專利名稱：交通信號聲訊器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交通信號裝置，特別是一種交通信號聲訊器。
隨著經濟高速發展，汽車日益增多，交通越來越擁擠，行人橫過馬路時險象環生，而目前在各城市平面道路上，行人橫過馬路都是靠斑馬線兩端的人行交通信號燈來提示的，紅燈表示禁止行人通行，綠燈表示允許行人通行，綠燈閃爍表示綠燈快要結束，催促路中的行人加速通過；人行交通信號燈僅僅是從視覺上對行人進行提示，而對有視覺障礙的行人如盲人和色盲者等則不能起到提示的作用，況且有的行人過馬路時漫不經心，不去觀察人行交通信號燈所處狀態，釀發許多交通事故。
本實用新型正是針對上述情況提供一種交通信號聲訊器，通過利用聲訊信號警示行人安全通過馬路。
本實用新型是這樣來實現上述目的的信號檢測電路對人行交通燈綠燈信號進行檢測，微處理器MPU接收到信號檢測電路傳來人行交通燈所處狀態后，控制聲音信號產生電路發出與人行交通燈所處狀態相應的聲訊提示，經功率放大電路處理后由揚聲器發出聲音，微處理器MPU通過隔離輸出電路控制紅燈工作狀態。
拾音器收集現場環境噪音，信號檢測放大電路在語音和＼或聲訊提示的間隙對環境噪音進行檢測放大后經模數轉換，輸入微處理器MPU，微處理器MPU輸出一個信號控制位于聲音信號產生電路與功率放大電路之間的音量調節電路，使揚聲器發出一個相對于環境噪音有一定音量的聲訊信號。
原人行交通燈紅燈電源經整流穩壓給上述電路提供直流電源。
由于本實用新型采用微處理器接受信號檢測電路傳來的信號后，微處理器控制聲音信號產生電路產生相應信號，經功率放大電路處理后由揚聲器發出，拾音器收集現場環境噪音，信號檢測放大電路在語音和＼或聲訊提示的間隙對環境噪音進行檢測放大后經模數轉換，輸入微處理器，微處理器輸出一個信號控制位于聲音信號產生電路與功率放大電路之間的音量調節電路，使揚聲器發出一個相對于環境噪音有一定音量的聲訊信號，這樣就利用聲訊信號提醒、警示有視覺障礙的行人如盲人、色盲者、過馬路時漫不經心的人，要快速、安全通過馬路。
以下結合附圖對本實用新型作具體詳細描述。
圖1是本實用新型的電路原理方框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。
參照圖1，信號檢測電路對人行交通燈綠燈信號進行檢測，微處理器MPU接收到信號檢測電路傳來的信號后，控制聲音信號產生電路產生相應信號，經音量調節電路、功率放大電路處理后由揚聲器發出聲訊信號，微處理器通過隔離輸出電路控制紅燈的工作狀態，原人行交通燈紅燈電源經整流穩壓給上述電路提供直流電源。
拾音器采集現場環境噪音，信號檢測放大電路在語音和＼或聲訊提示的間隙對環境噪音進行檢測放大再經模數轉換后，輸入微處理器MPU。微處理器MPU根據模數轉換值的大小，輸出一個信號，控制位于聲音信號產生電路與功率放大電路之間的音量調節電路，使揚聲器發出一個相對于環境噪音有一定音量的聲訊信號。
系統上電后初始化，然后檢測綠燈信號，若此時綠燈為亮，則微處理器MPU控制發出提示行人通過的例如間斷聲訊信號；若綠燈為閃爍，則微處理器MPU控制發出提示行人綠時快要結束的例如急促間斷音頻信號；若此時紅燈為亮，則微處理器MPU控制發出紅燈周期相應的與綠燈周期的語音和＼或聲訊提示相區別的語音和＼或聲訊提示，或者在紅燈周期不發出語音和＼或聲訊信號，直到紅燈周期結束，提示行人禁止通行；同時，微處理器MPU開始在語音和＼或聲訊提示的間隙對環境噪聲進行A／D采樣，并對A／D數據進行數字濾波，處理后的A／D值作為當前路口環境噪聲大小的度量，從而確定音頻提示信號的大小，即與環境噪聲的大小成正比。
參照圖1、圖2，交流220V綠燈信號經信號檢測電路模塊轉換為TTL電平信號，輸入微處理器MPU，微處理器MPU根據此信號確定此時人行路燈的工作情況，發出相應的聲音信號；微處理器MPU通過隔離輸出電路模塊控制紅燈的工作狀態；由聲音信號產生電路、音量調節電路，音頻功率集成塊及揚聲器等組成聲音信號擴放功能模塊；其中音頻信號由微處理器MPU產生，語音信號由語音芯片IC8產生，并由微處理器MPU控制輸出；微處理器MPU在對環境噪聲強度的計算分析之后，通過音量調節電路調節聲音信號的大小，再將信號送到功率集成塊及揚聲器電路中，發出響度適中的聲音；拾音器及信號檢測放大電路、模數轉換器組成環境噪聲檢測模塊。環境噪聲經拾音器轉換為電信號后，經音頻放大、濾波后，形成一0～4V的與聲強相關的信號，經模數轉換器轉為數字信號進入微處理器MPU；微處理器MPU為本系統的中心，系統在它的程序控制下周期工作，微處理器MPU為AT89C2051。
電源模塊給整個系統提供一穩定的5V電源，為除集成塊IC11以外的所有芯片供電。其220V／AC輸入端，一端接原信號機紅燈輸出端，另一端接零線。+5V與微處理器微處理器MPU的20腳，集成塊IC2的8腳，集成塊IC4的1、8腳，集成塊IC5的8腳，集成塊IC6的6腳，集成塊IC7的3、7、8腳，集成塊IC8的11腳，集成塊IC9的8腳，集成塊IC10的8腳及電阻R1、R4、R6、R16、R17、R18、R22的一端相接，并接到固態繼電器SSR的正控制端；5V電源負極為系統地，分別與微處理器微處理器MPU的10腳，集成塊IC2的4腳、集成塊IC3的4腳，集成塊IC4的3、4腳，集成塊IC5的4腳，集成塊IC6的2、4腳，集成塊IC7的4腳，集成塊IC8的8、10腳，集成塊IC9的4腳，集成塊IC10的4、6腳，集成塊IC11的3腳及電阻R5、R9、R11、R15、R20、R23和C1、C2、C3、C4的一端及三極管T1的發射極相接。集成塊IC2為LM358，集成塊IC3為4N27，集成塊IC4為模數轉換器TLC549，集成塊IC5為雙運放LM358，內有IC5a、IC5b兩個運算放大器。音頻放大集成塊IC6為LM386，集成塊IC7為X25128，集成塊IC8為語音芯片MSP53C391，集成塊IC9為雙運放LM358，內含IC9a、IC9b兩個運算放大器。集成塊IC9為數字電位器X9312W，用于音量調節。集成塊IC11為音頻功率放大模塊，用于驅動揚聲器發聲。
整流橋BRD的一交流輸入端，接經電阻R7限流分壓后的人行交通燈綠燈220V／AC信號的控制輸出端，整流橋BRD的另一交流輸入端接零線，整流橋BRD的直流輸出的正極，接集成塊IC3的1腳，整流橋BRD的直流輸出的負極接集成塊IC3的2腳，集成塊IC3的5腳與電阻R6、電容C1的公共端相聯后接入集成塊IC2的2腳，集成塊IC3的4腳接地。集成塊IC2的3腳與電阻R3、R4、R5的公共端聯接，集成塊IC2的4腳接地、8腳接+5V、IC2的1腳一方面與電阻R3的一端相接，另一方面經電阻R2，將信號送到三極管T1的基極，T1的集電極通過電阻R10接+5V，T1的集電極形成的綠燈工作狀態信號接入微處理器微處理器MPU的7腳，完成人行交通燈工作狀態信號的檢測和傳送任務。
微處理器MPU的13、14、15腳構成串行三總線，微處理器MPU通過串行三總線控制IC4、IC7、IC8、IC10工作。微處理器MPU的4、5腳之間接由電容C2、電容C3、石英晶體Z1組成的晶體振蕩電路，微處理器MPU的10腳接地、12腳與集成塊IC8的3腳相接；微處理器MPU的2、3、6、8、9腳分別與集成塊IC8的6、9、14、15、7腳相接；微處理器MPU的13、12腳分別接上拉電阻R17、R18；微處理器MPU的17腳與集成塊IC10的7腳相接。
聲音信號產生電路由集成塊IC7、IC8構成，集成塊IC7的1腳接微處理器MPU的16腳，集成塊IC7的2腳與IC8的1腳相接后，再接到微處理器MPU的14腳，集成塊IC7的6腳與IC8的16腳相接后，再接到微處理器MPU的15腳，集成塊IC7的5腳與IC8的2腳相接后，再接到微處理器MPU的13腳，集成塊IC8的3腳與微處理器MPU的12腳相接，集成塊IC8的6、9、14、15、7腳分別與微處理器MPU的2、3、6、8、9腳相接，集成塊IC8的8腳、10腳接地，集成塊IC7的4腳接地，集成塊IC7的8腳、IC8的11腳接+5V。語音、音頻信號從集成塊IC8的12腳輸出。
隔離輸出電路的固態繼電器SSR的信號正端接+5V，信號負端接微處理器MPU的18腳，固態繼電器SSR的控制邊，一端接原人行交通信號燈的紅燈輸出端，另一端接原紅燈的進線。
信號檢測放大電路的拾音器SYQ經電阻R16接+5V，經電容C8接音頻放大器IC6的3腳，音頻放大器IC6的2腳、4腳接地，音頻放大器IC6的6腳接+5V，電容C7與音頻放大器IC6的1、8腳并接。音頻放大器IC6的5腳經電容C6、電阻R13將信號輸出到集成塊IC5b的2腳，電阻R14、電阻R15對+5V分壓后接到集成塊IC5b的3腳，電阻R12與集成塊IC5b的1、2腳并接，集成塊IC5b的1腳輸出的信號經電容C5、二極管D1、電阻R10，輸入到集成塊IC5a的5腳，電阻R11為集成塊IC5的直流工作負載，與電容C5、二極管D1的公共端相接。電容C4一端接集成塊IC5a的5腳，另一端接地，集成塊IC5a的6腳經電阻R9接地，電阻R8并接在集成塊IC5a的6、7腳之間，集成塊IC5a的7腳將信號送入模數轉換器IC4的2腳。模數轉換器IC4的8腳、1腳接+5V，模數轉換器IC4的3、4腳接地，模數轉換器IC4的5、6、7腳分別與微處理器微處理器MPU的11、14、15腳相接。
集成塊IC7的主要作用是存貯集成塊IC8所需的語音、音頻信號，集成塊IC8為語音、音頻信號產生芯片，集成塊IC10為音量控制芯片，均受控于微處理器MPU；語音、音頻信號從集成塊IC8的12腳輸出后經電阻R19、R20分壓后進入集成塊IC9的3腳。集成塊IC9的1、2腳并接，語音、音頻信號從集成塊IC9的1腳輸出到音量調節集成電路塊IC10的3腳，信號經音量調節集成電路塊處理后，從集成塊IC10的5腳通過電容C9、電阻R21輸入到集成塊IC9的6腳，集成塊IC9的6、7腳并接電阻R24，集成塊IC9的5腳接電阻R22、R23對+5V分壓的公共端，集成塊IC9將信號從7腳經電容C11輸入到集成塊IC11的2腳，從而完成音量控制和傳輸任務。
功率放大電路由音頻功率放大模塊IC11構成，音頻功率放大模塊IC11對由2腳進來的語音、音頻信號進行功率放大后從4腳經電容C11接至揚聲器YSQ的一端，揚聲音器YSQ的另一端接地，YSQ將語音、音頻信號擴放出去。音頻功率放大模塊IC11的1腳接+18V，音頻功率放大模塊IC11的5腳接-18V，音頻功率放大模塊IC11的3腳接地。
權利要求1.交通信號聲訊器，其特征在于信號檢測電路對人行交通燈綠燈信號進行檢測，微處理器MPU接收到信號檢測電路傳來人行交通燈所處狀態后，控制聲音信號產生電路發出與人行交通燈所處狀態相應的聲訊提示，經功率放大電路處理后由揚聲器發出聲音，微處理器MPU通過隔離輸出電路控制人行紅燈工作狀態。
2.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于拾音器采集現場環境噪音，信號檢測放大電路在語音和＼或聲訊提示的間隙對環境噪音進行檢測放大再經模數轉換后，輸入微處理器MPU，微處理器MPU根據模數轉換值的大小，控制位于聲音信號產生電路與功率放大電路之間的音量調節電路，使揚聲器發出一個相對于環境噪音有一定音量的聲訊信號。
3.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于原人行交通燈紅燈電源經整流穩壓提供直流工作電源。
4.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于信號檢測電路的整流橋BRD的一交流輸入端，接經電阻R7限流分壓后的人行交通燈綠燈220V／AC信號的控制輸出端，整流橋BRD的另一交流輸入端接零線，整流橋BRD的直流輸出的正極，接集成塊IC3的1腳，整流橋BRD的直流輸出的負極接集成塊IC3的2腳，集成塊IC3的5腳與電阻R6、電容C1的公共端相聯后接入集成塊IC2的2腳，集成塊IC3的4腳接地，集成塊IC2的3腳與電阻R3、R4、R5的公共端聯接，集成塊IC2的4腳接地、8腳接+5V、IC2的1腳一方面與電阻R3的一端相接，另一方面經電阻R2，將信號送到三極管T1的基極，T1的集電極通過電阻R10接+5V，T1的集電極形成的綠燈工作狀態信號接入微處理器MPU的7腳，完成人行交通燈工作狀態信號的檢測和傳送任務。
5.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于微處理器MPU的13、14、15腳構成串行三總線，微處理器MPU通過串行三總線控制IC4、IC7、IC8、IC10工作，微處理器MPU的4、5腳之間接由電容C2、電容C3、石英晶體Z1組成的晶體振蕩電路，微處理器MPU的10腳接地，12腳與集成塊IC8的3腳相接；微處理器MPU的2、3、6、8、9腳分別與集成塊IC8的6、9、14、15、7腳相接；微處理器MPU的13、12腳分別接上拉電阻R17、R18；微處理器MPU的17腳與集成塊IC10的7腳相接。
6.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于聲音信號產生電路由集成塊IC7、IC8構成，集成塊IC7的1腳接微處理器MPU的16腳，集成塊IC7的2腳與IC8的1腳相接后，再接到微處理器MPU的14腳，集成塊IC7的6腳與IC8的16腳相接后，再接到微處理器MPU的15腳，集成塊IC7的5腳與IC8的2腳相接后，再接到微處理器MPU的13腳，集成塊IC8的3腳與微處理器MPU的12腳相接，集成塊IC8的6、9、14、15、7腳分別與微處理器MPU的2、3、6、8、9腳相接，集成塊IC8的8腳、10腳接地，集成塊IC7的4腳接地，集成塊IC7的8腳、IC8的11腳接+5V，語音、音頻信號從集成塊IC8的12腳輸出。
7.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于隔離輸出電路的固態繼電器SSR的信號正端接+5V，信號負端接微處理器MPU的18腳，固態繼電器SSR的控制邊，一端接原人行交通信號燈的紅燈輸出端，另一端接原紅燈的進線。
8.根據權利要求2所述的交通信號聲訊器，其特征在于信號檢測放大電路的拾音器SYQ經電阻R16接+5V，經電容C8接音頻放大器IC6的3腳，音頻放大器IC6的2腳、4腳接地，音頻放大器IC6的6腳接+5V，電容C7與音頻放大器IC6的1、8腳并接，音頻放大器IC6的5腳經電容C6、電阻R13將信號輸出到集成塊IC5b的2腳，電阻R14、電阻R15對+5V分壓后接到集成塊IC5b的3腳，電阻R12與集成塊IC5b的1、2腳并接，集成塊IC5b的1腳輸出的信號經電容C5、二極管D1、電阻R10，輸入到集成塊IC5a的5腳，電阻R11為集成塊IC5的直流工作負載，與電容C5、二極管D1的公共端相接，電容C4一端接集成塊IC5a的5腳另一端接地，集成塊IC5a的6腳經電阻R9接地，電阻R8并接在集成塊IC5a的6、7腳之間，集成塊IC5a的7腳將信號送入模數轉換器IC4的2腳，模數轉換器IC4的8腳、1腳接+5V，模數轉換器IC4的3、4腳接地，模數轉換器IC4的5、6、7腳分別與微處理器MPU的11、14、15腳相接。
9.根據權利要求2所述的交通信號聲訊器，其特征在于音量調節電路包括集成塊IC10、IC9，微處理器MPU的17腳接集成塊IC10的7腳，語音、音頻信號從集成塊IC8的12腳輸出后經電阻R19、R20分壓后接入集成塊IC9的3腳，集成塊IC9的1、2腳并接，語音、音頻信號從集成塊IC9的1腳輸出到音量調節集成電路塊IC10的3腳，信號經音量調節集成電路塊處理后，從集成塊IC10的5腳通過電容C9、電阻R21輸入到集成塊IC9的6腳，集成塊IC9的6、7腳并接電阻R24，集成塊IC9的5腳接電阻R22、R23對+5V分壓的公共端，集成塊IC9將信號從7腳經電容C11輸入到集成塊IC11的2腳，從而完成音量控制和傳輸任務。
10.根據權利要求1所述的交通信號聲訊器，其特征在于功率放大電路由音頻功率放大模塊IC11構成，音頻功率放大模塊IC11對由2腳進來的語音、音頻信號進行功率放大后從4腳經電容C11接至揚聲器YSQ的一端，揚聲音器YSQ的另一端接地，揚聲音器YSQ將語音、音頻信號擴放出去，音頻功率放大模塊IC11的1腳接+18V，音頻功率放大模塊IC11的5腳接-18V，音頻功率放大模塊IC11的3腳接地。
專利摘要本實用新型公開了一種交通信號聲訊器,采用微處理器接受信號檢測電路傳來的信號,經處理后由揚聲器發出與人行交通燈所處狀態相應的聲訊信號,信號檢測放大電路對環境噪音進行檢測放大后經模數轉換,輸入微處理器,微處理器輸出一個信號控制音量調節電路,使揚聲器發出一個相對于環境噪音有一定音量的聲訊信息,這樣就利用聲訊信號提醒、警示過馬路的人,要快速、安全通過馬路,本實用新型廣泛適用于路口人行交通信號燈上。
文檔編號G06F17/00GK2418523SQ00227458
公開日2001年2月7日 申請日期2000年3月2日 優先權日2000年3月2日
發明者劉智勇, 尹征琦, 劉煥成, 朱勁 申請人:五邑大學