技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種具有照明功能自行車安全監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求也日益增加，目前，自行車越來(lái)越受人們喜歡，不僅因?yàn)樗h(huán)保節(jié)能，在交通擁擠的現(xiàn)今，使其更加方便，同時(shí)也是健身鍛煉的好方法，將單片機(jī)應(yīng)用到自行車上，使其更加智能化，也成為研究的一種方向。當(dāng)人們利用自行車作為交通工具的時(shí)候，就需要知道自己的行駛速度，報(bào)警裝置來(lái)提醒自己注意安全，同時(shí)在夜間的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟警示燈來(lái)提醒周圍車輛，減少事故發(fā)生；當(dāng)利用自行車作為運(yùn)動(dòng)工具的時(shí)候，就更需要測(cè)速裝置來(lái)顯示其速度，需要時(shí)間來(lái)顯示自己運(yùn)動(dòng)了多久，行駛了多遠(yuǎn)，利用溫度檢測(cè)了解周圍環(huán)境溫度怎么樣，適不適合運(yùn)動(dòng)。 測(cè)速技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用非常廣泛，也相當(dāng)成熟，方法也很多，比如超聲波測(cè)速，紅外測(cè)速，激光測(cè)速等等高科技的測(cè)速技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，其中交通領(lǐng)域更為廣泛，可是對(duì)于自行車這種非機(jī)動(dòng)車輛來(lái)說(shuō)，也由于它本身速度不是很快的原因，將測(cè)速應(yīng)用到自行車上還不夠廣泛，而作為環(huán)保節(jié)能鍛煉于一身的交通工具來(lái)說(shuō)，在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)著很重要的作用，這也就增加了它危險(xiǎn)性，更需要讓其更智能化，在這方面不管是國(guó)內(nèi)外來(lái)說(shuō)都還不夠重視。 因此，自行車不管是作為交通工具或者健身運(yùn)動(dòng)，都需要對(duì)其進(jìn)一步的完善，讓它更智能化，作為交通工具使其更加安全，作為健身運(yùn)動(dòng)使其多功能化，方便人們的生活。

近年來(lái)屢屢出現(xiàn)公路自行車飆車現(xiàn)象，導(dǎo)致連環(huán)撞的車禍?zhǔn)录覍野l(fā)生，然而卻沒(méi)有提出相應(yīng)的自行車車速監(jiān)督措施，存在著相當(dāng)大的安全隱患。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在缺乏自行車的監(jiān)督手段，導(dǎo)致自行車違法交通規(guī)則，車禍發(fā)生幾率明顯增大的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種具有照明功能自行車安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及控制方法，以完善交通中對(duì)自行車的車速監(jiān)控，并根據(jù)自行車超速的集中時(shí)段和地點(diǎn)，制定相應(yīng)的計(jì)劃，降低交通中的安全隱患。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有照明功能自行車安全監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及方法，主要包括：包括控制單元、測(cè)速單元、照明單元、重量感應(yīng)單元、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊、GPS定位模塊、GSM模塊、服務(wù)器和客戶端，所述測(cè)速單元、GSM模塊、重量感應(yīng)單元、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊和GPS定位模塊分別與控制單元連接，所述重量感應(yīng)單元感應(yīng)重量信號(hào)、所述照明單元包括光線采集電路和照明LED，光線采集電路采集周圍環(huán)境光線，控制器根據(jù)光線強(qiáng)弱控制照明LED的亮滅，所述測(cè)速單元包括至少一個(gè)永久磁鐵、開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號(hào)，控制器根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算出相應(yīng)的速度，所述物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊與服務(wù)器進(jìn)行通訊，所述服務(wù)器與客戶端進(jìn)行通訊，所述GPS模塊用于定位自行車位置信息， GSM模塊將以短信的方式將實(shí)時(shí)速度發(fā)送至具有GSM收發(fā)模塊的手機(jī)。

進(jìn)一步地，還包括液晶顯示模塊，用于顯示車輛速度。

進(jìn)一步地，基于自行車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的的控制方法，包括以下步驟：

A．重量感應(yīng)單元感應(yīng)車載重量，并將重量信號(hào)發(fā)送至控制器；

B.控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重量-速度對(duì)應(yīng)表，查找車載重量對(duì)應(yīng)的最大車速值；

C. 測(cè)速單元測(cè)量自行車車速，并通過(guò)控制器將車速值和定位信息經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)車速值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)判斷自行車車速是否超過(guò)車載重量對(duì)應(yīng)的最大速度值，如果超過(guò)，則通過(guò)GSM模塊發(fā)送至具有GSM收發(fā)模塊的手機(jī)，否則不發(fā)送；

D.客戶端從服務(wù)器獲取處理后的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，步驟C中，服務(wù)器對(duì)車速值的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理包括，按照同時(shí)段和同一地理位置信息對(duì)自行車輛信息進(jìn)行分類，對(duì)分類后的自行車輛的車速值按從大到小進(jìn)行排序，并統(tǒng)計(jì)超出設(shè)定速度大小的車輛數(shù)目。

進(jìn)一步地，步驟C還包括，客戶端獲取處理后的數(shù)據(jù)后，根據(jù)不同的交通位置和超速的范圍，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找相應(yīng)的自行車管理措施和建議，并進(jìn)行下載，提示相關(guān)工作人員采取相應(yīng)的限速措施。

進(jìn)一步地，所述步驟B還包括，采集周圍環(huán)境的光線強(qiáng)弱，如果光照強(qiáng)度低于設(shè)定值，則點(diǎn)亮LED燈，如果光照強(qiáng)度大于設(shè)定值，則不點(diǎn)亮LED燈。

本發(fā)明各實(shí)施例的，由于主要包括：控制單元、測(cè)速單元、照明單元、重量感應(yīng)單元、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊、GPS定位模塊、GSM模塊、服務(wù)器和客戶端，所述測(cè)速單元、GSM模塊、發(fā)送短信確認(rèn)按鍵、重量感應(yīng)單元、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊和GPS定位模塊分別與控制單元連接，所述重量感應(yīng)單元感應(yīng)重量信號(hào)、所述照明單元包括光線采集電路和照明LED，光線采集電路采集周圍環(huán)境光線，控制器根據(jù)光線強(qiáng)弱控制照明LED的亮滅，所述測(cè)速單元包括至少一個(gè)永久磁鐵、開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號(hào)，控制器根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算出相應(yīng)的速度，所述物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊與服務(wù)器進(jìn)行通訊，所述服務(wù)器與客戶端進(jìn)行通訊，所述GPS模塊用于定位自行車位置信息， GSM模塊將以短信的方式將實(shí)時(shí)速度發(fā)送至具有GSM收發(fā)模塊的手機(jī)；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中缺乏自行車的監(jiān)督手段，導(dǎo)致自行車違法交通規(guī)則，車禍發(fā)生幾率明顯增大的缺陷，完善交通中對(duì)自行車的車速監(jiān)控，并根據(jù)自行車超速的集中時(shí)段和地點(diǎn)，制定相應(yīng)的計(jì)劃，降低交通中的安全隱患，克服自行車騎行速度沒(méi)有限制或自行車車速最高限制設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故頻繁發(fā)生的缺陷，降低了由于光線暗導(dǎo)致自行車車禍發(fā)生概率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了騎行者可以隨時(shí)獲取自己騎車速度，從而可以采取相應(yīng)的減速措施來(lái)避免安全隱患。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。

下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體地，一種具有照明功能自行車安全監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及控制方法，主要包括：

控制單元、測(cè)速單元、照明單元、重量感應(yīng)單元、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊、GPS定位模塊、GSM模塊、服務(wù)器和客戶端，所述測(cè)速單元、GSM模塊、重量感應(yīng)單元、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊和GPS定位模塊分別與控制單元連接，所述重量感應(yīng)單元感應(yīng)重量信號(hào)、所述照明單元包括光線采集電路和照明LED，光線采集電路采集周圍環(huán)境光線，控制器根據(jù)光線強(qiáng)弱控制照明LED的亮滅，所述測(cè)速單元包括至少一個(gè)永久磁鐵、開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號(hào)，控制器根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算出相應(yīng)的速度，所述物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊與服務(wù)器進(jìn)行通訊，所述服務(wù)器與客戶端進(jìn)行通訊，所述GPS模塊用于定位自行車位置信息， GSM模塊將以短信的方式將實(shí)時(shí)速度發(fā)送至具有GSM收發(fā)模塊的手機(jī)。

進(jìn)一步地，還包括液晶顯示模塊，用于顯示車輛速度。

進(jìn)一步地，基于自行車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

A．重量感應(yīng)單元感應(yīng)車載重量，并將重量信號(hào)發(fā)送至控制器；

B.控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重量-速度對(duì)應(yīng)表，查找車載重量對(duì)應(yīng)的最大車速值；

C. 測(cè)速單元測(cè)量自行車車速，并通過(guò)控制器將車速值和定位信息經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)車速值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)判斷自行車車速是否超過(guò)車載重量對(duì)應(yīng)的最大速度值，如果超過(guò)，則通過(guò)GSM模塊發(fā)送至具有GSM收發(fā)模塊的手機(jī)，否則不發(fā)送；

D.客戶端從服務(wù)器獲取處理后的數(shù)據(jù)。

步驟B中，服務(wù)器對(duì)車速值的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理包括，按照同時(shí)段和同一地理位置信息對(duì)自行車輛信息進(jìn)行分類，對(duì)分類后的自行車輛的車速值按從大到小進(jìn)行排序，并統(tǒng)計(jì)超出設(shè)定速度大小的車輛數(shù)目，所述步驟B還包括，采集周圍環(huán)境的光線強(qiáng)弱，如果光照強(qiáng)度低于設(shè)定值，則點(diǎn)亮LED燈，如果光照強(qiáng)度大于設(shè)定值，則不點(diǎn)亮LED燈。

步驟C還包括，客戶端獲取處理后的數(shù)據(jù)后，根據(jù)不同的交通位置和超速的范圍，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查找相應(yīng)的自行車管理措施和建議，并進(jìn)行下載，提示相關(guān)工作人員采取相應(yīng)的限速措施。

假定輪圈的周長(zhǎng)為L(zhǎng)，在輪圈上安裝m個(gè)永久磁鐵，則測(cè)得的里程值最大誤差為L(zhǎng)/m。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計(jì)中取m=2。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過(guò)開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個(gè)脈沖信號(hào)，并從引腳P3.2中斷0端輸入，傳感器每獲取一個(gè)脈沖信號(hào)即對(duì)系統(tǒng)提供一次計(jì)數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動(dòng)半圈，中斷數(shù)n和輪圈的周長(zhǎng)L的乘積再乘以m為里程值。定時(shí)器T0定時(shí)1s就可以計(jì)算出即時(shí)速度v。當(dāng)霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、安裝方便、功耗小、頻率高（可達(dá)1MHz）、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕?；魻柧€性器件的精度高、線性度好；霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高。取用各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 按被檢測(cè)對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)作被檢測(cè)的信息的載體。通過(guò)它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制。

A44E集成霍爾開(kāi)關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍爾電勢(shì)發(fā)生器(即硅霍爾片)B、差分放大器 C、密特觸發(fā)器D和OC門輸出E五個(gè)基本部分組成，在電源端加電壓Vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差VH輸出，VH信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門輸出。施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓(相對(duì)于地電位)，使三極管導(dǎo)通，此時(shí)OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開(kāi)。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使OC門輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍爾開(kāi)關(guān)完成了一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作。工作點(diǎn)與釋放點(diǎn)的差值一定，此差值稱為磁滯，在此差值內(nèi)，V0保持不變，因而使開(kāi)關(guān)輸出穩(wěn)定可靠，這也就是集電成霍爾開(kāi)關(guān)傳

感器優(yōu)良特性之一。傳感器主要特性是它的輸出特性，即輸入磁感應(yīng)強(qiáng)度B與輸出電壓V0之間的關(guān)系。

經(jīng)研究統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，自行車車禍?zhǔn)鹿剩?jīng)常是在周圍光線很暗的情況下發(fā)生的，因此設(shè)置自動(dòng)照明模塊，使得光線變暗的情況下，為騎行者提供強(qiáng)有力的照明，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

設(shè)置GSM模塊，當(dāng)超過(guò)最大車速時(shí)，將自行車車速發(fā)送至騎行者的手機(jī)存儲(chǔ)，提示騎行者減速，同時(shí)方便騎行者隨時(shí)想要了解自己的騎行速度，判斷自己是否超速，采取相應(yīng)的減速措施，同時(shí)手機(jī)存儲(chǔ)接收的速度數(shù)據(jù)作為自己體力指數(shù)的判斷依據(jù)，其次，使用GSM模塊，客戶端可以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的接收提示短信，基本不會(huì)受到像其他通訊方式導(dǎo)致的由于信號(hào)弱而接收不到信息的缺陷。

設(shè)置重量感應(yīng)模塊，并對(duì)控制器（單片機(jī)）預(yù)置重量-最高車速對(duì)應(yīng)表，（所述重量-最高車速對(duì)應(yīng)表是根據(jù)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)得出合理的對(duì)應(yīng)），排除了由于車載重量的不同，慣性不同，設(shè)置同樣的最高速度，歸一化的方式增加危險(xiǎn)事故的發(fā)生的概率。

通過(guò)利用物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊將自行車車輛行駛信息發(fā)送至當(dāng)?shù)胤?wù)器，并對(duì)信息進(jìn)行處理，當(dāng)?shù)剀囕v管控人員根據(jù)違章地址和違章車輛超速的范圍進(jìn)行相應(yīng)的管制，從而克服交通中存在的安全隱患。

設(shè)置定位模塊為了統(tǒng)計(jì)自行車集中超速的地點(diǎn)，能夠使得工作人員快速高效的對(duì)集中超速的地理位置采取相應(yīng)的措施。

客戶端還可以根據(jù)自行車車速信息，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索解決建議，減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)。

至少可以達(dá)到以下有益效果：克服現(xiàn)有技術(shù)中缺乏自行車的監(jiān)督手段，導(dǎo)致自行車違法交通規(guī)則，車禍發(fā)生幾率明顯增大的缺陷，完善交通中對(duì)自行車的車速監(jiān)控，并根據(jù)自行車超速的集中時(shí)段和地點(diǎn)，制定相應(yīng)的計(jì)劃，降低交通中的安全隱患，克服自行車騎行速度沒(méi)有限制或自行車車速最高限制設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故頻繁發(fā)生的缺陷，降低了由于光線暗導(dǎo)致自行車車禍發(fā)生概率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了騎行者可以隨時(shí)獲取自己騎車速度，從而可以采取相應(yīng)的減速措施來(lái)避免安全隱患。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。