专利名称：高位红外线交通管理系统的制作方法
技术领域：
本发明属于城市交通控制和管理技术领域，特别是一种红外线交通管理系统。
背景技术：
随着科学技术的高速发展，人们生活水平的日益提高，私家车的数量也日益增多， 这势必给城市交通带来巨大的压力，而此时与城市交通相配套的一系列交通设施便起着极 为重要的作用。现有公路交通管理系统是以手动或分时控制器控制信号指示灯的方式对机 动车辆和行人交通实施管理，传统的人行横道信号指示灯的功能设计已经远远满足不了城 市交通自动化水平日益发展的需要。传统的人行横道信号指示灯基本上是采用与主机动车 道相匹配的中心微型计算机处理设备，此种设备只能根据中心计算机存储系统存储的不同 时间段车流量的大小来实现信号指示灯通行时间的控制，因此信号指示灯的绿色通行时间 都较为固定，一般为30s、40s或50s，此通行时间一旦由程序设定好后，便不会改变。当然信 号指示灯还可以采用人为控制，即由交管人员控制安装在人行横道附近的开关控制器的通 行时间，来控制行人的优先通行权。这些传统的人行横道控制系统存在的缺点是，信号指示灯的计时器所指示的时间 是人为或者程序设定的，一旦人为设定好后，便不会改变，因此无论是在交通流量高峰期还 是低谷期，不能实时适应人流量及车流量的多少，容易造成不合理的增加停车次数和停车 时间，以致造成直行车与转向车因抢道而发生交通堵塞；如果深夜没有行人通过人行横道 时，人行横道的信号指示灯还依然正常循环工作着，这就导致了通过路口的机动车即使没 有交叉的车辆或者行人通行，也仍需服从红绿灯的控制指挥，造成了机动车等待通行过程 中白白消耗了燃料，浪费了时间，不利于人性化的交通科学管理和环保节能降低排放的社 会整体要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能够根据车流量和人流量的大小实时自动确 定信号指示灯指示状态的红外线交通管理系统。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种高位红外线交通管理系统，包括中心控制装置、与中心控制装置连接的并受 其控制的信号指示灯，以及用于检测人行横道附近交通信息的红外线检测装置，所述红外 线检测装置包括红外线发射模块、红外线探测仪、放大电路以及红外线接收模块，其中用于 发射红外线信号的红外线发射模块安装于距地面一定高度的固定架设上；红外线探测仪用 于探测红外线扫描区域的交通信息，并将交通信息转换成电信号后输出给放大电路；放大 电路将接收到的红外线探测仪信号进行放大处理后输出给中心控制装置；红外线接收模块 安装于红外线发射模块的对应侧，用于接收红外线信号，并将信号传递给中心控制装置。本发明所述红外线发射模块的改进在于红外线发射模块包括分别用于扫描人行 横道上的交通信息和扫描人行横道等候区的交通信息的两套红外线发射单元。每个红外线发射单元包括红外线扫描控制电路和红外线扫描电路。本发明所述红外线扫描控制电路的具体结构为包括单片机、发射二极管、PNP三 极管和接收管，其中发射二极管的一端通过电阻连接电源，另一端连接两个串联的PNP三 极管，PNP三极管BGl和PNP三极管BG2的基极分别通过电阻Rl和电阻R2与单片机连接， 接收管的信号端连接单片机，电源端通过电阻连接电源，并通过电容接地。其中所述发射二 极管为SE303ANC-C，接收管为PIC-12043。本发明所述红外线扫描电路的具体结构为包括单片机、NPN三极管和红外线发 射二极管，其中红外线发射二极管的一端连接电源，另一端通过电阻连接NPN三极管的集 电极，NPN三极管的发射极直接接地，基极通过电阻与单片机连接；单片机的复位端经电容 连接电源，经电阻接地，输入端经上拉电阻与键盘接口相连接。本发明所述放大电路的具体结构为包括单片机、振荡电路和按键驱动模块，交通 信号经电容连接振荡电路，再经过电阻与二极管的并联电路后传递给单片机；振荡电路包 括晶振和三极管，晶振的一端连接三极管的基极，另两端直接接地；三极管的集电极连接电 容，发射极经电阻接地，基极经滤波电路连接单片机；按键驱动模块包括一端接地、另一端 通过排阻与单片机连接的按键，以及通过电阻与单片机连接的发光管，发光管另一端接地； 单片机的输出端通过电阻和三极管与发光管连接，发光管的另一端通过电阻与电源连接。本发明所述红外线接收模块的具体结构为包括折射镜和红外线接收电路，所述 红外线接收电路包括编码译码器和接收管，编码译码器的电源经电阻和开关与电源正极连 接，编码译码器的输入端通过电阻和二极管连接按键S5和按键S6，其他四个输入端分别连 接按键Sl至按键S4，编码译码器的输出端经四二输入与非门和电阻与三极管的基极相连 接；电源的正极依次经过开关、电阻、接收管与三极管的集电极连接，三极管的发射极直接 接地。由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步在于本发明所采用的红外线自动扫描检测装置，在人行横道及其等待区形成55度扇 形的扫描区域，可以实时监测人行横道等待区和人行横道上的交通信息，并将监测数据传 输给中心控制装置，以便中心控制装置根据监测信息实时控制信号指示灯的指示状态，实 现了道路交通的自动化、科学化、人性化管理，减少了交通管理过程中警力的投入，提高了 工作效率，节约了车辆的能量消耗以及行人车辆的等待时间，从而可靠保证了交通的安全、 顺畅运行。红外线检测装置中采用的发射管均为SE303ANC-C，波长为940nm，单片机按照协 议规定导通或截止发射二极管，从而产生特定频率的发射信号；接收管为PIC-12043，其接 收频率为37. 9kHz，它直接将37. 9kHz的调制信号解调为基带信号，提供给单片机，该两种 芯片接收灵敏度高，性能稳定，可以保证检测装置的可靠运行。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明红外线扫描控制电路图；图3为本发明红外线扫描电路图；图4为本发明放大电路图5为本发明红外线接收模块电路图。其中1.中心控制装置，2.红外线检测装置，21.红外线发射模块，22.红外线接收 模块，23.红外线探测仪、24.放大电路，3.信号指示灯。
具体实施例方式下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细的说明。图1是一种高位红外线交通管理系统的结构框图，包括中心控制装置1、红外线检 测装置2以及信号指示灯3。红外线检测装置2用于检测人行横道附近的交通信息，主要包 括红外线发射模块21、红外线探测仪23、放大电路24以及红外线接收模块22。其中红外线发射模块21包括两套红外线发射单元，分别安装在人行横道信号指 示灯的前面用于扫描人行横道上的交通信息和安装在信号指示灯的背面用于扫描人行横 道等候区的交通信息。每套红外线发射单元又包括红外线扫描控制电路和红外线扫描电 路。红外线扫描控制电路如图2所示，包括单片机U1、发射二极管D1、PNP三极管BG1、 BG2、接收管D2，其中发射二极管Dl的一端通过电阻R3连接电源，另一端连接两个串联的 PNP三极管，PNP三极管BGl和PNP三极管BG2的基极分别通过电阻Rl和电阻R2与单片机 Ul连接，接收管D2的信号端连接单片机U1，电源端通过电阻R4连接电源，并通过电容Cl 接地。其中发射二极管的型号为SE303ANC-C，接收管为PIC-12043。红外线扫描电路如图3所示，包括单片机U2、NPN三极管BG3、红外线发射二极管 D3，其中红外线发射二极管D3的一端连接电源，另一端通过电阻R5连接NPN三极管BG3的 集电极，NPN三极管BG3的发射极直接接地，基极通过电阻R6与单片机U2连接；单片机U2 的复位端经电容C2连接电源，经电阻R7接地，输入端经上拉电阻与键盘接口相连接。放大电路如图4所示，包括单片机U3、振荡电路和按键驱动模块，信号经电容Cll 连接振荡电路，再经过电阻R13与二极管D4的并联电路后传递给单片机U3 ；振荡电路包括 晶振Y2和三极管BGl 1，晶振Y2的一端连接三极管BGll的基极，另两端直接接地；三极管 BGll的集电极连接电容C11，发射极经电阻R12接地，基极连接电阻R3 ；按键驱动模块包括 一端接地、另一端通过排阻RPl与单片机U3连接的按键S1-S8，以及通过电阻R18与单片机 U3连接的发光管DS1，发光管DSl另一端接地；单片机U3的输出端通过电阻R13-R16和三 极管BG12、BG13与发光管DS2连接，发光管DS2的另一端通过电阻R17与电源连接。红外线接收模块包括折射镜和红外线接收电路，红外线接收电路如图5所示，包 括编码译码器IC4和接收管D4、D5，编码译码器IC4的电源经电阻RlO和开关S7与电源正 极连接，编码译码器IC4的输入端通过电阻R21-R24和二极管V1-V4连接按键S5和按键 S6，其他四个输入端分别连接按键Sl至按键S4，编码译码器IC4的输出端经四二输入与非 门IC2和电阻R8与三极管BG21的基极相连接；电源的正极依次经过开关S7、电阻R9、接收 管D4、D5与三极管BG21的集电极连接，三极管BG21的发射极直接接地。用于发射红外线信号的红外线发射模块21安装于人行横道信号指示灯的正面和 背面，所发射的红外线信号可形成55°扇形区域；红外线探测仪23探测到红外线扇形区域 的交通信息，并将交通信息转换成电信号后输出给放大电路，放大电路将交通信号进行放 大处理后输出给中心控制装置；用于接收红外线信号的红外线接收模块22安装于红外线发射模块的对应侧，将通过折射镜接收到的交通信息传递给中心控制装置；中心控制装置 结合放大电路和红外线接收模块传输的数据进行信号指示灯通行时间的确定，并控制信号 指示灯的指示状态。即在确定没有人员通行的情况下，交叉方向机动车道的绿色信号灯自 动点亮，车辆可以通行；如果检测到有行人等待或者人行横道上有行人通行，则交叉方向的 红色指示灯点亮，车辆禁止通行，以保证行人的安全通行和道路的畅通无阻。
权利要求
一种高位红外线交通管理系统，包括中心控制装置(1)、与中心控制装置(1)连接的并受其控制的信号指示灯(3)，其特征在于系统还包括用于检测人行横道附近交通信息的红外线检测装置(2)，所述红外线检测装置(2)包括红外线发射模块(21)、红外线探测仪(23)、放大电路(24)以及红外线接收模块(22)，其中红外线发射模块(21)安装于距地面一定高度的固定架设上，用于发射红外线信号；红外线探测仪(23)，用于探测红外线扫描区域的交通信息，并将交通信息转换成电信号后输出给放大电路；放大电路(24)，将接收到的红外线探测仪信号进行放大处理后输出给中心控制装置(1)；红外线接收模块(22)安装于红外线发射模块的对应侧，用于接收红外线信号，并将信号传递给中心控制装置(1)。
2.根据权利要求1所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述红外线发射模 块(21)包括分别用于扫描人行横道上的交通信息和扫描人行横道等候区的交通信息的两 套红外线发射单元。
3.根据权利要求2所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述红外线发射单 元包括红外线扫描控制电路和红外线扫描电路。
4.根据权利要求3所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述红外线扫描控 制电路包括单片机(Ul)、发射二极管(Dl)、PNP三极管(BG1、BG2)、接收管(D2)，其中发射 二极管(Dl)的一端通过电阻(R3)连接电源，另一端连接两个串联的PNP三极管；PNP三极 管BGl和PNP三极管BG2的基极分别通过电阻Rl和电阻R2与单片机(Ul)连接；接收管 (D2)的信号端连接单片机(Ul)，电源端通过电阻(R4)连接电源，并通过电容(Cl)接地。
5.根据权利要求4所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述发射二极管为 SE303ANC-C，接收管为 PIC-12043。
6.根据权利要求3所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述红外线扫描电 路包括单片机(U2)、NPN三极管(BG3)、红外线发射二极管(D3)，其中红外线发射二极管 (D3)的一端连接电源，另一端通过电阻(R5)连接NPN三极管(BG3)的集电极，NPN三极管 (BG3)的发射极直接接地，基极通过电阻(R6)与单片机(U2)连接；单片机(U2)的复位端 经电容(C2)连接电源，经电阻(R7)接地，输入端经上拉电阻与键盘接口相连接。
7.根据权利要求1所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述放大电路包 括单片机(U3)、振荡电路和按键驱动模块，信号经电容(Cll)连接振荡电路，再经过电阻 (R13)与二极管(D4)的并联电路后传递给单片机(U3)；振荡电路包括晶振(Y2)和三极管 (BGll)，晶振(Y2)的一端连接三极管(BGll)的基极，另两端直接接地；三极管(BGll)的集 电极连接电容(Cll)，发射极经电阻(R12)接地，基极连接电阻(R13)；按键驱动模块包括一 端接地、另一端通过排阻(RPl)与单片机(U3)连接的按键(S1-S8)，以及通过电阻(R18)与 单片机(U3)连接的发光管(DSl)，发光管(DSl)另一端接地；单片机(U3)的输出端通过电 阻(R13-R16)和三极管(BG12、BG13)与发光管(DS2)连接，发光管(DS2)的另一端通过电 阻(R17)与电源连接。
8.根据权利要求1所述的高位红外线交通管理系统，其特征在于所述红外线接收模 块包括折射镜和红外线接收电路，所述红外线接收电路包括编码译码器(IC4)和接收管2(D4、D5)，编码译码器(IC4)的电源端经电阻(RlO)和开关(S7)与电源正极连接，编码译码 器(IC4)的输入端通过电阻(R21-R24)和二极管(V1-V4)连接按键S5和按键S6，其他四个 输入端分别连接按键Sl至按键S4，编码译码器(IC4)的输出端经四个二输入与非门(IC2) 和电阻(R8)与三极管(BG21)的基极相连接；电源的正极依次经过开关(S7)、电阻(R9)、接 收管(D4、D5)与三极管(BG21)的集电极连接，三极管(BG21)的发射极直接接地。
全文摘要
本发明公开了一种高位红外线交通管理系统，包括中心控制装置、红外线检测装置以及信号指示灯。本发明的红外线检测装置能够实时监测人行横道等待区和人行横道上的交通信息，中心控制装置根据红外线检测装置的数据自动进行通行时间的确定，并控制信号指示灯的指示状态。实现了道路交通的自动化、科学化和人性化管理，减少了交通管理过程中警力的投入，提高了工作效率，节约了车辆的能量消耗以及行人车辆的等待时间，从而可靠保证了交通的安全、顺畅运行。
文档编号G08G1/07GK101894474SQ20101023305
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者王士元, 王川 申请人:保定维特瑞交通设施工程有限责任公司