[发明专利]智能交通信号灯

说明书

技术领域：

本发明属于交通信号灯的一种，具体涉及一种基于热释电传感器的智能警示交通信号灯。

背景技术：

由于地理位置偏远或资金不足等众多因素的影响，很多十字路口无法配备完善的交通信号灯系统。即使配备了完善的交通信号灯系统，对于建筑物集中的街道，高大的墙壁阻碍了行人的视线，让行人无法及时判断过往车辆，易发生车祸。

早在1938年，就有人提出利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视。直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用开发。近年来，伴随着集成电路技术的飞速发展，以及对该传感器特性的深入研究，相关的专用集成电路处理技术也迅速增长。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能警示交通信号灯，对十字路口一定范围进行感知和预警，及时给过往行人提供黄灯警告，以减少交通事故的发生。它依靠热释电传感器进行感知，可在行人行止十字路口前进行提示，大大降低了行人应视线、车速、注意力不集中等原因造成车辆碰撞的悲剧。

本发明解决其技术问题采用的方案是：提供一种智能警示信号灯，由光学系统、热释电传感器及交通信号灯等组成。

自然界的任何物体，只要其温度高于绝对零度(-273K)，就会向外辐射红外线，并以光速传播能量。光学系统主要由光学滤镜组成，光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射过滤掉，以抑制外界的干扰。

热释电传感器通过行人或车内乘客与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇照射，其表面温度就会上升ΔT，晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压ΔU。

热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、热释电元件、偏置电阻、EMI电容等元器件组成。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。

红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人进入探测区域内(预先设定的距离，如某人距路口还有50米)，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收。

由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经电路处理后输出控制信号。然后利用此信号控制交通信号黄灯，并自动顺延一个时间段，且以最后一次发出的信号的时间为延时时间的起始点(保证行人能够通过路口)，进而提醒路人在自己视线之外有其他走向路口的行人或车辆，这样可以有效避免或降低事故的发生。

本发明结构简单，适于实用，生产成本较低，适宜在业界推广普及。

附图说明：

图1是发明的结构示意图

图2是发明的内部结构电路图

图3是发明的使用场景图

图中：图1 1.警示黄灯 2.灯罩 3.通行绿灯 4.灯架；图2 1.场效应管 2.正极触点 3.负极触点 4.EMI电容 5.接地 6.感应器 A7.感应器 B8.偏置电阻 9.光学滤镜 图3 1.交通警示灯 2.A路 3.B路 4.墙壁

具体实施方式：

选择合适的热释电传感器及光学滤镜，完成智能警示信号灯的核心部分电路的设计，将其与信号灯 等各部件完整的组合在一起，并将其安置在灯架上，放置在如图3所示的1位置。

如图3，当墙后A路有行人进入预先设定的范围后，热释电传感器会控制B路正对面的黄灯开始工作，以提示A路行人减速慢行；同理，B路行人进入预先设定的距离后亦会启动A路正对面的黄灯。即采用两套控制系统：左右热释电传感器控制前后警示黄灯，前后热释电传感器控制左右警示黄灯。当过往没有行人时，警示灯会自动改成绿灯。