CN104867204A - 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 - Google Patents
超声波传感器阵列式人数自动检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104867204A CN104867204A CN201410057764.4A CN201410057764A CN104867204A CN 104867204 A CN104867204 A CN 104867204A CN 201410057764 A CN201410057764 A CN 201410057764A CN 104867204 A CN104867204 A CN 104867204A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- array
- ultrasonic
- circuit
- transmitter device
- automatic checkout
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种超声波传感器阵列式人数自动检测系统，该系统包括安装在支撑立面上的超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板及安装在人群上方区域支撑平面上的超声波发送器阵列组和超声波接收器阵列组；所述超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板分别与所述超声波发送器阵列组、所述超声波接收器阵列组相连。本发明以微处理器为核心，可快速自动检测得到某区域内人群的具体数量和位置，自动统计一段时间内人进入区域和走出区域的情况以及人群的活动情况，可用于公交车站的候车人数的检测、高层建筑中电梯外等候乘坐电梯的人数的检测、电梯等交通工具内人数的检测、某区域内人的进入区域和走出区域的情况的检测等场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动检测系统，尤其涉及超声波传感器阵列式人数自动检测系统。
背景技术
目前，已有一些人群人数检测系统应用于公交车乘车人数的检测、电梯候梯人数的检测。其中：采用图像识别原理的人群人数检测技术的检测速度相对较低、检测设备复杂；采用红外人体感应器的检测系统误差相对较大；采用光电开关式检测方式的系统，因人群的重叠、检测面积小等局限，检测误差也较大，并且光学检测方法还存在易受外部光环境干扰的缺点。
虽然目前存在一些超声波阵列测量系统，该系统安装在移动设备上，如用于移动机器人测量前方障碍物或定位，但这些系统不具有测量人数功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速、实用的超声波传感器阵列式人数自动检测系统。
为解决上述问题，本发明所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：该系统包括安装在支撑立面上的超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板及安装在人群上方区域支撑平面上的超声波发送器阵列组和超声波接收器阵列组；所述超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板分别与所述超声波发送器阵列组、所述超声波接收器阵列组相连；
其中：
所述超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板包括键盘、数码显示器、输出通信接口电路、输出数字量接口电路、1~100个超声信号放大电路、显示器驱动芯片、一个超声波接收信号处理电路阵列、一个超声波接收信号切换开关电路阵列和微处理器电路；所述微处理器电路分别与所述键盘、所述显示器驱动芯片、所述输出通信接口电路、所述输出数字量接口电路、所述一个超声波接收信号处理电路阵列、所述一个超声波接收信号切换开关电路阵列、所述超声波发送器阵列相连；所述一个超声波接收信号处理电路阵列与所述一个超声波接收信号切换开关电路阵列一一对应相连；所述显示器驱动芯片与所述数码显示器相连；
所述超声波发送器阵列组由1~100个超声波发送器阵列组成，每个超声波发送器阵列由1~100个超声波发送器并联而成；所述1~100个超声波发送器阵列与所述1~100个超声信号放大电路一一对应相连；
所述超声波接收器阵列组由1~100个超声波接收器阵列组成，每个超声波接收器阵列由1~100个超声波接收器并联而成；所述每个超声波接收器阵列均与所述超声波接收信号切换开关电路阵列一一对应相连。
所述安装在人群上方区域的所述超声波发送器阵列组和所述超声波接收器阵列组到所述人群所在区域支撑平面的距离为1.5米~20米。
所述安装在人群上方区域的所述超声波发送器阵列组和所述超声波接收器阵列组均按照蜂窝状六边形划分，且两个超声波发送器之间和两个超声波接收器之间的间距均为100毫米~1000毫米，每个超声波发送器和每个超声波接收器均位于所属六边形区域的中心。
所述输出通信接口电路由一个通信驱动芯片MAX485电路或MAX232电路组成。
所述输出数字量接口电路由2个PNP三极管并联而成。
所述1~100个超声信号放大电路中的每个超声信号放大电路均由PNP三极管组成。
所述显示器驱动芯片由一个显示驱动芯片MAX7219电路构成。
所述数码显示器由4个数码管显示器组成。
所述一个超声波接收信号处理电路阵列由集成电路芯片CX20106组成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明以微处理器为核心，可快速自动检测得到某区域内人群的具体数量和位置，自动统计一段时间内人进入区域和走出区域的情况以及人群的活动情况，可用于公交车站的候车人数的检测、高层建筑中电梯外等候乘坐电梯的人数的检测、电梯等交通工具内人数的检测、某区域内人的进入区域和走出区域的情况的检测等场合。本发明系统可为公交车调度、电梯调度等系统提供人群数量，为实现自动调度或统计提供支持。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的安装示意图。
图2为本发明的结构示意图.
图3为本发明的电路连接图。
图中：1—超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板 101—键盘 102—数码显示器 103—输出通信接口电路 104—输出数字量接口电路 105—1~100个超声信号放大电路 106—显示器驱动芯片 107—一个超声波接收信号处理电路阵列 108—一个超声波接收信号切换开关电路阵列 109—微处理器电路 2—超声波发送器阵列组 3—超声波接收器阵列组。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，超声波传感器阵列式人数自动检测系统，该系统包括安装在支撑立面上的超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板1及安装在人群上方区域支撑平面上的超声波发送器阵列组2和超声波接收器阵列组3。超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板1分别与超声波发送器阵列组2、超声波接收器阵列组3相连；
安装在人群上方区域的超声波发送器阵列组2和超声波接收器阵列组3到人群所在区域支撑的平面距离为1.5米~20米。安装在人群上方区域的超声波发送器阵列组2和超声波接收器阵列组3均按照蜂窝状六边形划分，且两个超声波发送器之间和两个超声波接收器之间的间距均为100毫米~1000毫米，每个超声波发送器和每个超声波接收器均位于所属六边形区域的中心。
超声波发送器和超声波接收器按照行列编号分为四组：奇数行奇数列组、偶数行偶数列组、奇数行偶数列组、偶数行奇数列组，其中心谐振频率为20KHz~200KHz。
其中：
超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板1包括键盘101、数码显示器102、输出通信接口电路103、输出数字量接口电路104、1~100个超声信号放大电路105、显示器驱动芯片106、一个超声波接收信号处理电路阵列107、一个超声波接收信号切换开关电路阵列108和微处理器电路109。微处理器电路109分别与键盘101、显示器驱动芯片106、输出通信接口电路103、输出数字量接口电路104、一个超声波接收信号处理电路阵列107、一个超声波接收信号切换开关电路阵列108、超声波发送器阵列2相连；一个超声波接收信号处理电路阵列107与一个超声波接收信号切换开关电路阵列108一一对应相连；显示器驱动芯片106与数码显示器102相连。
输出通信接口电路103由一个通信驱动芯片MAX485电路或MAX232电路组成。输出数字量接口电路104由2个PNP三极管并联而成。1~100个超声信号放大电路105中的每个超声信号放大电路均由PNP三极管组成。显示器驱动芯片106由一个显示驱动芯片MAX7219电路构成。数码显示器102由4个数码管显示器组成。一个超声波接收信号处理电路阵列107由集成电路芯片CX20106组成。
超声波发送器阵列组2由1~100个超声波发送器阵列组成，每个超声波发送器阵列由1~100个超声波发送器并联而成；1~100个超声波发送器阵列与1~100个超声信号放大电路105一一对应相连。
超声波接收器阵列组3由1~100个超声波接收器阵列组成，每个超声波接收器阵列由1~100个超声波接收器并联而成；每个超声波接收器阵列均与超声波接收信号切换开关电路阵列108一一对应相连。
本发明工作原理：
工作时，由微处理器电路109产生超声电压信号，上述超声波电压信号时长在0.1毫秒至100毫秒，超声波驱动电压信号由超声信号放大电路105放大，然后传到超声波发送器阵列组2，安装在人群上方的超声波发送器阵列组2发出超声波，超声波在空气中传播，超声波遇到地面或地面上的人将被反射，被反射的超声波由超声波接收器阵列组3接收，并变换成电信号，不同的超声波接收器阵列组中的各个超声波接收器发出的电信号由超声波接收信号切换开关电路阵列108选中并传递到一个超声波接收信号处理电路阵列107进行信号处理，处理完成的超声波电信号传递到微处理器电路109，微处理器电路109自动测量超声波从超声波发送器发射到被反射再到被超声波接收器接收的时长，通过其中的软件计算出某一个超声波发送器和超声波接收器下方的地面或人到超声波发送器和超声波接收器的距离。系统的超声波测距的误差小于20毫米，人体的高度远大于这个误差。系统调试时保存地面无人时测量的距离，系统工作时若测量的某一距离小于保存的距离大于一个设定高度值则判断为超声波发送器和超声波接收器下方有人。根据每组超声波发送器和超声波接收器测量得到的距离判断其下方是否有人，然后累加所有超声波发送器和超声波接收器下方有人的数量和，该数量和乘以一个人数综合系数得到区域内人数的总和，上述人数综合系数可取值范围为0.1至3，一般取0.5。区域中人的分布位置根据超声波发送器和超声波接收器或超声波收发器的位置确定。根据受测量区域上方到地面的空间高度不同超声波传感器阵列式人数自动检测系统测量一次区域内的人数的时间周期2次每秒至90次每秒，根据前后两次测量的有人的位置的数据的变化，得到区域内人的运动情况，以及人进入和走出区域的情况。
为避免相邻的超声波接收器和超声波发送器或超声波收发器之间相互干扰，系统工作采用分时测量方式或分频测量方式。采用分时测量方式时，超声波接收器和超声波发送器或超声波收发器选用一种频率的器件。由微处理器电路109控制超声波发送器阵列组2中的奇数行奇数列组、偶数行偶数列组、奇数行偶数列组、偶数行奇数列组依次工作，分四次测量得到整个区域的人数。系统工作采用分频测量方式时，超声波接收器和超声波发送器或超声波收发器选用四种不同频率的器件，奇数行奇数列组、偶数行偶数列组、奇数行偶数列组、偶数行奇数列组的器件的每组之间的频率各不相同，组内所有器件的频率相同。
系统工作时测量得到的区域内人数的总和通过数码显示器102显示，或通过输出通信接口电路103、输出数字量接口电路104输出给其它设备。
Claims (9)
1.超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：该系统包括安装在支撑立面上的超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板（1）及安装在人群上方区域支撑平面上的超声波发送器阵列组（2）和超声波接收器阵列组（3）；所述超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板（1）分别与所述超声波发送器阵列组（2）、所述超声波接收器阵列组（3）相连；
其中：
所述超声波传感器阵列式人数自动检测系统主板（1）包括键盘（101）、数码显示器（102）、输出通信接口电路（103）、输出数字量接口电路（104）、1~100个超声信号放大电路（105）、显示器驱动芯片（106）、一个超声波接收信号处理电路阵列（107）、一个超声波接收信号切换开关电路阵列（108）和微处理器电路（109）；所述微处理器电路（109）分别与所述键盘（101）、所述显示器驱动芯片（106）、所述输出通信接口电路（103）、所述输出数字量接口电路（104）、所述一个超声波接收信号处理电路阵列（107）、所述一个超声波接收信号切换开关电路阵列（108）、所述超声波发送器阵列（2）相连；所述一个超声波接收信号处理电路阵列（107）与所述一个超声波接收信号切换开关电路阵列（108）一一对应相连；所述显示器驱动芯片（106）与所述数码显示器（102）相连；
所述超声波发送器阵列组（2）由1~100个超声波发送器阵列组成，每个超声波发送器阵列由1~100个超声波发送器并联而成；所述1~100个超声波发送器阵列与所述1~100个超声信号放大电路（105）一一对应相连；
所述超声波接收器阵列组（3）由1~100个超声波接收器阵列组成，每个超声波接收器阵列由1~100个超声波接收器并联而成；所述每个超声波接收器阵列均与所述超声波接收信号切换开关电路阵列（108）一一对应相连。
2.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述安装在人群上方区域的所述超声波发送器阵列组（2）和所述超声波接收器阵列组（3）到所述人群所在区域支撑平面的距离为1.5米~20米。
3.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述安装在人群上方区域的所述超声波发送器阵列组（2）和所述超声波接收器阵列组（3）均按照蜂窝状六边形划分，且两个超声波发送器之间和两个超声波接收器之间的间距均为100毫米~1000毫米，每个超声波发送器和每个超声波接收器均位于所属六边形区域的中心。
4.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述输出通信接口电路（103）由一个通信驱动芯片MAX485电路或MAX232电路组成。
5.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述输出数字量接口电路（104）由2个PNP三极管并联而成。
6.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述1~100个超声信号放大电路（105）中的每个超声信号放大电路均由PNP三极管组成。
7.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述显示器驱动芯片（106）由一个显示驱动芯片MAX7219电路构成。
8.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述数码显示器（102）由4个数码管显示器组成。
9.如权利要求1所述的超声波传感器阵列式人数自动检测系统，其特征在于：所述一个超声波接收信号处理电路阵列（107）由集成电路芯片CX20106组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410057764.4A CN104867204B (zh) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410057764.4A CN104867204B (zh) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104867204A true CN104867204A (zh) | 2015-08-26 |
| CN104867204B CN104867204B (zh) | 2017-06-23 |
Family
ID=53913017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410057764.4A Expired - Fee Related CN104867204B (zh) | 2014-02-20 | 2014-02-20 | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104867204B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108665051A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-10-16 | 东北林业大学 | 一种基于光电测距传感器的公交客流量统计方法 |
| CN112363415A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-12 | 张磊 | 一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4112419A (en) * | 1975-03-28 | 1978-09-05 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for detecting the number of objects |
| DE3801698A1 (de) * | 1986-07-29 | 1989-07-27 | Transports De Besancon Comp D | Zaehlsystem fuer bewegte objekte |
| CN2253825Y (zh) * | 1995-04-08 | 1997-05-07 | 遂宁市电力电子技术应用研究所 | 智能超声波流量计 |
| CN1360288A (zh) * | 2001-11-28 | 2002-07-24 | 南京师范大学 | 用超声波探测器记录公交车人流量的装置 |
| CN2777646Y (zh) * | 2005-01-26 | 2006-05-03 | 刘利民 | 一种人数点算系统控制装置 |
| CN1797441A (zh) * | 2004-12-21 | 2006-07-05 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | 一种公交车客流量实时统计的方法 |
| CN1967623A (zh) * | 2006-11-23 | 2007-05-23 | 河北理工大学 | 用红外线矩阵检测车流量的方法及交通监测系统 |
| CN101051398A (zh) * | 2007-05-11 | 2007-10-10 | 镇江市道路运输协会 | 营运客车信息采集器和信息采集方法 |
| CN101493438A (zh) * | 2009-02-18 | 2009-07-29 | 宁波工程学院 | 一种相控阵超声检测数据采集与处理装置 |
| CN201845367U (zh) * | 2010-08-04 | 2011-05-25 | 杨克虎 | 基于测距传感器的客流量统计装置 |
| CN203706294U (zh) * | 2014-02-20 | 2014-07-09 | 兰州交通大学 | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 |
-
2014
- 2014-02-20 CN CN201410057764.4A patent/CN104867204B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4112419A (en) * | 1975-03-28 | 1978-09-05 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for detecting the number of objects |
| DE3801698A1 (de) * | 1986-07-29 | 1989-07-27 | Transports De Besancon Comp D | Zaehlsystem fuer bewegte objekte |
| FR2602894B1 (fr) * | 1986-07-29 | 1991-04-12 | Besancon Cie Transports | Systeme de comptage de mobiles traversant dans les deux sens une voie unique, a l'aide de cellules photoelectriques de detection directe |
| CN2253825Y (zh) * | 1995-04-08 | 1997-05-07 | 遂宁市电力电子技术应用研究所 | 智能超声波流量计 |
| CN1360288A (zh) * | 2001-11-28 | 2002-07-24 | 南京师范大学 | 用超声波探测器记录公交车人流量的装置 |
| CN1797441A (zh) * | 2004-12-21 | 2006-07-05 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | 一种公交车客流量实时统计的方法 |
| CN2777646Y (zh) * | 2005-01-26 | 2006-05-03 | 刘利民 | 一种人数点算系统控制装置 |
| CN1967623A (zh) * | 2006-11-23 | 2007-05-23 | 河北理工大学 | 用红外线矩阵检测车流量的方法及交通监测系统 |
| CN101051398A (zh) * | 2007-05-11 | 2007-10-10 | 镇江市道路运输协会 | 营运客车信息采集器和信息采集方法 |
| CN101493438A (zh) * | 2009-02-18 | 2009-07-29 | 宁波工程学院 | 一种相控阵超声检测数据采集与处理装置 |
| CN201845367U (zh) * | 2010-08-04 | 2011-05-25 | 杨克虎 | 基于测距传感器的客流量统计装置 |
| CN203706294U (zh) * | 2014-02-20 | 2014-07-09 | 兰州交通大学 | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108665051A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-10-16 | 东北林业大学 | 一种基于光电测距传感器的公交客流量统计方法 |
| CN112363415A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-12 | 张磊 | 一种基于无线传感器网络的车站实时监控系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104867204B (zh) | 2017-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103838376A (zh) | 立体交互方法和立体交互系统 | |
| CN102259653B (zh) | 基于激光扫描技术的铁路限界检测装置 | |
| TW201742031A (zh) | 智能停車系統及智能停車方法 | |
| CN103543834A (zh) | 一种手势识别装置与方法 | |
| CN104898907B (zh) | 半导体装置以及电子设备 | |
| CN204251103U (zh) | 一种施工升降机定位装置 | |
| CN106168484A (zh) | 边界线的脉冲信号识别系统、方法及智能割草系统 | |
| CN103675099B (zh) | 基于磁致伸缩扭转导波的轨底缺陷监测系统和方法 | |
| CN203706294U (zh) | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 | |
| CN104731092A (zh) | 一种移动机器人多方位避障系统 | |
| CN103076277A (zh) | 敲击扫描式桥梁损伤检测的敲击载荷施加装置 | |
| CN104867204A (zh) | 超声波传感器阵列式人数自动检测系统 | |
| CN204301698U (zh) | 机动车外廓尺寸测量系统 | |
| CN210542119U (zh) | 一种具有避障和人脸识别的智能轮椅 | |
| CN102799320A (zh) | 拼接超声波触摸屏 | |
| CN205245996U (zh) | 一种通风柜视窗高度测量系统 | |
| CN201413309Y (zh) | 四绳同测钢丝绳无损检测装置 | |
| CN205246015U (zh) | 一种陶瓷砖平面度在线检测装置 | |
| CN104058306A (zh) | 一种电梯智能调度系统 | |
| CN105466534A (zh) | 物流运费自动计算装置及其计算方法 | |
| CN204902792U (zh) | 一种用于装饰板的平整度检测装置 | |
| CN204416818U (zh) | 一种电磁传感器及具有楼层校验的电梯系统 | |
| CN207488825U (zh) | 轨道接触网检测仪 | |
| US20170371460A1 (en) | Touch signal scanning method | |
| CN102956120A (zh) | 无线超声波车位检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170623 Termination date: 20210220 |