一种基于压力传感器的行人过街安全系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于压力传感器的行人过街安全系统，属于交通信号控制技术领域。

背景技术：

行人是交通参与者中的弱势群体，近年来行人交通事故率不断上升，行人交通与机动车交通的冲突日益加深，行人过街交通开始逐步引起交通管理者和研究者的重视，需要建立一套适用于行人的过街系统，以确保信号交叉口良好的交通环境，提高行人过街的安全以及效率。

目前所采用的交叉口信号配时系统，由于种种因素，在行人还未完全通过人行横道时，控制机动车的绿灯便变亮，从而使行人过街存在与机动车以及电动车相撞的安全问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于压力传感器的行人过街安全系统，解决了由于信号配时不合理所导致的行人过街安全性问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于压力传感器的行人过街安全系统，包括人行横道红绿灯、机动车红绿灯、通讯模块、千兆数据交换机、计算机、时钟服务器，其特征在于，还包括第一至第二压力传感器、FPGA控制器；所述第一至第二压力传感器分别设置于人行横道两端地面表层，且第一压力传感器、第二压力传感器的信号输出端均与FPGA控制器的电信号输入端连接，FPGA控制器的信号输出端通过通讯模块分别与人行横道红绿灯、机动车红绿灯的信号输入端连接，FPGA控制器的信号输出端通过千兆数据交换机与计算机的信号输入端连接，时钟服务器的信号输出端与千兆数据交换机的信号输入端连接。

作为本实用新型的一种优选方案，该系统还包括第一至第二主动红外线对射探测器、DSP处理器、蜂鸣报警器，所述第一至第二主动红外线对射探测器分别设置于人行横道两端，且第一主动红外线对射探测器、第二主动红外线对射探测器的信号输出端均与DSP处理器的电信号输入端连接，DSP处理器的信号输出端与蜂鸣报警器的信号输入端连接，DSP处理器的信号输出端与FPGA控制器的信号输入端连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一至第二主动红外线对射探测器均包括主动红外发射机和被动红外接收机，主动红外发射机、被动红外接收机的信号输出端均与DSP处理器的电信号输入端连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述通讯模块为无线通讯模块或者有线通讯模块，且无线通讯模块为4G通讯模块或WiFi通讯模块或GPRS通讯模块。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一至第二压力传感器均为压电式压力传感器。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型在现有交叉口交通信号控制系统的基础上加以改进，提高行人过街安全性的同时，考虑到经济性。

2、本实用新型利用压力传感器来检测行人过街的完成情况，通过压力变化准确检测行人是否通过人行横道。

3、本实用新型综合利用交通、通信等学科知识，具有实时性、经济性、安全性等特点。

附图说明

图1是本实用新型基于压力传感器的行人过街安全系统的整体架构图。

图2是本实用新型基于压力传感器的行人过街安全系统中压力传感器的原理图。

图3是本实用新型基于压力传感器的行人过街安全系统的实施布置图。

其中，1、2均为压力传感器，3为FPGA控制器，4、5、6、7均为机动车红绿灯，8、9均为人行横道红绿灯，10为通讯模块，11、12均为主动红外线对射探测器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图1所示，一种基于压力传感器下的行人过街安全系统，包括人行横道红绿灯(4、5、6、7)、机动车红绿灯(8、9)、通讯模块10、千兆数据交换机、计算机，还包括第一至第二压力传感器(1、2)、FPGA控制器3、第一至第二主动红外线对射探测器(11、12)、DSP处理器、蜂鸣报警器；压力传感器为压电式压力传感器，压力传感器1-2的信号输出端与FPGA控制器的电信号输入端连接，FPGA控制器的信号输出接口通过通讯模块与红绿灯4-9的信号输入接口连接，通讯模块为无线通讯模块或者有线通讯模块，无线通讯模块为4G通讯模块或者WiFi通讯模块或者GPRS通讯模块，FPGA控制器的信号输出接口通过千兆数据交换机与计算机的信号输入接口连接，千兆数据交换机的输入端连接有时钟服务器，主动红外线对射探测器11-12的信号输出端与DPS控制器的电信号输入端连接，主动红外线对射探测器11-12均包括主动红外发射机和被动红外接收机，DSP处理器的信号输出端与蜂鸣报警器的信号输入端连接，DSP处理器的信号输出端与FPGA控制器的信号输入端连接。

如图2所示，本实用新型的压力传感器采用压电式压力传感器，其主要利用压电材料受压时产生的内部电场来检测压力，压电式压力传感器的内阻抗很高，而输出的信号一般很弱，因此，一般需要前置一个高阻抗的输入端，这样才能够防止产生的电荷迅速泄露，最常用于柔性压电式压力传感器的材料是压电薄膜(PVDF)，它具有柔性、轻薄、可变形的特点。

压力传感器安装在人行横道的两边，用于监测行人是否完全通过人行横道，FPGA控制器接收第一、第二压力传感器的信号，通过通信网络，延长控制机动车的红灯时间和人行横道的绿灯时间，确保行人安全过街，第一、第二压力传感器通过所受压力变化，从而检测行人过街的完成情况，并以电信号的形式传送给FPGA控制器。

如图3所示的本实用新型的实施布置图，在人行横道的两端地面表层安装压力传感器，在人行横道两端的入口处分别平行安装两个主动红外线对射探测器。假设行人从压力传感器1所在一侧向压力传感器2所在一侧走去时，行人通过压力传感器1时，压力传感器1受力变化，同时以电信号的形式传给FPGA控制器，FPGA控制器在每次通过行人是计数加1，直到最后一个人通过压力传感器1时，不再将电信号传给FPGA控制器，停止计数；行人通过压力传感器2时，压力传感器2压力变化，FPGA控制器接收电信号，并计数减1。此时，如果FPGA控制器计数为0，则信号配时不变；如果FPGA控制器计数不为0，则FPGA控制器通过通信网络向4、5、6、7、8、9这几个信号灯发出指令，延长现有状态，直到FPGA控制器计数为0，改变状态。

同时，将DSP处理器的寄存器R1的值作为遮挡主动红外线对射探测器11和12光栅次序的标志值,当先遮挡主动红外线对射探测器11的光栅时，R1被置1，后遮挡主动红外线对射探测器11的光栅时，R1被置0。主动红外发射机在2ms时间内发出10个脉冲信号，如果主动红外线对射探测器11的光栅没被遮挡，则计数器T1为10；如果主动红外线对射探测器12的光栅没被遮挡，则计数器T2为10。因此，当行人进入人行横道时，先遮挡主动红外线对射探测器11的光栅(T1≠10),再遮挡主动红外线对射探测器(12)的光栅(T2≠10)。如果此刻人行信号灯为红灯，则DSP处理器控制蜂鸣报警器发出声音报警，警告行人违法，同时通过通讯模块把数据传递给FPGA控制器，FPGA控制器延长控制机动车的红灯时间和人行横道的绿灯时间，发出行人闯红灯报警信号。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。