一种自行车闯红灯自动监测及报警装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，包括：超声波测距模块，适于测量自行车距离信号装置距离以便对比；信号灯状态模块，适于存储交通信号灯状态；信息对比模块，适于将在信号灯状态下自行车应有的距离与超声波所测距离相对比，从而判断自行车有无闯红灯；蜂鸣器语音警报模块，适于人性化提醒自行车误闯红灯，作为单片机的输出；图像采集模块，适于将拒听语音警报提醒两次闯红灯的自行车行驶人的头像抓拍起来，以便对其进行违规处罚等。以ATM89C52单片机为核心，组成一个集信号灯信息采集、超声波测距、信息对比处理、图像采集处理、自动控制为一身的闭环控制系统，实现管理人员对自行车进行实时动态监控与调度管理。
【专利说明】
一种自行车闯红灯自动监测及报警装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及非机动车违章监控管理技术领域，尤其涉及一种自行车闯红灯自动监测及报警系统及方法。
【背景技术】
[0002]自行车闯红灯是非机动车辆交通违法中最普遍、最明显、也是数量最多的一种交通违法行为。这种违法行为不仅对交通违法者本人的人身存在极大的危险，而且有碍道路畅通，更是造成交通事故发生的极大诱因。而“自行车闯红灯自动监测及报警系统”可以很人性化的警示路人遵守交通法规，降低自行车乱闯红灯的事故发生率，提高市民的交通素质，该系统基于图像处理和模式识别技术可以为自行车闯红灯提供处罚的执法依据，可以为交通文明路口评比提供可靠的数据。
[0003]现阶段，自行车辆检测器检测方式有很多，各有其优缺点，如红外线检测器、地磁检测器、机械压电检测器，磁频检测器、波频检测器、视频检测器等。一般闯红灯检测采用传感器，单片机，外围器件来实现。因为闯红灯的速度快，所以用下降沿触发的中断信号来进行检测效果较为明显。
【实用新型内容】
[0004]为了解决【背景技术】中存在的问题，本发明提出了一种违章自行车辆监测报警系统及方法，可以自动监测应该接受查处的自行车辆。
[0005]本实用新型提出了一种自行车闯红灯自动监测及报警系统，包括:
[0006]超声波测距模块，用于测量自行车距离信号装置距离以便对比，输出端与信息对比模块相连；
[0007]信号灯状态模块，用于存储交通信号灯状态，输出端与信号对比模块相连；
[0008]信息对比模块，用于将在信号灯状态下自行车应有的距离与超声波所测距离相对比，输入端与超声波测距模块及信号灯状态模块相连，输出端与ATM89C52单片机相连；
[0009]蜂鸣器语音警报模块，适于人性化提醒自行车误闯红灯，输入端与ATM89C52相连；
[0010]图像采集模块，适于将拒听语音警报提醒两次闯红灯的自行车行驶人的头像抓拍，输入端与ATM89C52相连；
[0011]可选的，所述的超声波测距模块，采用KS103超声波传感器。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到有自行车(障碍物)就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时，从此可以计算出自行车距离测量装置的距离了。并由TLC5511高速A/D转换芯片将其转换成相应电信号。
[0012]可选的，所述的信号灯状态模块，通过采用K6X8008T2B-TF55EPR0M存储器，收集到交通信号灯状态是“红”，“黄”，还是“蓝”，并用TLC5511高速A/D转换芯片将此信号转换成电路信号的形式，输入到信息对比模块。
[0013]可选的，所述的信息对比模块，将超声波测距模块传来的电路信号信息与信号灯状态模块的电路信号信息作对比。若信号灯状态为红灯时，超声波所测距小于规定距离，则可以判断其为违规动作，该项操作由高速比较器AD8032来完成，并将此信号通过传给单片机。
[0014]可选的，所述的蜂鸣器语音警报模块，采用一般蜂鸣器，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，当相应引脚输出为低电平，PNP导通，蜂鸣器蜂鸣，可设置语音提醒如“您闯红灯了，请遵守交通”;当相应引脚输出高电平时，PNP截止，蜂鸣器停止蜂鸣。
[0015]可选的，所述的图像采集模块，实现将PAL制式模拟视频信号实时采集并压缩成标准JPEG格式的图像文件。采用HMP-1系列图像采集模块，具有采集压缩速度快、图像质量好、产生的JPEG文件小、接口通信速率高等特点。
[0016]本实用新型采用上述技术方案，以ATM89C52单片机为核心，组成一个集信号灯信息采集、超声波测距、信息对比处理、图像采集处理、自动控制为一身的闭环控制系统。系统硬件设备由KS103超声波传感器，K6X8008T2B-TF55EPR0M存储器，TLC5511高速A/D转换芯片，高速比较器AD8032组成。利用本实用新型具有结构简单、控制功能强、实用性高等特点，其中基于单片机的超声波测距系统易实现，成本低，精确度高，并且容易做到实时控制，具备较强的实用性，可实现0.3—10米的测量;基于单片机的报警及图像采集系统更是贴合实际，起到很好的监测了自行车的作用，有利于提高人们的行驶安全意识。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型中提供的一种自行车闯红灯自动监测及报警装置的系统框图；
[0018]图2为本实用新型一个实施例中超声波测距模块发射部门电路图；
[0019]图3为本实用新型一个实施例中图像采集模块系统图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0021 ]根据本实用新型一个实施例，提供一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，如图1所示，包括:
[0022]超声波测距模块，适于测量自行车距离信号装置距离以便对比；
[0023]信号灯状态模块，适于存储交通信号灯状态；
[0024]信息对比模块，适于将在信号灯状态下自行车应有的距离与超声波所测距离相对比，从而判断自行车有无闯红灯；
[0025]蜂鸣器语音警报模块，适于人性化提醒自行车误闯红灯，作为单片机的输出；
[0026]图像采集模块，适于将拒听语音警报提醒两次闯红灯的自行车行驶人的头像抓拍起来，以便对其进行违规处罚等；
[0027]根据本实用新型一个实施例，提供一种超声波测距系统，包括:超声波发射电路，超声波接收与信号转换电路，按键显示电路与温度传感器电路组成。
[0028]发射部分电路如图2所示，主要由脉冲调制信号产生电路，隔离电路以及驱动电路组成，用来为KS103超声波传感器提供发送信号。脉冲调制信号产生电路中通过单片机对555定的复位(RESET)端的控制，使555定时器分时工作从而生产生脉冲频率为40KHz，周期为30ms的脉冲调制信号，信号波形如图2所示，本设计中一个周期内发送10个脉冲信号。隔离电路主要是由两个与非门组成，对输出级与脉冲产生电路之间进行隔离。输出级由两个通用型集成运放TL084CN组成，由于KS103超声波传感器的发射距离与其两端所加的电压成正比，因此要求电路要产生足够大的驱动电压，其基本原理就是一个比较电路，当输入信号Vi>2.5V时，运放A的输出电压VA = + 12V，运放B的输出电压VB = -12V，当输入信号Vi〈2.5V时，运放A的输出电压VA = 〃-12V〃，运放B的输出电压VB =+12V，所以在KS103超声传感器两端得到两个极性完全相反的对称波形，即VB = -VA,所以加在超声波传感器两端的电压V =VA-VB = 2VA，其两端的电压可达到24V，从而保证超声波能够发送较远的距离。接收部分的电路由放大电路，带通滤波电路以及信号变换电路组成。由于超声波信号在空气中传播时受到很大程度的衰减，所以反射回的超声波信号非常的微弱，不能直接送到后级电路进行处理，必须将信号放大到足够的幅度，才能使后级电路对它进行正确的处理。经过带通滤波后的信号经专用仪表放大器AD620进行放大，然后送到信号变换电路，信号变换电路主要将接收到的包络信号变换成单片机的中断触发信号。再由TLC5511高速A/D转换芯片将其转换成相应电信号传给信息对比模块。
[0029]根据本实用新型一个实施例，所述的信号灯状态模块，采用K6X8008T2B-TF55EPR0M存储器，收集到交通信号灯状态是“红”，“黄”，还是“蓝”，并用TLC5511高速A/D转换芯片将此信号转换成电路信号的形式，输入到信息对比模块。
[0030]根据本实用新型一个实施例，所述的信息对比模块，将超声波测距模块传来的电路信号信息与信号灯状态模块的电路信号信息作对比。若信号灯状态为红灯时，超声波所测距小于规定距离，则可以判断其为违规动作，该项操作由高速比较器AD8032来完成，并将此信号通过传给单片机。
[0031]根据本实用新型一个实施例，所述的蜂鸣器语音警报模块，采用一般蜂鸣器，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制，当相应引脚输出为低电平，PNP导通，蜂鸣器蜂鸣，可设置语音提醒如“您闯红灯了，请遵守交通”;当相应引脚输出高电平时，PNP截止，蜂鸣器停止蜂鸣。
[0032]根据本实用新型一个实施例，提供一种图像采集模块系统，如图3所示，该系统主要由FPGA控制器、图像传感器模块、存储器SDRAM模块、串口 UART模块等组成。FPGA控制器对各个模块的连接起到了至关重要的作用，是系统的核心。用0V7620作为图像传感器，存储器SDRAM用型号ISASSie^CLFPGA芯片作为系统控制芯片，选择型号ΕΡ2080208<^Ρ6Α对整个采集系统进行整体协调:对0V7620的同步信号译码，由译码结果缓存图像数据进入SDRAM，进而对图像数据进行必要的处理和存取，通过UART发送入PC进行编码显示和图像处理。
[0033]应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本实用新型的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
【主权项】
1.一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，其特征在于，包括: 超声波测距模块，用于测量自行车距离信号装置距离以便对比，输出端与信息对比模块相连； 信号灯状态模块，用于存储交通信号灯状态，输出端与信号对比模块相连； 信息对比模块，用于将在信号灯状态下自行车应有的距离与超声波所测距离相对比，输入端与超声波测距模块及信号灯状态模块相连，输出端与ATM89C52单片机相连； 蜂鸣器语音警报模块，适于人性化提醒自行车误闯红灯，输入端与ATM89C52相连；图像采集模块，适于将拒听语音警报提醒两次闯红灯的自行车行驶人的头像抓拍，输入端与ATM89C52相连。2.根据权利要求1所述的一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，其特征在于: 所述的超声波测距模块，采用KS103超声波传感器，用于测量自行车距离测量装置的距离，并由TLC5511高速A/D转换芯片将其转换成相应电信号。3.根据权利要求1所述的一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，其特征在于: 所述的信号灯状态模块，采用K6X8008T2B-TF55EPR0M存储器，收集交通信号灯状态，并用TLC5511高速A/D转换芯片将此信号转换成电路信号的形式，输入到信息对比模块。4.根据权利要求1所述的一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，其特征在于: 所述的信息对比模块，将超声波测距模块传来的电路信号信息与信号灯状态模块的电路信号信息作对比，该项操作由高速比较器AD8032来完成，并将此信号通过传给单片机。5.根据权利要求1所述的一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，其特征在于: 所述的蜂鸣器语音警报模块，采用一般蜂鸣器，蜂鸣器使用PNP三极管进行驱动控制。6.根据权利要求1所述的一种自行车闯红灯自动监测及报警的装置，其特征在于: 所述的图像采集模块，实现将PAL制式模拟视频信号实时采集并压缩成标准JPEG格式的图像文件，采用HMP-1系列图像采集模块。
【文档编号】G08G1/017GK205451490SQ201620250362
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】陈跃东, 王伟, 程瑜, 刘颖, 王雪琴
【申请人】安徽工程大学