防誤觸發(fā)安全升降地樁

蔡澤臻 熊浩齊

升降路樁又名自動(dòng)升降路樁或自動(dòng)升降路障，屬于通行通道管制設(shè)備，用于在道路、景點(diǎn)、公共車位等地方對(duì)指定區(qū)域的通道路口進(jìn)行封閉，具有防撞、防暴功能，根據(jù)安全級(jí)別不同，分為民用勸阻型升降路樁和軍用反恐路樁。

升降路樁采用一體式獨(dú)立液壓驅(qū)動(dòng)，柱體大都采用304不銹鋼材質(zhì)，升降速度最快的在2s左右。能快速升降的路樁主要用于一些敏感區(qū)域，它們都具備防撞性能，可抵御車輛惡意沖撞。這些路樁安裝在地面上，降下時(shí)可與地面齊平，車輛從路樁上經(jīng)過甚至感覺不到它的存在。

現(xiàn)有的升降設(shè)備操作的準(zhǔn)確性和可靠性主要依賴于操作人員，如果操作人員一時(shí)疏忽，就會(huì)造成事故。所以，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種防誤觸發(fā)安全升降地樁。

一、設(shè)計(jì)方案

在升降地樁的頂部安裝傳感器，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)過程中是否有障礙物，并按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行控制，保證行人和車輛的安全。預(yù)先設(shè)定應(yīng)急觸發(fā)模式，當(dāng)此模式被觸發(fā)時(shí)，地樁不受任何條件限制快速上升，防止車輛沖入。

二、設(shè)計(jì)制作

防誤觸發(fā)安全升降地樁主要由電源線、連接線、指示燈、遙控器、控制單元和傳感器等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用了滾珠絲桿。滾珠絲桿是工具機(jī)械和精密機(jī)械最常用的傳動(dòng)元件，它能將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于僅有很小的摩擦阻力，滾珠絲桿被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。

滾珠絲桿由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。將圓柱形上下移動(dòng)防撞外殼與滾珠螺母相連，利用電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作變成舉升器外殼的上、下移動(dòng)。由于移動(dòng)取決于電機(jī)的轉(zhuǎn)速和絲桿的螺旋錐度，為了保證模型的穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)將此數(shù)據(jù)盡量調(diào)小。

1.硬件制作

2.單片機(jī)

我們使用的是AT89c52單片機(jī)。為了方便與上位機(jī)進(jìn)行串行通行以達(dá)到遠(yuǎn)程控制，本設(shè)計(jì)采用11.592M晶振，另外兩個(gè)22P的獨(dú)石電容分別接入單片機(jī)XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入接口。

單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路采用負(fù)觸發(fā)+按鈕復(fù)位電路形式。傳感器采用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將溫度、濕度等物理變化信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過單片機(jī)的IO接口讀入信號(hào)檢測(cè)分析當(dāng)前的狀態(tài)。

3.軟件設(shè)計(jì)

設(shè)備通電后等待按鍵或傳感器觸發(fā)，當(dāng)檢測(cè)到車輛外圍有煙塵時(shí)，外循環(huán)風(fēng)門關(guān)閉;當(dāng)檢測(cè)到車輛內(nèi)有煙塵時(shí)，等離子和輔助風(fēng)扇啟動(dòng)，直到控制質(zhì)量達(dá)標(biāo)。啟動(dòng)空調(diào)時(shí)，濕度傳感器開始工作，關(guān)閉空調(diào)后濕度若超過設(shè)定值，啟動(dòng)風(fēng)扇和紫外線燈消毒。按下中斷按鍵，系統(tǒng)停止工作。

本次程序采用匯編語言編寫，可將程序分成主程序、傳感器掃描程序、中斷程序、中斷處理程序和延時(shí)程序。

三、實(shí)驗(yàn)測(cè)試

由于前期采購的傳感器采用電感式，在單片機(jī)通電時(shí)自動(dòng)輸出信號(hào)，導(dǎo)致單片機(jī)出現(xiàn)誤動(dòng)作。為了排除上述情況，我們采用了兩種方法：1.在傳感器上增加濾波電容0.15uf，使信號(hào)更穩(wěn)定;2.在軟件設(shè)計(jì)上采用重復(fù)測(cè)量對(duì)比數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。

防誤觸發(fā)安全升降地樁通過各種傳感器對(duì)地樁的上升過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減少在此過程中人為和設(shè)備自身的誤觸發(fā)，保護(hù)了車輛和行人的安全。（指導(dǎo)老師：潘之浩? 竇洛海）