智能型斑马线

林章垚 于飞

摘 要：针对现存的传统斑马线的易磨损，笔者提出引入发光、发声功能：发光可以提高能见度，发声可以辅助提醒过往司机，同时也可以提醒行人行走在斑马线上。具体方案：无“红绿灯”路段的斑马线：夜间，行人通过时，将发出穿透性强的红光并语音提示司机“司机礼让斑马线，行人请走斑马线”；白天，则作为一种普通的斑马线“工作”在交通道路上；有“红绿灯”路段的斑马线：在此基础上，添加当行人不遵守交通规则时，语音提示行人要遵守交通规则。

关键词：传统斑马线；智能化；发光；发声；礼让斑马线

交通事故作为道路交通的三大公害之一，不仅给交通参与者的生命安全和财产带来巨大的威胁，而且也严重干扰了道路交通系统的正常运行。在全国各地的一部分斑马线处于磨损、损耗的状况下，司机难以及时获取前方路况信息，尤其是在夜晚，无法分辨出斑马线；且在采光不足的情况下，即使斑马线清晰、完整也难以及时发现行人，导致司机来不及采取举措，引发悲剧。同时，在国内普遍存在“中国式过马路”现象，也增加交通管理部门的压力。应对如此情况，笔者提出对斑马线的改进方案，可以有效地缓解行人过斑马线的安全问题。

一、系统总体方案设计

笔者提出集发光、发声功能的斑马线。具体方案：无“红绿灯”路段的斑马线：夜间，行人通过时，将发出穿透性强的红光并语音提示司机“司机礼让斑马线，行人请走斑马线”；白天，作为普通的斑马线“工作”；有“红绿灯”路段的斑马线：在此基础上，添加当行人不遵守交通规则时，语音提示行人要遵守交通规则。

根据任务要求，所设计的系统主要由以下几个模块组成：1）主控模块；2）传感器模块；3）发光与语音模块；4）环境检测模块；5）电源模块。其结构框图如图1所示。

二、硬件设计

（一）主控模块

采用单片机MSP430F149，其多种低功耗模式，唤醒时间短，抗干扰力强，内含比较器、看门狗、多路AD等优点，完全适合本系统的低功耗、环境监测模块和传感器模块的数据读取，减少外围电路的使用。本系统不工作时处于休眠模式，仅当行人走上斑马线后唤醒单片机，进入工作模式。

（二）传感器模块

采用XGZP6847 型气体压力变送器模块，以压力传感器作为敏感元件并集成了数字调理芯片，对传感器的偏移、灵敏度、温漂和非线性进行数字补偿。笔者利用比较器比较输出信号与参考电压，实现检测行人是否踏上斑马线。

（三）发光与语音模块

采用SMD进口5730贴片灯珠，该灯珠为0.5W发光二极管光源大功率灯珠，笔者将多个灯珠为一组，配合多组灯珠实现灯珠阵列，来完成斑马线发光的实现。

采用ISD1700 系列芯片设计的语音模块，是一种高集成度，高性能的芯片，可以多段录音，采样率可在4K至12K间调节，操作简单、功能完备。笔者预设语音信息，采用主控控制播放对应语音信号。

（四）环境亮度检测模块

实现环境亮度检测的形式有很多，笔者采用以光敏电阻为核心元件的光控开关电路作为光控开关。其工作原理是：当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激发VT1导通，VT2的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。

（五）电源电路

本系统需要使用+5V和+3.3V的直流稳压电源，其中MSP430Fl49及部分外围器件需要+3.3V电源，另外部分需要+5V电源。

三、软件部分

软件部分的大致流程图为：

四、结语

在本设计中，受经费、材料等限制，对行人的辨识不能完全适应现实，如：行人根本就没靠近斑马线就过马路；无法承重大型载货卡车。

笔者认为还有以下两个方向可以改进：

1）结合宁丽娟等人发明的智能红外感应交通安全语音提示桩的想法，引入红外感应以提高对行人的辨识度。

2）采用更坚固的材料，增强硬度与柔韧性，以提高承重能力。

参考文献：

[1] XGZP6847型气体压力变送器模块[E].

[2] 5730贴片灯珠[E].

[3] 王一丁，徐超.一种基于改良逆投影变换的道路斑马线识别方法[J].北方工业大学学报 2013，09，25（3）.

[4] 凌云，李树君.创意斑马线的平面设计研究[J].包装世界，2010，04（4）.

[5] 宁丽娟，徐朝鹏，赵晓伟，马志才等.一种基于红外对码技术的安全斑马线系统[P].

作者简介：林章垚（1995-），男，福建人，研究方向：电磁场与无线技术。