本实用新型涉及智能交通领域，尤其是涉及一种智能车辆自动制动装置。
背景技术：
从全球统计来看，全世界60亿人每年死亡5200万人，其中死于交通事故的50万人，排在人类死亡原因的第10位。在每年违反交通法规发生的事故当中，交通路口附近发生的事故比率大、危害性严重，并且呈现逐年上升的趋势。2010年4月，沃尔沃汽车公司推出的沃尔沃XC60，采用极灵敏的红外线探测系统持续监测前方车辆，如果自动侦测到前方10米内有静止或移动的车辆，系统判断有发生碰撞的危险，便会对驾驶员发出警示并对制动器进行预加压，实现XC60的自动刹车。虽然国内外采用了红外线探测汽车遇险自动报警、自动刹车等智能防撞技术，但是实际中把红外线接收装置结合汽车自动刹车系统运用于维持路口交通秩序的实例，目前暂且还没有此方案的设计运用。当今社会人们越来越重视安全问题，因而控制汽车自动制动实现降低交通路口事故伤亡率，是很有必要同时也很有推广前景的。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种智能车辆在交通路口红灯亮起时意图闯红灯而自动制动的装置。
所采用的技术方案是：一种交通路口智能车辆自动制动装置，包括主控模块，交通灯模块和制动模块，制动模块安装在车辆上，主控模块用于控制交通灯的信号程序，以及控制车辆循迹行驶。还安装有对射式红外传感器，所述对射式红外传感器包括发射和接收部分。红外发射装置安装在交通灯上与红灯的电路连接，当红灯亮起时，同时带动红外发射装置的工作，向一定范围发射信号。红外接收装置安装在车辆上，与车辆制动模块相连接，当接收到交通灯发出的红灯信号时，使车辆自动制动。
进一步的，所述主控模块采用单片机作为核心。采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的车辆，以实现其既定的性能指标。本装置的关键在于实现车辆的自动控制，在这一点上，单片机就显现出来它的优势，控制简单、方便、快捷。单片机可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。
进一步的，所述红外接收装置为SBQ-75F对射式红外接收器。可实现远距离的红外感应控制，SBQ-75F超声波结构防霜露，对恶劣天气适应力更强，适用于室外。
本实用新型的有益效果是：可实现车辆在行驶过程中遇到红灯时接收到信号从而自动制动，而在绿灯、黄灯时使红外发射器不工作，使车辆可以继续前进。本实用新型结构简单，稳定性强，反应速度快，较容易实现，制作成本不高，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为单片机设计循迹小车程序示意图；
图3为单片机设计交通灯程序示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
如图1所示，为了实现车辆在交通路口自动制动的功能，本实施例制作了装置模型，包括三个基本模块：循迹小车模块实现通过反射式红外收发器，根据黑带轨迹循迹行驶的功能；交通灯模块模拟现实中十字路口的交通灯运行状况；自动制动模块实现了小车接收到红外线信号自动制动的功能。由三个模块组成的模型完整模拟了小车在交通路口想闯红灯时，接收到信号，强行自动制动的过程。
1.循迹小车模块
循迹小车模块分为电源模块、传感器模块、单片机模块、电机驱动模块。其工作原理是：
①传感器模块中的红外传感器检测路面所贴胶带的轨迹；
②将轨迹信息传输到单片机；
③单片机计算出转向角度，控制电机驱动模块实现小车的行走与转向；
④小车按照所贴胶带轨迹行走；
a.电源模块：
输入端接入(9V)的干电池，经电容滤波和L7805稳压后输出余压5V电压。可以保证长时间稳定的输出电压。
b.传感器模块：
用反射式红外对管组成路径识别传感器模块。三个红外传感器排成一排均匀安装在小车底部，当光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，根据反射光强度是否沿黑线前进。在一般情况下，当小车左偏或右偏使得左右传感器的输出为低电平，当小车直线前进时，中间传感器输出为低电平。
c.单片机模块：
在传感器感应到路面的黑色路径后，将检测到的数据送入单片机进行处理，在单片机完成路径的计算后，并利用单片机产生的PWM波，控制电机的转动，使小车实现最短时间内完成循迹。单片机模块是控制部分。
本实施例采用了STC89C52单片机。STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器(FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
d.电机驱动模块：
本实施例采用L298N桥芯片。电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。其引脚排列如图1中U4所示，1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器，形成电流传感信号。L298可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。也利用单片机产生PWM信号接到ENA，ENB端子，对电机的转速进行调节。
在设计中采用PWM驱动方式加上H桥驱动电路的方法，H桥电路可是实现转速和方向的控制，是一种广泛采用的PWM调试技术，作用是控制电机反转及调速。
基本思路为使能端输入信号，既接高电平，控制输入端A端输入PWM信号，控制输出端B端输入方向信号，在一个PWM波周期内，电动机只承受单极性的电压，点击的选择方向由控制信号决定，电机的速度由，PWM决定，PWM占空比为0％—100％对应于电机转速0—MAX。因此，当接收到由检测模块的信号时，单片机处理该信号，根据该信号产生对应的PWM波，从而可以根据调节电机的转速和方向。通过颜色传感器接收到信号通过单片机处理控制电机的开和停。
单片机设计循迹小车程序如图2所示。
2.交通灯模块
交通灯模块功能主要为实现十字路口的红绿灯，红、黄、绿三灯的循环显示。
交通灯亮灭顺序：初始状态为亮绿灯，延时25秒后亮黄灯，延时5秒后亮红灯，延时30秒后亮绿灯，重复以上操作，实现十字路口交通灯的模拟。
交通灯模块分为单片机模块和指示灯模块。
a.单片机模块：
单片机设计功交通灯程序如图3所示。
b.指示灯模块：
红、黄、绿发光二极管模拟交通灯，红外线发射头与红灯同时工作。
3.自动制动模块
自动制动模块是模型的核心模块，主要功能就是当红灯亮起时，如果小车仍然直行不停，在交通灯上发出的红外信号将被小车上的接收装置感应，并使小车实现制动。
自动制动模块包括交通灯上的红外线发射器、小车上的红外接收装置以及实现小车制动的设计电路。
其中，红外信号的收发主要使用对射式的红外收发装置，对射式红外传感器主要是将发射和接受的部分，分两边装，在接受部分负责信号的放大输出。红外发射装置即安装在交通灯上与红灯的电路连接，当红灯亮起时，同时带动了红外发射装置的工作，向一定范围发射信号。接收装置则安装在小车上，与小车的制动系统相连接，当接收到交通灯那里发出的信号时，使小车自动制动。
制动系统，小车的制动主要通过停止单片机向电机输出信号，使电机两端电平相同，停止工作。系统采用两个三极管Q2、Q3构成，其中Q2的集电极连接红外线的接收装置，基极接地，发射极与第二枚连接；Q3集电极接电源，发射极接单片机的VCC端，基极接第一枚三极管。
当接收器接收到信号的时候，连通两个三极管的电流，使电源与地直接连通，于是切断了单片机电源，使单片机停止工作，也就停止向电机输出PWM波，电机两端电平相等，也就停止转动，完成了小车的制动。