明涉及自控领域，尤其涉及一种多功能通道闸管理平台。
背景技术：
通道闸，又称作为闸机，常用于地铁、高铁、公交车站等需要通行收费的场所。
例如，地铁闸机以有效地阻止闲杂人员进入小区，有效地对小区进行封闭式管理.可以改变小区保安依赖记忆来判断是否是外人的不准确的不严谨的管理方式。如果是小区业主，新来的保安加阻拦会引起业主的反感.如果外来的人员，穿着很好，保安也许以为是业主而未加盘问，这样也会带来安全隐患。
地铁闸机安全科学的门禁系统可以提高物业的档次，更有利于发展商推广楼盘。业主也会从科学有效的出入管理中得到实惠。联网型的门禁有利于保安随时监控所有大门的进出情况，如果有事故和案件可以事后查询进出记录提供证据。可以和楼宇对讲系统和可视对讲系统结合使用。地铁闸机可以和小区内部消费、停车场管理等实现一卡通。
但是，现有技术中通道闸控制系统还存在一定的隐患，仍给一些想逃票的人留下了逃票空间，例如通过从闸门上方跨过、快速通过闸门等方式，同时功能不够齐全，无法满足通行人以及闸门对应的经营者的各种需求。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种多功能通道闸管理平台，能够在接收到付费验证信号、红外人体检测信号且存在人体信号时，向通道闸控制开关发送打开驱动信号，在未接收到付费验证信号，且接收到红外人体检测信号以及存在人体信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号。
根据本发明的一方面，提供了一种多功能通道闸管理平台，所述平台包括对射式红外线传感器、通道闸状态检测设备、付费设备、通道闸控制开关和飞思卡尔imx6处理芯片，所述飞思卡尔imx6处理芯片分别与所述对射式红外线传感器、所述通道闸状态检测设备、所述付费设备以及所述通道闸控制开关连接，所述付费设备用于接收用户的付费信息以确定是否提供付费验证信号，所述通道闸状态检测设备用于实时提供通道闸的当前状态，所述对射式红外线传感器设置在通道闸的前方，用于验证是否有人体通过以确定是否发送红外人体检测信号，所述通道闸控制开关以电子驱动的方式控制通道闸的打开或关闭；其中，所述飞思卡尔imx6处理芯片基于所述对射式红外线传感器的输出和所述付费设备的输出确定对所述通道闸控制开关的控制策略。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中：
所述飞思卡尔imx6处理芯片在接收到所述付费验证信号之后接收到所述红外人体检测信号时，向所述通道闸控制开关发送打开驱动信号；
所述飞思卡尔imx6处理芯片在接收到所述付费验证信号之后预设时间内未接收到所述红外人体检测信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号；以及
所述付费设备在用户的付费信息无法通过验证时，发送验证失败信号，所述飞思卡尔imx6处理芯片在接收到所述验证失败信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中，还包括：时分双工通信设备，与所述通道闸状态检测设备连接，用于将通道闸的当前状态通过双向时分双工通信链路发送到远端的通道闸管理服务中心处。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中：
所述对射式红外线传感器包括红外线发射阵列、红外线接收阵列、sd存储卡以及微控制器，所述微控制器分别与所述红外线发射阵列、所述红外线接收阵列以及所述sd存储卡连接；
其中，所述红外线发射阵列和所述红外线接收阵列分别设置在通道闸的前方位置的水平方向的两端，二者相对设置，所述红外线发射阵列包括等间距水平设置的多个红外线发射器，所述红外线发射阵列包括等间距水平设置的多个红外线接收器，所述红外线发射阵列的多个红外线发射器的数量与所述红外线发射阵列的多个红外线接收器的数量相等；
其中，所述sd存储卡预先存储了人体宽度范围以及多个红外线发射器的水平间距，多个红外线接收器的水平间距与多个红外线接收器的水平间距相等；
其中，所述微控制器确定未接收到红外线的红外线接收器的数量，基于红外线接收器的水平间距以及未接收到红外线的红外线接收器的数量计算目标宽度，并将目标宽度与人体宽度范围进行匹配，匹配成功，发送红外人体检测信号，匹配失败，则发出非人体目标信号。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中，还包括：
图像采集设备，设置通道闸的前方位置的上方，用于对通道闸的前方位置处的场景进行图像数据采集以获取前方图像；
第一滤波设备，用于执行以下滤波处理：对接收到的图像采用长度为6的harr小波基进行5级分解并重构以获取第一滤波设备输出的滤波图像；
第二滤波设备，用于执行以下滤波处理：针对接收到的图像的每一个像素，采用各种滤波窗口对该像素以该像素为中心进行对应的各种像素块的获取，确定每一种像素块中的灰度值方差，选择灰度值方差最小的对应滤波窗口作为目标滤波窗口对该像素的像素值进行中值滤波以获得其滤波像素值，基于接收到的图像的所有像素的滤波像素值获取第二滤波设备输出的滤波图像；
自适应递归滤波设备，用于执行以下滤波处理：对接收到的图像进行自适应递归滤波处理以获取自适应递归滤波设备输出的滤波图像；
第一图像初检设备，用于接收前方图像，基于前方图像的各个像素点的像素值确定前方图像像素值的均方差以作为目标均方差输出；
第二图像初检设备，用于接收前方图像，对前方图像进行噪声分析，以获得噪声幅值最大的主噪声信号和噪声幅值次大的次噪声信号，基于主噪声信号、次噪声信号以及前方图像确定前方图像的信噪比以作为目标信噪比输出；
所述飞思卡尔imx6处理芯片还分别与自适应递归滤波设备、第一滤波设备、第二滤波设备、第一图像初检设备以及第二图像初检设备连接，用于接收目标均方差和目标信噪比，并在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，依次使用第一滤波设备和第二滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像，在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于预设均方差阈值时，使用第二滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像，在目标信噪比大于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，使用第一滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像，在目标信噪比大于预设信噪比阈值且目标均方差小于预设均方差阈值时，使用自适应递归滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像；
人体检测设备，与飞思卡尔imx6处理芯片连接，用于接收处理图像，对处理图像进行人体识别，以确定发出存在人体信号或不存在人体信号；
其中，所述飞思卡尔imx6处理芯片还用于在接收到所述付费验证信号、所述红外人体检测信号且所述存在人体信号时，向所述通道闸控制开关发送打开驱动信号，在未接收到所述付费验证信号，且接收到所述红外人体检测信号以及所述存在人体信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中，还包括：静态存储设备，与飞思卡尔imx6处理芯片连接，用于预先存储预设信噪比阈值和预设均方差阈值。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中：替换地，采用飞思卡尔imx6处理芯片的内置存储单元用于替换所述静态存储设备。
更具体地，在所述多功能通道闸管理平台中，还包括：显示设备，与所述通道闸状态检测设备连接，用于实时显示通道闸的当前状态。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的多功能通道闸管理平台的结构方框图。
附图标记：1对射式红外线传感器；2通道闸状态检测设备；3付费设备；4通道闸控制开关；5飞思卡尔imx6处理芯片
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的多功能通道闸管理平台的实施方案进行详细说明。
在地铁车站的入口处都有自动检票通道闸，作用是自动检验乘客的车票是否有效，分为进站通道闸和出站通道闸，由电子识别系统自动识别车票中的相关信息是否与当前乘车的信息相符，当票面被损坏或车票过期，与当前乘车使用的相关信息不符时，通道闸会自动将乘客拦截在外，无法进站或出站，当电子识别系统发现其票面信息不符时，会立即自动落下闸板，作用及目的就是为了有效防止乘客逃票乘车。
当前的通道闸控制系统还不够完善，在某些极端情况下，人们仍能够在不刷卡的情况下顺利通行，这违反了闸门设计者的意愿，同时，现有的通道闸控制系统的功能仍显单一。为了克服上述不足，本发明搭建了一种多功能通道闸管理平台，用于解决上述技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的多功能通道闸管理平台的结构方框图，所述平台包括对射式红外线传感器、通道闸状态检测设备、付费设备、通道闸控制开关和飞思卡尔imx6处理芯片，所述飞思卡尔imx6处理芯片分别与所述对射式红外线传感器、所述通道闸状态检测设备、所述付费设备以及所述通道闸控制开关连接；
所述付费设备用于接收用户的付费信息以确定是否提供付费验证信号，所述通道闸状态检测设备用于实时提供通道闸的当前状态，所述对射式红外线传感器设置在通道闸的前方，用于验证是否有人体通过以确定是否发送红外人体检测信号，所述通道闸控制开关以电子驱动的方式控制通道闸的打开或关闭；其中，所述飞思卡尔imx6处理芯片基于所述对射式红外线传感器的输出和所述付费设备的输出确定对所述通道闸控制开关的控制策略。
接着，继续对本发明的多功能通道闸管理平台的具体结构进行进一步的说明。
在所述多功能通道闸管理平台中：
所述飞思卡尔imx6处理芯片在接收到所述付费验证信号之后接收到所述红外人体检测信号时，向所述通道闸控制开关发送打开驱动信号；
所述飞思卡尔imx6处理芯片在接收到所述付费验证信号之后预设时间内未接收到所述红外人体检测信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号；以及
所述付费设备在用户的付费信息无法通过验证时，发送验证失败信号，所述飞思卡尔imx6处理芯片在接收到所述验证失败信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号。
所述多功能通道闸管理平台还可以包括：
时分双工通信设备，与所述通道闸状态检测设备连接，用于将通道闸的当前状态通过双向时分双工通信链路发送到远端的通道闸管理服务中心处。
在所述多功能通道闸管理平台中：
所述对射式红外线传感器包括红外线发射阵列、红外线接收阵列、sd存储卡以及微控制器，所述微控制器分别与所述红外线发射阵列、所述红外线接收阵列以及所述sd存储卡连接；
其中，所述红外线发射阵列和所述红外线接收阵列分别设置在通道闸的前方位置的水平方向的两端，二者相对设置，所述红外线发射阵列包括等间距水平设置的多个红外线发射器，所述红外线发射阵列包括等间距水平设置的多个红外线接收器，所述红外线发射阵列的多个红外线发射器的数量与所述红外线发射阵列的多个红外线接收器的数量相等；
其中，所述sd存储卡预先存储了人体宽度范围以及多个红外线发射器的水平间距，多个红外线接收器的水平间距与多个红外线接收器的水平间距相等；
其中，所述微控制器确定未接收到红外线的红外线接收器的数量，基于红外线接收器的水平间距以及未接收到红外线的红外线接收器的数量计算目标宽度，并将目标宽度与人体宽度范围进行匹配，匹配成功，发送红外人体检测信号，匹配失败，则发出非人体目标信号。
所述多功能通道闸管理平台还可以包括：
图像采集设备，设置通道闸的前方位置的上方，用于对通道闸的前方位置处的场景进行图像数据采集以获取前方图像；
第一滤波设备，用于执行以下滤波处理：对接收到的图像采用长度为6的harr小波基进行5级分解并重构以获取第一滤波设备输出的滤波图像；
第二滤波设备，用于执行以下滤波处理：针对接收到的图像的每一个像素，采用各种滤波窗口对该像素以该像素为中心进行对应的各种像素块的获取，确定每一种像素块中的灰度值方差，选择灰度值方差最小的对应滤波窗口作为目标滤波窗口对该像素的像素值进行中值滤波以获得其滤波像素值，基于接收到的图像的所有像素的滤波像素值获取第二滤波设备输出的滤波图像；
自适应递归滤波设备，用于执行以下滤波处理：对接收到的图像进行自适应递归滤波处理以获取自适应递归滤波设备输出的滤波图像；
第一图像初检设备，用于接收前方图像，基于前方图像的各个像素点的像素值确定前方图像像素值的均方差以作为目标均方差输出；
第二图像初检设备，用于接收前方图像，对前方图像进行噪声分析，以获得噪声幅值最大的主噪声信号和噪声幅值次大的次噪声信号，基于主噪声信号、次噪声信号以及前方图像确定前方图像的信噪比以作为目标信噪比输出；
所述飞思卡尔imx6处理芯片还分别与自适应递归滤波设备、第一滤波设备、第二滤波设备、第一图像初检设备以及第二图像初检设备连接，用于接收目标均方差和目标信噪比，并在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，依次使用第一滤波设备和第二滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像，在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于预设均方差阈值时，使用第二滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像，在目标信噪比大于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，使用第一滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像，在目标信噪比大于预设信噪比阈值且目标均方差小于预设均方差阈值时，使用自适应递归滤波设备对前方图像执行滤波处理以获得处理图像；
人体检测设备，与飞思卡尔imx6处理芯片连接，用于接收处理图像，对处理图像进行人体识别，以确定发出存在人体信号或不存在人体信号；
其中，所述飞思卡尔imx6处理芯片还用于在接收到所述付费验证信号、所述红外人体检测信号且所述存在人体信号时，向所述通道闸控制开关发送打开驱动信号，在未接收到所述付费验证信号，且接收到所述红外人体检测信号以及所述存在人体信号时，向所述通道闸控制开关发送关闭驱动信号。
所述多功能通道闸管理平台还可以包括：
静态存储设备，与飞思卡尔imx6处理芯片连接，用于预先存储预设信噪比阈值和预设均方差阈值。
在所述多功能通道闸管理平台中：
替换地，采用飞思卡尔imx6处理芯片的内置存储单元用于替换所述静态存储设备。
所述多功能通道闸管理平台还可以包括：
显示设备，与所述通道闸状态检测设备连接，用于实时显示通道闸的当前状态。
另外，可采用dsp处理芯片来替换飞思卡尔imx6处理芯片。dsp芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的dsp指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，dsp芯片一般具有如下的一些主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。(3)片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。(5)快速的中断处理和硬件i/o支持。(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。(7)可以并行执行多个操作。(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
根据dsp芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的dsp芯片称为定点dsp芯片，如ti公司的tms320c1x/c2x、tms320c2xx/c5x、tms320c54x/c62xx系列，ad公司的adsp21xx系列，at&t公司的dsp16/16a，motolora公司的mc56000等。以浮点格式工作的称为浮点dsp芯片，如ti公司的tms320c3x/c4x/c8x，ad公司的adsp21xxx系列，at&t公司的dsp32/32c，motolora公司的mc96002等。
不同浮点dsp芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的dsp芯片采用自定义的浮点格式，如tms320c3x，而有的dsp芯片则采用ieee的标准浮点格式，如motorola公司的mc96002、fujitsu公司的mb86232和zoran公司的zr35325等。
采用本发明的多功能通道闸管理平台，针对现有技术中通道闸控制系统功能单调的技术问题，通过增加了多个检测设备以及定制的高精度的图像处理设备以丰富通道闸控制系统的各项功能，从而为通行的行人以及通道闸的经营者提供各种方便，满足了通行的行人以及通道闸的经营者的各种需求。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。