防误触发安全升降地桩

蔡泽臻 熊浩齐

升降路桩又名自动升降路桩或自动升降路障，属于通行通道管制设备，用于在道路、景点、公共车位等地方对指定区域的通道路口进行封闭，具有防撞、防暴功能，根据安全级别不同，分为民用劝阻型升降路桩和军用反恐路桩。

升降路桩采用一体式独立液压驱动，柱体大都采用304不锈钢材质，升降速度最快的在2s左右。能快速升降的路桩主要用于一些敏感区域，它们都具备防撞性能，可抵御车辆恶意冲撞。这些路桩安装在地面上，降下时可与地面齐平，车辆从路桩上经过甚至感觉不到它的存在。

现有的升降设备操作的准确性和可靠性主要依赖于操作人员，如果操作人员一时疏忽，就会造成事故。所以，我们设计了一种防误触发安全升降地桩。

一、设计方案

在升降地桩的顶部安装传感器，检测运动过程中是否有障碍物，并按照预先设定的程序进行控制，保证行人和车辆的安全。预先设定应急触发模式，当此模式被触发时，地桩不受任何条件限制快速上升，防止车辆冲入。

二、设计制作

防误触发安全升降地桩主要由电源线、连接线、指示灯、遥控器、控制单元和传感器等组成，其结构如图1所示。

在设计中，我们运用了滚珠丝杆。滚珠丝杆是工具机械和精密机械最常用的传动元件，它能将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于仅有很小的摩擦阻力，滚珠丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

滚珠丝杆由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。将圆柱形上下移动防撞外壳与滚珠螺母相连，利用电机带动丝杆转动，将电机的旋转动作变成举升器外壳的上、下移动。由于移动取决于电机的转速和丝杆的螺旋锥度，为了保证模型的稳定性和可靠性，应将此数据尽量调小。

1.硬件制作

2.单片机

我们使用的是AT89c52单片机。为了方便与上位机进行串行通行以达到远程控制，本设计采用11.592M晶振，另外两个22P的独石电容分别接入单片机XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入接口。

单片机系统的复位电路采用负触发+按钮复位电路形式。传感器采用模数转换电路，将温度、湿度等物理变化信号转换成电信号，通过单片机的IO接口读入信号检测分析当前的状态。

3.软件设计

设备通电后等待按键或传感器触发，当检测到车辆外围有烟尘时，外循环风门关闭;当检测到车辆内有烟尘时，等离子和辅助风扇启动，直到控制质量达标。启动空调时，湿度传感器开始工作，关闭空调后湿度若超过设定值，启动风扇和紫外線灯消毒。按下中断按键，系统停止工作。

本次程序采用汇编语言编写，可将程序分成主程序、传感器扫描程序、中断程序、中断处理程序和延时程序。

三、实验测试

由于前期采购的传感器采用电感式，在单片机通电时自动输出信号，导致单片机出现误动作。为了排除上述情况，我们采用了两种方法：1.在传感器上增加滤波电容0.15uf，使信号更稳定;2.在软件设计上采用重复测量对比数据实现稳定输出。

防误触发安全升降地桩通过各种传感器对地桩的上升过程进行监测，减少在此过程中人为和设备自身的误触发，保护了车辆和行人的安全。（指导老师：潘之浩  窦洛海）