CN107060569A - 一种公交安全门控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公交安全门控系统，由控制器，与控制器电连接的传感器及执行器组成；控制器与状态显示器、压力传感器、测速传感器及开关门控制模块分别电连接，状态显示器显示数据信息，压力传感器设置在公交门的车门的门侧，车门设有红外传感器，红外传感器检测车门关闭范围内人或物并把信号传送给控制器，开关门控制模块设有电机、继电器，控制器通过继电器连接控制电机。本发明能减少乘客或者家人在不经意间关闭车门时对靠近车门以及门框的手或者身体的其他部位的意外伤害率，满足人们对驾驶或者乘坐汽车时的方便和安全性的需求。

Description

一种公交安全门控系统

技术领域

本发明涉及控制系统，确切地说是一种公交安全门控系统。

背景技术

随着人类现在工业文明的飞速发展，改革的进一步深化和经济产业结构的调整，大规模的人口流动和货物的流通，目前汽车客运成为我国乃至世界重要的客运方式。

国内对汽车客运管理的安全问题上存在着很大的不足。例如：许多公交车辆在营运过程中，车辆未停稳开门，起步时车门未关稳，这给交通极大的安全隐患。因此，提高公交汽车的管理监督水平，避免车辆在营运过程中存在的违规操作，具有非常重要的意义。随着公共汽车布入人们生活的同时，越来越多的有关安全方面的问题围绕着驾乘人员及家人。对于每一位乘坐汽车的人来说，意外的安全保护问题也随之出现，其中最常见的就是汽车车门的快速关闭造成的乘客被夹的问题，尤其是小孩子被夹，在很多城市中都发生过汽车车门夹伤乘客的现象。汽车车门的关闭安全以及防夹功能设计问题也逐渐成为人们日益关注的方面，也成为人们购买车辆时所要考虑的方面之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是一种公交安全门控系统，该系统能减少乘客或者家人在不经意间关闭车门时对靠近车门以及门框的手或者身体的其他部位的意外伤害率，满足人们对驾驶或者乘坐汽车时的方便和安全性的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种公交安全门控系统，由控制器，与控制器电连接的传感器及执行器组成；控制器与状态显示器、压力传感器、测速传感器及开关门控制模块分别电连接，状态显示器显示数据信息，压力传感器设置在公交门的车门的门侧，车门设有红外传感器，红外传感器检测车门关闭范围内人或物并把信号传送给控制器，开关门控制模块设有电机、继电器，控制器通过继电器连接控制电机。

LOGO可在家庭和工程中进行安装使用，例如用于楼梯照明、室外照明、遮阳蓬、百叶窗、商店橱窗照明等，也可在开关柜和机电设备中使用，例如：门控制统、空调系统、或雨水泵等。LOGO也可以作为专用的控制系统应用在暖房或温室中，用于控制操作信号，如果连接了通讯模块(例如：AS-i模块)，还可分散式本地控制机器和流程。此外，还提供无带操作面板和显示单元的特殊型号，它们适用于小型机械设备、电气装置、控制柜以及安装工程等一系列应用。

LOGO通过逻辑控制模块有8种基本功能和26种特殊功能，它代替了很多定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能，取代了数以万计的继电器设备。LOGO模块不需要太多的附件和放置空间，因而它使得控制体积变得更小，而且随时能够扩展其功能。所以，LOGO模块不仅降低了花费，也节省了多达70％的时间。LOGO易于安装，几乎不需要任何接线，而且编程十分简单。LOGO也具有抗振性，及很强的电磁兼容性(EMC)，并完全符合各项工业标准，能够应用于各种气候条件，因此LOGO在全世界范围内得以广泛应用。

西门子公司生产的微型可编程控制器西门子LOGO同PLC及其他控制器相比较，LOGO系列产品具有体积小、价格便宜、编程简单、便于操着等优点。LOGO是本产品正常运行的核心，其精确的控制、完善的功能将有力保障本产品的高效与节能，因此受到广大电气工作者的欢迎。LOGO作为智能型的逻辑组合单元，具有逻辑控制、现场编程、有输入输出功能而成为在工控应用中更为直接的选择。LOGO不仅可以完成PLC才能完成的控制任务，而且配有简易型的人机界面的LOGO在小规模的系统或设备上使用的合理性和必要性大大增强。

LOGO主控器通过各路传感器采集数据并能将数据实时显示在文本显示器上。同时LOGO根据采集到的数据进行处理判断并给出输出控制信号；最后，LOGO的输出信号作用于被控电机，从而控制车门的开闭。

压力传感器采用应变片压力传感器，电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件，应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。HX711是一款专为高精度压力传感器而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的64增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

测速传感器为ZLS-Px测速传感器也是特别定制的一款测速传感器，传感器有2个正交测量信号输出能同时测量两个方向的速度，不但能觉察被测体是否停止，而且能觉察被测体的运动方向。将传感器固定在稳定的支架上能测出转动被测体的转角和转速，并且它是非接触的传感器，可测量无法接触的物体。除能测量速度外，还可以识别开机、关机和运动方向。通过设置速度传感器，控制系统建立车门开闭过程中车速与车门开关的限制关系，车门未关稳公车无法开动；车速为0时，司机按下按钮才能打开车门；将压力传感器和红外传感器同时应用于公交门控系统，双重保护功能极大提高了公交车门的安全性，有效控制车门的关闭开启运行状态和提高安全防夹性能。减少乘客或者家人在不经意间关闭车门时对靠近车门以及门框的手或者身体的其他部位的意外伤害率，满足人们对驾驶或者乘坐汽车时的方便和安全性的需求。

烟雾传感器采用烟雾传感器MQ-2检测车内的烟雾浓度，MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

红外传感器，主要由红外发射器和接收器、专用柔性电缆三大部分组成。用光幕检测物体(比如手)进入的测试原理结构中，光幕的一边等间距安装有多个红外发射管，另一边排列着红外接收管，每一个红外发射管都对应着若干个红外接收管。当红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后，进行光电转换，而在有障碍物的情况下，红外发射管发出的调制信号(光信号)不能顺利到达红外接收管，这时该红外接收管接收不到调制信号，从而无法进行光电转换。这样，通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。

语音电路芯片，采用ISD1730，是ISD公司最新推出的单片高音质语音录放电路，该芯片提供多项创新功能，包括多信息管理系统，新信息提示(vAlert)，双运作模式(独立&嵌入式)，以及可定制的信息操作指示音效。芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。

进一步的优选技术方案如下：

所述的控制器连接控制语音控制模块。

语音控制模块进行开、关门语音提示及图文显示，以实现公交车的开、关门的语音播报，图文的显示。语音控制模块设有语音电路芯片ISD1730，语音电路芯片ISD1730包括多信息管理系统，新信息提示(vAlert)，双运作模式(独立&嵌入式)，以及可定制的信息操作指示音效。语音电路芯片ISD1730内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。

所述的压力传感器通过固定在车门上，橡胶条设有固定槽，压力传感器安装在固定槽内，压力传感器均匀间隔分布。上述设置，使压力传感器测量的数据更准确。

所述的控制器与烟雾传感器电连接，烟雾传感器设置在车体内部的顶板上。

红外传感器主要由红外发射器和红外接收器、专用柔性电缆三大部分组成。通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。红外传感器接收到门关闭范围内无障碍物的信号时，才可以正常开关门。

控器通过各路传感器采集数据并能将数据实时显示在文本显示器上。

烟雾传感器采用烟雾传感器MQ-2、烟雾传感器B6分别检测车内的可燃气体浓度、烟雾浓度，当烟雾传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。门控系统配备烟雾传感器模块，遇到公交车突发火灾具备自动识别和控制开门继电器，电机工作，自动开门。

为防止紧急情况下系统无法工作，本系统设有应急按钮手动开门转换开关，当本系统无法工作时，可以通过应急按钮手动开门转换开关转换到手动模式。

本实用新的技术方案可以实现以下功能：

(1)双重车门防夹功能：提供一种基于西门子LOGO的的公交车门防夹系统，包括按键模块、LOGO控制模块、红外发射模块和红外接收模块、压力传感器模块。与现有技术相比，本发明的系统的有益效果是只有在红外接收器接收到门关闭范围内无障碍物的信号时，才可以正常开关门，同时，对开的车门一侧设有与车门相连的驱动电机，车门关闭时相邻的两个边缘设有橡胶条，橡胶条的横截面为向车门方向凹陷的弧形，橡胶条内侧表面均匀分布有压力传感器；所述的压力传感器均连接到一个控制器上，所述控制器与驱动电机相连接，车门夹住其他物体时压力传感器会及时的感应到并向控制器发出信号，控制器控制驱动电机将车门开启，有效避免了夹住乘客身体或其他物品的现象，极大降低发生车门被夹伤的概率，且采用西门子LOGO极大提高了系统的稳定性，可以配合公交车本身的系统使用，极具推广使用价值。

(2)下车保护功能：包括车门开关电路和发动机控制电路，通过车门开关电路中的测速传感器和发动机控制电路中的车门状态检测传感器，建立停车开车过程中车门与车速的限制关系，汽车停靠公交站点，车速为零时，司机按下开关按钮车门方能打开，从而确保乘客安全。

(3)上车保护功能：通过检测控制电路中的车门状态检测传感器信号，建立发动机启动和车门闭合状态的的限制关系，车门关稳，汽车方能启动，有效防止“甩客”事故的发生。

(4)烟雾报警功能：包括烟雾传感器、LOGO控制模块、车门开关控制电路,当车内突发火情时，烟感器报警，通过LOGO控制模块闭合打开车门开关控制电路,车门开启，为挽救乘客的生命赢得第一逃生时间。

(5)语音提示功能：设计公交车关门语音及汉字显示系统，以实现公交车的语音播报，即在车门关闭时自动播报语音提示信息及服务用语，同时利用LED显示屏进行汉字显示。

(6)应急按钮功能：车门顶端安装有应急开关，应急开关平时有外罩罩着防止乘客误触，在遇到遇到电路短路致使车门打不开的情况或者紧急情况时，只要把外罩打开，按照标注方向扳动应急开关后，轻轻一推车门就可打开。

附图说明

图1是本发明工作原理图。

图2是本发明的框架结构示意图。

附图标记说明：1－传感器；2－控制器；3－执行器；4－压力传感器；5－红外传感器；6－测速传感器；7－烟雾传感器；8－开关门控制模块；9－语音控制模块；10－状态显示器。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1、2可知，本发明的一种公交安全门控系统，由控制器2，与控制器2电连接的传感器1及执行器3组成；控制器2与状态显示器10、压力传感器4、测速传感器6及开关门控制模块8分别电连接，状态显示器10显示数据信息，压力传感器4设置在公交门的车门的门侧，车门设有红外传感器5，红外传感器5检测车门关闭范围内人或物并把信号传送给控制器2，开关门控制模块8设有电机、继电器，控制器2通过继电器连接控制电机。

执行器3设置状态显示器10、语音控制模块9、开关门控制模块8。

通过设置速度传感器，控制系统建立车门开闭过程中车速与车门开关的限制关系，车门未关稳公车无法开动；车速为0时，司机按下按钮才能打开车门；将压力传感器4和红外传感器5同时应用于公交门控系统，双重保护功能极大提高了公交车门的安全性，有效控制车门的关闭开启运行状态和提高安全防夹性能。减少乘客或者家人在不经意间关闭车门时对靠近车门以及门框的手或者身体的其他部位的意外伤害率，满足人们对驾驶或者乘坐汽车时的方便和安全性的需求。

所述的控制器2连接控制语音控制模块9。

语音控制模块9进行开、关门语音提示及图文显示，以实现公交车的开、关门的语音播报，图文的显示。语音控制模块9设有语音电路芯片ISD1730，语音电路芯片ISD1730包括多信息管理系统，新信息提示(vAlert)，双运作模式(独立&嵌入式)，以及可定制的信息操作指示音效。语音电路芯片ISD1730内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。

所述的压力传感器4通过固定在车门上，橡胶条设有固定槽，压力传感器4安装在固定槽内，压力传感器4均匀间隔分布。上述设置，使压力传感器4测量的数据更准确。

所述的控制器2与烟雾传感器7电连接，烟雾传感器7设置在车体内部的顶板上。

红外传感器5主要由红外发射器和红外接收器、专用柔性电缆三大部分组成。通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。红外传感器5接收到门关闭范围内无障碍物的信号时，才可以正常开关门。

控器通过各路传感器采集数据并能将数据实时显示在文本显示器上。

烟雾传感器7采用烟雾传感器7MQ-2、烟雾传感器7B6分别检测车内的可燃气体浓度、烟雾浓度，当烟雾传感器7所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。门控系统配备烟雾传感器7模块，遇到公交车突发火灾具备自动识别和控制开门继电器，电机工作，自动开门。

本实施例的有益效果如下：

通过将压力传感器4和红外传感器5同时应用于公交门控系统，双重保护功能极大提高了公交车门的安全性，有效控制车门的关闭开启运行状态和提高安全防夹性能。系统建立车门开闭过程中车速与车门开关的限制关系，提出公交门控系统配备车速传感器模块，车门未关稳公车无法开动；车速为0时，司机按下按钮才能打开车门。。该设计通过安装传感器装置采集感受到的传感信号，执行器3来警告关闭车门的人并执行阻止车门的关闭，防止人的身体部位和手臂被夹伤的事故发生。本技术方案能有效地减少乘客或者家人在不经意间关闭车门时对靠近车门以及门框的手或者身体的其他部位的意外伤害率，满足了人们对驾驶或者乘坐汽车时的方便和安全性的需求。

由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种公交安全门控系统，由控制器，与控制器电连接的传感器及执行器组成；其特征在于：所述的控制器与状态显示器、压力传感器、测速传感器及开关门控制模块分别电连接，状态显示器显示数据信息，压力传感器设置在公交门的车门的门侧，车门设有红外传感器，红外传感器检测车门关闭范围内人或物并把信号传送给控制器，开关门控制模块设有电机、继电器，控制器通过继电器连接控制电机。

2.根据权利要求1所述的公交安全门控系统，其特征在于：所述的控制器连接控制语音控制模块。

3.根据权利要求1所述的公交安全门控系统，其特征在于：所述的压力传感器通过固定在车门上，橡胶条设有固定槽，压力传感器安装在固定槽内，压力传感器均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的公交安全门控系统，其特征在于：所述的控制器与烟雾传感器电连接，烟雾传感器设置在车体内部的顶板上。