CN204516042U - 一种红外激光智能交通灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统，其包括红外激光发射子系统和红外激光接收子系统，红外激光发射子系统以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块；所述红外激光接收子系统也以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块，本实用新型具有闯红灯语音报警功能、违规次数统计功能、红外语音传输功能，不仅具有语音报警功能，提示行人勿闯红灯。而且还能统计每天行人闯红灯的违规次数，便于掌握道路交通信息，方便交通运输管理。

Description

一种红外激光智能交通灯系统

技术领域

本实用新型涉及一种交通信号灯，具体为一种红外激光智能交通灯系统，属于交通控制与通信技术领域。

背景技术

近些年来，随着人们生活节奏的日益加快，以及交通压力的增大，行人渐渐无视交通信号灯，“凑够一撮人就可以走了，和红绿灯无关”的“中国式过马路”现象比比皆是。这种行为不仅会增大发生交通事故的概率，对人身安全造成威胁，严重影响社会秩序，还会使交通堵塞现象更加严重，导致国家公共财产的巨大损失。

目前，市场上的交通控制系统仅仅是一个红绿灯加显示当前交通实时信息LED屏，同时在行人过马路时有时间提示。现有交通灯系统功能应用技术不完善，实现功能单一，现有技术应用不广泛，只能简单的应用于某一领域，而且并没有普及到人们的日常生活中，红外语音传输系统只是应用于通信的某些领域，激光发射接收与报警也只是运用用博物馆或高级私人场所。

为解决以上的各个技术问题，本实用新型提供了一种红外激光智能交通灯系统，其应用红外语音传输技术、激光发射接收报警技术以及语音播报、数字显示技术，通过红外语音传输技术和语音播报技术，实现音频信号的空间传输与播报，使人在听觉上获取信息并起到提醒作用，激光发射接收报警技术于贵重物品保管或保密场所中应用，应用此技术服务大众，红外激光可以使人有强烈的视觉作用，提醒行人误闯红灯，当红外激光一旦遇障碍物无发接受即进行报警，保证了行人过马路的人身安全。通过综合应用以上技术达到对交通更有效地数字化现代控制和管理。

本实用新型以stc公司最新款单片机15F2K61S2为控制核心，激光监测行人是否闯红灯，红外传输声音信息用以提示行人注意交通规则，单片机控制激光灯随交通灯的转换亮灭，并在显示屏上显示当前室外温度和时间，以及统计行人闯红灯的次数。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供了一种红外激光智能交通灯系统，其包括红外激光发射子系统和红外激光接收子系统，其特征在于，所述的红外激光发射子系统以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块，其中，所述红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块均与IAP15F2K61S2单片机连接；所述红外激光接收子系统也以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块，其中，所述红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块均与所述红外激光接收子系统的IAP15F2K61S2单片机连接。

进一步，作为优选，所述红外发射模块包括LM386音频功放和红外发射对管的红外光通信装置，其中，所述LM386音频功放和红外发射对管的红外光通信装置连接；所述激光发射模块包括LDM激光发射器和调制编码器，其中，所述LDM激光发射器和所述调制编码器连接。

进一步，作为优选，所述红外接收模块包括红外接收器以及与红外接收器连接的信号采样器、滤波器、码元判决器、量化器、频域均衡器和解码电路，所述红外接收模块还设置有音频前置放大器，其中，所述音频前置放大器采用LM386音频功放器。

进一步，作为优选，所述激光接收模块包括激光接收检波放大器和解调解码输出器，其中，所述激光接收检波放大器和解调解码输出器相连接。

进一步，作为优选，所述语音报警模块基于ISD1820语音芯片，用于语音信息的记录与播报。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统，其具有闯红灯语音报警功能、违规次数统计功能、红外语音传输功能，本实用新型在原有技术的基础上，增加了语音报警功能，提示行人勿闯红灯。另外，本实用新型还能统计每天行人闯红灯的违规次数，便于掌握道路交通信息，方便交通运输管理，红外语音传输系统也是本实用新型的一大创新点，通过红外信号传输语音信息，在非报警模式下，播报时间天气等实用信息，本实用新型已经经过实验和测试、使用证明是可行、有效的，其利用红外对管代替激光发射接收装置进行行人是否闯红灯的监测，但是因为其传输距离较短，因此其实用性会受到限制。另外，本发明还能应用于校园，进行教室人数统计等。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的现场结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的红外发射子系统；

图3为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的红外发射模块总体框图；

图4为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的激光发射模块；

图5为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的激光发射接收模块结构图；

图6为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的接收子系统结构图；

图7为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的红外接收原理图；

图8为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的音频前置放大电路；

图9为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的激光接收模块电路图；

图10为本实用新型提供的一种红外激光智能交通灯系统的语音报警模块；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1-10所示，本实用新型提供了一种红外激光智能交通灯系统，其包括红外激光发射子系统和红外激光接收子系统，红外激光发射子系统以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块，其中，红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块均与IAP15F2K61S2单片机连接；所述红外激光接收子系统也以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块，其中，所述红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块均与所述红外激光接收子系统的IAP15F2K61S2单片机连接。

如图1所示，在没有行人闯红灯时，发射信号端通过红外语音传送装置，将需要播放的语言信息发送到另一端，进行交通信息实时播报，同时红外发射系统发射红外激光束，维持正常交通秩序.随着交通灯转换，单片机控制红外发射系统转向另一侧，从而实现无差报警功能。当交通信号灯显示红灯时，行人应站在警界线后等待，该激光束与警界线平行.若行人没有遵守交通规则闯红灯，会挡住激光束，红外接收端将接收不到激光信号，单片机控制功放语音设备从播报交通信息模式转为报警模式，并在显示屏上记录违规次数。

在本实施例中，如图3所示，红外发射模块包括LM386音频功放和红外发射对管的红外光通信装置，其中，所述LM386音频功放和红外发射对管的红外光通信装置连接；所述激光发射模块包括LDM激光发射器和调制编码器，其中，所述LDM激光发射器和所述调制编码器连接。本实用新型采用多级功放解决了低频语音信号在远距离传输过程中的信号衰减问题。同时，针对LM386可以接收电磁波而使语音信号受到电磁干扰的问题，对电路进行了改进，使系统有效的滤除了电磁波的干扰。通过测试，该红外光通信装置达到远距离无失真的接收语音信号。由于激光具有高亮度，高方向性，高单色性和高相干性等优点，使其受环境因素的影响大大减小，其发射原理图如图4，因此本实用新型选择激光作为检查行人是否闯红灯的工具。激光发射器结果特定频率的调制，发射出一条准直极细的激光光束，通过特定波长的激光光电传感器接收到光信号，通过光电转换电路将光信号转换成电信号输出。

红外接收模块包括红外接收器以及与红外接收器连接的信号采样器、滤波器、码元判决器、量化器、频域均衡器和解码电路，其具体的原理框图如图7。所述红外接收模块还设置有音频前置放大器，其中，所述音频前置放大器采用LM386音频功放器。红外接收器部分包括红外光接收部分以及后续的信号采样、滤波、判决、量化、均衡和解码等。其具体的原理框图如图7。

在红外无线通信系统中，由于红外发射器的发射功率较小，而且信号采用红外线进行传输，易受外界环境的影响，这些因素导致了红外接收器接收到的信号很弱，并且电平变化范围较大。因此，低噪声的前置放大器设计是必需的。

低噪声的前置放大器必须要求带宽大，噪声小，增益高以及干扰小。为得到更清晰的信号，可以再次放大，可采用图8音频前置放大电路。激光接收模块主要是为了在另一端接收激光发过来的信号，当行人闯红灯挡住信号时，由于接收不到激光信号，在另一端会给单片机一个脉冲信号，从而进行提示报警。并在液晶显示屏上记录行人闯红灯次数。其原理图如图9。

激光接收模块包括激光接收检波放大器和解调解码输出器，其中，所述激光接收检波放大器和解调解码输出器相连接。进一步，作为优选，所述语音报警模块基于ISD1820语音芯片，用于语音信息的记录与播报，其电路的原理图如图10。

本实用新型在原有技术的基础上，增加了语音报警功能，提示行人勿闯红灯。另外，本实用新型还能统计每天行人闯红灯的违规次数，便于掌握道路交通信息，方便交通运输管理。红外语音传输系统也是本实用新型的一大创新点，通过红外信号传输语音信息，在非报警模式下，播报时间天气等实用信息。

Claims (5)

1.一种红外激光智能交通灯系统，其包括红外激光发射子系统和红外激光接收子系统，其特征在于，所述的红外激光发射子系统以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块，其中，所述红外发射模块、激光发射模块、数码管显示交通灯时间模块、LED交通灯显示模块以及按键调试模块均与IAP15F2K61S2单片机连接；所述红外激光接收子系统也以IAP15F2K61S2单片机为核心，包括红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块，其中，所述红外接收模块、激光接收模块、语音报警模块和液晶屏时间温度显示模块均与所述红外激光接收子系统的IAP15F2K61S2单片机连接。

2.根据权利要求1所述的一种红外激光智能交通灯系统，其特征在于，所述红外发射模块包括LM386音频功放和红外发射对管的红外光通信装置，其中，所述LM386音频功放和红外发射对管的红外光通信装置连接；所述激光发射模块包括LDM激光发射器和调制编码器，其中，所述LDM激光发射器和所述调制编码器连接。

3.根据权利要求1所述的一种红外激光智能交通灯系统，其特征在于，所述红外接收模块包括红外接收器以及与红外接收器连接的信号采样器、滤波器、码元判决器、量化器、频域均衡器和解码电路，所述红外接收模块还设置有音频前置放大器，其中，所述音频前置放大器采用LM386音频功放器。

4.根据权利要求3所述的一种红外激光智能交通灯系统，其特征在于，所述激光接收模块包括激光接收检波放大器和解调解码输出器，其中，所述激光接收检波放大器和解调解码输出器相连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种红外激光智能交通灯系统，其特征在于，所述语音报警模块基于ISD1820语音芯片，用于语音信息的记录与播报。