[發(fā)明專利]基于超聲傳感器的地鐵防逃票系統(tǒng)及其設計方法

有效

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• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103942865B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 徐達琦;王志星;劉冀東;陳超鐳;裴景玉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G07C9/00
• 分類號: G07C9/00;G08B21/00;E01F13/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發(fā)明涉及地鐵智能檢票系統(tǒng)技術領域，特別是涉及一種基于超聲傳感器的地鐵防逃票系統(tǒng)及其設計方法。

背景技術

隨著時代的進步、科技的發(fā)展和人民生活方式的不斷提高，人們的出行越發(fā)的頻繁。在城市里，軌道交通作為一種重要且便捷的出行方式，被越來越多的人所青睞；同時越來越多的城市也在不斷地發(fā)展完善軌道交通樞紐，如上海市剛剛建成11號線，正在修建16號線等；武漢市正在修建多條地鐵線路等。

但是也正是由于人們越來越多的選擇使用軌道交通作為出行方式，城市軌道交通面臨著很大的挑戰(zhàn)。其中很突出的一種就是逃票現(xiàn)象；以上海市為例，上海地鐵逃票問題十分嚴重，日均萬人逃票導致年直接經(jīng)濟損失1000多萬元，導致公共秩序混亂，社會影響惡劣，針對這一問題，目前城市大多還是靠人力監(jiān)督為主，由于人力監(jiān)督能力有限，使得逃票問題一直得不到改善。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供了一種基于超聲傳感器的地鐵防逃票系統(tǒng)及其設計方法。該系統(tǒng)利用超聲波傳感器和信號處理，實現(xiàn)地鐵進站尾隨逃票自動報警，解決了現(xiàn)有監(jiān)督方式的弊端，節(jié)省了人力物力財力，防止了逃票現(xiàn)象普遍發(fā)生，避免了人工監(jiān)督過程中出現(xiàn)的不必要失誤。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于超聲傳感器的地鐵防逃票系統(tǒng)，包括：超聲波傳感器系統(tǒng)、單片機處理系統(tǒng)以及自動報警系統(tǒng)，其中：

-超聲波傳感器系統(tǒng)設置于閘機進站通道的上方，用于獲取行人之間的間距數(shù)據(jù)信息；

-單片機處理系統(tǒng)，分別與閘機和超聲波傳感器系統(tǒng)信號連接，根據(jù)超聲波傳感器系統(tǒng)的間距數(shù)據(jù)信息，判斷逃票現(xiàn)象，并向自動報警系統(tǒng)和閘機發(fā)出指令信號；

-自動報警系統(tǒng)，與單片機處理系統(tǒng)信號連接，并根據(jù)單片機處理系統(tǒng)發(fā)出的指令信號自動報警。

優(yōu)選地，所述超聲波傳感器系統(tǒng)包括兩個超聲波傳感器，兩個超聲波傳感器之前為檢測區(qū)。

優(yōu)選地，還包括刷卡人數(shù)計數(shù)器和檢測區(qū)人數(shù)計數(shù)器，所述刷卡人數(shù)計數(shù)器設置于閘機的刷卡區(qū)，并與單片機處理系統(tǒng)相連接；所述檢測區(qū)人數(shù)計數(shù)器設置于檢測區(qū)，檢測區(qū)人數(shù)計數(shù)器通過超聲波傳感器獲取通過檢測區(qū)的人數(shù)，并發(fā)送至單片機處理系統(tǒng)與刷卡人數(shù)進行比較，輔助判斷逃票現(xiàn)象。

優(yōu)選地，所述超聲波傳感器系統(tǒng)采用CD4052芯片作為信號采集端口，并利用藍牙通訊將信號傳送至單片機處理系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述超聲波傳感器系統(tǒng)采用US100超聲波傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于超聲傳感器的地鐵防逃票系統(tǒng)的設計方法，包括以下步驟：

步驟A，行人通過閘機的刷卡區(qū)，進入檢測區(qū)；

步驟B，檢測區(qū)的超聲波傳感器采集傳感器與障礙物的距離數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)高電平上升沿信號的間隔進行判斷，得到多行人通過閘機的人體間距信息，并發(fā)送至單片機處理系統(tǒng)判斷逃票現(xiàn)象：

-若無人逃票，重復步驟A和步驟B；

-若有人逃票，單片機處理系統(tǒng)向閘機發(fā)出關閉閘機指令，并向自動報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，等待工作人員處理。

優(yōu)選地，所述還包括如下步驟：

步驟C，閘機的刷卡區(qū)采集觸發(fā)信號，若有刷卡信號，刷卡人數(shù)計數(shù)器加1，否則，刷卡人數(shù)計數(shù)器不變；

步驟D，檢測區(qū)的超聲波傳感器采集到距離數(shù)據(jù)后，對檢測區(qū)進行分割，提取單位檢測區(qū)內信號上升沿的次數(shù)，獲取檢測區(qū)內人數(shù)；將檢測區(qū)內人數(shù)記入檢測區(qū)人數(shù)計數(shù)器并發(fā)送至單片機處理系統(tǒng)；單片機處理系統(tǒng)對檢測區(qū)人數(shù)和刷卡人數(shù)進行比對，若前者大于后者，可輔助判斷逃票現(xiàn)象。

優(yōu)選地，所述步驟B中：得到多行人通過閘機的人體間距信息，是通過行人對于超聲波傳感器的阻擋效果，根據(jù)距離數(shù)據(jù)的上升沿信號特征，進而判斷行人間距。