新型智能交通信号系统的设计

2020-08-11张心怡

科学技术创新 2020年25期

张心怡

（德州农工大学电子工程学院，江苏南京210039）

1 概述

随着科学技术的发展，人们生活水平的日益提高，城市道路的机动车流量越来越大，在此情况下，道路交通控制就显得尤为重要。现有的道路交通控制系统，大多是采用红绿灯控制系统，很少采用“语音提示+ 红绿灯控制”的系统，个别采用“语音提示+红绿灯控制”的系统，语音提示也是采用自动定时往复循环提示，容易引起行人和非机动车驾驶员的听觉疲劳，特别是在当今的信息时代，出现许多“低头族”，很多人都是因为分神根本没有看到红绿灯，因而酿成悲剧。

针对该缺陷，提出了一种人体感应智能红绿灯提醒装置，该装置巧妙地利用人体红外感应提醒，使得语音提示器有选择的进行提示。于是就设计了一种人体感应智能语音交通信号灯系统。

2 工作原理

人体感应方式是一种利用红外热释电原理感应人体活动信息的技术，当人体进入感应范围时，就能准确地识别、检测和被动式感应人体活动的信息。在检测到人体活动的信息后，系统会自动发出语音提示，以实现用语音的方式提示行人当前交通路口的交通信号状态。它好像一只猫的眼睛，不会依赖光线，哪怕是在漆黑的环境里，也能稳定可靠的工作，克服了光感应的不足。

通过增加传感器的办法，当行人越界时起到提醒或警示的作用。刚开始时考虑用汽车使用的压敏传感，或采用超声波和光敏传感的办法，不过，上述几个传感器都受环境影响极大，在可行性分析后放弃以上的选择，最终采用了人体红外传感器，它可以探测到人体的温度，在行人经过感应区时，更好地进行提醒或警示。

图1 最终确立的人体红外传感器HC-SR501

图2 工作原理框图

3 硬件设计

对红绿灯的循环显示是通过采用C8051 单片机定时输出控制来实现。采用单片机控制方式，可以很方便地修改红绿灯的显示时间，同时便于整个城市交通路口的组网与监控，实时控制各交通路口的交通。

对人体感应采用红外线、热释电传感器感应人体活动的信息，当检测到有人活动时，产生3.3V 的电压信号，该信号通过NPN 三极管（SA8050）驱动后，通过与红绿灯信号同步的控制信号相与后，传送到语音组件，以发出语音提示。

同一方向的两端路口各安装了一个人体感应传感器，两个信号是通过74LS32 集成芯片相或，使两个传感器只要其中有一个检测到人体活动便发出控制信号，发出语音提示“现在是红灯，请不要通行”。

图3 人体感应智能语音交通信号系统部分电路图

图4 实物图片

4 软件设计

本文所设计的人体感应智能语音交通信号系统可实现人体自动感应、智能语音等功能，当人体进入感应范围时，就能准确地识别、检测和被动式感应人体活动的信息。在检测到人体活动的信息后，系统会自动发出语音提示，以实现用语音的方式提示行人当前交通路口的交通信号状态。对红绿灯的循环显示是通过采用C8051 单片机定时输出控制来实现。采用单片机控制方式，可以很方便地修改红绿灯的显示时间，同时便于整个城市交通路口的组网与监控，实时控制各交通路口的交通。系统软件框图如图5 所示。