由f 100個(gè)超聲波接收器陣列組成，每個(gè)超聲波接收器陣列由Γιοο個(gè)超聲波接收器并聯(lián)而成；每個(gè)超聲波接收器陣列均與超聲波接收信號切換開關(guān)電路陣列108——對應(yīng)相連。
[0025]本發(fā)明工作原理:
工作時(shí)，由微處理器電路109產(chǎn)生超聲電壓信號,上述超聲波電壓信號時(shí)長在0.1毫秒至100毫秒，超聲波驅(qū)動(dòng)電壓信號由超聲信號放大電路105放大，然后傳到超聲波發(fā)送器陣列組2，安裝在人群上方的超聲波發(fā)送器陣列組2發(fā)出超聲波，超聲波在空氣中傳播，超聲波遇到地面或地面上的人將被反射，被反射的超聲波由超聲波接收器陣列組3接收，并變換成電信號，不同的超聲波接收器陣列組中的各個(gè)超聲波接收器發(fā)出的電信號由超聲波接收信號切換開關(guān)電路陣列108選中并傳遞到一個(gè)超聲波接收信號處理電路陣列107進(jìn)行信號處理，處理完成的超聲波電信號傳遞到微處理器電路109,微處理器電路109自動(dòng)測量超聲波從超聲波發(fā)送器發(fā)射到被反射再到被超聲波接收器接收的時(shí)長，通過其中的軟件計(jì)算出某一個(gè)超聲波發(fā)送器和超聲波接收器下方的地面或人到超聲波發(fā)送器和超聲波接收器的距離。系統(tǒng)的超聲波測距的誤差小于20毫米，人體的高度遠(yuǎn)大于這個(gè)誤差。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)保存地面無人時(shí)測量的距離，系統(tǒng)工作時(shí)若測量的某一距離小于保存的距離大于一個(gè)設(shè)定高度值則判斷為超聲波發(fā)送器和超聲波接收器下方有人。根據(jù)每組超聲波發(fā)送器和超聲波接收器測量得到的距離判斷其下方是否有人，然后累加所有超聲波發(fā)送器和超聲波接收器下方有人的數(shù)量和，該數(shù)量和乘以一個(gè)人數(shù)綜合系數(shù)得到區(qū)域內(nèi)人數(shù)的總和，上述人數(shù)綜合系數(shù)可取值范圍為0.1至3，一般取0.5。區(qū)域中人的分布位置根據(jù)超聲波發(fā)送器和超聲波接收器或超聲波收發(fā)器的位置確定。根據(jù)受測量區(qū)域上方到地面的空間高度不同超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)測量一次區(qū)域內(nèi)的人數(shù)的時(shí)間周期2次每秒至90次每秒，根據(jù)前后兩次測量的有人的位置的數(shù)據(jù)的變化，得到區(qū)域內(nèi)人的運(yùn)動(dòng)情況，以及人進(jìn)入和走出區(qū)域的情況。
[0026]為避免相鄰的超聲波接收器和超聲波發(fā)送器或超聲波收發(fā)器之間相互干擾，系統(tǒng)工作采用分時(shí)測量方式或分頻測量方式。采用分時(shí)測量方式時(shí)，超聲波接收器和超聲波發(fā)送器或超聲波收發(fā)器選用一種頻率的器件。由微處理器電路109控制超聲波發(fā)送器陣列組2中的奇數(shù)行奇數(shù)列組、偶數(shù)行偶數(shù)列組、奇數(shù)行偶數(shù)列組、偶數(shù)行奇數(shù)列組依次工作，分四次測量得到整個(gè)區(qū)域的人數(shù)。系統(tǒng)工作采用分頻測量方式時(shí)，超聲波接收器和超聲波發(fā)送器或超聲波收發(fā)器選用四種不同頻率的器件，奇數(shù)行奇數(shù)列組、偶數(shù)行偶數(shù)列組、奇數(shù)行偶數(shù)列組、偶數(shù)行奇數(shù)列組的器件的每組之間的頻率各不相同，組內(nèi)所有器件的頻率相同。
[0027]系統(tǒng)工作時(shí)測量得到的區(qū)域內(nèi)人數(shù)的總和通過數(shù)碼顯示器102顯示，或通過輸出通信接口電路103、輸出數(shù)字量接口電路104輸出給其它設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括安裝在支撐立面上的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)主板(I)及安裝在人群上方區(qū)域支撐平面上的超聲波發(fā)送器陣列組(2)和超聲波接收器陣列組(3);所述超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)主板(I)分別與所述超聲波發(fā)送器陣列組(2)、所述超聲波接收器陣列組(3)相連； 其中: 所述超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)主板(I)包括鍵盤(101)、數(shù)碼顯示器(102)、輸出通信接口電路(103)、輸出數(shù)字量接口電路(104)、f 100個(gè)超聲信號放大電路(105)、顯示器驅(qū)動(dòng)芯片(106)、一個(gè)超聲波接收信號處理電路陣列(107)、一個(gè)超聲波接收信號切換開關(guān)電路陣列(108)和微處理器電路(109);所述微處理器電路(109)分別與所述鍵盤(101)、所述顯示器驅(qū)動(dòng)芯片(106)、所述輸出通信接口電路(103)、所述輸出數(shù)字量接口電路(104)、所述一個(gè)超聲波接收信號處理電路陣列(107)、所述一個(gè)超聲波接收信號切換開關(guān)電路陣列(108)、所述超聲波發(fā)送器陣列(2)相連；所述一個(gè)超聲波接收信號處理電路陣列(107)與所述一個(gè)超聲波接收信號切換開關(guān)電路陣列(108) —一對應(yīng)相連；所述顯示器驅(qū)動(dòng)芯片(106)與所述數(shù)碼顯示器(102)相連； 所述超聲波發(fā)送器陣列組(2)由廣100個(gè)超聲波發(fā)送器陣列組成，每個(gè)超聲波發(fā)送器陣列由廣100個(gè)超聲波發(fā)送器并聯(lián)而成；所述f 100個(gè)超聲波發(fā)送器陣列與所述f 100個(gè)超聲信號放大電路(105) 對應(yīng)相連； 所述超聲波接收器陣列組(3)由廣100個(gè)超聲波接收器陣列組成，每個(gè)超聲波接收器陣列由Γ100個(gè)超聲波接收器并聯(lián)而成；所述每個(gè)超聲波接收器陣列均與所述超聲波接收信號切換開關(guān)電路陣列(108) 對應(yīng)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述安裝在人群上方區(qū)域的所述超聲波發(fā)送器陣列組(2)和所述超聲波接收器陣列組(3)到所述人群所在區(qū)域支撐平面的距離為1.5米?20米。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述安裝在人群上方區(qū)域的所述超聲波發(fā)送器陣列組(2)和所述超聲波接收器陣列組(3)均按照蜂窩狀六邊形劃分，且兩個(gè)超聲波發(fā)送器之間和兩個(gè)超聲波接收器之間的間距均為100毫米?1000毫米，每個(gè)超聲波發(fā)送器和每個(gè)超聲波接收器均位于所屬六邊形區(qū)域的中心。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出通信接口電路(103)由一個(gè)通信驅(qū)動(dòng)芯片MAX485電路或MAX232電路組成。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出數(shù)字量接口電路(104)由2個(gè)PNP三極管并聯(lián)而成。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述Γ?οο個(gè)超聲信號放大電路(105)中的每個(gè)超聲信號放大電路均由PNP三極管組成。
7.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示器驅(qū)動(dòng)芯片(106)由一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片MAX7219電路構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)碼顯示器(102)由4個(gè)數(shù)碼管顯示器組成。
9.如權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述一個(gè)超聲波接收信號處理電路陣列(107)由集成電路芯片CX20106組成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安裝在支撐立面上的超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)主板及安裝在人群上方區(qū)域支撐平面上的超聲波發(fā)送器陣列組和超聲波接收器陣列組；所述超聲波傳感器陣列式人數(shù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)主板分別與所述超聲波發(fā)送器陣列組、所述超聲波接收器陣列組相連。本發(fā)明以微處理器為核心，可快速自動(dòng)檢測得到某區(qū)域內(nèi)人群的具體數(shù)量和位置，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)人進(jìn)入?yún)^(qū)域和走出區(qū)域的情況以及人群的活動(dòng)情況，可用于公交車站的候車人數(shù)的檢測、高層建筑中電梯外等候乘坐電梯的人數(shù)的檢測、電梯等交通工具內(nèi)人數(shù)的檢測、某區(qū)域內(nèi)人的進(jìn)入?yún)^(qū)域和走出區(qū)域的情況的檢測等場合。
【IPC分類】G06M1-27, G07C9-00
【公開號】CN104867204
【申請?zhí)枴緾N201410057764
【發(fā)明人】馬殷元, 廖理
【申請人】蘭州交通大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月20日