一种行人过街智能交通灯控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种行人过街智能交通灯控制系统,包括主控制器和副控制器，所述主控制器和副控制器均包括一个控制单元；所述控制单元包括：微处理器、红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块，微处理器分别与红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块连接。本实用新型专利技术采用红外+超声波组合传感器来识别行人并使用警笛识别模块来识别救援车辆，进而控制交通灯的自动切换，最大程度的利用交通资源，及时应对突发路况，提升行人过街的安全系数。

【技术实现步骤摘要】
一种行人过街智能交通灯控制系统
本技术属于自动控制
,特别涉及到一种行人过街智能交通灯控制系统。
技术介绍
交通灯自专利技术以来，有效的解决了路口交通秩序混乱及安全问题，当前的路口交通灯多采用定时控制的行人过街信号系统，通过预设的时长，定时切换交通灯。但是，现行的行人过街信号系统提供的通行时间是基于行人每秒1.2米的行走速度，随着城市的人口增多和车流量的加大，预设的通行时间对部分残疾人士和老年人及小孩来说很不充裕，如果司机因为视线等因素无法看到行人，做到行人优先，仍按照交通灯的指示行驶，极易发生交通事故；而且，当路口在交通拥堵时段，现行的行人过街信号系统无法根据路口的人车流向，及时进行调整，仍旧按照预算的时长切换交通灯，不利于路口拥堵的快速疏导，降低了通行效率。其次，当路口处有110、119、120救援车辆需要紧急通过时，现有的交通灯控制系统无法及时进行交通灯切换，尤其在交通拥堵时段，无法对救援车辆行驶方向的车流进行快速疏导，容易造成路口处的堵塞，影响了救援车辆的通行，而且行人过街时，视线容易受到阻挡，存在较大的安全隐患。另外，现有的行人过街信号系统通常是依靠视觉相机进行行人识别，视觉相机对行人的识别，仅限于背景单一且行人密度很少的情况，其对环境光线要求较高。一旦光线强度变化较大时，将难以准确识别行人。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种行人过街智能交通灯控制系统，它能够准确识别等待过街和正在过街的行人并进行数据采集和分析，通过分析结果控制交通灯切换，而且，遇到救援车辆紧急通过时，能够根据警笛声及时识别相关车辆并控制交通灯临时切换，从而最大程度的利用交通资源，及时应对突发路况，提升行人过街的安全系数。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种行人过街智能交通灯控制系统,包括主控制器和副控制器，所述主控制器和副控制器均包括一个控制单元；所述控制单元包括：微处理器、红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块，微处理器分别与红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块连接；所述警笛识别模块包括声音采集器和声音识别器，声音采集器和声音识别器连接，声音识别器与微处理器连接；声音采集器安装在交通灯柱上，用于采集救援车辆发出的警笛声；声音识别器内存储有110、120、119三种警笛信号的基频，用于识别警笛声并向微处理器发送确认信号；所述主控制器和副控制器通过进行蓝牙传输模块进行无线数据传输；所述主控制器还包括一个GPRS数据传输模块，GPRS数据传输模块与微处理器连接，GPRS数据传输模块用于主控制器与城市交通控制中心服务器之间的数据传输。所述微处理器采用STC12C5A60S2单片机。进一步，所述红外测距模块阵列包括8个GP2Y0A02YK0F红外测距传感器，所述微处理器与红外测距模块阵列通过红外测距模块接口电路连接；所述红外测距模块接口电路包括：微处理器U1、型号为ADC0808的数模转换器U2和用于接收8个GP2Y0A02YK0F传感器输出信号的接口模块J3；接口模块J3的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚与数模转换器U2的IN-0脚、IN-1脚、IN-2脚、IN-3脚、IN-4脚、IN-5脚、IN-6脚、IN-7脚依次对应连接；数模转换器U2的ADD-A脚、ADD-B脚、ADD-C脚、2-8脚、2-7脚、2-6脚、2-5脚、2-4脚、2-3脚、2-2脚、2-1脚与微处理器U1的P20脚、P21脚、P22脚、P07脚、P06脚、P05脚、P04脚、P03脚、P02脚、P01脚、P00脚依次对应连接；在数模转换器U2上，EOC脚分别于ALE脚和START脚连接；数模转换器U2的CLOCK脚与微处理器U1的P4.5/ALE/P脚连接。进一步，所述超声波测距模块采用KS109超声波测距传感器模块，所述微处理器与超声波测距模块通过超声波测距传感器接口电路连接；所述超声波测距传感器接口电路包括：在超声波测距传感器模块U7上，MODE脚和VCC脚分别连接到5V电源上，SCL脚串联电阻R9后连接到5V电源上，SDA脚串联电阻R10后连接到5V电源上；微处理器U1的P10脚连接在SCL脚和电阻R9之间，微处理器U1的P11脚连接在SDA脚和电阻R10之间。进一步，所述高亮LED灯组，包括安装在交通灯柱上的LED红灯、LED黄灯和LED绿灯。进一步，所述8个GP2Y0A02YK0F红外测距传感器在交通灯柱1米处环交通灯柱一周均布安装。进一步，所述KS109超声波测距传感器模块安装在交通灯柱2.5米高处，KS109超声波测距传感器模块的超声波束与水平面成20度。对比现有技术，本技术有益效果在于：本技术提供的行人过街智能交通灯控制系统，主控制器和副控制器分别安装在公路两侧的灯柱上，分别负责公路两侧的数据分析及交通灯控制，通过红外测距模块阵列实时采集灯柱下的行人数量，通过超声波测距模块实时采集行人的行走时离开灯柱的距离及变化趋势，并将采集到的数据信息传送至微处理器；主副两个控制器通过蓝牙传输模块无线通信，完成两个微处理器的数据交换及综合，微处理器根据所计算的行人数量和通行最优化原则来设置行人通行控制策略，行人通行后，实时测量行人在斑马线上的位置，根据该数据、行人安全优先和通行效率来设置车辆通行策略，进而控制高亮LED灯组的显示；主控制器通过GPRS数据传输模块将高亮LED灯组实时显示状态的数据发送至城市交通控制中心服务器并接收统一调度指令。声音采集器安装在交通灯柱上，用于采集救援车辆发出的警笛声，由于110、120、119三种警笛声音信号的波形、周期变化范围的唯一性，通过检测声音信号的基频可以准确识别救援车辆，声音采集器将声音信号实时传递至声音识别器，声音识别器会将接收到的声音信号与预存的警笛声音信号的基频进行比对，一旦认定为救援车辆，再结合所确认的声音信号的强度变化确定救援车辆的行驶方向，及时将确认信号和方向识别信号传送至微处理器，微处理器根据救援车辆的行驶方向控制交通灯的切换，保障救援车辆的快速通过。而且，过街行人根据交通灯的指示，能够及时进行避让，保证了安全。红外测距模块阵列包括8个GP2Y0A02YK0F红外测距传感器，该红外测距传感器的分辨率为1mm，测量范围是20㎝-150㎝，有效的测量角度大于40°，在交通灯柱1米处环交通灯柱一周均布安装，将能360°无死角检测在灯柱下的等待过街行人的有无及其数量。超声波测距模块采用KS109超声波测距传感器模块，测量范围为8厘米至10米，超声波采用收发一体装置，其波束角约为10°，测量精度可达3毫米，探测频率可达500Hz，即每秒可探测500次，将该超声波测距传感器安装在灯柱2.5米高处，使其超声波束与水平面成20度。这样，超声波将仅检测斑马线上的行人，而灯柱下的人员将不会影响传感器的检测。附图说明图1是本技术的电气框图。图2是本技术的红外测距模块接口电路的电路原理图。图3是本技术的超声波测距传感器接口电路的电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做出说明。如图1所示的一种行人过街智能交通灯控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行人过街智能交通灯控制系统, 其特征在于：包括主控制器和副控制器，所述主控制器和副控制器均包括一个控制单元；所述控制单元包括：微处理器、红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块，微处理器分别与红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块连接；所述警笛识别模块包括声音采集器和声音识别器，声音采集器和声音识别器连接，声音识别器与微处理器连接；声音采集器安装在交通灯柱上，用于采集救援车辆发出的警笛声；声音识别器内存储有110、120、119三种警笛信号的基频，用于识别警笛声并向微处理器发送确认信号；所述主控制器和副控制器通过进行蓝牙传输模块进行无线数据传输；所述主控制器还包括一个GPRS数据传输模块，GPRS数据传输模块与微处理器连接，GPRS数据传输模块用于主控制器与城市交通控制中心服务器之间的数据传输；所述微处理器采用STC12C5A60S2单片机。

【技术特征摘要】
1.一种行人过街智能交通灯控制系统,其特征在于：包括主控制器和副控制器，所述主控制器和副控制器均包括一个控制单元；所述控制单元包括：微处理器、红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块，微处理器分别与红外测距模块阵列、超声波测距模块、高亮LED灯组、蓝牙传输模块、警笛识别模块和电源模块连接；所述警笛识别模块包括声音采集器和声音识别器，声音采集器和声音识别器连接，声音识别器与微处理器连接；声音采集器安装在交通灯柱上，用于采集救援车辆发出的警笛声；声音识别器内存储有110、120、119三种警笛信号的基频，用于识别警笛声并向微处理器发送确认信号；所述主控制器和副控制器通过进行蓝牙传输模块进行无线数据传输；所述主控制器还包括一个GPRS数据传输模块，GPRS数据传输模块与微处理器连接，GPRS数据传输模块用于主控制器与城市交通控制中心服务器之间的数据传输；所述微处理器采用STC12C5A60S2单片机。2.根据权利要求1所述的行人过街智能交通灯控制系统,其特征在于：所述红外测距模块阵列包括8个GP2Y0A02YK0F红外测距传感器，所述微处理器与红外测距模块阵列通过红外测距模块接口电路连接；所述红外测距模块接口电路包括：微处理器U1、型号为ADC0808的数模转换器U2和用于接收8个GP2Y0A02YK0F传感器输出信号的接口模块J3；接口模块J3的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚与数模转换器U2的IN-0脚、IN-1脚、IN-2脚、IN-3脚、IN-4脚、IN-5脚、IN-6脚、IN-7脚依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文军，叶远坚，
申请(专利权)人：南宁职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广西,45