新型智能交通信號系統(tǒng)的設(shè)計

張心怡

（德州農(nóng)工大學(xué)電子工程學(xué)院，江蘇 南京210039）

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，城市道路的機(jī)動車流量越來越大，在此情況下，道路交通控制就顯得尤為重要?，F(xiàn)有的道路交通控制系統(tǒng)，大多是采用紅綠燈控制系統(tǒng)，很少采用“語音提示+ 紅綠燈控制”的系統(tǒng)，個別采用“語音提示+紅綠燈控制”的系統(tǒng)，語音提示也是采用自動定時往復(fù)循環(huán)提示，容易引起行人和非機(jī)動車駕駛員的聽覺疲勞，特別是在當(dāng)今的信息時代，出現(xiàn)許多“低頭族”，很多人都是因為分神根本沒有看到紅綠燈，因而釀成悲劇。

針對該缺陷，提出了一種人體感應(yīng)智能紅綠燈提醒裝置，該裝置巧妙地利用人體紅外感應(yīng)提醒，使得語音提示器有選擇的進(jìn)行提示。于是就設(shè)計了一種人體感應(yīng)智能語音交通信號燈系統(tǒng)。

2 工作原理

人體感應(yīng)方式是一種利用紅外熱釋電原理感應(yīng)人體活動信息的技術(shù)，當(dāng)人體進(jìn)入感應(yīng)范圍時，就能準(zhǔn)確地識別、檢測和被動式感應(yīng)人體活動的信息。在檢測到人體活動的信息后，系統(tǒng)會自動發(fā)出語音提示，以實現(xiàn)用語音的方式提示行人當(dāng)前交通路口的交通信號狀態(tài)。它好像一只貓的眼睛，不會依賴光線，哪怕是在漆黑的環(huán)境里，也能穩(wěn)定可靠的工作，克服了光感應(yīng)的不足。

通過增加傳感器的辦法，當(dāng)行人越界時起到提醒或警示的作用。剛開始時考慮用汽車使用的壓敏傳感，或采用超聲波和光敏傳感的辦法，不過，上述幾個傳感器都受環(huán)境影響極大，在可行性分析后放棄以上的選擇，最終采用了人體紅外傳感器，它可以探測到人體的溫度，在行人經(jīng)過感應(yīng)區(qū)時，更好地進(jìn)行提醒或警示。

圖1 最終確立的人體紅外傳感器HC-SR501

圖2 工作原理框圖

3 硬件設(shè)計

對紅綠燈的循環(huán)顯示是通過采用C8051 單片機(jī)定時輸出控制來實現(xiàn)。采用單片機(jī)控制方式，可以很方便地修改紅綠燈的顯示時間，同時便于整個城市交通路口的組網(wǎng)與監(jiān)控，實時控制各交通路口的交通。

對人體感應(yīng)采用紅外線、熱釋電傳感器感應(yīng)人體活動的信息，當(dāng)檢測到有人活動時，產(chǎn)生3.3V 的電壓信號，該信號通過NPN 三極管（SA8050）驅(qū)動后，通過與紅綠燈信號同步的控制信號相與后，傳送到語音組件，以發(fā)出語音提示。

同一方向的兩端路口各安裝了一個人體感應(yīng)傳感器，兩個信號是通過74LS32 集成芯片相或，使兩個傳感器只要其中有一個檢測到人體活動便發(fā)出控制信號，發(fā)出語音提示“現(xiàn)在是紅燈，請不要通行”。

圖3 人體感應(yīng)智能語音交通信號系統(tǒng)部分電路圖

圖4 實物圖片

4 軟件設(shè)計

本文所設(shè)計的人體感應(yīng)智能語音交通信號系統(tǒng)可實現(xiàn)人體自動感應(yīng)、智能語音等功能，當(dāng)人體進(jìn)入感應(yīng)范圍時，就能準(zhǔn)確地識別、檢測和被動式感應(yīng)人體活動的信息。在檢測到人體活動的信息后，系統(tǒng)會自動發(fā)出語音提示，以實現(xiàn)用語音的方式提示行人當(dāng)前交通路口的交通信號狀態(tài)。對紅綠燈的循環(huán)顯示是通過采用C8051 單片機(jī)定時輸出控制來實現(xiàn)。采用單片機(jī)控制方式，可以很方便地修改紅綠燈的顯示時間，同時便于整個城市交通路口的組網(wǎng)與監(jiān)控，實時控制各交通路口的交通。系統(tǒng)軟件框圖如圖5 所示。

圖5 系統(tǒng)軟件框圖

結(jié)束語

文中提出了人體感應(yīng)智能語音交通信號系統(tǒng)，通過多次實驗均能檢測人體通過交通路口，并能及時提示當(dāng)前的路口交通信號狀況，該感應(yīng)系統(tǒng)無論是在側(cè)方還是前方，感應(yīng)范圍均能達(dá)到3～5 米。經(jīng)多次試驗測試，該系統(tǒng)語音信息識別率高，具有良好的市場應(yīng)用前景。