專利名稱：路口交管控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種路口交管控制器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，機(jī)動(dòng)車擁有量越來越多。與此同時(shí)，各類交通事故也呈現(xiàn)逐年上升趨勢，其中因行人違章引發(fā)的交通事故也開始凸顯出來，由于行人違章的整治和糾正極為困難，導(dǎo)致了交通狀況進(jìn)一步惡化。雖然國家每年花費(fèi)了大量的人力和財(cái)力在各個(gè)交通路口都設(shè)置交通信號燈并配備交通協(xié)管員來對各個(gè)路口交通進(jìn)行指揮管理，但行人違章橫穿機(jī)動(dòng)車道、翻越護(hù)欄、闖紅燈現(xiàn)象仍然屢見不鮮，在小城市更為突出。盡管新交通法及其實(shí)施辦法詳細(xì)規(guī)定了行人違章的懲罰條款，但在現(xiàn)實(shí)生活中，行人違反交通規(guī)則的現(xiàn)象仍然比較普遍，且人數(shù)眾多，法不責(zé)眾，交警也忙不過來。這些條款形同虛設(shè)，難以執(zhí)行。許多人拒絕交罰款，還反問處罰依據(jù)是什么，甚至還有人對執(zhí)罰人員破口大罵。因行人違章闖紅燈等所造成的交通事故無處不在。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種路口交管控制器，它能對騎自行車及行人的違章行為實(shí)施有效阻攔，從而不僅確保交通暢通，減少交通事故的發(fā)生，而且可以為國家節(jié)省大量的人力、財(cái)力。
本實(shí)用新型技術(shù)方案的特征在于包括單片機(jī)控制器、與人行橫道紅燈信號裝置連接的紅燈信號連接器、以及設(shè)于人行橫道路口處的行人違章檢測傳感器(1)和違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的紅燈信號連接器、行人違章檢測傳感器、以及違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別通過紅燈信號輸入電路、違章檢測信號輸入電路、違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的相應(yīng)的I/O端口連接；單片機(jī)控制器內(nèi)部設(shè)定可執(zhí)行以下指令的程序①首先檢測與紅燈信號輸入電路連接的I/O端口，當(dāng)沒有檢測到紅燈信號輸入時(shí)，不啟動(dòng)后續(xù)工作；當(dāng)檢測到紅燈信號輸入時(shí)，繼續(xù)檢測與違章檢測信號輸入電路連接的I/O端口；②當(dāng)從與違章檢測信號輸入電路連接的I/O端口沒有檢測到違章信號輸入時(shí)，不啟動(dòng)后續(xù)工作；當(dāng)檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路工作，從而啟動(dòng)違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
較之已有技術(shù)而言，本實(shí)用新型路口交管控制器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、能及時(shí)有效的阻止行人違章闖紅燈，大大減少交通事故發(fā)生率；2、能完全替代交通協(xié)管員辛苦的指揮工作，一個(gè)十字路口需要8個(gè)交通協(xié)管員指揮，每天兩班輪流指揮需要16個(gè)交通協(xié)管員，可想而知，如使用本“路口交管控制器”不但可以及時(shí)有效的阻止行人違章闖紅燈，減少交通事故傷亡率，而且可以為國家節(jié)省大量人力、財(cái)力等資源；3、本裝置以單片機(jī)控制器為核心，控制邏輯電路簡單，具有性能好、效率高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一控制原理圖。
圖2是實(shí)施例一所采用的電路圖。
圖3是實(shí)施例一構(gòu)造示意圖。
圖4是實(shí)施例一中的升降欄桿裝置及其控制電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造示意圖。
圖5是圖4的一種工作狀態(tài)示意圖。
圖6是圖4的另一種工作狀態(tài)示意圖。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二控制原理圖。
圖8是實(shí)施例二構(gòu)造示意圖。
圖9是實(shí)施例二所采用的電路圖。
以下為圖中標(biāo)號說明圖3～圖6和圖8中1、行人違章檢測傳感器，2、噴水管，3、電動(dòng)水泵，4、蓄水池，5、水槽，6、欄桿，7、電動(dòng)機(jī)，8、位置傳感器，9、豎桿，10、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸，11、連桿，12、滑套，13、拉繩，14、皮碗，15、復(fù)位彈簧，16、定位滾輪，17、感應(yīng)鐵塊，18、機(jī)械式行程開關(guān)，19、自來水供水管路，20、電磁閥，21、減速箱；圖2中A、紅燈信號輸入電路，B、違章檢測信號輸入電路，C、欄桿升降位置停止檢測電路，D、電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路，E、電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路，F(xiàn)、語音播放驅(qū)動(dòng)電路，G、故障代碼輸出電路，H、穩(wěn)壓電路；圖9中I、紅燈信號輸入電路，J、違章檢測信號輸入電路，K、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，L、語音播放驅(qū)動(dòng)電路，M、穩(wěn)壓電路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施方式的總體方案特征在于包括單片機(jī)控制器、與人行橫道紅燈信號裝置連接的紅燈信號連接器、以及設(shè)于人行橫道路口處的行人違章檢測傳感器(1)和違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的紅燈信號連接器、行人違章檢測傳感器、以及違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別通過紅燈信號輸入電路、違章檢測信號輸入電路、違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的相應(yīng)的I/O端口連接；單片機(jī)控制器內(nèi)部設(shè)定可執(zhí)行以下指令的程序①首先檢測與紅燈信號輸入電路連接的I/O端口，當(dāng)沒有檢測到紅燈信號輸入時(shí)，不啟動(dòng)后續(xù)工作；當(dāng)檢測到紅燈信號輸入時(shí)，繼續(xù)檢測與違章檢測信號輸入電路連接的I/O端口；②當(dāng)從與違章檢測信號輸入電路連接的I/O端口沒有檢測到違章信號輸入時(shí)，不啟動(dòng)后續(xù)工作；當(dāng)檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路工作，從而啟動(dòng)違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
具體實(shí)施時(shí)其構(gòu)造又可分別采用下面兩種實(shí)施例或者其它不同的實(shí)施方式實(shí)施例1所述的違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括設(shè)于路口地面上的噴水管2，噴水管通過電動(dòng)水泵3及其抽水管路與蓄水池4連接，單片機(jī)控制器的I/O端口通過電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)水泵連接；所述噴水管的開口朝上，噴水管的旁側(cè)設(shè)有通往蓄水池的水槽5，蓄水池的入口處設(shè)有過濾網(wǎng)；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路工作，從而啟動(dòng)電動(dòng)水泵抽水以便噴水管進(jìn)行噴水。
所述違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括語音播放器，該語音播放器通過語音播放驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接，當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與語音播放驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)語音播放驅(qū)動(dòng)電路工作，從而驅(qū)動(dòng)語音播放器發(fā)出警告聲音。
所述的人行橫道路口處還設(shè)有升降欄桿裝置以及用以控制欄桿6升降的電動(dòng)機(jī)7，所述電動(dòng)機(jī)通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到紅燈信號輸入時(shí)，通過其I/O端口向電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路輸出正轉(zhuǎn)指令信號，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)欄桿上升；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到的紅燈信號消失時(shí)，通過其I/O端口向電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路輸出反轉(zhuǎn)指令信號，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)欄桿下降；所述欄桿上升行程和下降行程末端均設(shè)有位置傳感器8，位置傳感器通過欄桿升降位置停止檢測電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接，當(dāng)欄桿到達(dá)欄桿上升行程或下降行程末端時(shí)，位置傳感器通過欄桿升降位置停止檢測電路及相應(yīng)的I/O端口向單片機(jī)控制器輸入信號，繼而由單片機(jī)控制器通過其相應(yīng)的I/O端口向電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路輸出停轉(zhuǎn)指令信號。
所述的升降欄桿裝置包括豎設(shè)于路口一側(cè)的豎桿9、設(shè)于路口另一側(cè)的電動(dòng)機(jī)以及連接于豎桿與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸10之間的欄桿，所述的欄桿與豎桿之間通過連桿11鉸接，欄桿的另一端鉸接有一滑套12，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸通過纏繞其上的拉繩13的另一端與設(shè)于滑套內(nèi)的皮碗14相連接，皮碗與滑套之間設(shè)有復(fù)位彈簧15；在電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸和滑套之間設(shè)有支撐于拉繩下側(cè)的定位滾輪16，定位滾輪與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸之間固設(shè)有一對位置傳感器8，它們的設(shè)置位置分別對應(yīng)欄桿處于上升和下降行程末端時(shí)拉繩上的感應(yīng)鐵塊17所移到的位置而設(shè)；在兩位置傳感器的外側(cè)還設(shè)有機(jī)械式行程開關(guān)18，該機(jī)械式行程開關(guān)為串接于電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路上的常閉開關(guān)。
所述紅燈信號接收器J1通過兩根電線與人行橫道紅燈信號裝置連接；所述的紅燈信號輸入電路包括電阻R1和光偶U2，紅燈信號連接器J1的1腳與光偶U2的輸入控制端連接，2腳經(jīng)電阻R1與光偶U2的另一個(gè)輸入端連接，光偶U2的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.0 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；所述的行人違章檢測傳感器包括分別設(shè)于路口兩旁側(cè)的一對光電發(fā)射器WS1、WS2和一對用以分別接收光電發(fā)射器WS1、WS2所發(fā)信號的光電接收器WE1、WE2(WS1、WS2、WE1、WE2即圖3中的1)；違章檢測信號輸入電路包括電阻R2、R3和光偶U3、U4，光電接收器WE1的1腳接地，2腳與光偶U3的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R2與光偶U3的另一個(gè)輸入端連接，光偶U3的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.2 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電接收器WE2的1腳接地，2腳與光偶U4的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R3與光偶U4的另一個(gè)輸入端連接，光偶U4的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.3 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電發(fā)射器WS1、WS2均是一端接地，另一端與12V電源連接；所述的電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路包括反向器U9C、電阻R6、NPN三極管Q5、電阻R7和固態(tài)繼電器SSR9，反向器U9C的輸入端與單片機(jī)控制器U1的RXD I/O端口連接，輸出端經(jīng)過電阻R6與三極管Q5的基極連接，三極管Q5的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)過電阻R7與固態(tài)繼電器SSR9的輸入控制端連接，固態(tài)繼電器SSR9的另一個(gè)輸入端與12V電源連接，固態(tài)繼電器SSR9的一個(gè)輸出端直接與220V交流電源的一端連接，另一個(gè)輸出端經(jīng)過電動(dòng)水泵M2(即圖3中的3)與220V交流電源的另一端連接，固態(tài)繼電器SSR9的兩個(gè)輸出端間還并聯(lián)有壓敏電阻RV，電動(dòng)水泵M2的連接線路上還接有移相電容C13；所述的語音播放驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R5、PNP三極管Q6，電阻R5的一端與單片機(jī)控制器U1的P1.6 I/O端口連接，另一端與三極管Q6的基極連接，三極管Q6的發(fā)射極與12V電源連接，集電極與語音播放器HA連接，語音播放器HA的另一端接地；所述的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路包括反向器U9A和U9B、電阻R8～R15、機(jī)械式行程開關(guān)K1和K2、NPN三極管Q1～Q4、固態(tài)繼電器SSR1和SSR2；反向器U9A的輸入端與單片機(jī)控制器U1的P2.0 I/O端口連接，輸出端依次經(jīng)過電阻R13、R14與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極依次經(jīng)過電阻R15、機(jī)械式行程開關(guān)K1(即圖4中的18)與固態(tài)繼電器SSR1的輸入控制端連接，固態(tài)繼電器SSR1的另一個(gè)輸入端與12V電源連接，固態(tài)繼電器SSR1的一個(gè)輸出端直接與220V交流電源的一端連接，另一個(gè)輸出端經(jīng)過電動(dòng)機(jī)M1(即圖4中的7)與220V交流電源的另一端連接，固態(tài)繼電器SSR1的兩個(gè)輸出端間還并聯(lián)有壓敏電阻RV，電動(dòng)機(jī)M1的連接線路上還接有移相電容C12；反向器U9B的輸入端與單片機(jī)控制器U1的P2.1 I/O端口連接，輸出端依次經(jīng)過電阻R9、R10與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極接地，集電極依次經(jīng)過電阻R11、機(jī)械式行程開關(guān)K2(即圖4中的18)與固態(tài)繼電器SSR2的輸入控制端連接，固態(tài)繼電器SSR2的另一個(gè)輸入端與12V電源連接，固態(tài)繼電器SSR2的一個(gè)輸出端直接與220V交流電源的一端連接，另一端經(jīng)過電動(dòng)機(jī)M1與220V交流電源的另一端連接，固態(tài)繼電器SSR2的兩個(gè)輸出端間還并聯(lián)有壓敏電阻RV；反向器U9A的輸出端經(jīng)過電阻R8與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的發(fā)射極接地，集電極連接與電阻R9和R10之間；反向器U9B的輸出端經(jīng)過電阻R12與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極接地，集電極連接與電阻R13和R114之間；所述的欄桿升降位置停止檢測電路包括電阻R17～R20、光偶U7和U8；位置傳感器JD1(即圖4中的8)的1腳接地，2腳與光偶U7的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R19與光偶U7的另一輸入端連接，光偶U7的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器的P0.0 I/O端口連接且同時(shí)經(jīng)電阻R18與5V電源連接；位置傳感器JD2(即圖4中的8)的1腳接地，2腳與光偶U8的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R17與光偶U8的另一輸入端連接，光偶U8的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器的P0.1 I/O端口連接且同時(shí)經(jīng)電阻R16與5V電源連接。
實(shí)施例1的工作原理說明如下如圖2所示，本實(shí)用新型的主要目的是對騎自行車及行人違章穿越人行橫道路口的行為實(shí)施有效阻攔，針對這一目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了以下功能(1)違章行人檢測功能以及噴水阻攔功能、語音播放提示功能人行橫道紅燈亮?xí)r，人行橫道紅燈信號裝置通過紅燈信號連接器和紅燈信號輸入電路觸發(fā)單片機(jī)控制器進(jìn)入檢測狀態(tài)。此時(shí)，如有行人違章闖紅燈，通過行人違章檢測傳感器和違章檢測信號輸入電路觸發(fā)單片機(jī)控制器啟動(dòng)噴水阻攔功能和語音播放功能，通過電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路控制電動(dòng)水泵噴出水幕來阻擋闖紅燈者，使其不敢繼續(xù)前進(jìn)；同時(shí)通過語音播放驅(qū)動(dòng)電路啟動(dòng)語音播放器發(fā)出“闖紅燈危險(xiǎn)，請退回去！”等聲音。違章者怕被水噴到只能往后退而不敢前進(jìn)，設(shè)計(jì)時(shí)可通過單片機(jī)控制器內(nèi)部運(yùn)行程序延時(shí)3秒鐘后電動(dòng)水泵自動(dòng)停止工作。為了不浪費(fèi)水資源，噴出的水可經(jīng)過水槽和過濾網(wǎng)過濾后回流到蓄水池內(nèi)循環(huán)使用。由于人行橫道是雙向通行，如遇到行人已經(jīng)進(jìn)入人行橫道且未到達(dá)對面出口時(shí)正好紅燈亮起，行人在出橫道口時(shí)也會(huì)觸發(fā)電動(dòng)水泵噴水。為了解決這一問題，違章行人檢測功能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)采用方向識別，即通過一對光電發(fā)射器WS1、WS2和一對光電接收器WE1、WE2先后接收違章信號，經(jīng)過單片機(jī)控制器內(nèi)部運(yùn)行程序檢測判斷，使得只有進(jìn)入人行橫道的違章行人才會(huì)觸動(dòng)違章行人檢測功能使電動(dòng)水泵噴水，而出人行橫道口的行人可以安然無恙地離開。為了督促紅燈亮?xí)r已進(jìn)入的行人及時(shí)離開，在設(shè)計(jì)時(shí)還可以設(shè)置方向識別在一定時(shí)間過后，自動(dòng)解除方向識別功能，此時(shí)不管是進(jìn)入還是離開人行橫道的行人，都會(huì)觸發(fā)噴水功能使電動(dòng)水泵噴水。
(2)欄桿升降阻攔功能人行橫道紅燈亮?xí)r，通過紅燈信號連接器和紅燈信號輸入電路觸發(fā)單片機(jī)控制器進(jìn)入檢測狀態(tài)的同時(shí)，也啟動(dòng)了電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路，從而通過電機(jī)帶動(dòng)欄桿自動(dòng)從路面升高15～20厘米(如圖4所示)。此功能能有效地阻止騎自行車與摩托車者快速闖入機(jī)動(dòng)車道所造成的極大危險(xiǎn)。為了預(yù)防有時(shí)機(jī)動(dòng)車通過人行橫道口出入非機(jī)動(dòng)車道時(shí)，在前車輪已進(jìn)入人行橫道口，而后車輪未通過，這時(shí)正好遇到紅燈亮，欄桿升起有可能會(huì)卡住機(jī)動(dòng)車的后車輪。此時(shí)，為了確保機(jī)動(dòng)車的后輪也能夠順利通過，欄桿的一端設(shè)有復(fù)位彈簧及回彈緩沖器(由滑套、皮碗和復(fù)位彈簧構(gòu)成)，機(jī)動(dòng)車在其后車輪越過欄桿時(shí)，只要克服復(fù)位彈簧的拉力，使欄桿被壓下，其后車輪就能順利通過(如圖6所示)。此外，在欄桿升降過程中，為了預(yù)防在位置傳感器出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)停止電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及造成過沖現(xiàn)象，還另加了一組機(jī)械式行程開關(guān)K1、K2，位置傳感器正常工作時(shí)，不會(huì)觸動(dòng)機(jī)械式行程開關(guān)。只有在位置傳感器出現(xiàn)故障的情況下，才會(huì)觸動(dòng)機(jī)械式行程開關(guān)及時(shí)停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
此外，還能通過單片機(jī)控制器內(nèi)部程序設(shè)定故障檢測程序，使單片機(jī)控制器及時(shí)檢測到位置傳感器出現(xiàn)的故障并輸出故障代碼，以便維修時(shí)很容易就能找出出現(xiàn)故障的位置傳感器。
本實(shí)施例的控制邏輯電路圖如圖2所示，它以單片機(jī)控制器為核心，其內(nèi)部編程了控制程序，加上有關(guān)集成電路及元件組成，從圖中可以看出器控制工作的主要部件有電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)水泵、行人違章檢測傳感器、位置傳感器，語音播放器，SSR固態(tài)繼電器等。電動(dòng)機(jī)是升降欄桿的動(dòng)力源，它的轉(zhuǎn)動(dòng)通過減速齒輪箱帶動(dòng)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對欄桿的升降控制。電動(dòng)水泵是噴水的動(dòng)力源，它的動(dòng)作能及時(shí)讓行人止步。行人違章檢測傳感器(采用對射式光電發(fā)射、接收器或其它傳感器)用于檢測是否有人違章闖紅燈，為實(shí)現(xiàn)方向識別及抗干擾不產(chǎn)生誤動(dòng)作，每個(gè)檢測點(diǎn)使用兩對對射式光電發(fā)射、接收器，它的存在能對電動(dòng)水泵噴水動(dòng)作實(shí)現(xiàn)及時(shí)有效地控制。位置傳感器(可采用電感式位置傳感器或其它傳感器)用于欄桿升降定位，它的作用能通過及時(shí)停止電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使欄桿升降定位在規(guī)定的位置。語音播放器用于在噴水的同時(shí)再次警告違章者闖紅燈危險(xiǎn)的語音提示。SSR是一種新型交流固態(tài)繼電器，內(nèi)有發(fā)光二極管及光觸發(fā)雙向可控硅，10～50MA輸入電流即可使雙向可控硅完全導(dǎo)通，之所以選用這個(gè)器件是因?yàn)樗环矫婵墒闺娐愤M(jìn)一步簡化，還可使強(qiáng)、弱兩類電完全隔離，保證主板的安全；另一方面，欄桿升降動(dòng)作頻繁，SSR是一種無觸點(diǎn)固態(tài)繼電器，可以延長使用壽命。
電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)有三種，即正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停止?fàn)顟B(tài)，電動(dòng)機(jī)一般工作在這三種狀態(tài)下不斷轉(zhuǎn)換之中，從而實(shí)現(xiàn)對欄桿的升降作用。電動(dòng)水泵只有噴水和不噴水兩種狀態(tài)。對射式光電發(fā)射、接收器和電感式位置傳感器也只有輸出高電平和低電平兩種狀態(tài)。
注一個(gè)十字路口共有八個(gè)人行橫道路口，本實(shí)用新型在實(shí)際使用時(shí)可以通過一個(gè)單片機(jī)控制器同時(shí)控制八個(gè)人行橫道路口或者通過八個(gè)單片機(jī)控制器分別對八個(gè)人行橫道路口進(jìn)行單獨(dú)控制，其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。為了便于說明其工作原理，本實(shí)用新型僅結(jié)合一個(gè)人行橫道路口控制的結(jié)構(gòu)和工作原理來進(jìn)行說明，圖中也僅畫出一個(gè)人行橫道路口控制的電路圖。
下面結(jié)合電路工作原理對本實(shí)施例進(jìn)行說明如圖2所示，其中M1、M2分別是為便于說明原理而繪出的被控電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)水泵。J2接12～18V直流電源，F(xiàn)為保險(xiǎn)絲，U6為直流穩(wěn)壓模塊7805，經(jīng)穩(wěn)壓后其2腳輸出5V電壓給單片機(jī)控制器U1、反向器U9A和U9B等供電。為了提高抗干擾防止誤動(dòng)作，使用雙電源，U5為直流穩(wěn)壓模塊7812，其2腳輸出12V電壓供給光電發(fā)射器WS1和WS2、光電接收器WE1和WE2、位置傳感器JD1和JD2等供電。晶振XTAL、電容C10、C11組成振蕩電路提供給單片機(jī)控制器U1內(nèi)部的時(shí)鐘電路，電容C9和電阻R4為單片機(jī)控制器U1的上電復(fù)位電路，S1為手動(dòng)復(fù)位按鈕，接在固態(tài)繼電器SSR1、SSR2、SSR9后面的壓敏電阻RV起保護(hù)作用，C12、C13為移相電容，WS1和WS2為對射式光電發(fā)射器，WE1和WE2為對射式光電接收器，WS1、WS2、WE1、WE2裝在人行橫道路口離路面80～100厘米處。J1為紅燈信號連接器，通過兩根電線連接在人行橫道紅燈信號裝置上，用以接收人行橫道紅燈信號。接通電源后，兩個(gè)光電發(fā)射器WS1、WS2開始發(fā)射信號，單片機(jī)控制器U1內(nèi)部的運(yùn)行程序開始檢測其I/O端口的第1腳(即P1.0 I/O端口)是否為低電平。
當(dāng)人行橫道紅燈亮?xí)r，電信號經(jīng)過電阻R1限流導(dǎo)通光耦U2內(nèi)部的發(fā)光二極管，同時(shí)光耦U2內(nèi)的光敏三極管受光導(dǎo)通，把單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第1腳下拉為低電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到其I/O端口的第1腳為低電平時(shí)，其I/O端口的第21腳(即P2.0 I/O端口)輸出低電平，通過反向器U9A反相后變?yōu)楦唠娖?，?jīng)電阻R8、R13、R14限流，三極管Q1、Q4的基極得電導(dǎo)通，(Q4的導(dǎo)通將三極管Q3的基極下拉為低電平，起電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)互鎖作用)，再經(jīng)過常閉機(jī)械式行程開關(guān)K1、電阻R15限流使固態(tài)繼電器SSR1的控制極也得電導(dǎo)通，觸發(fā)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)欄桿上升，當(dāng)欄桿上升離地面15～20厘米時(shí)，由于拉繩在規(guī)定的位置裝有感應(yīng)鐵塊，當(dāng)感應(yīng)鐵塊靠近位置傳感器JD1時(shí)，位置傳感器JD1的2腳輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，?jīng)電阻R19限流光耦U7導(dǎo)通，R16和R18為上拉電阻，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第39腳(即P0.0 I/O端口)被下拉為低電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1的內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第39腳為低電平時(shí)，其I/O端口的第21腳(即P2.0 I/O端口)立即輸出高電平，經(jīng)反向器U9A反相后變?yōu)榈碗娖剑龢O管Q1、Q4基極失電而截止，固態(tài)繼電器SSR1的控制端也失電截止，電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)，欄桿上升在離地面15～20厘米處。當(dāng)位置傳感器JD1出現(xiàn)故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在其后面的常閉機(jī)械式行程開關(guān)K1被觸動(dòng)，其常閉觸點(diǎn)斷開，固態(tài)繼電器SSR1的控制極失電截止，電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)，使欄桿定位在上升的極限之內(nèi)。
具體實(shí)施時(shí)，還可在單片機(jī)內(nèi)部程序增設(shè)故障檢測程序和故障輸出代碼，當(dāng)單片機(jī)控制器U1運(yùn)行程序檢測到其I/O端口第1腳為高電平時(shí)，首先運(yùn)行程序先轉(zhuǎn)去檢測I/O端口的第39腳是否為低電平，因?yàn)槿诵袡M道紅燈亮到紅燈滅已有經(jīng)過一段時(shí)間，這時(shí)欄桿是升在上面，感應(yīng)鐵塊是靠近位置傳感器JD1，正常時(shí)，由于感應(yīng)鐵塊的靠近，其2腳輸出的是低電平，這時(shí)通過光耦U7連接在單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第39腳也被下拉為低電平。如果位置傳感器JD1出現(xiàn)故障不正常時(shí)，即使感應(yīng)鐵塊是靠近位置傳感器JD1，其2腳輸出還是高電平，不會(huì)產(chǎn)生高低電平變換，所以通過光耦U7連接在單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第39腳沒有被下拉還是保持高電平，通過單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測I/O端口第39腳的高低電平，就能判斷出位置傳感器JD1有沒有出現(xiàn)故障，單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序經(jīng)過5次檢測判斷I/O端口第39腳，如果都為高電平，說明位置傳感器JD1已出現(xiàn)故障不正常，這時(shí)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序轉(zhuǎn)移停止對人行橫道路口的控制，并通過內(nèi)部故障檢測程序，就會(huì)檢測到是哪個(gè)位置傳感器出現(xiàn)故障，同時(shí)單片機(jī)控制器U1I/O端口的第8腳(即P1.7 I/O端口)輸出低電平1秒、高電平1秒、間歇高電平5秒的形式輸出，在低電平時(shí)，經(jīng)過電阻R21限流三極管Q7導(dǎo)通，經(jīng)電阻R20限流發(fā)光二極管LED被下拉導(dǎo)通發(fā)光。單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第8腳為高電平時(shí)三極管Q7截止，發(fā)光二極管LED不發(fā)光。例假設(shè)位置傳感器JD1為2號傳感器，出現(xiàn)故障時(shí)，其輸出故障代碼是發(fā)光二極管LED亮1秒、滅1秒、再亮1秒、間歇5秒，只要電源不斷開它會(huì)一直閃亮下去，以便維修時(shí)很容易就能找出出現(xiàn)故障的位置傳感器。
每個(gè)人行橫道路口處都裝有兩對對射式光電開關(guān)，即光電發(fā)射器WS1、WS2和光電接收器WE1、WE2，在人行橫道紅燈信號亮?xí)r，如果沒有行人違章闖紅燈，接收器WE1、WE2可以接收到對面WS1和WS2發(fā)射過來的紅外線信號，接收器WE1和WE2的輸出端2腳為高電平，光耦U3、U4不動(dòng)作，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第3腳、第4腳(即P1.2 I/O端口和P1.3 I/O端口)保持高電平，電動(dòng)水泵不工作不噴水。當(dāng)有行人違章闖紅燈進(jìn)入橫道口時(shí)，發(fā)射器WS1、WS2發(fā)出的信號先后被人體擋住，接收器WE1、WE2收不到對面發(fā)射出的紅外線信號，第2腳輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖剑?jīng)電阻R2、R3限流先后導(dǎo)通光耦U3、U4內(nèi)部發(fā)光二極管，同時(shí)光耦U3、U4內(nèi)的光敏三極管受光導(dǎo)通，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第3腳、第4腳被下拉為低電平，此時(shí)，單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序先后檢測到其I/O端口第3腳、第4腳為低電平時(shí)，其I/O端口第10腳(即RXD I/O端口)立即輸出低電平，通過反向器U9C反相變?yōu)楦唠娖剑?jīng)電阻R6限流三極管Q5的基極得電導(dǎo)通，經(jīng)電阻R7限流使固態(tài)繼電器SSR9控制極也得電導(dǎo)通，觸發(fā)啟動(dòng)電動(dòng)水泵開始噴水。同時(shí)單片機(jī)控制器的I/O端口的第7腳(即P1.6 I/O端口)輸出低電平，經(jīng)電阻R5限流三極管Q6驅(qū)動(dòng)語音播放器HA得電開始播放“闖紅燈危險(xiǎn)，請退回去！”(語音播放器HA這里暫時(shí)采用現(xiàn)成的錄音喊話器，事先錄好“闖紅燈危險(xiǎn)，請退回去”等語音，只要接通電源它就會(huì)反復(fù)的播放)。設(shè)定延時(shí)6秒后單片機(jī)控制器U1的I/O端口第7腳恢復(fù)為高電平，三極管Q6截止，語音播放器HA停止播放。由于水的噴出，違章者怕被水噴到只好往后退，此時(shí)，光電發(fā)射器WS1、WS2發(fā)出的信號沒有被人體遮擋，接收器WE1、WE2又可接收到紅外線信號，其輸出端第2腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，光耦U3、U4截止，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第3腳、第4腳恢復(fù)為高電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第3腳、第4腳為高電平時(shí)，設(shè)定延時(shí)3秒鐘后其I/O端口的第10腳輸出高電平，經(jīng)反向器U9C反相后變?yōu)榈碗娖剑龢O管Q5基極失電而截止，固態(tài)繼電器SSR9的控制端也失電截止，電動(dòng)水泵停止工作。
當(dāng)人行橫道紅燈滅時(shí)，光耦U2截止，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第1腳恢復(fù)為高電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第1腳為高電平時(shí)，其I/O端口的第22腳(即P2.1 I/O端口)輸出低電平，通過反向器U9B反相后變?yōu)楦唠娖?，?jīng)電阻R12、R9、R10限流三極管Q2、Q3的基極得電導(dǎo)通，(Q2的導(dǎo)通將三極管Q1的基極下拉為低電平，起電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)互鎖作用)，再經(jīng)過電阻R11限流、常閉機(jī)械式行程開關(guān)K2使固態(tài)繼電器SSR2的控制極也得電導(dǎo)通，觸發(fā)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)欄桿下降，當(dāng)下降到規(guī)定位置時(shí)，位置傳感器JD2的輸出端輸出低電平，經(jīng)電阻R17限流光耦U8導(dǎo)通，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第38腳(即P0.1 I/O端口)被下拉為低電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1的內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第38腳為低電平時(shí)，其I/O端口的第22腳立即輸出高電平，經(jīng)反向器U9B反相變?yōu)榈碗娖?，三極管Q2、Q3基極失電而截止，固態(tài)繼電器SSR2的控制端也失電截止，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)，欄桿下降在規(guī)定位置。當(dāng)位置傳感器JD2出現(xiàn)故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在其后面的常閉機(jī)械式行程開關(guān)K2被觸動(dòng)，其常閉觸點(diǎn)斷開，固態(tài)繼電器SSR2的控制極失電截止，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)，使欄桿下降在定位的極限之內(nèi)。
實(shí)施例2所述的違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括設(shè)于路口地面上的噴水管3，噴水管與自來水供水管路19連接，自來水供水管路的出水口上設(shè)有電磁閥20，所述電磁閥的控制端通過電磁閥驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與電磁閥驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路工作，從而開啟電磁閥進(jìn)行噴水；所述噴水管的開口朝上，噴水管的旁側(cè)設(shè)有通往下水道的水槽5。
所述違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括語音播放器，該語音播放器通過語音播放驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接，當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與語音播放驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)語音播放驅(qū)動(dòng)電路工作，從而驅(qū)動(dòng)語音播放器發(fā)出警告聲音。
所述紅燈信號接收器J1通過兩根電線與人行橫道紅燈信號裝置連接；所述的紅燈信號輸入電路包括電阻R1和光偶U2，紅燈信號連接器J1的1腳與光偶U2的輸入控制端連接，2腳經(jīng)電阻R1與光偶U2的另一個(gè)輸入端連接，光偶U2的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.0 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；所述的行人違章檢測傳感器包括分別設(shè)于路口兩旁側(cè)的一對光電發(fā)射器WS1、WS2和一對用以分別接收光電發(fā)射器WS1、WS2所發(fā)信號的光電接收器WE1、WE2(WS1、WS2、WE1、WE2即圖8中的1)；違章檢測信號輸入電路包括電阻R2、R3和光偶U3、U4，光電接收器WE1的1腳接地，2腳與光偶U3的輸入控制端連接，3腳與5V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R2與光偶U3的另一個(gè)輸入端連接，光偶U3的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.1 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電接收器WE2的1腳接地，2腳與光偶U4的輸入控制端連接，3腳與5V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R3與光偶U4的另一個(gè)輸入端連接，光偶U4的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.2 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電發(fā)射器WS1、WS2均是一端接地，另一端與5V電源連接；所述電磁閥驅(qū)動(dòng)電路包括緩沖器U7A、光偶U6、電阻R5～R7、電容C8、雙向可控硅VS，緩沖器U7A的輸入端與單片機(jī)控制器U1的P2.0 I/O端口連接，輸出端與光耦U6的輸入控制端連接，光偶U6的另一個(gè)輸入端經(jīng)電阻R5與5V電源連接，光偶U6的一個(gè)輸出端與雙向可控硅VS的控制端連接，另一個(gè)輸出端依次經(jīng)電阻R6、R7與電磁閥線圈(即圖8中的20)的一端連接，電磁閥線圈的另一端與220V交流電源的一端連接，電阻R7和電磁閥線圈的連接端同時(shí)經(jīng)雙向可控硅VS與220V交流電源的另一端連接，電容C8與電阻R7和雙向可控硅VS并聯(lián)；所述的語音播放驅(qū)動(dòng)電路包括緩沖器U7B、電阻R8、PNP三極管Q1，緩沖器U7B的輸入端與單片機(jī)控制器U1的RXD I/O端口連接，輸出端經(jīng)電阻R8與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與12V電源連接，集電極與語音播放器HA連接，語音播放器HA的另一端接地。
實(shí)施例2的工作原理說明如下如圖8所示，本實(shí)施例不設(shè)置欄桿升降阻攔功能，且將用以控制噴水功能的電動(dòng)水泵改為使用電磁閥，將自來水直接引到人行橫道路口處，電磁閥作為開關(guān)使用，當(dāng)有行人違章闖紅燈時(shí)觸發(fā)電磁閥打開自來水供水管路的出水口，利用自來水自身的壓力，即可噴出水幕來阻擋違章行人，噴出少量的水經(jīng)過水槽阻截后排入下水道，使用這種方法，控制簡單且成本非常低廉。
其電路工作原理說明如下如圖9所示，J2接12V直流電源，F(xiàn)為保險(xiǎn)絲，U5為直流穩(wěn)壓模塊7805，經(jīng)穩(wěn)壓后其2腳輸出5V電壓給單片機(jī)控制器U1、緩沖器U7A和U7B、光電發(fā)射器WS1和WS2、光電接收器WE1和WE2等供電。晶振XTAL、電容C6和C7組成振蕩電路提供給單片機(jī)控制器U1內(nèi)部的時(shí)鐘電路，電容C5和電阻R4為單片機(jī)控制器U1上電復(fù)位電路，S1為手動(dòng)復(fù)位按鈕。光電發(fā)射器WS1和WS2、光電接收器WE1和WE2裝在人行橫道路口離路面80～100厘米處。紅燈信號連接器J1通過兩根電線連接在人行橫道紅燈信號裝置上。接通電源后，兩個(gè)對射式光電發(fā)射器WS1、WS2開始發(fā)射信號，單片機(jī)控制器U1內(nèi)部的運(yùn)行程序開始檢測其I/O端口的第1腳(即P1.0 I/O端口)是否為低電平。當(dāng)人行橫道紅燈亮?xí)r，電信號經(jīng)過R1限流導(dǎo)通光耦U2內(nèi)部發(fā)光二極管，同時(shí)光耦U2內(nèi)的光敏三極管受光導(dǎo)通，把單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第1腳下拉為低電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第1腳為低電平時(shí)，單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序轉(zhuǎn)去檢測其I/O端口的第2、第3腳(即P1.1 I/O端口和P1.2 I/O端口)是否為低電平。每個(gè)人行橫道路口處都裝有兩對對射式光電發(fā)射器WS1、WS2和光電接收器WE1、WE2，如果沒有行人違章闖紅燈，光電接收器WE1、WE2可以接收到對面光電發(fā)射器WS1和WS2發(fā)射過來的紅外線信號，光電接收器WE1和WE2的輸出端2腳為高電平，光耦U3、U4不動(dòng)作，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第2腳、第3腳保持高電平，電磁閥不工作不噴水。當(dāng)有行人違章闖紅燈進(jìn)入橫道口時(shí)，光電發(fā)射器WS1、WS2發(fā)出的信號先后被人體擋住，光電接收器WE1、WE2收不到對面發(fā)射出的紅外線信號，第2腳輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，?jīng)電阻R2、R3限流先后導(dǎo)通光耦U3、U4內(nèi)部發(fā)光二極管，同時(shí)光耦U3、U4內(nèi)的光敏三極管受光導(dǎo)通，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第2腳、第3腳被下拉為低電平，此時(shí)，單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序先后檢測到I/O端口第2腳、第3腳為低電平時(shí)，其I/O端口第21腳(即P2.0 I/O端口)立即輸出低電平，通過U7A緩沖后，電源經(jīng)電阻R5限流光耦U6(可控硅輸出型光電耦合器)第2腳被下拉為低電平而導(dǎo)通，觸發(fā)雙向可控硅VS，電磁閥線圈得電產(chǎn)生磁場打開電磁閥開始噴水。R6為限流電阻，R7、C8組成RC保護(hù)回路。同時(shí)單片機(jī)控制器U1 I/O端口的第10腳(即RXD I/O端口)輸出低電平，經(jīng)緩沖器U7B緩沖、電阻R8限流、三極管Q1導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)語音播放器HA始播放“闖紅燈危險(xiǎn)，請退回去！”(語音播放器HA這里使用成品LQ46-88D報(bào)警專用語音型電喇叭，該喇叭內(nèi)部由語音發(fā)生器，音頻功率放大和電一聲換能器組成，事先錄好“闖紅燈危險(xiǎn)，請退回去”等語音，只要給它通上6～18V電壓它便會(huì)反復(fù)的播放)。設(shè)定延時(shí)5秒后單片機(jī)控制器U1的I/O端口第10腳恢復(fù)為高電平，三極管Q1截止，語音播放器HA停止播放。由于水的噴出，違章者怕被水噴到只好往后退，此時(shí)，光電發(fā)射器WS1、WS2發(fā)出的紅外線信號沒有被人體遮擋，光電接收器WE1、WE2又可接收到紅外線信號，其輸出端第2腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，光耦U3、U4截止，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第3腳、第4腳恢復(fù)為高電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第3腳、第4腳為高電平時(shí)，設(shè)定延時(shí)4秒鐘后其I/O端口的第21腳輸出高電平，光耦U6、雙向可控硅VS控制極失電而截止，電磁閥線圈磁場消失而關(guān)閉噴水。人行橫道紅燈滅時(shí)，光耦U2截止，單片機(jī)控制器U1的I/O端口的第1腳恢復(fù)為高電平，當(dāng)單片機(jī)控制器U1內(nèi)部運(yùn)行程序檢測到I/O端口的第1腳為高電平時(shí)，不管有沒有行人進(jìn)入人行橫道路口，都不會(huì)觸發(fā)噴水和語音播放功能。
權(quán)利要求1.一種路口交管控制器，其特征在于包括單片機(jī)控制器、與人行橫道紅燈信號裝置連接的紅燈信號連接器、以及設(shè)于人行橫道路口處的行人違章檢測傳感器(1)和違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述的紅燈信號連接器、行人違章檢測傳感器、以及違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別通過紅燈信號輸入電路、違章檢測信號輸入電路、違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的相應(yīng)的I/O端口連接；單片機(jī)控制器內(nèi)部設(shè)定可執(zhí)行以下指令的程序①首先檢測與紅燈信號輸入電路連接的I/O端口，當(dāng)沒有檢測到紅燈信號輸入時(shí)，不啟動(dòng)后續(xù)工作；當(dāng)檢測到紅燈信號輸入時(shí)，繼續(xù)檢測與違章檢測信號輸入電路連接的I/O端口；②當(dāng)從與違章檢測信號輸入電路連接的I/O端口沒有檢測到違章信號輸入時(shí)，不啟動(dòng)后續(xù)工作；當(dāng)檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路工作，從而啟動(dòng)違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口交管控制器，其特征在于所述的違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括設(shè)于路口地面上的噴水管(2)，噴水管通過電動(dòng)水泵(3)及其抽水管路與蓄水池(4)連接，單片機(jī)控制器的I/O端口通過電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)水泵連接；所述噴水管的開口朝上，噴水管的旁側(cè)設(shè)有通往蓄水池的水槽(5)，蓄水池的入口處設(shè)有過濾網(wǎng)；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路工作，從而啟動(dòng)電動(dòng)水泵抽水以便噴水管進(jìn)行噴水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路口交管控制器，其特征在于所述違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括語音播放器，該語音播放器通過語音播放驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接，當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與語音播放驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)語音播放驅(qū)動(dòng)電路工作，從而驅(qū)動(dòng)語音播放器發(fā)出警告聲音。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的路口交管控制器，其特征在于①所述的人行橫道路口處還設(shè)有升降欄桿裝置以及用以控制欄桿(6)升降的電動(dòng)機(jī)(7)，所述電動(dòng)機(jī)通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到紅燈信號輸入時(shí)，通過其I/O端口向電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路輸出正轉(zhuǎn)指令信號，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)欄桿上升；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到的紅燈信號消失時(shí)，通過其I/O端口向電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路輸出反轉(zhuǎn)指令信號，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)欄桿下降；②所述欄桿上升行程和下降行程末端均設(shè)有位置傳感器(8)，位置傳感器通過欄桿升降位置停止檢測電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接，當(dāng)欄桿到達(dá)欄桿上升行程或下降行程末端時(shí)，位置傳感器通過欄桿升降位置停止檢測電路及相應(yīng)的I/O端口向單片機(jī)控制器輸入信號，繼而由單片機(jī)控制器通過其相應(yīng)的I/O端口向電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路輸出停轉(zhuǎn)指令信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的路口交管控制器，其特征在于所述的升降欄桿裝置包括豎設(shè)于路口一側(cè)的豎桿(9)、設(shè)于路口另一側(cè)的電動(dòng)機(jī)以及連接于豎桿與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸(10)之間的欄桿，所述的欄桿與豎桿之間通過連桿(11)鉸接，欄桿的另一端鉸接有一滑套(12)，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸通過纏繞其上的拉繩(13)的另一端與設(shè)于滑套內(nèi)的皮碗(14)相連接，皮碗與滑套之間設(shè)有復(fù)位彈簧(15)；在電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸和滑套之間設(shè)有支撐于拉繩下側(cè)的定位滾輪(16)，定位滾輪與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸之間固設(shè)有一對位置傳感器，它們的設(shè)置位置分別對應(yīng)欄桿處于上升和下降行程末端時(shí)拉繩上的感應(yīng)鐵塊(17)所移到的位置而設(shè)；在兩位置傳感器的外側(cè)還設(shè)有機(jī)械式行程開關(guān)(18)，該機(jī)械式行程開關(guān)為串接于電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路上的常閉開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的路口交管控制器，其特征在于所述紅燈信號接收器J1通過兩根電線與人行橫道紅燈信號裝置連接；所述的紅燈信號輸入電路包括電阻R1和光偶U2，紅燈信號連接器J1的1腳與光偶U2的輸入控制端連接，2腳經(jīng)電阻R1與光偶U2的另一個(gè)輸入端連接，光偶U2的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.0 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；所述的行人違章檢測傳感器包括分別設(shè)于路口兩旁側(cè)的一對光電發(fā)射器WS1、WS2和一對用以分別接收光電發(fā)射器WS1、WS2所發(fā)信號的光電接收器WE1、WE2；違章檢測信號輸入電路包括電阻R2、R3和光偶U3、U4，光電接收器WE1的1腳接地，2腳與光偶U3的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R2與光偶U3的另一個(gè)輸入端連接，光偶U3的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.2 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電接收器WE2的1腳接地，2腳與光偶U4的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R3與光偶U4的另一個(gè)輸入端連接，光偶U4的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.3 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電發(fā)射器WS1、WS2均是一端接地，另一端與12V電源連接；所述的電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)電路包括反向器U9C、電阻R6、NPN三極管Q5、電阻R7和固態(tài)繼電器SSR9，反向器U9C的輸入端與單片機(jī)控制器U1的RXD I/O端口連接，輸出端經(jīng)過電阻R6與三極管Q5的基極連接，三極管Q5的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)過電阻R7與固態(tài)繼電器SSR9的輸入控制端連接，固態(tài)繼電器SSR9的另一個(gè)輸入端與12V電源連接，固態(tài)繼電器SSR9的一個(gè)輸出端直接與220V交流電源的一端連接，另一個(gè)輸出端經(jīng)過電動(dòng)水泵M2與220V交流電源的另一端連接，固態(tài)繼電器SSR9的兩個(gè)輸出端間還并聯(lián)有壓敏電阻RV，電動(dòng)水泵M2的連接線路上還接有移相電容C13；所述的語音播放驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R5、PNP三極管Q6，電阻R5的一端與單片機(jī)控制器U1的P1.6 I/O端口連接，另一端與三極管Q6的基極連接，三極管Q6的發(fā)射極與12V電源連接，集電極與語音播放器HA連接，語音播放器HA的另一端接地；所述的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路包括反向器U9A和U9B、電阻R8～R15、機(jī)械式行程開關(guān)K1和K2、NPN三極管Q1～Q4、固態(tài)繼電器SSR1和SSR2；反向器U9A的輸入端與單片機(jī)控制器U1的P2.0 I/O端口連接，輸出端依次經(jīng)過電阻R13、R14與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極依次經(jīng)過電阻R15、機(jī)械式行程開關(guān)K1與固態(tài)繼電器SSR1的輸入控制端連接，固態(tài)繼電器SSR1的另一個(gè)輸入端與12V電源連接，固態(tài)繼電器SSR1的一個(gè)輸出端直接與220V交流電源的一端連接，另一個(gè)輸出端經(jīng)過電動(dòng)機(jī)M1與220V交流電源的另一端連接，固態(tài)繼電器SSR1的兩個(gè)輸出端間還并聯(lián)有壓敏電阻RV，電動(dòng)機(jī)M1的連接線路上還接有移相電容C12；反向器U9B的輸入端與單片機(jī)控制器U1的P2.1I/O端口連接，輸出端依次經(jīng)過電阻R9、R10與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極接地，集電極依次經(jīng)過電阻R11、機(jī)械式行程開關(guān)K2與固態(tài)繼電器SSR2的輸入控制端連接，固態(tài)繼電器SSR2的另一個(gè)輸入端與12V電源連接，固態(tài)繼電器SSR2的一個(gè)輸出端直接與220V交流電源的一端連接，另一端經(jīng)過電動(dòng)機(jī)M1與220V交流電源的另一端連接，固態(tài)繼電器SSR2的兩個(gè)輸出端間還并聯(lián)有壓敏電阻RV；反向器U9A的輸出端經(jīng)過電阻R8與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的發(fā)射極接地，集電極連接與電阻R9和R10之間；反向器U9B的輸出端經(jīng)過電阻R12與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極接地，集電極連接與電阻R13和R114之間；所述的欄桿升降位置停止檢測電路包括電阻R17～R20、光偶U7和U8；位置傳感器JD1的1腳接地，2腳與光偶U7的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R19與光偶U7的另一輸入端連接，光偶U7的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器的P0.0 I/O端口連接且同時(shí)經(jīng)電阻R18與5V電源連接；位置傳感器JD2的1腳接地，2腳與光偶U8的輸入控制端連接，3腳與12V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R17與光偶U8的另一輸入端連接，光偶U8的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器的P0.1 I/O端口連接且同時(shí)經(jīng)電阻R16與5V電源連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路口交管控制器，其特征在于所述的違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括設(shè)于路口地面上的噴水管(2)，噴水管與自來水供水管路(19)連接，自來水供水管路的出水口上設(shè)有電磁閥(20)，所述電磁閥的控制端通過電磁閥驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與電磁閥驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路工作，從而開啟電磁閥進(jìn)行噴水；所述噴水管的開口朝上，噴水管的旁側(cè)設(shè)有通往下水道的水槽(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的路口交管控制器，其特征在于所述違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括語音播放器，該語音播放器通過語音播放驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的I/O端口連接，當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與語音播放驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)語音播放驅(qū)動(dòng)電路工作，從而驅(qū)動(dòng)語音播放器發(fā)出警告聲音。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所述的路口交管控制器，其特征在于所述紅燈信號接收器J1通過兩根電線與人行橫道紅燈信號裝置連接；所述的紅燈信號輸入電路包括電阻R1和光偶U2，紅燈信號連接器J1的1腳與光偶U2的輸入控制端連接，2腳經(jīng)電阻R1與光偶U2的另一個(gè)輸入端連接，光偶U2的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.0 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；所述的行人違章檢測傳感器包括分別設(shè)于路口兩旁側(cè)的一對光電發(fā)射器WS1、WS2和一對用以分別接收光電發(fā)射器WS1、WS2所發(fā)信號的光電接收器WE1、WE2；違章檢測信號輸入電路包括電阻R2、R3和光偶U3、U4，光電接收器WE1的1腳接地，2腳與光偶U3的輸入控制端連接，3腳與5V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R2與光偶U3的另一個(gè)輸入端連接，光偶U3的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.1 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電接收器WE2的1腳接地，2腳與光偶U4的輸入控制端連接，3腳與5V電源連接且同時(shí)經(jīng)電阻R3與光偶U4的另一個(gè)輸入端連接，光偶U4的一個(gè)輸出端與單片機(jī)控制器U1的P1.2 I/O端口連接，另一個(gè)輸出端接地；光電發(fā)射器WS1、WS2均是一端接地，另一端與5V電源連接；所述電磁閥驅(qū)動(dòng)電路包括緩沖器U7A、光偶U6、電阻R5～R7、電容C8、雙向可控硅VS，緩沖器U7A的輸入端與單片機(jī)控制器U1的P2.0 I/O端口連接，輸出端與光耦U6的輸入控制端連接，光偶U6的另一個(gè)輸入端經(jīng)電阻R5與5V電源連接，光偶U6的一個(gè)輸出端與雙向可控硅VS的控制端連接，另一個(gè)輸出端依次經(jīng)電阻R6、R7與電磁閥線圈的一端連接，電磁閥線圈的另一端與220V交流電源的一端連接，電阻R7和電磁閥線圈的連接端同時(shí)經(jīng)雙向可控硅VS與220V交流電源的另一端連接，電容C8與電阻R7和雙向可控硅VS并聯(lián)；所述的語音播放驅(qū)動(dòng)電路包括緩沖器U7B、電阻R8、PNP三極管Q1，緩沖器U7B的輸入端與單片機(jī)控制器U1的RXD I/O端口連接，輸出端經(jīng)電阻R8與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與12V電源連接，集電極與語音播放器HA連接，語音播放器HA的另一端接地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種路口交管控制器，其特征在于包括單片機(jī)控制器、與人行橫道紅燈信號裝置連接的紅燈信號連接器、以及設(shè)于人行橫道路口處的行人違章檢測傳感器和違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)；紅燈信號連接器、行人違章檢測傳感器、違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別通過紅燈信號輸入電路、違章檢測信號輸入電路、違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)控制器的相應(yīng)I/O端口連接；當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到違章信號輸入時(shí)，通過與違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路連接的I/O端口輸出指令信號，啟動(dòng)違章警告執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路工作，從而啟動(dòng)違章警告執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它能對騎自行車及行人的違章行為實(shí)施有效阻攔，從而不僅確保交通暢通，減少交通事故的發(fā)生，而且可以為國家節(jié)省大量的人力、財(cái)力。
文檔編號G08G1/00GK2893819SQ200620095818
公開日2007年4月25日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者林挺意 申請人:林挺意