智能型斑馬線

林章垚 于飛

摘 要：針對現存的傳統斑馬線的易磨損，筆者提出引入發光、發聲功能：發光可以提高能見度，發聲可以輔助提醒過往司機，同時也可以提醒行人行走在斑馬線上。具體方案：無“紅綠燈”路段的斑馬線：夜間，行人通過時，將發出穿透性強的紅光并語音提示司機“司機禮讓斑馬線，行人請走斑馬線”；白天，則作為一種普通的斑馬線“工作”在交通道路上；有“紅綠燈”路段的斑馬線：在此基礎上，添加當行人不遵守交通規則時，語音提示行人要遵守交通規則。

關鍵詞：傳統斑馬線；智能化；發光；發聲；禮讓斑馬線

交通事故作為道路交通的三大公害之一，不僅給交通參與者的生命安全和財產帶來巨大的威脅，而且也嚴重干擾了道路交通系統的正常運行。在全國各地的一部分斑馬線處于磨損、損耗的狀況下，司機難以及時獲取前方路況信息，尤其是在夜晚，無法分辨出斑馬線；且在采光不足的情況下，即使斑馬線清晰、完整也難以及時發現行人，導致司機來不及采取舉措，引發悲劇。同時，在國內普遍存在“中國式過馬路”現象，也增加交通管理部門的壓力。應對如此情況，筆者提出對斑馬線的改進方案，可以有效地緩解行人過斑馬線的安全問題。

一、系統總體方案設計

筆者提出集發光、發聲功能的斑馬線。具體方案：無“紅綠燈”路段的斑馬線：夜間，行人通過時，將發出穿透性強的紅光并語音提示司機“司機禮讓斑馬線，行人請走斑馬線”；白天，作為普通的斑馬線“工作”；有“紅綠燈”路段的斑馬線：在此基礎上，添加當行人不遵守交通規則時，語音提示行人要遵守交通規則。

根據任務要求，所設計的系統主要由以下幾個模塊組成：1）主控模塊；2）傳感器模塊；3）發光與語音模塊；4）環境檢測模塊；5）電源模塊。其結構框圖如圖1所示。

二、硬件設計

（一）主控模塊

采用單片機MSP430F149，其多種低功耗模式，喚醒時間短，抗干擾力強，內含比較器、看門狗、多路AD等優點，完全適合本系統的低功耗、環境監測模塊和傳感器模塊的數據讀取，減少外圍電路的使用。本系統不工作時處于休眠模式，僅當行人走上斑馬線后喚醒單片機，進入工作模式。

（二）傳感器模塊

采用XGZP6847 型氣體壓力變送器模塊，以壓力傳感器作為敏感元件并集成了數字調理芯片，對傳感器的偏移、靈敏度、溫漂和非線性進行數字補償。筆者利用比較器比較輸出信號與參考電壓，實現檢測行人是否踏上斑馬線。

（三）發光與語音模塊

采用SMD進口5730貼片燈珠，該燈珠為0.5W發光二極管光源大功率燈珠，筆者將多個燈珠為一組，配合多組燈珠實現燈珠陣列，來完成斑馬線發光的實現。

采用ISD1700 系列芯片設計的語音模塊，是一種高集成度，高性能的芯片，可以多段錄音，采樣率可在4K至12K間調節，操作簡單、功能完備。筆者預設語音信息，采用主控控制播放對應語音信號。

（四）環境亮度檢測模塊

實現環境亮度檢測的形式有很多，筆者采用以光敏電阻為核心元件的光控開關電路作為光控開關。其工作原理是：當照度下降到設置值時由于光敏電阻阻值上升激發VT1導通，VT2的激勵電流使繼電器工作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，實現對外電路的控制。

（五）電源電路

本系統需要使用+5V和+3.3V的直流穩壓電源，其中MSP430Fl49及部分外圍器件需要+3.3V電源，另外部分需要+5V電源。

三、軟件部分

軟件部分的大致流程圖為：

四、結語

在本設計中，受經費、材料等限制，對行人的辨識不能完全適應現實，如：行人根本就沒靠近斑馬線就過馬路；無法承重大型載貨卡車。

筆者認為還有以下兩個方向可以改進：

1）結合寧麗娟等人發明的智能紅外感應交通安全語音提示樁的想法，引入紅外感應以提高對行人的辨識度。

2）采用更堅固的材料，增強硬度與柔韌性，以提高承重能力。

參考文獻：

[1] XGZP6847型氣體壓力變送器模塊[E].

[2] 5730貼片燈珠[E].

[3] 王一丁，徐超.一種基于改良逆投影變換的道路斑馬線識別方法[J].北方工業大學學報 2013，09，25（3）.

[4] 凌云，李樹君.創意斑馬線的平面設計研究[J].包裝世界，2010，04（4）.

[5] 寧麗娟，徐朝鵬，趙曉偉，馬志才等.一種基于紅外對碼技術的安全斑馬線系統[P].

作者簡介：林章垚（1995-），男，福建人，研究方向：電磁場與無線技術。