爱心优待座智能自控装置

文 湖南省汨罗市第一中学 黎宇鹍

一、方案设计

爱心优待座智能自控装置功能实现的技术路线如图1所示。

1.优待者上车刷卡后，如优待座上无人，则无需任何提示，优待者直接入座。

图1

2.优待者上车刷卡后，如优待座上坐有不具备优待资格的乘客，则座位上的灯光智能自控系统与声音智能自控系统同时启动，提示非优待者让座。

若占位者起身让座，则声光智能自控系统立即停止运行；如果占位者没有让座，则声光智能自控系统循环提示，并开启延时信号系统，继而启动机械智能自控系统，使优待座的座板转动倾斜。

此时若占位者起身让座，则声光停止，座位底板停转，并马上启动底板反转，恢复正常状态；如仍不让座，则机械智能自控系统将可倾斜座板转动到位（倾斜角度约35°），迫使占位者离座。一旦占位者起身离座，可倾斜座板马上自动复原，让优待者正常就坐。

3.优待者上车刷卡入座后，再将优待卡放在优待座扶手上的刷卡锁定口刷一下，则座位进入系统功能锁定状态，直到优待者离座，系统锁定自动解除。

4.病人、孕妇等特殊乘客一时不具备优待卡，但也属于具有优待资格的乘客，则由司机完成上车刷卡启动和锁定等工作程序。

二、装置总体结构

该装置包括灯光智能自控系统、声音智能自控系统、机械智能自控系统等，主要由可倾斜座板、转轴、蜗轮、蜗杆、蜗轮箱体、电动机、座板边框、刷卡口、显示信号窗口、支架背板、支柱及底座等组成。总体结构方案如图2所示。

图2

1.控制电路设计与工作原理

其中D1=a,D2=a2-bc,D3=a3-2abc+dc2.特别地，若d=0,则Dn为三对角行列式,满足Dn=aDn-1-bcDn-2.

（1）刷卡启动电路

图3

如图3，霍尔传感器模块包括霍尔传感器和处理器，有效时输出为低电平。未刷卡时模块输出为高电平，V11C极为高电平，V11导通，V1-2C极为低电平，V1-2截止，系统处于待机状态。刷卡时模块输出为低电平，V11截止、V1-2导通，触发 D1、J1工作，接通语言提示与延时电路。

（2）语言提示电路

图4

如图4，J2-1工作，接通语音录放模块电源，自动播放语音提示或循环播放。

（3）电机延时启动电路

图5

如图5，J2-2工作，接通时间模块电源，延时电路工作，达到设定时间后接通电机正转电源。

（4）离座工作控制电路

图6

如图6，反射式红外模块有效时输出低电平。座位有人时，模块输出低电平，V51截止，V52导通，J4-1工作接通刷卡电路电源，刷卡电路处于待机状态。

（5）刷卡锁定电路

图7

如图7，优待卡靠近刷卡口刷卡后，V61截止，V62导通，J6工作，接通刷卡锁定电路，同时切断刷卡启动电路，刷卡启动电路及其后续电路因失电而被锁定。

三、创新点

（1）利用人的行为模式与机电系统动作的协调，设计了一种新型的公交车优待座智能自控装置，是解决善待公交车优待座问题的原创性设计。

（2）利用声、光、机一体化技术，同时考虑乘客的心理特征，使公交车优待座智能自控装置具有人机和谐的功能。