本发明涉及智能交通安全技术领域，具体涉及一种行人闯红灯监控装置。
背景技术：
行人闯红灯是各类交通违法中最普遍的一种交通违法行为，人们对该行为的违法意识往往比较淡薄。最近有一个流行语叫“中国式过马路”，说的是“凑够一撮人就可以走了，和红绿灯无关”。这种只看人不看灯的违法行为，无疑是在集体破坏规则，背后是国人心里所持的法不责众观念，以及从众的“羊群效应”。行人闯红灯非常容易造成交通事故，并且使得机动车无法按照交通信号正常行驶，导致路口通行效率低下。
目前，市面上所出现的行人过街语音警示桩，功能较为单一，通常仅为行人提供红绿灯状态及闯红灯的语音提示，有警示，但没有处罚功能，因而在实际使用时，存在功能单一、使用效果较差等问题，导致中国式的行人闯红灯行为迟迟无法得到治理。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种功能较为全面的行人闯红灯监控装置，不仅能进行语音提示，还能对行人闯红灯行为进行抓拍和证据保存，提供处罚依据。
本发明具体采用如下技术方案：
一种人体感应式行人闯红灯语音警示及抓拍监控装置，其特征在于包括后台监控中心以及分别布设在人行横道两端的主桩和副桩；
主桩的桩体内部安装有主板，主板上设置有单片机，单片机连接着电源模块、红绿箭头指示灯电路模块、3g/4g通信模块、红外检测模块、语音芯片、监控摄像模块、人体感应模块和红绿灯光电耦合模块；语音芯片连接着音频放大电路模块，音频放大电路模块与安装在主桩和副桩上的扬声器相连接；
所述电源模块与人行横道交通信号灯的控制器相连接，为装置提供电源；
所述红绿箭头指示灯电路模块提供主桩和副桩上红绿箭头指示灯显示功能；
所述3g/4g通信模块实现单片机与后台监控中心的通信；
所述红外检测模块包括设置在主桩和副桩桩体上的两对红外传感器，用于对人行横道上是否有行人穿过、行人行进方向及速度进行检测，并将检测信号发送给单片机；
所述语音芯片用于语音提示；
所述监控摄像模块安装在主桩顶端，用于记录监控区域图像信息进行本地存储；
所述人体感应模块包括设置在主桩和/或副桩桩体上的人体感应探头，用于对桩体周围的行人进行检测；
所述红绿灯光电耦合模块与人行横道交通信号灯的控制器相连接，用于获取红绿灯信号。
优选地，一对红外传感器包括红外信号发射二极管和红外信号接收二极管，红外信号接收二极管和红外信号发射二极管相互正对布设在主桩和副桩的桩体上。
优选地，单片机根据红外检测模块发出的检测信号及信号顺序组合，判断行人通过红外检测区域时的行进方向和速度。
优选地，所述3g/4g通信模块与后台监控中心上位机进行通信，将装置的监控信息实时传递到后台监控中心上位机，后台监控中心上位机实现远程监控。
优选地，所述红绿箭头指示灯电路模块包括设置在主桩和副桩桩体上的红绿箭头指示灯。
优选地，所述人体感应探头对桩体周围的行人进行检测，当检测到有人在桩体附近停留时，单片机启动语音芯片，否则语音芯片进入静默状态。
优选地，人行横道交通信号灯红灯期间，当单片机（1）判断行人行进方向为由道路外侧向道路内侧通行时，通过语音芯片给予闯红灯语音警示，同时记录该闯红灯事件发生的时间及地点，并通过3g/4g通信模块发送至后台监控中心。
优选地，后台监控中心根据闯红灯事件发生的时间及位置信息，提取闯红灯事件发生瞬间的图像信息，然后通过人脸识别算法处理，提取闯红灯行人的人脸生物学特征，与公安系统中的人口身份信息库进行对比，记录闯红灯行人个人信息，存储闯红灯相关证据。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
（1）本发明能同时对两对红外探测器信号进行控制，单片机根据第一对红外探测器和第二对红外探测器返回的信号及信号顺序组合，判断行人通过红外检测区域时的行进方向和速度；可以与上位机进行通信，将所监控的各个状态实时传递到后台信息中心上位机，并可通过上位机修改所有参数值，达到远程监控的目的；
（2）本发明设置有人体感应探头，当检测到有人在主/副桩附近停留时，语音模块启动，当装置附近无人时，语音模块进入静默状态，有效避免声音扰民；
（3）红灯期间，当单片机判断行人行进方向为由道路外侧向道路内侧通行时，给予闯红灯语音提示，同时记录该闯红灯事件发生的时间及地点信息，并通过通信模块发送至后台监控中心，后台监控中心根据闯红灯事件发生的时间及位置信息，提取闯红灯事件发生瞬间的图像信息，然后通过人脸识别算法处理，提取闯红灯行人的人脸生物学特征。视频监控装置仅通过摄像头记录路口视频，并不进行人脸识别，因此硬件简单、成本低廉。
（4）本发明结构简单、设计合理且使用操作简便，可以对行人过街进行引导性信息提示，以提高行人过街的安全性，同时可为行人闯红灯交通执法提供依据。
附图说明
图1是本发明装置的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本发明所涉及的一些关键技术，以支持权利要求部分。
本发明的人体感应式行人闯红灯语音警示及抓拍监控装置包括后台监控中心、主桩和副桩。主桩和副桩分别安装在被监控人行横道的两端。
主桩桩体内部安装有电路主板，主板上设置有单片机1，实现整个装置的控制。
如图1所示，单片机连接着电源模块2、红绿箭头指示灯电路模块3、3g/4g通信模块4、红外检测模块5、语音芯片6、监控摄像模块7、人体感应模块8、语音信息下载模块9和红绿灯光电耦合模块10。
电源模块2与人行横道交通信号灯的控制器相连接，获取交流电源，再利用ac/dc转换电路2-3、滤波电路2-2、电压转换电路2-1进行电压转换，为整个装置提供电源。
红绿箭头指示灯电路模块3包括设置在主桩和副桩桩体上的红绿箭头指示灯，用于在主桩和副桩上进行红绿箭头指示灯显示，告知行人是可以通行（绿箭头）还是禁止通行（红箭头）。红绿箭头指示灯用led实现。
3g/4g通信模块4实现单片机1与后台监控中心的通信，将单片机1获取的监控信息实时传递到后台监控中心上位机，监控中心上位机通过3g/4g通信模块可在线修改包括语音音量、系统时钟、系统启停时间、大音量时段、红外发射功率、心跳周期、语音文件格式及系统健康状态等参数值，实现远程监控。
红外检测模块5包括设置在主桩和副桩桩体上的两对红外传感器，一对红外传感器包括红外信号发射二极管和红外信号接收二极管，红外信号接收二极管和红外信号发射二极管相互正对布设在主桩和副桩的桩体上，用于对人行横道上是否有行人穿过进行检测，并将检测信号发送给单片机1。单片机1根据两对红外传感器发出的二组检测信号及二组检测信号发生的先后次序及发生的时刻，判断行人通过红外检测区域时的行进方向和速度。在人行横道交通信号灯红灯期间，当单片机1判断行人行进方向为由道路外侧向道路内侧通行时，即判断行人在闯红灯，通过语音芯片6给予闯红灯语音警示，同时单片机1记录该闯红灯事件发生的时间及位置信息，并通过3g/4g通信模块4发送相关数据至后台监控中心。
语音芯片6用于语音提示，其连接着音频放大电路模块11，音频放大电路模块11与安装在主桩和副桩上的扬声器相连接。语音芯片6在人行横道交通信号灯绿灯期间，提示行人通行；在红灯期间，可以播放交通宣传语音。
监控摄像模块7安装在主桩顶端，用于记录监控区域图像信息进行本地存储。后台监控中心根据单片机上传的闯红灯事件发生的时间及位置信息，可以从本地存储中提取闯红灯事件发生瞬间的图像信息，然后通过人脸识别算法处理，提取闯红灯行人的人脸生物学特征，与公安系统中的人口身份信息库进行对比，记录闯红灯行人个人信息，存储闯红灯相关证据，为行人闯红灯交通执法提供依据。上述对比需要根据单片机记录的闯红灯事件发生的时间来精确定位闯红灯视频图像，而单片机记录的是本地时间，因此如何保证所有路口监控装置中的单片机时间同步是关键。可以将所有路口的监控装置通过通信模块组成了一个互联网络，采用网络时间协议（ntp，networktimeprotocol）网络授时协议，用于互联网中的时间同步。ntp协议机制严格、实用、有效，网络开销少，可以满足物联网和云计算中的时间同步。
人体感应模块8包括设置在主桩和/或副桩桩体上的人体感应探头，用于对桩体周围的行人进行检测。当检测到有人在桩体附近停留时，单片机1启动语音芯片6，否则语音芯片6进入静默状态，避免声音扰民。
红绿灯光电耦合模块10与人行横道交通信号灯的控制器相连接，用于获取红绿灯信号，并将获取的红绿灯信号传递给单片机1，提供单片机控制的参考信号。
语音信息下载模块9用于通过标准usb接口读取语音文件。
本发明装置工作流程如下：
（1）在人行横道两侧对称布设主桩和副桩；（2）主桩单片机通过红绿灯光电耦合电路与路口人行交通信号灯控制器连接，获取红绿灯信号，并通过ac/dc转换电路、滤波电路及电压转换电路为系统提供稳定电源；（3）通过安装在主桩顶端的监控摄像头采集人行通道的视频信息；（4）主桩单片机通过人体感应探头对主/副桩周围的行人进行检测，当有人在主/副桩附近停留时，启动语音模块，当装置附近无人时，语音模块进入静默状态；（5）人行信号灯绿灯期间，提示行人通行；（6）红灯期间，可播放交通宣传语音，同时进行行人闯红灯事件检测，当单片机判断行人行进方向为由道路外侧向道路内侧通行时，给予闯红灯语音警示，同时记录该闯红灯事件发生的时间及地点，并通过通信模块发送至后台信息中心；（7）后台信息中心根据闯红灯事件发生的时间及位置信息，提取闯红灯事件发生瞬间的图像信息，然后通过人脸识别算法处理，提取闯红灯行人的人脸生物学特征；（8）与公安系统中的人口身份信息库进行对比，记录闯红灯行人个人信息、存储闯红灯相关证据。