本發(fā)明涉及智慧交通裝置系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于移動終端的行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

技術(shù)是柄雙刃劍，這是無需重申的常識。手機(jī)普及后，已經(jīng)從純粹的通信工具演變成精神伴侶。通俗而言，就是技術(shù)對人進(jìn)行了綁架，人們已經(jīng)養(yǎng)成了對工具的深度依賴。手機(jī)依賴只是現(xiàn)代社會種種工具依賴癥的縮影，現(xiàn)在很多人沉溺于電視節(jié)目，離開了鍵盤不會寫字，習(xí)慣了以車代步等，人們的傳統(tǒng)生活已經(jīng)被新興技術(shù)改變。

智聯(lián)招聘發(fā)布了一份針對28個主要城市白領(lǐng)進(jìn)行的手機(jī)使用指數(shù)調(diào)研，其中北京白領(lǐng)使用手機(jī)時長最久，平均每天6.72小時，最低的廣州白領(lǐng)，平均每天也有4.9小時，其中公關(guān)、營銷等行業(yè)為了工作，手機(jī)保持24小時電話通訊和手機(jī)軟件交流。

交通管理信息平臺的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，目前有四成交通意外事故與行人低頭看手機(jī)有關(guān)，過馬路手持手機(jī)的人中，有11%正在聽音樂，有7%的人在發(fā)信息，有8%的人正在通話?？词謾C(jī)的人發(fā)生撞車事故幾率是普通人的四倍，橫穿馬路所用時間比正常人多2~10秒。

縱觀世界歷史的每一次大的技術(shù)變革，人們的生活都會發(fā)生天翻地覆的變化。面對技術(shù)變革帶來的新的問題，很多人會對新興技術(shù)進(jìn)行批判，試圖恢復(fù)原來的社會面貌，但均以失敗告終。這些歷史告訴人們，身處人類社會發(fā)展的潮流中，順應(yīng)時代的發(fā)展，針對新出現(xiàn)的問題進(jìn)行思考和提出解決方法，才是人們需要做的事情。

本發(fā)明針對在路上低頭看手機(jī)的行人（以下簡稱“低頭族”）易發(fā)生撞車事故的現(xiàn)象，進(jìn)行了思考和方案設(shè)計(jì)，人們需要的不是一個新的裝置，因?yàn)槭冀K跟手機(jī)同時使用，所以最好與手機(jī)做成一體；人們在使用手機(jī)時，手機(jī)在不斷移動和變換傾斜角度，新的方案要在手機(jī)任何角度下均能保持監(jiān)測車輛的功能；靜止的車輛是不會對人們造成傷害的，所以新的方案的監(jiān)測對象是移動的物體。假若能夠應(yīng)用這種行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)，那么對于推進(jìn)智慧交通科技發(fā)展具有重要作用，對于降低交通事故，進(jìn)一步保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明為了保護(hù)低頭族的生命安全，提供一種基于移動終端的行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)，能夠精確捕捉朝向手機(jī)快速移動的物體，同時手機(jī)發(fā)出預(yù)警提示音和振動，提醒低頭看手機(jī)的人們提高警惕，避免撞傷發(fā)生交通事故。

本發(fā)明提供一種基于移動終端的行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)，包括手機(jī)基體，透明殼體，轉(zhuǎn)軸，圓球，距離傳感器，重心塊，MCU，揚(yáng)聲器，振動電機(jī)。

所述透明殼體為矩形體，安裝在手機(jī)的頂部，內(nèi)部設(shè)有一球形空心空間，沿著球形空間內(nèi)壁，平行于手機(jī)橫向面，加工有環(huán)形軌道。

所述轉(zhuǎn)軸外形為針狀，兩端均設(shè)有圓頭，圓頭嵌入透明殼體內(nèi)的環(huán)形軌道內(nèi)，圓頭和環(huán)形軌道是間隙配合，轉(zhuǎn)軸可以沿著環(huán)形軌道做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時能夠環(huán)繞轉(zhuǎn)軸的軸線自轉(zhuǎn)。

所述圓球?yàn)榍驙?，沿著水平左右方向開設(shè)有一個轉(zhuǎn)軸安裝孔，前方安裝有距離傳感器，底部為重心塊。所述轉(zhuǎn)軸穿過圓球上的轉(zhuǎn)軸安裝孔，轉(zhuǎn)軸安裝孔和轉(zhuǎn)軸是間隙配合，圓球可以環(huán)繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

所述MCU和振動電機(jī)安裝在手機(jī)主板中，所述揚(yáng)聲器安裝在手機(jī)的外殼上。

當(dāng)?shù)皖^族行走在馬路上，前方有車輛駛來時，手機(jī)揚(yáng)聲器立即發(fā)出“注意車輛”提示音，同時振動電機(jī)振動，以便提醒低頭族注意安全。

本發(fā)明的原理是：

圓球的重心集中在底部的重心塊，假設(shè)將圓球放置在水平面上，僅限制豎直方向的自由度，其它無限制，重心塊會始終在圓球下方，這樣距離傳感器軸線保持水平。

手機(jī)的傾斜動作可以分解為前后傾斜和左右傾斜：

在手機(jī)前后傾斜變化時，由于重心塊的作用，圓球環(huán)繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，重心塊始終在下方，這樣距離傳感器始終水平向前。

在手機(jī)左右傾斜變化時，由于重心塊的作用，圓球施加在轉(zhuǎn)軸上的力，始終位于轉(zhuǎn)軸的中間位置，這樣轉(zhuǎn)軸為了保持平衡，會在環(huán)形軌道內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，保持轉(zhuǎn)軸始終水平。

轉(zhuǎn)軸與環(huán)形軌道間隙配合是為了增大轉(zhuǎn)軸的自由度，進(jìn)一步加強(qiáng)圓球的靈活度。

距離傳感器射出的光線，穿過透明殼體，射到低頭族前方的車輛上，最后光線反射回距離傳感器，即可測得低頭族與前方車輛的距離。間隔一定時間，同樣原理再次測得低頭族與前方車輛距離。根據(jù)兩次距離的變化，即可計(jì)算出前方車輛的行駛速度。當(dāng)MCU判定車輛的行駛速度會對人們造成威脅時，控制揚(yáng)聲器發(fā)出提示音，控制振動電機(jī)發(fā)出振動提醒人們注意。

本發(fā)明具有的有益效果是：

（1）利用不倒翁原理，保證在手機(jī)顛簸的狀況下，距離傳感器保持水平朝前；

（2）利用轉(zhuǎn)軸和環(huán)形軌道配合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)圓球自由度最大化；

（3）利用多次距離測量和時間差，轉(zhuǎn)換為運(yùn)動物體的速度測量。

所以，這種基于移動終端的行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)，能夠有效的監(jiān)測到低頭族前方來車威脅，并對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理判定預(yù)警，有效預(yù)防和減少交通事故的發(fā)生，對于推動智慧交通發(fā)展和進(jìn)一步保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全有重要意義。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。

圖1是本發(fā)明中透明殼體和手機(jī)基體裝配的外觀示意圖。

圖2是本發(fā)明中透明殼體和手機(jī)基體裝配的局部放大示意圖。

圖3是本發(fā)明中沿透明殼體縱向?qū)ΨQ面的剖切線A-A的位置示意圖。

圖4是本發(fā)明中按照剖切線A-A視角的透明殼體、轉(zhuǎn)軸、圓球的裝配示意圖。

圖5是本發(fā)明中按照剖切線A-A視角的透明殼體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明中沿透明殼體橫向?qū)ΨQ面的剖切線B-B的位置示意圖。

圖7是本發(fā)明中按照剖切線B-B視角的透明殼體、轉(zhuǎn)軸的裝配示意圖。

圖8是本發(fā)明中按照剖切線B-B視角的透明殼體、轉(zhuǎn)軸、圓球的裝配示意圖。

圖9是本發(fā)明的轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明的圓球的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是本發(fā)明的各元件連接示意圖。

圖12是本發(fā)明的控制原理流程圖。

圖中標(biāo)號：1-手機(jī)基體，2-透明殼體，21-環(huán)形軌道，3-轉(zhuǎn)軸，31-轉(zhuǎn)軸的圓頭，4-圓球，41-轉(zhuǎn)軸安裝孔，5-距離傳感器，6-重心塊。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明基于移動終端的行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

一種基于移動終端的行人防撞車智能預(yù)警系統(tǒng)，其硬件主要包括：手機(jī)基體1，透明殼體2，轉(zhuǎn)軸3，圓球4，距離傳感器5，重心塊6，MCU，揚(yáng)聲器，振動電機(jī)。

所述透明殼體2為矩形體，安裝在手機(jī)基體1的頂部，內(nèi)部設(shè)有一球形空心空間，沿著球形空間內(nèi)壁，平行于手機(jī)橫向面，加工有環(huán)形軌道21。

進(jìn)一步講，透明殼體2的材料采用聚甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，透光率和折射率都接近空氣，最大程度上降低材料對光線傳播的影響。

所述轉(zhuǎn)軸3的外形為針狀，兩端均設(shè)有圓頭31，圓頭31嵌入透明殼體內(nèi)的環(huán)形軌道21內(nèi)，圓頭31和環(huán)形軌道21是間隙配合，轉(zhuǎn)軸3可以沿著環(huán)形軌道21做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時能夠環(huán)繞轉(zhuǎn)軸3的軸線自轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步講，轉(zhuǎn)軸3的兩端圓頭31為球形，其球徑大于轉(zhuǎn)軸3的中間針狀軸徑。

所述圓球4為球狀，沿著水平左右方向開設(shè)有一個轉(zhuǎn)軸安裝孔41，前方安裝有距離傳感器5，底部為重心塊6。所述轉(zhuǎn)軸3穿過圓球4上的轉(zhuǎn)軸安裝孔41，轉(zhuǎn)軸安裝孔41和轉(zhuǎn)軸3是間隙配合，圓球4可以環(huán)繞轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步講，圓球4由樹脂制作，內(nèi)部材料分布并非均勻密度，在距離傳感器5安裝在圓球4上后，圓球4在平放狀態(tài)下，距離傳感器5的軸線能夠保持水平。

進(jìn)一步講，重心塊6利用圓球4的樹脂外殼，內(nèi)部由材料鉛作為填充物。

進(jìn)一步講，距離傳感器5為紅外線距離傳感器，內(nèi)含紅外線發(fā)射元件和紅外線接收元件，通過A/D轉(zhuǎn)換電路與MCU連通。

所述MCU和振動電機(jī)安裝在手機(jī)主板中，所述揚(yáng)聲器安裝在手機(jī)的外殼上。

當(dāng)?shù)皖^族行走在馬路上，前方有車輛駛來時，手機(jī)揚(yáng)聲器立即發(fā)出“注意車輛”提示音，同時振動電機(jī)振動，以便提醒低頭族注意安全。

圓球4的重心集中在底部的重心塊6，假設(shè)將圓球4放置在水平面上，相當(dāng)于僅限制豎直方向的自由度，其它無限制，穩(wěn)定后，重心塊6會始終在圓球4下方，這樣距離傳感器5的軸線保持水平。

手機(jī)的傾斜動作可以分解為前后傾斜和左右傾斜：

在手機(jī)前后傾斜變化時，由于重心塊6的作用，圓球4環(huán)繞轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，重心塊6始終在下方，這樣距離傳感器5始終水平向前。

在手機(jī)左右傾斜變化時，由于重心塊6的作用，圓球4施加在轉(zhuǎn)軸3上的力，始終位于轉(zhuǎn)軸3的中間位置，這樣轉(zhuǎn)軸3為了保持平衡，會在環(huán)形軌道21內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，保持轉(zhuǎn)軸3始終水平。

轉(zhuǎn)軸3與環(huán)形軌道21間隙配合是為了增大轉(zhuǎn)軸3的自由度，進(jìn)一步加強(qiáng)圓球4的靈活度。

距離傳感器5射出的光線，穿過透明殼體2，射到低頭族前方的車輛上，最后光線反射回距離傳感器5，即可測得低頭族與前方車輛的距離。間隔一定時間，同樣原理再次測得低頭族與前方車輛距離。根據(jù)兩次距離的變化，即可計(jì)算出前方車輛的行駛速度。

假設(shè)前一次距離傳感器5射出紅外線的時間為t1，接收紅外線的時間為t2，紅外線的傳播速為v0，那么距離傳感器5與車輛的距離L1=v*(t2-t1)/2；

假設(shè)下一次距離傳感器5射出紅外線的時間為t3，接收紅外線的時間為t4，紅外線的傳播速為v0，那么距離傳感器5與車輛的距離L2=v*(t4-t3)/2；

那么車輛與人們的相對速v=(L1-L2)/(t4-t2)。

當(dāng)MCU判定車輛的行駛速度會對人們造成威脅時，控制揚(yáng)聲器發(fā)出提示音，控制振動電機(jī)發(fā)出振動提醒人們注意。

揚(yáng)聲器的內(nèi)存中預(yù)先儲存有“注意車輛”的音頻，MCU通過中間繼電器控制揚(yáng)聲器和振動電機(jī)通電啟動，MCU在判定來車會對人們造成威脅后，接通某管腳，中間繼電器的線圈通電，中間繼電器為常開繼電開關(guān)，線圈通電后開關(guān)閉合，接通揚(yáng)聲器的電源，揚(yáng)聲器啟動后發(fā)出提示音。同樣原理，MCU通過中間繼電器控制振動電機(jī)啟動，因?yàn)槿藗冊卩须s的馬路上時，振動比聲音更能引起手機(jī)使用者的注意。

本發(fā)明中，A/D轉(zhuǎn)換電路是指模擬信號與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換電路，MCU是指單片微型計(jì)算機(jī)，是集成了內(nèi)處理器(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、計(jì)數(shù)器、以及I/O端口為一體的一塊集成芯片。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。