专利名称：交通灯应急干预系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交通灯应急干预系统，尤其涉及一种可通过交警手势实时准 确控制交通灯，从而及时处理交通事故的交通灯应急干预系统。
背景技术：
随着城市交通压力的不断增大，各种交通事故的发生率也越来越高。特别是在某 些地段，发生紧急状况时(如车祸、火灾、急救、拥堵、治安事件等)，需要迅速封锁或放行相 关路段以作应急处理。当前的处理方式是依靠交警通过手势现场疏导交通，或通过交警操 作交通灯控制箱控制交通灯。在这种模式下，交警的手势和交通灯无法做到实时联动，特别 是交警的手势和交通灯不一致时，容易造成驾驶员和行人的误解，引起拥堵的加重和事故 的发生。为了避免上述问题的发生，有必要设计一种交通灯应急干预系统，以使当发生上 述紧急情况时，可以控制交通灯在第一时间内作出与交警手势一致的应急显示，达到交警 手势和交通灯信号的实时联动。
发明内容本实用新型的目的是本实用新型产品提供一种交通灯的应急干预装置，通过磁 场传感器采集交警的位置方向信号和加速度传感器采集交警的手势信号，经过微处理器芯 片初步处理后，再通过无线实时准确的发送给交通灯干预控制模块，交通灯干预控制模块 的微处理芯片将接受到的信号做进一步的滤波识别处理后，从而实现对交通灯的控制。本实用新型采用的技术方案是一种交通灯应急干预系统，其特征在于，其组成主 要包括一个磁场传感器信号采集模块，两个加速度传感器信号采集模块，一个交通灯干预 控制模块及一个交通灯显示模块；所述磁场传感器信号采集模块包括磁场传感器、MCU微 处理器及无线发射模块，所述磁场传感器信号采集模块放置在交警身上，该模块将交警所 处地理上的位置方向信号采集出来，经MCU微处理器初步的滤波去噪处理后，将处理过的 信号通过无线发射模块发送给交通灯干预控制模块；所述两个加速度传感器信号采集模块 结构相同，分别包括加速度传感器、MCU微处理器及无线发射模块，所述两个加速度传感器 信号采集模块分别佩戴在交警双手上，该模块将交警的手势信号采集出来，经过MCU微处 理器初步的滤波去噪处理后，将处理过的信号通过无线发射模块发送给交通灯干预控制模 块；所述交通灯干预控制模块包括无线接收模块、MCU微控制器及电源模块，所述无线接收 模块将接收到的经磁场传感器信号采集模块和加速度传感器信号采集模块的无线发射模 块发送过来的信号，经过MCU微控制器做进一步算法识别处理，从而判断交警的手势和地 理位置，然后将处理得到的交警手势和地理位置分别编码，最后MCU微控制器根据编码控 制交通灯显示模块的显示，从而最终实现通过交警手势来控制交通灯显示模块的显示的功 能。如上所述的交通灯应急干预系统，其特征在于，所述磁场传感器的型号是MMC2120，所述加速度传感器的型号是MXC6202。如上所述的交通灯应急干预系统，其特征在于，所述磁场传感器信号采集模块和 加速度传感器信号采集模块所采用的MCU微处理器和交通灯干预控制模块所采用的微控 制器的型号均为STC89C52。本实用新型的有益效果是此实用新型产品有以下优点一、快速应对突发事件； 二、交警手势实时准确控制交通灯，对于紧急路面情况，交警可以通过控制交通灯而快速做 出处理；三、提高效率，减少交通事故；四、对于突发的紧急事件做出快速有效地处理，可以 在某种程度上减少交通事故的发生，保持交通畅行，缓解交通压力；五、无线传输距离远，速 度快，保密性强。该系统采用技术成熟的无线射频传输模式，传输有效距离达到100米，传输速度 2Mb/S，可以高效安全的完成交警无线控制交通灯的功能。本实用新型提供的一种交通灯应急干预系统，通过佩戴在交警身上的磁场传感器 和佩戴在交警双手上的加速传感器，将交警的位置方向及手势信号采集出来，经过识别处 理后，控制交通灯的亮灭。从而达到使交警通过自己站立的位置方向和手势来控制交通灯 的显示的目的，最终实现快速交通应急干预的功能。
图1是本实用新型系统的结构框图。图2-5是磁场传感器信号采集模块电路图，其中图2是89C52单片机和电源指示灯电路图。图3是89C52单片机的外围基本电路图，包括复位电路和晶振电路。图4是磁场传感器芯片MMC2120的基本工作电路图。图5是无线发射芯片NRFML01芯片的无线发射电路图。图6-9是加速度传感器信号采集模块电路图，其中图6是89C52单片机和电源指示灯电路图。图7是89C52单片机的外围基本电路图，包括复位电路和晶振电路。图8是加速度传感器芯片MXC6202的基本工作电路图。图9是无线发射芯片NRFML01芯片的无线发射电路图。图10-13是交通灯干预控制模块电路图，其中图10是89C52单片机和电源指示灯电路图。图11是89C52单片机的外围基本电路图，包括复位电路和晶振电路。图12是与非门芯片74LS04电路图。图13是无线接收芯片NRFML01芯片的无线接收电路图。图14是交通灯显示模块的电路图，包括两位的LED数码管显示电路和红绿
LED模拟交通灯显示部分。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。参见图1，本实用新型提供了一种交通灯应急干预系统，其主要包括一个磁场传感器信号采集模块，两个加速度传感器信号采集模块，一个交通灯干预控制模块及一个交 通灯显示模块。所述磁场传感器信号采集模块包括磁场传感器、MCU微处理器及无线发射模块，所 述磁场传感器信号采集模块放置在交警身上，该模块将交警所处地理上的位置方向信号采 集出来，经MCU微处理器初步的滤波去噪处理后，将处理过的信号通过无线发射模块发送 给交通灯干预控制模块。所述两个加速度传感器信号采集模块结构相同，分别包括加速度传感器、MCU微处 理器及无线发射模块，所述两个加速度传感器信号采集模块分别佩戴在交警双手上，该模 块将交警的手势信号采集出来，经过MCU微处理器初步的滤波去噪处理后，将处理过的信 号通过无线发射模块发送给交通灯干预控制模块。所述交通灯干预控制模块包括无线接收模块、MCU微控制器及电源模块，所述无线 接收模块将接收到的经磁场传感器信号采集模块和加速度传感器信号采集模块的无线发 射模块发送过来的信号，经过MCU微控制器做进一步算法识别处理，从而判断交警的手势 和地理位置，然后将处理得到的交警手势和地理位置分别编码，最后MCU微控制器根据编 码控制交通灯显示模块的显示，从而最终实现通过交警手势来控制交通灯显示模块的显示 的功能。本系统的磁场传感器采用的是美新公司的MMC2120。磁场传感器上的SDA和SCL 两个引脚通过IIC协议方式将交警所处地理上的方向信号以八位的数字信号模式发送给 STC89C52单片机，STC89C52芯片将磁场传感器传送过来到的信号做初步的滤波、去噪、运 算等处理后，再通过无线发射芯片NRF24L01传输给控制交通灯的MCU微控制器。具体电路 图请参考图2-5。本系统的加速度传感器采用的是美新公司的MXC6202。加速度传感器上的SDA 和SCL两个引脚通过IIC协议方式将交警双手的手势信号以八位的数字信号模式发送给 STC89C52单片机，STC89C52将加速度传送过来的信号做初步的滤波、去噪、运算等处理后， 再通过无线发射芯片NRF24L01传输给控制交通灯的MCU微控制器。具体电路图请参考图 6-9。所述交通灯干预控制模块的无线接收芯片NRF24L01将接受到的传感器信号发送 给MCU微控制器STC89C52，STC89C52将无线接收芯片传过来的信号做进一步的分析处理， 从而判断交通灯的亮灭。当交警遇到紧急状况时，即可启动传感器，进行手势干预。具体电 路图请参考图10-13。所述交通灯显示模块，完全模拟现有的交通灯系统搭建而成。参考图14，交通灯 干预控制模块将模拟的十字路口的九个LED灯分别接到MCU微控制器的某一端口引脚上， 通过控制LED灯的引脚上的低电平或高电平的输出方式来控制LED灯的熄灭，从而达到控 制交通灯熄灭的功能；通过与非门芯片74LS04实现对模拟的十字路口的四个两位LED数 码管的片选功能，单片的某一端口的引脚输出的低电平或高电平控制数码管0、的显示功 能；最终模拟出目前的十字路口的交通灯控制系统。本系统通过放置在交警身上或鞋底的磁场传感器和佩戴在交警双手手部的加速 度传感器模块实时地将交警的位置方向和手势动作信号通过无线发送给交通灯干预控制 模块，以此通过交警的位置方向和手势来实时的控制交通灯显示。从而当发生上述紧急情况时，交警仅通过自己的位置方向和手势在第一时间内快速做出相应的应急处理。
权利要求1.一种交通灯应急干预系统，其特征在于，其组成主要包括一个磁场传感器信号采 集模块，两个加速度传感器信号采集模块，一个交通灯干预控制模块及一个交通灯显示模 块；所述磁场传感器信号采集模块包括磁场传感器、MCU微处理器及无线发射模块，所述磁 场传感器信号采集模块放置在交警身上，该模块将交警所处地理上的位置方向信号采集出 来，经MCU微处理器初步的滤波去噪处理后，将处理过的信号通过无线发射模块发送给交 通灯干预控制模块；所述两个加速度传感器信号采集模块结构相同，分别包括加速度传感 器、MCU微处理器及无线发射模块，所述两个加速度传感器信号采集模块分别佩戴在交警双 手上，该模块将交警的手势信号采集出来，经过MCU微处理器初步的滤波去噪处理后，将处 理过的信号通过无线发射模块发送给交通灯干预控制模块；所述交通灯干预控制模块包括 无线接收模块、MCU微控制器及电源模块，所述无线接收模块将接收到的经磁场传感器信号 采集模块和加速度传感器信号采集模块的无线发射模块发送过来的信号，经过MCU微控制 器做进一步算法识别处理，从而判断交警的手势和地理位置，然后将处理得到的交警手势 和地理位置分别编码，最后MCU微控制器根据编码控制交通灯显示模块的显示，从而最终 实现通过交警手势来控制交通灯显示模块的显示的功能。
2.根据权利要求1所述的交通灯应急干预系统，其特征在于，所述磁场传感器的型号 是MMC2120，所述加速度传感器的型号是MXC6202。
3.根据权利要求1所述的交通灯应急干预系统，其特征在于，所述磁场传感器信号采 集模块和加速度传感器信号采集模块所采用的MCU微处理器和交通灯干预控制模块所采 用的微控制器的型号均为STC89C52。
专利摘要本实用新型提供一种交通灯应急干预系统，通过佩戴在交警身上的磁场传感器和佩戴在交警双手上的加速传感器，将交警的位置方向及手势信号采集出来，经过识别处理后，控制交通灯的亮灭。从而达到使交警通过自己站立的位置方向和手势来控制交通灯的显示的目的，最终实现快速交通应急干预的功能。本实用新型产品的优点是交警手势实时准确控制交通灯，对于紧急路面情况，交警可以通过控制交通灯而快速做出处理，从而提高交通事故处理效率，缓解交通压力。
文档编号G08G1/095GK201876991SQ201020575699
公开日2011年6月22日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者刘杰, 唐义, 姜亮, 宿学龙, 王杰, 王海军, 程蒙, 舒东辉, 舒坦, 邱福强, 陈宇 申请人:湖北第二师范学院