一种具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统及其工作方法与流程

本发明属于玻璃门安装附属结构技术领域，具体涉及一种具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统及其工作方法。

背景技术：

现代的家庭和办公场合大多用上了玻璃门窗，这种门窗增加了室内的透光性，同时给人一种很舒适的感觉，因此玻璃门在城市装修中得到越来越多的广泛应用，但玻璃门一般为透明状，很多人不小心会撞上玻璃门。为了避免行人因不小心撞上玻璃门的事件发生，保障行人在经过玻璃门时的安全，现行的大都是在玻璃门的安装或粘贴防撞提醒条来加以警示，而防撞提醒条又种类繁多，很多防撞条不仅用来标识玻璃门，起到一个提醒的作用，避免有些人发生安全事故，预防了危险，还有更多的是为了起到美观作用。但是，防撞提醒条的作用是有限的，并不能保证每个人会都注意到，尤其是对于当下的手机低头族，玻璃门提醒条的作用就更加微乎其微。

为了解决上述的技术问题，经检索，如：1)中国专利申请号为201621150095.6，申请公布日为2017年5月17日的专利申请文件公开了一种玻璃门防撞提醒模块，包括提醒模块本体和电路部分，提醒模块正面设置有标志区一、人体接近检测单元一、发声单元、发光单元一，反面设置有标志区二、人体接近检测单元二、发光单元二；2)中国专利申请号为201020261881.x，申请公布日为2011年1月19日的专利申请文件公开了一种防撞透明玻璃门，该防撞透明玻璃门包括透明玻璃门本体，透明玻璃门本体的顶部布置感应器和扬声器，感应器与扬声器电连接；3)中国专利申请号为200920289138.2，申请公布日为2010年9月22日的专利申请文件公开了一种有防撞提醒功能的玻璃门，在该玻璃门的门扇上设有红外测距感应器，内部设有控制盒；控制盒内包括电池盒、控制器、扬声器，其中红外测距感应器与控制器的输入接口相连，扬声器与控制器的输出接口相连；4)中国专利申请号为201310463475.x，申请公布日为2015年4月15日的专利申请文件公开了一种防撞门，包括门体，门体内设有人体红外传感器、信号处理器和报警器，信号处理器分别与人体红外传感器和报警器连接。上述的几种防撞门均是采用感应器+提醒模块(包括扬声器等等)来实现透明玻璃门的防撞功能。

又如中国专利申请号为201320651621.7，申请公布日为2014年6月4日的专利申请文件公开了一种防撞头led照明生态玻璃门，包括玻璃门体以及位于其上端的门扇，门扇内置有生物反应器，外设有红外线感应器和扬声器，生物反应器内设有藻类植物，门扇的外壁上嵌设有照明灯，生物反应器依次连接有处理器、能量转换器、变压器和蓄电池，照明灯依次与处理器和蓄电池相连接。该防撞门通过设置生物反应器、红外线感应器和扬声器，当有人靠近时，led灯照亮玻璃门，及时提醒人们，达到防撞的目的。

技术实现要素：

1.要解决的问题

针对现有低头族和盲人容易撞上玻璃门，通过生物感应器和红外线感应器无法精确的判断行人的行径方向，造成玻璃门的提醒装置不断工作的问题，本发明提供了一种具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统及其工作方法，避免发生碰撞而引起的安全事故，减少了不必要的麻烦和危险，与此同时提高了玻璃门的使用寿命。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，包括玻璃门、安装玻璃门的门扇、处理器模块、传感器模块和提醒模块；所述处理器模块安装于门扇内且分别与传感器模块和提醒模块电连接；传感器模块包括第一红外线传感器、第二红外线传感器、第一超声波传感器、第二超声波传感器、第一角度测距传感器和第二角度测距传感器；第一红外线传感器和第二红外线传感器用于检测有行人经过，并输出信号给处理器模块，处理器模块发出指令给第一超声波传感器、第二超声波传感器、第一角度测距传感器和第二角度测距传感器，第一超声波传感器和第二超声波传感器用于检测行人与玻璃门之间的距离；第一角度测距传感器和第二角度测距传感器用于检测行人与玻璃门斜线角度；所述提醒模块安装在玻璃门的中上部，处理器模块发出指令给提醒模块，用于提醒行人注意安全。

于本发明一种可能的实施方式中，所述处理器模块包括第一芯片，第一芯片型号为stc89c51。

于本发明一种可能的实施方式中，所述提醒模块包括语音播报模块、led灯模块和吹风器模块；语音播报模块包括扬声器和第二芯片，其中第二芯片型号为isd2560，扬声器贴附在玻璃门上；led灯模块和吹风器模块置于门扇内，在晚上的情况下，降低语音播报模块音量，led灯模块和吹风器模块继续开启，用于提醒前方风流及灯光闪烁处有玻璃门。

于本发明一种可能的实施方式中，所述第一红外线传感器与第二红外线传感器、第一超声波传感器与第二超声波传感器、第一角度测距传感器与第二角度测距传感器分别设在玻璃门的两侧，且高度分布在0.5-1.5m范围内。

于本发明一种可能的实施方式中，门扇上还设有电源模块，所述电源模块包括稳压电源电路和锂电池供电电路，稳压电源电路外接交流电，锂电池供电电路外接含硅太阳能电池板，含硅太阳能电池板为锂电池充电，当遇到断电的情况，玻璃门系统由锂电池供电。

于本发明一种可能的实施方式中，所述电源模块还包括自动空气开关，自动空气开关用于电路过载的情况下断开电源。

于本发明一种可能的实施方式中，门扇上还设有用于显示锂电池的电量和温度的显示屏模块。

基于上述的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，其工作方法，包括以下步骤：

步骤s101：处理器模块发出信号使传感器模块处于工作状态；

步骤s102：当有人在传感器模块的检测范围内，并接近玻璃门时，传感器模块将测到的数据等信息反馈给处理器模块；

步骤s103：处理器模块接收传感器模块送来的数据，并进行分析处理，计算出人的位置情况，g为行人与玻璃门的距离，得到多组g数据并判断数据；

步骤104：当g＞0.5m，则循环步骤s103，若是g值连续至少三组数据相近或相同，则人为平行通过玻璃门，而不是进入玻璃门，提醒模块不工作，反之，人则需要进入玻璃门，当g≤0.5m，进入在危险范围内，若在白天的情况下，则语音播报模块、led灯模块、吹风器模块三者同时工作，若在晚上的情况下，则降低语音播报模块音量，led灯模块和吹风器模块继续正常工作。

于本发明一种可能的实施方式中，所述步骤s103中具体的计算公式如下：g为行人与玻璃门的距离，第一超声波传感器测得距离为a，和第二超声波传感器测得距离为b，第一角度测距传感器测得角度为f，第二角度测距传感器测得角度为e，通过公式g1＝cos(90°-f)*a和g2＝cos(90°-e)*b分别得到g＝(g1+g2)/2的值，在通过求平均值方法求出g的真实值即行人与玻璃门的距离。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，该系统包括处理器模块、传感器模块和提醒模块，结构简单，安装方便，通过处理器模块发出指令，高效运行；语音播报模块采用isd2560语音芯片接收指令后电路直接发出警告，在行人靠近玻璃门时，及时发出警报；

(2)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，其提醒模块不仅包括语音播报模块，还包括led灯模块和吹风器模块，白天可以通过三者的共同工作来提醒行人，晚上则降低语音播报模块音量，减少噪音，由led灯模块和吹风器模块继续正常工作，实现更为人性化的设计；

(3)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，其传感器模块包括第一红外线传感器与第二红外线传感器、第一超声波传感器与第二超声波传感器、第一角度测距传感器与第二角度测距传感器分别设在玻璃门的两侧，且高度分布在0.5-1.5m范围内，一方面在这个高度范围内，不仅可以囊括会行走的小孩，使用范围广，具有很高的推广价值，另一方面通过两组测量数据求平均值，使得测量结果更为精确；

(4)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，采用两条供电电路：稳压电源电路和锂电池供电电路，稳压电源电路外接交流电，锂电池供电电路外接含硅太阳能电池板，含硅太阳能电池板为锂电池充好电，当遇到断电的情况，玻璃门系统由锂电池供电，两条供电电路，保障了该系统的正常工作；

(5)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，其采用的电源模块设置有自动空气开关，尤其是在下雨天，电路过载的情况下断开电源，保护该系统的元器件不受损坏；

(6)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统的工作方法，通过传感器模块，实现对行人与玻璃门的距离精确识别，避免了现有技术的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统只要有人经过，提醒模块就会工作，无法精确识别路过的行人，是进入玻璃门还是平行通过，造成提醒模块不断地处于工作状态；

(7)本发明的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统结构简单，设计合理，易于制造。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统的系统框图。

图2为本发明具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统电源模块的结构框图。

图3为本发明具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统的提醒模块安装示意图；

图4为本发明具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统行人距离计算示意图。

图中：1、处理器模块；2、显示屏模块；3、提醒模块；301、led灯模块；302、语音播报模块；303、吹风器模块；4、传感器模块；401、第一超声波传感器；402、第一角度测距传感器；403、第一红外线传感器；404、第二超声波传感器；405、第二角度测距传感器；406、第二红外线传感器；5、电源模块；501、稳压电源电路；502、含硅太阳能电池板；503、锂电池供电电路；504、自动空气开关；6、玻璃门；7、门扇。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

本发明具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，包括玻璃门6、安装玻璃门6的门扇7、处理器模块1、传感器模块4和提醒模块3。

其中，处理器模块1安装于门扇7内且分别与传感器模块4和提醒模块3电连接；传感器模块4包括第一红外线传感器403、第二红外线传感器406、第一超声波传感器401、第二超声波传感器404、第一角度测距传感器402和第二角度测距传感器405，第一红外线传感器403与第二红外线传感器406、第一超声波传感器401与第二超声波传感器404、第一角度测距传感器402与第二角度测距传感器405分别设在玻璃门6的两侧，且高度分布在0.5-1.5m范围内；第一红外线传感器403和第二红外线传感器406用于检测有行人经过，并输出信号给处理器模块1，处理器模块1发出指令给第一超声波传感401、第二超声波传感器404、第一角度测距传感器402和第二角度测距传感器405，第一超声波传感器401和第二超声波传感器404用于检测行人与玻璃门6之间的距离；第一角度测距传感器402和第二角度测距传感器405用于检测行人与玻璃门6斜线角度；提醒模块3安装在玻璃门6的中上部，处理器模块1发出指令给提醒模块3，用于提醒行人注意安全。

发明人发现现有技术的防撞玻璃门6系统，只要有人从旁边经过，提醒模块3就会工作，无法精确识别路过的行人(即不进入玻璃门的人)，会造成提醒模块3不断地处于工作状态，导致电力资源的浪费，以及带来的噪音污染。本实施例的系统发出超声波，如在一定的时间里遇到人体返回，将信号传输并处理，由处理器模块1经过对比处理再把事先存储好的语音信息通过语音播报模块302发出警告提醒即将要撞上玻璃门6的人。该防撞玻璃门6系统可以让行人及时发现透明的玻璃门，减少发生碰撞而引起的安全事故，大大减少了不必要的麻烦和危险，与此同时提高了玻璃门6的使用寿命，同时趋向于人性化和智能化，而本实施例正是一款人性化的设计，智能的配置，符合社会发展潮流与需要。

其中，第一红外线传感器403、第二红外线传感器406、第一超声波传感器401、第二超声波传感器404、第一角度测距传感器402和第二角度测距传感器405均由市场购买得到。

本实施例的处理器模块1包括第一芯片，第一芯片型号为stc89c51。

本实施例的提醒模块3包括语音播报模块302、led灯模块301和吹风器模块303；语音播报模块302包括扬声器和第二芯片，其中第二芯片型号为isd2560，扬声器贴附在玻璃门6上；led灯模块301和吹风器模块303置于门扇7内，在晚上的情况下，降低语音播报模块302音量，led灯模块301和吹风器模块303继续开启，用于提醒前方风流及灯光闪烁处有玻璃门6。

如图2所示，本实施例的门扇7上还设有电源模块5，电源模块5包括稳压电源电路501和锂电池供电电路503，稳压电源电路501外接交流电，锂电池供电电路503外接含硅太阳能电池板502，含硅太阳能电池板502为锂电池充电，当遇到断电的情况，玻璃门6系统由锂电池供电。

为了配合稳压电源电路501的工作，电源模块5还包括自动空气开关504，自动空气开关504用于电路过载的情况下断开电源。

为了配合锂电池供电电路503的工作，门扇7上还设有用于显示锂电池的电量和温度的显示屏模块2。

实施例2

基于上述的具有声光风提醒功能的防撞玻璃门系统，其工作方法，包括以下步骤：

步骤s101：处理器模块1发出信号使传感器模块4处于工作状态；

步骤s102：当有人在传感器模块4的检测范围内，并接近玻璃门6时，传感器模块4的第一红外线传感器403、第二红外线传感器406、第一超声波传感器401、第二超声波传感器404、第一角度测距传感器402和第二角度测距传感器405将测到的数据等信息反馈给处理器模块1；

步骤s103：处理器模块1接收传感器模块4送来的数据，并进行分析处理，计算出人的位置情况，具体的计算公式如下：g为行人与玻璃门6的距离，第一超声波传感器401测得距离为a，和第二超声波传感器404测得距离为b，第一角度测距传感器402测得角度为f，第二角度测距传感器405测得角度为e，通过公式g1＝cos(90°-f)*a和g2＝cos(90°-e)*b分别得到g＝(g1+g2)/2的值，得到多组g数据并判断数据；

步骤104：当g＞0.5m，则循环步骤s103，若是g值连续至少三组数据相近或相同，则人为平行通过玻璃门6，而不是进入玻璃门，提醒模块不工作，反之，人则需要进入玻璃门6，当g≤0.5m，进入在危险范围内，若在白天的情况下，则语音播报模块302、led灯模块301、吹风器模块303三者同时工作，若在晚上的情况下，则降低语音播报模块302音量，led灯模块301和吹风器模块303继续正常工作。

目前，一般的玻璃门安装于道路间的距离为0.5m左右，因此，不存在连续的g值小于0.5m，无需考虑。

例如，第一组数据：第一超声波传感器401测得距离为1m，和第二超声波传感器404测得距离为1.2m，第一角度测距传感器402测得角度为50°，第二角度测距传感器405测得角度为45°，通过公式g1＝cos(90°-50°)*1＝0.766m和g2＝cos(90°-45°)*1.2＝0.848m，在通过求平均值方法求出g＝0.807m；

第二组数据：第一超声波传感器401测得距离为0.86m，和第二超声波传感器404测得距离为1.54m，第一角度测距传感器402测得角度为60°，第二角度测距传感器405测得角度为36°，通过公式g1＝cos(90°-60°)*0.86＝0.744m和g2＝cos(90°-36°)*1.48＝0.870m，在通过求平均值方法求出g＝0.807m；

第三组数据：第一超声波传感器401测得距离为0.77m，和第二超声波传感器404测得距离为1.63m，第一角度测距传感器402测得角度为72°，第二角度测距传感器405测得角度为32°，通过公式g1＝cos(90°-60°)*0.77＝0.732m和g2＝cos(90°-32°)*1.63＝0.863m，在通过求平均值方法求出g＝0.798m；

由此可以判断，该人是平行通过玻璃门。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。