樓道防踩踏控制裝置

■江蘇省興化中學 朱婉璐 姚屹洋 薛天琪

一、設計思路

利用傳感器檢測人體信號，利用單片機計數，通過喇叭提醒，升降桿帶動橡皮筋升起，阻擋隔離帶欄桿；或降下拉繩，讓跌倒的人及時站起來，避免被踩踏。

二、結構設計

樓道防踩踏控制裝置包括多組對射型紅外線傳感器、計數器、邏輯電路、單片機、音頻放大電路、喇叭、計時器。

紅外線傳感器被安裝在樓道兩旁，為對射型，當人上樓或下樓時，身體遮擋會產生計數脈沖，由單片機智能處理脈沖次數。無人經過樓道時，單片機輸入信號為高電平；有人經過樓道時，單片機輸入信號為低電平。其結構及原理如圖1、圖2、圖3 所示。

圖1 結構示意圖

圖2 紅外線傳感器安裝圖

圖3 原理方框圖

利用單片機處理如下數據：給定一個10 秒的時間間隔，計數器記錄、采集脈沖次數及脈沖長短，如果次數多于10 ～20 次或脈沖時長超過5 秒，單片機將有信號輸出至語音電路，經音頻放大電路放大，由喇叭發出報警或提示音，同時升降桿自動升起，形成阻擋隔離帶。直到給定時間內的脈沖數正常或脈沖時間小于5 秒，裝置才停止報警，阻擋隔離帶下降復位。

紅外線傳感器數量大于等于1，安裝在每層樓梯的進口或出口處，多組紅外信號脈沖處理后，發送給邏輯電路。邏輯電路為或門電路。利用單片機智能處理脈沖次數和脈沖時長，若數據異常就會發出提示音，有效防止公共樓道踩踏事件的發生。

三、創新點

1.利用時間繼電器間斷掃描，全天候監控。

2.利用傳感器檢測人體信號，在掃描脈沖時間內，利用單片機計時、計數，智能處理脈沖次數和脈沖時長，若數據異常，將發出提示音。

3.若掃描脈沖時間寬度過長，時間延時繼電器工作，通過升降桿帶動橡皮筋升降，達到提醒和升起欄桿的目的，形成阻擋隔離帶；或降下拉繩，讓跌倒的人及時站起來。若掃描脈沖時間寬度正常，阻擋隔離帶下降復位，能有效防止公共樓道踩踏事件的發生。