应用于铁路客运检票通道的监测系统

摘要

本发明公开一种应用于铁路客运检票通道的监测系统，发射光幕条分为第一、第二、第三和第四子发射光幕条，所述接收光幕条分为第一、第二、第三和第四子接收光幕条，从而形成第一、第二、第三和第四子收发光幕条对；同步时钟发生模块，用于产生一个包括前导码、检测脉冲码和停止码的同步连续方波信号；发射使能信号发生器；四个光幕控制器；主控制器，接收来自所述四个光幕控制器各自的工作状态序列信息和同步时钟发生模块的同步连续方波信号，根据四个光幕控制器各自的工作状态序列信息中处于遮挡状态的接收器对应的检测脉冲码的位置从而获得此刻待监控物体的遮挡位置。本发明监测系统识别精度高，且能保证在红外发射、接收单元间距较小时避免光束之间串扰问题和实时性问题。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路检票领域，具体涉及一种应用于铁路客运检票通道的监测系统。

背景技术

通常的区域检测光幕一般含数十个乃至上百个红外发射、接收点，为了保障检测的实时性，整个区域检测光幕系统一般会有多束红外同时发射、接收，这样就会涉及到光束间的串扰问题，即接收方无法确认该光束来自哪个发射点；其次，现有技术实时性较差，因此，如何设计一种识别精度高，且能保证在红外发射、接收单元间距较小时避免光束之间串扰问题的监测系统，成为本领域普通计算人员努力的方向。

发明内容

本发明提供一种应用于铁路客运检票通道的监测系统，此监测系统识别精度高，且能保证在红外发射、接收单元间距较小时避免光束之间串扰问题和实时性问题，从而提高了检测的精度和工作效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于铁路客运检票通道的监测系统，所述自动检票通道主要由左闸机本体、右闸机本体、光幕控制器、分别安装于左闸机本体和右闸机本体上的由若干个发射器组成的发射光幕条和由若干个接收器组成的接收光幕条组成，此发射光幕条和接收光幕条为一个收发光幕条对；

所述发射光幕条至少分为第一、第二、第三和第四子发射光幕条，所述接收光幕条至少分为第一、第二、第三和第四子接收光幕条，从而至少形成第一、第二、第三和第四子收发光幕条对；

同步时钟发生模块，用于产生包括至少一个由用于开启发射使能信号的前导码、用于控制所述光幕控制器采样点的检测脉冲码和用于清空状态的停止码组成的光幕检测周期的同步连续方波信号，此同步连续方波信号用于同步所述第一、第二、第三和第四子收发光幕条对；

发射使能信号发生器，用于开启所述发射光幕条中发射器的发射使能信号，此发射使能信号含有一个时钟周期的有效位；

所述光幕控制器数目等于子发射光幕条的数量，此光幕控制器由发射使能信号发生器、光幕控制模块和接收检测模块组成，此光幕控制器被配置如下：当所述发射使能信号处于有效位时且同步连续方波信号中检测脉冲码处于上升沿时，开启位于子发射光幕条开始端的发射器处于发射状态、开启对应的接收器处于接收状态并持续一个时钟周期；当所述同步连续方波信号中检测脉冲码处于所述上升沿的下一个上升沿时，开启此子发射光幕条下一个发射器处于发射状态和此子接收光幕条下一个接收器处于接收状态持续一个时钟周期；当所述同步连续方波信号中检测脉冲码处于下降沿时，此接收检测模块采集子接收光幕条中各个接收器的遮挡状态，从而将获得的各个工作状态序列信息；

主控制器，接收来自所述四个光幕控制器各自的工作状态序列信息和同步时钟发生模块的同步连续方波信号，根据四个光幕控制器各自的工作状态序列信息中处于遮挡状态的接收器对应的检测脉冲码的位置从而获得此刻待监控物体的遮挡位置。

上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

1、上述方案中，所述同步方波信号的周期为1MS到40US可设置。

2、上述方案中，所述发射使能信号的有效位为高电平，所述发射器的发射状态为高电平；所述接收器的输出低电平表示此时为遮挡，否则接收器为无遮挡。

3、上述方案中，所述光幕检测周期内接收器的遮挡状态为遮挡的数量可以判断出被遮挡的接收器的数量，从而确定物体的厚度；根据所述光幕检测周期中保存的工作状态序列信息中为遮挡的接收器在序列中的位置可以判断出物体的位置；根据相邻所述光幕检测周期之间遮挡物位置的变化可以计算出物体移动的速度。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明应用于铁路客运检票通道的监测系统，此监测系统识别精度高，且能保证在红外发射、接收单元间距较小时避免光束之间串扰问题和与时性问题，从而提高了检测的精度和工作效率；其次，本监测系统将所述发射光幕条和接收光幕条分为第一、第二、第三和第四子收发光幕条对，四条光幕对同时控制检测，从而降低了总的监控周期，使检测的周期的长短与区域的数量无关，只与区域内的发射点的数量有关。  

附图说明

附图1为本发明用于检票通道的结构示意图；

附图2为本发明发射器和接收器结构示意图；

附图3为本发明监测系统原理框图；

附图4为本发明监测方法的时序图。

以上附图中：1、左闸机本体；2、右闸机本体；3、光幕控制器；4、发射光幕条；5、接收光幕条；6、同步时钟发生模块；7、发射使能信号发生器；8、光幕控制器；9、光幕控制模块；10、接收检测模块；11、主控制器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种应用于铁路客运检票通道的监测系统，所述自动检票通道主要由左闸机本体1、右闸机本体2、光幕控制器3、分别安装于左闸机本体1和右闸机本体2上的由若干个发射器组成的发射光幕条4和由若干个接收器组成的接收光幕条5组成，此发射光幕条4和接收光幕条5为一个收发光幕条对；

所述发射光幕条至少分为第一、第二、第三和第四子发射光幕条，所述接收光幕条至少分为第一、第二、第三和第四子接收光幕条，从而至少形成第一、第二、第三和第四子收发光幕条对8；

同步时钟发生模块6，用于产生包括至少一个由用于开启发射使能信号的前导码、用于控制所述光幕控制器采样点的检测脉冲码和用于清空状态的停止码组成的光幕检测周期的同步连续方波信号，此同步连续方波信号用于同步所述第一、第二、第三和第四子收发光幕条对；

发射使能信号发生器7，用于开启所述发射光幕条中发射器的发射使能信号，此发射使能信号含有一个时钟周期的有效位；

所述光幕控制器3数目等于子发射光幕条的数量，此光幕控制器3由发射使能信号发生器7、光幕控制模块9和接收检测模块10组成，此光幕控制器3被配置如下：当所述发射使能信号处于有效位时且同步连续方波信号中检测脉冲码处于上升沿时，开启位于子发射光幕条开始端的发射器处于发射状态、接收光幕条中的接收器处于接收状态并持续一个时钟周期；当所述同步连续方波信号中检测脉冲码处于所述上升沿的下一个上升沿时，开启此子发射光幕条下一个发射器处于发射状态和此子接收光幕条下一个接收器处于接收状态持续一个时钟周期；当所述同步连续方波信号中检测脉冲码处于下降沿时，此接收检测模块10采集子接收光幕条中各个接收器的遮挡状态，从而将获得的各个工作状态序列信息；

主控制器11，接收来自所述四个光幕控制器3各自的工作状态序列信息和同步时钟发生模块6的同步连续方波信号，根据四个光幕控制器3各自的工作状态序列信息中处于遮挡状态的接收器对应的检测脉冲码的位置从而获得此刻待监控物体的遮挡位置。

上述同步方波信号的周期为1MS到40US可设置。

上述发射使能信号的有效位为高电平，所述发射器的发射状态为高电平；所述接收器的输出低电平表示此时为遮挡，否则接收器为无遮挡。

上述光幕检测周期内接收器的遮挡状态为遮挡的数量可以判断出被遮挡的接收器的数量，从而确定物体的厚度；根据所述光幕检测周期中保存的工作状态序列信息中为遮挡的接收器在序列中的位置可以判断出物体的位置；根据相邻所述光幕检测周期之间遮挡物位置的变化可以计算出物体移动的速度。

本实施例上述内容具体阐述如下。

一种利用时钟同步光幕发送与接收端，进而确定遮挡物位置的方法。利用时钟同步发射、接收端，发送端在时钟及发射控制信号的作用下在特定的时段打开特定发射单元的发射和接收单元的接收，接收端在同步时钟的作用下利用时钟的边沿触发主控制器的接收，从而实现主控制器在的在特定的时段打开发射并检测对应的接收端的接收情况，实现在检测的同时获取被遮挡的位置信息。

一般在闸机的检测区域会根据识别精度要求的不同沿通道布放数十个到几十个的红外接收与发射点，用于检测通道内物体的存在、位置及大小。光幕控制器的作用就是要能控制红外发射，避免彼此间的干扰，同时在接收端通过被遮挡光来确定被遮挡的物体所在的位置。为保证检测的实时性，需要在不发生干扰的情况下把发射、接收划分成几个区域，控制器对这几个不会相互干扰的区域进行同步检测。

整个通道划分成4段，每段由一个发射单元和一个接收单元组成，每个发射单元由几十个发射器构成，每个接收单元由几十个接收器组成，同组内的发射器的数量与接收器的数量是一致的。同一段内的发射单元与接收单元正对摆放。每段的组成见图1。

整个方案由光幕控制器、4个发射单元、4个接收单元组成，见图2。

光幕控制器的时钟发生器作用：产生周期在1MS到40US可调的连续方波信号，由前导码、检测脉冲、停止码三部分组成。前导码用于清除发射单元内的各个发射器并启动发射使能脉冲、控制打开接收，检测脉冲控制各个发射单元的发射持续时间长度，检测脉冲的数量与发射单元内的发射器的数量一致，停止码是两次完整检测周期间的间隔。各个长度均可设置。

发射使能脉冲的作用：用于使能对应的发射器，使发射器处于发射状态；同时控制打开对应的接收器，使接收器处于接收状态。

接收检测的作用：根据所检测到接收端的遮挡信号对应的检测脉冲的位置，确定被遮挡的位置。

发射单元：由多个发射器（发射器的具体数量与物理长度及检测精度有关）、多个移位寄存器等组成。在时钟与发射使能脉冲的作用下依次打开、关闭发射器。

接收单元：由多个接收器（接收器的具体数量与物理长度及检测精度有关）、多个移位寄存器及信号输出通道等组成。在时钟与使能信号的作用下依次打开、关闭接收及即时输出当前的接收情况。

时序关系：发射器、接收器、光幕控制器采用的时序关系见图3。

电路设计成有遮挡时对应的接收器输出的是低电平无遮挡输出高电平，光幕控制器的采样点正好落在接收输出的中间位置，从而保证了可靠接收遮挡信号。各个发射器是分时发射的因此避免了发射间的干扰。

后期处理：光幕控制器根据采样到的信号及对应的脉冲位置即可知道那个发射器被遮挡，从而判断出遮挡的位置，结合光幕控制器的时间参数可以进一步计算出通道内物体移动的速度、检测出通道内异常长期停留的情况。

采用上述监测系统时，此监测系统识别精度高，且能保证在红外发射、接收单元间距较小时避免光束之间串扰问题和与时性问题，从而提高了检测的精度和工作效率；其次，本监测系统将所述发射光幕条和接收光幕条分为第一、第二、第三和第四子收发光幕条对，从而降低了总的监控周期。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。