李保福

基于設(shè)卡執(zhí)勤的實際要求，設(shè)計了智能阻車系統(tǒng)，包括警示牌、預警部分和攔截部分、CCD攝像機、便攜電腦和無線開關(guān)等模塊，并通過了實驗模擬，驗證了該系統(tǒng)的可行性。

【關(guān)鍵詞】智能判別 預警 攔截 記錄 系統(tǒng)

設(shè)卡執(zhí)勤是武警部隊基礎(chǔ)性、經(jīng)常性的工作之一，為更好地完成這項光榮的任務，相應的武器裝備是不可或缺的，目前武警部隊配備的主要阻車器材有89式阻車路障和遙控租車釘。這些裝備在很多次設(shè)卡執(zhí)勤中都發(fā)揮出了優(yōu)異的效能，，得到了廣大基層官兵的認可。然而，在廣大官兵多次實踐后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的相應裝備并不能適應于所有的情況，有時車輛在到檢查點時突然加速強行沖卡，而執(zhí)勤官兵又來不及反應，現(xiàn)有的器材便失效了，這時只能選擇被動追擊或通知其他卡點處理，不僅貽誤戰(zhàn)機，而且容易在追擊時產(chǎn)生危險。因此研發(fā)新的相應裝備變的勢在必行。

1 設(shè)計簡介

智能阻車系統(tǒng)選擇STC12C5A60S2單片機作為測速儀核心處理器，ME007-ULS V1超聲波控制器作為探測器，RF24L01模塊用于無線傳輸數(shù)據(jù)，同時設(shè)置一臺便攜電腦用于統(tǒng)籌控制系統(tǒng)的運行，包括警示牌顯示限速內(nèi)容、爆閃燈的開關(guān)、預警系統(tǒng)和測速系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的設(shè)定、CCD攝像機對車流量的監(jiān)控與對沖卡車輛的記錄等。主系統(tǒng)主要分為兩部分，一是預警部分，限速警示牌設(shè)在卡點前方100米處，報警裝置完成對相向行駛車輛的測速，實現(xiàn)對意圖沖卡車輛的判別、預警；二是攔截部分，主要由檢測模塊和便攜式阻車釘組成，便攜式阻車釘設(shè)在卡點后30米處，完成對沖卡車輛的判別、攔截。主要用于武警設(shè)卡執(zhí)勤、大門防沖撞系統(tǒng)等。實物設(shè)計展示如圖1。

2 設(shè)計內(nèi)容

2.1 設(shè)計的目的

本智能阻車系統(tǒng)的設(shè)計目標是：

（1）用于對目標路段實施限速或目標車輛測速預警。

（2）完成對設(shè)卡執(zhí)勤中意圖沖卡車輛的檢測及自主識別并進行快速反應和處理，從而確保執(zhí)勤任務順利安全。

（3）對監(jiān)測路段實時監(jiān)控統(tǒng)計車流量，采集車輛信息主要用于武警設(shè)卡執(zhí)勤、大門防沖撞系統(tǒng)等。

2.2 設(shè)計的技術(shù)解決方案

主要思路是利用C51單片機的高速處理能力和超聲波在空氣中的傳播特性實現(xiàn)對近距離車輛的非接觸式測速，而后將測速結(jié)果與預先設(shè)定的閾值進行對比，進而完成對意圖沖卡車輛（或沖卡車輛）的判別，從而實現(xiàn)對意圖沖卡車輛（或沖卡車輛）的預警和處理。

具體工作流程如下：

（1）目標車輛駛向監(jiān)測區(qū)域，限速警示牌顯示車速上限，提示車輛開始減速。

（2）目標車輛駛?cè)霚y速區(qū)，超聲波雷達發(fā)射測速脈沖，測得目標車速，分析判別是否超速，若超速則聲光報警器報警，若無則超聲波雷達繼續(xù)工作等待下一目標。

（3）目標駛?cè)雸?zhí)勤區(qū)域進入第二雷達測速區(qū)，利用多次測速求加速度，分析其速度與加速度值，判斷是否有沖卡行為，若有則向阻車釘發(fā)射開啟信號。

（4）阻車釘接受信號，彈出進行攔截。

（5）攔截車輛成功。CCD高清相機全程攝像對監(jiān)控路段車流量進行統(tǒng)計，實時傳輸?shù)奖銛y電腦。

2.2.1 系統(tǒng)工作原理

主程序是整個系統(tǒng)軟件的主要框架，主程序的工作原理為：

預警部分主程序：系統(tǒng)初始化后，對駛來車輛進行測速，并對結(jié)果進行處理判別，通過聲光報警模塊實時預警。如圖2。

攔截部分主程序：系統(tǒng)初始化后，對駛來車輛進行測速、加速度，并對結(jié)果進行處理、判別，通過無線開關(guān)彈出阻車釘。如圖3。

2.2.2 系統(tǒng)電路設(shè)計

（1）預警部分電路設(shè)計。主要選用STC12C5A60S2單片機、ME007-ULS V1超聲波控制器，LCD1602A顯示屏、聲光報警模塊。具體電路如圖4。

（2）攔截部分電路設(shè)計。主要選用STC12C5A60S2單片機、ME007-ULS V1超聲波控制器、無線發(fā)射模塊。如圖5。

2.2.3 系統(tǒng)程序設(shè)計

（1）預警部分程序設(shè)計。本次設(shè)計的超聲波測速系統(tǒng)采用時差法，對單片機進行初始化之后，調(diào)用發(fā)射子程序產(chǎn)生測量脈沖，求得幾組具體值。利用事先設(shè)定好的算法算出速度值。若超過設(shè)定值時進行報警。

3 結(jié)語

從實驗結(jié)果來看，達到了設(shè)計的預期目標，可以作為武警執(zhí)勤的裝備器材提供有力的硬件保障。該系統(tǒng)主要用于對目標路段實施限速或目標車輛測速預警，完成對設(shè)卡執(zhí)勤中意圖沖卡車輛的檢測及自主識別并進行快速反應和處理，從而確保執(zhí)勤任務順利安全；對監(jiān)測路段實時監(jiān)控統(tǒng)計車流量，采集車輛信息主要用于武警設(shè)卡執(zhí)勤、大門防沖撞系統(tǒng)等。此外，在一些特定場合也可分開單獨使用，或其中幾種組件組合使用。操作簡便，使用方法靈活，適用范圍較廣，對操作人員要求不高，適合于在部隊全面推廣。

參考文獻

[1]高燕.傳感器原理及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2009：73-80.

[2]楊永輝，耿曉軍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[C].陜西：陜西電子技術(shù)研究所陜西電子雜志社，2015（08）.

[3]陳朝大，李杏彩.單片機原理與應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2013（05）.

[4]戴敦文.科技創(chuàng)新導報[M].北京：中國宇航出版社，2015（06）.

作者單位

1. 武警沈陽指揮學院 遼寧省沈陽市 110113

2.武警警官學院 四川省成都市 610213