■江蘇省興化中學(xué) 朱婉璐 姚屹洋 薛天琪

一、設(shè)計思路

利用傳感器檢測人體信號，利用單片機計數(shù)，通過喇叭提醒，升降桿帶動橡皮筋升起，阻擋隔離帶欄桿；或降下拉繩，讓跌倒的人及時站起來，避免被踩踏。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計

樓道防踩踏控制裝置包括多組對射型紅外線傳感器、計數(shù)器、邏輯電路、單片機、音頻放大電路、喇叭、計時器。

紅外線傳感器被安裝在樓道兩旁，為對射型，當(dāng)人上樓或下樓時，身體遮擋會產(chǎn)生計數(shù)脈沖，由單片機智能處理脈沖次數(shù)。無人經(jīng)過樓道時，單片機輸入信號為高電平；有人經(jīng)過樓道時，單片機輸入信號為低電平。其結(jié)構(gòu)及原理如圖1、圖2、圖3 所示。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 紅外線傳感器安裝圖

圖3 原理方框圖

利用單片機處理如下數(shù)據(jù)：給定一個10 秒的時間間隔，計數(shù)器記錄、采集脈沖次數(shù)及脈沖長短，如果次數(shù)多于10 ～20 次或脈沖時長超過5 秒，單片機將有信號輸出至語音電路，經(jīng)音頻放大電路放大，由喇叭發(fā)出報警或提示音，同時升降桿自動升起，形成阻擋隔離帶。直到給定時間內(nèi)的脈沖數(shù)正?；蛎}沖時間小于5 秒，裝置才停止報警，阻擋隔離帶下降復(fù)位。

紅外線傳感器數(shù)量大于等于1，安裝在每層樓梯的進口或出口處，多組紅外信號脈沖處理后，發(fā)送給邏輯電路。邏輯電路為或門電路。利用單片機智能處理脈沖次數(shù)和脈沖時長，若數(shù)據(jù)異常就會發(fā)出提示音，有效防止公共樓道踩踏事件的發(fā)生。

三、創(chuàng)新點

1.利用時間繼電器間斷掃描，全天候監(jiān)控。

2.利用傳感器檢測人體信號，在掃描脈沖時間內(nèi)，利用單片機計時、計數(shù)，智能處理脈沖次數(shù)和脈沖時長，若數(shù)據(jù)異常，將發(fā)出提示音。

3.若掃描脈沖時間寬度過長，時間延時繼電器工作，通過升降桿帶動橡皮筋升降，達(dá)到提醒和升起欄桿的目的，形成阻擋隔離帶；或降下拉繩，讓跌倒的人及時站起來。若掃描脈沖時間寬度正常，阻擋隔離帶下降復(fù)位，能有效防止公共樓道踩踏事件的發(fā)生。