本申請涉及騎行監(jiān)測，具體是一種腳踏功率計算系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、為了對騎行者的騎行進行監(jiān)測，通常采用如通過功率計測量踩踏力來得出騎行者的做功等方式。但是，這些技術(shù)手段，如果要在后臺在對騎行者進行騎行監(jiān)測或騎行質(zhì)量監(jiān)督時，則需要配合較為復(fù)雜的監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)。為了簡化騎行監(jiān)測系統(tǒng)，降低使用成本，亟需一種更好的技術(shù)手段。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種腳踏功率計算系統(tǒng)及方法，以解決上述背景中提出的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請公開了以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本申請公開了一種腳踏功率計算系統(tǒng)，包括：

4、ble標(biāo)準(zhǔn)功率計廣播和通訊模塊，配置為：基于標(biāo)準(zhǔn)ble的功率計協(xié)議，對外廣播第一騎行數(shù)據(jù)；

5、ant+標(biāo)準(zhǔn)功率計播和通訊模塊，配置為：基于ant+的功率計協(xié)議，對外廣播第二騎行數(shù)據(jù)；

6、ble的app接口和通訊模塊，配置為：用于與app進行連接，并傳輸控制數(shù)據(jù)；

7、ota升級模塊，配置為：基于ota升級流程進行升級；

8、校準(zhǔn)和補償模塊，配置為：校準(zhǔn)壓力應(yīng)變片adc在空載時的值；

9、數(shù)據(jù)采集和計算模塊，配置為：基于壓力應(yīng)變片adc和加速度傳感器，采集和計算所述第一騎行數(shù)據(jù)和所述第二騎行數(shù)據(jù)。

10、作為優(yōu)選，所述第一騎行數(shù)據(jù)包括實時功率、累計力矩、上下死角和圈數(shù)中的一種或多種。

11、作為優(yōu)選，所述第二騎行數(shù)據(jù)包括實時功率、踏頻、累計功率、累計力矩、電池電量和自動校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的一種或多種。

12、作為優(yōu)選，所述控制數(shù)據(jù)包括：用于重啟的控制數(shù)據(jù)，用于升級的控制數(shù)據(jù)，用于控制進入深度睡眠的控制數(shù)據(jù)，用于控制發(fā)送溫度補償校準(zhǔn)的控制數(shù)據(jù)，用于發(fā)送校準(zhǔn)系數(shù)的控制數(shù)據(jù)，以及用于獲取壓力應(yīng)變片adc的數(shù)據(jù)及計算結(jié)果的控制數(shù)據(jù)。

13、第二方面，本申請公開了一種腳踏功率計算方法，該方法包括以下步驟：

14、布置如上所述的腳踏功率計算系統(tǒng)，將加速度傳感器安裝于自行車的腳踏上，并將所述加速度傳感器與壓力應(yīng)變片adc算法融合；

15、采集所述加速度傳感器的x軸、y軸和z軸的值，檢測自行車是否在震動來判斷是否在騎行，以及檢測腳踏轉(zhuǎn)動的圈數(shù)；

16、當(dāng)在騎行時，系統(tǒng)退出休眠狀態(tài)，進入工作狀態(tài)，開始壓力應(yīng)變片adc的采集，實時功率的計算，并通過基于標(biāo)準(zhǔn)ble的功率計協(xié)議和ant+的功率計協(xié)議實時廣播功率和踏頻；

17、當(dāng)停止騎行，且加速度傳感器處于靜止?fàn)顟B(tài)5分鐘，則設(shè)備進入休眠狀態(tài)，斷聯(lián)基于標(biāo)準(zhǔn)ble的功率計協(xié)議和ant+的功率計協(xié)議,停止壓力應(yīng)變片adc的采集，系統(tǒng)進入低功耗休眠狀態(tài)。

18、作為優(yōu)選，當(dāng)系統(tǒng)進入工作狀態(tài)時，啟動基準(zhǔn)定時器、pwm輸出定時器和adc采集定時器，其中，基準(zhǔn)定時器按照周期t1觸發(fā)一次；

19、每次在基準(zhǔn)定時器觸發(fā)后，等待t1-1時長后，啟動pwm輸出定時器，使橋接電路和模擬器導(dǎo)通；

20、pwm輸出定時器啟動后，再啟動adc采集定時器，并等待t2時長后,采集壓力應(yīng)變片adc數(shù)據(jù)，其中，t2＜1；

21、基于采集的壓力應(yīng)變片adc數(shù)據(jù)，計算以下數(shù)據(jù)：

22、其中，λ為計算得到的標(biāo)定系數(shù)，adcbf為壓力應(yīng)變片掛載10kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼下對應(yīng)的adc值，其中，adc值為在壓力應(yīng)變片上產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換成的adc數(shù)據(jù)結(jié)果，adc標(biāo)定為標(biāo)定adc值；

23、p＝δadc*λ，其中，p為計算得到的腳踏壓力值，δadc為壓力應(yīng)變片兩次采集時對應(yīng)的adc差值；

24、n＝p*l，其中，n為計算得到的腳踏力矩，l為腳踏的曲柄長度；

25、其中，w為計算得到的腳踏功率，t為腳踏轉(zhuǎn)動一圈的時長。

26、作為優(yōu)選，所述adc差值通過一下公式計算得到：

27、δadc＝adc實時-adc標(biāo)定+adc溫度補償

28、adc實時為基于壓力應(yīng)變片采集得到的adc實時值；

29、其中，∑adccwkz為常溫下空載時壓力應(yīng)變片采樣100次對應(yīng)的adc值的總和；

30、δadc溫度補償為溫度補償adc差值，δadc溫度補償＝adc標(biāo)定-adcswkz，其中，adcswkz為實時溫度下壓力應(yīng)變片在空載時對應(yīng)的adc值。

31、有益效果：本申請的腳踏功率計算系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)架構(gòu)簡單，復(fù)雜程度低，開發(fā)成本低，能夠滿足腳踏功率計算的基本需求，并且，計算邏輯技術(shù)簡單，具有較好的可靠性和實用性。

技術(shù)特征：

1.一種腳踏功率計算系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳踏功率計算系統(tǒng)，其特征在于，所述第一騎行數(shù)據(jù)包括實時功率、累計力矩、上下死角和圈數(shù)中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳踏功率計算系統(tǒng)，其特征在于，所述第二騎行數(shù)據(jù)包括實時功率、踏頻、累計功率、累計力矩、電池電量和自動校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腳踏功率計算系統(tǒng)，其特征在于，所述控制數(shù)據(jù)包括：用于重啟的控制數(shù)據(jù)，用于升級的控制數(shù)據(jù)，用于控制進入深度睡眠的控制數(shù)據(jù)，用于控制發(fā)送溫度補償校準(zhǔn)的控制數(shù)據(jù)，用于發(fā)送校準(zhǔn)系數(shù)的控制數(shù)據(jù)，以及用于獲取壓力應(yīng)變片adc的數(shù)據(jù)及計算結(jié)果的控制數(shù)據(jù)。

5.一種腳踏功率計算方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的腳踏功率計算方法，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)進入工作狀態(tài)時，啟動基準(zhǔn)定時器、pwm輸出定時器和adc采集定時器，其中，基準(zhǔn)定時器按照周期t1觸發(fā)一次；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的腳踏功率計算方法，其特征在于，所述adc差值通過一下公式計算得到：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及騎行監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種腳踏功率計算系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：BLE標(biāo)準(zhǔn)功率計廣播和通訊模塊，用于基于標(biāo)準(zhǔn)BLE的功率計協(xié)議，對外廣播第一騎行數(shù)據(jù)；Ant+標(biāo)準(zhǔn)功率計播和通訊模塊，用于基于Ant+的功率計協(xié)議，對外廣播第二騎行數(shù)據(jù)；BLE的app接口和通訊模塊，用于用于與APP進行連接，并傳輸控制數(shù)據(jù)；OTA升級模塊，用于基于OTA升級流程進行升級；校準(zhǔn)和補償模塊，用于校準(zhǔn)壓力應(yīng)變片adc在空載時的值；數(shù)據(jù)采集和計算模塊，用于基于壓力應(yīng)變片adc和加速度傳感器，采集和計算第一騎行數(shù)據(jù)和第二騎行數(shù)據(jù)。該方法與該系統(tǒng)相對應(yīng)。本申請，系統(tǒng)架構(gòu)簡單，復(fù)雜程度低，開發(fā)成本低，能夠滿足腳踏功率計算的基本需求，具有較好的可靠性和實用性。

技術(shù)研發(fā)人員：王磊
受保護的技術(shù)使用者：廣州市準(zhǔn)創(chuàng)軟件科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10