技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測速技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種監(jiān)測兒童騎車車速并實現(xiàn)自動照明的裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對于生活質(zhì)量的要求也日益增加，目前，自行車越來越受人們喜歡，不僅因為它環(huán)保節(jié)能，在交通擁擠的現(xiàn)今，使其更加方便，同時也是健身鍛煉的好方法，將單片機應(yīng)用到自行車上，使其更加智能化，也成為研究的一種方向。當人們利用自行車作為交通工具的時候，就需要知道自己的行駛速度，報警裝置來提醒自己注意安全，同時在夜間的時候自動開啟警示燈來提醒周圍車輛，減少事故發(fā)生；當利用自行車作為運動工具的時候，就更需要測速裝置來顯示其速度，需要時間來顯示自己運動了多久，行駛了多遠，利用溫度檢測了解周圍環(huán)境溫度怎么樣，適不適合運動。 測速技術(shù)在國內(nèi)外應(yīng)用非常廣泛，也相當成熟，方法也很多，比如超聲波測速，紅外測速，激光測速等等高科技的測速技術(shù)，同時應(yīng)用到了各個領(lǐng)域，其中交通領(lǐng)域更為廣泛，可是對于自行車這種非機動車輛來說，也由于它本身速度不是很快的原因，將測速應(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說，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性，更需要讓其更智能化，在這方面不管是國內(nèi)外來說都還不夠重視。 因此，自行車不管是作為交通工具或者健身運動，都需要對其進一步的完善，讓它更智能化，作為交通工具使其更加安全，作為健身運動使其多功能化，方便人們的生活

現(xiàn)在兒童的自行車種類很多，由于兒童對車速的認知還尚未成熟，不了解自行車的車速可能帶來的危害，因此需要家長監(jiān)督兒童，避免過于貪玩導(dǎo)致自行車速度過快，從而導(dǎo)致危險的發(fā)生

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在兒童在騎車過程中，意識不到車速過快導(dǎo)致控制失措，引起危險事故的發(fā)生，同時監(jiān)管人監(jiān)護疏忽大意也是造成危險事故發(fā)生的重要原因，現(xiàn)有技術(shù)只是完全依靠監(jiān)護人的個人注意監(jiān)護兒童，不能做到實時監(jiān)控的目的等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種監(jiān)測兒童騎車車速并實現(xiàn)自動照明的裝置及控制方法，以實現(xiàn)自行車超速報警，并提醒監(jiān)護人進行監(jiān)護的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種監(jiān)測兒童騎車車速并實現(xiàn)自動照明的裝置及控制方法，主要包括：控制單元、測速單元、照明單元、報警單元、能量轉(zhuǎn)換模塊和NFC模塊，所述測速單元、照明單元、報警單元和NFC模塊分別與控制單元連接，

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)光線強弱控制照明LED的亮滅，所述測速單元包括至少一個永久磁鐵、開關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號，控制器根據(jù)脈沖信號進行計數(shù)，并計算出相應(yīng)的速度，控制器控制NFC模塊將速度數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送客戶端，報警電路用于在速度超過設(shè)定值時進行報警，所述電源模塊向其他各模塊供電，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流濾波電路和儲能電池，能量轉(zhuǎn)換模塊將機械能轉(zhuǎn)換到電能后，通過整流濾波電路將交流電變?yōu)橹绷麟姡騼δ茈姵毓╇姡瑑δ茈姵胤謩e向控制單元、測速單元、照明單元、報警單元和NFC模塊供電。

進一步地，所述開關(guān)型霍爾元件傳感器電路包括A44E霍爾傳感器。

進一步地，一種監(jiān)測兒童自行車的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

A．輪圈上安裝至少一個永久磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，開關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集一個脈沖信號，并將脈沖信號發(fā)送至控制單元進行計數(shù)并計算速度；

B．計算速度結(jié)果與控制單元內(nèi)預(yù)置的速度值進行比較，若計算的速度值大于預(yù)置速度值，則報警電路進行報警，同時控制器控制NFC模塊置于工作狀態(tài)，將計算的結(jié)果速度發(fā)送到具有NFC通信功能的客戶端，并執(zhí)行步驟D，否則報警電路不報警，無線通訊模塊處于休眠狀態(tài)；

D．測速單元判斷車速是否降低，若車速降低到低于預(yù)置速度值，則控制器控制報警電路停止報警，并將停止報警后的速度值通過NFC模塊發(fā)送到客戶端，否則，繼續(xù)報警，直到車速降低為預(yù)置速度以內(nèi)；

E、采集周圍環(huán)境的光線強弱，如果光照強度低于設(shè)定值，則點亮LED燈，如果光照強度大于設(shè)定值，則不點亮LED燈。

本發(fā)明各實施例的，由于主要包括：

控制單元、測速單元、照明單元、報警單元、和NFC模塊，所述測速單元、照明單元、報警單元、電源模塊和NFC模塊分別與控制單元連接，

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)光線強弱控制照明LED的亮滅，所述測速單元包括至少一個永久磁鐵、開關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號，控制器根據(jù)脈沖信號進行計數(shù)，并計算出相應(yīng)的速度，控制器控制NFC模塊將速度數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送客戶端，報警電路用于在速度超過設(shè)定值時進行報警，所述電源模塊向其他各模塊供電；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中兒童在騎車過程中，意識不到車速過快導(dǎo)致控制失措，引起危險事故的發(fā)生，同時監(jiān)管人監(jiān)護疏忽大意也是造成危險事故發(fā)生的重要原因，現(xiàn)有技術(shù)只是完全依靠監(jiān)護人的個人注意監(jiān)護兒童，不能做到實時監(jiān)控的目的，同時兒童自行車不具有自動照明功能，導(dǎo)致光線變暗時，危險事故的發(fā)生等缺陷。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。

下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體地，一種監(jiān)測兒童騎車車速并實現(xiàn)自動照明的裝置及控制方法，主要包括：控制單元、測速單元、照明單元、報警單元、和NFC模塊，所述測速單元、照明單元、報警單元、電源模塊和NFC模塊分別與控制單元連接，

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)光線強弱控制照明LED的亮滅，所述測速單元包括至少一個永久磁鐵、開關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號，控制器根據(jù)脈沖信號進行計數(shù)，并計算出相應(yīng)的速度，控制器控制NFC模塊將速度數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送客戶端，報警電路用于在速度超過設(shè)定值時進行報警，所述電源模塊向其他各模塊供電，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流濾波電路和儲能電池，能量轉(zhuǎn)換模塊將機械能轉(zhuǎn)換到電能后，通過整流濾波電路將交流電變?yōu)橹绷麟姡騼δ茈姵毓╇?，儲能電池分別向控制單元、測速單元、照明單元、報警單元和NFC模塊供電。

進一步地，所述開關(guān)型霍爾元件傳感器電路包括A44E霍爾傳感器。

進一步地，一種監(jiān)測兒童自行車的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

A．輪圈上安裝至少一個永久磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，開關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集一個脈沖信號，并將脈沖信號發(fā)送至控制單元進行計數(shù)并計算速度；

B．計算速度結(jié)果與控制單元內(nèi)預(yù)置的速度值進行比較，若計算的速度值大于預(yù)置速度值，則報警電路進行報警，同時控制器控制NFC模塊置于工作狀態(tài)，將計算的結(jié)果速度發(fā)送到具有NFC通信功能的客戶端，并執(zhí)行步驟D，否則報警電路不報警，無線通訊模塊處于休眠狀態(tài)；

D．測速單元判斷車速是否降低，若車速降低到低于預(yù)置速度值，則控制器控制報警電路停止報警，并將停止報警后的速度值通過NFC模塊發(fā)送到客戶端，否則，繼續(xù)報警，直到車速降低為預(yù)置速度以內(nèi)；

E、采集周圍環(huán)境的光線強弱，如果光照強度低于設(shè)定值，則點亮LED燈，如果光照強度大于設(shè)定值，則不點亮LED燈。假定輪圈的周長為L，在輪圈上安裝m個永久磁鐵，則測得的里程值最大誤差為L/m。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計中取m=2。當輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過開關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個脈沖信號，并從引腳P3.2中斷0端輸入，傳感器每獲取一個脈沖信號即對系統(tǒng)提供一次計數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動半圈，中斷數(shù)n和輪圈的周長L的乘積再乘以m為里程值。定時器T0定時1s就可以計算出即時速度v。當v大于設(shè)定的速度上限時，發(fā)出聲光報警。

霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高（可達1MHz）、耐震動、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；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高。取用各種補償和保護措施的霍爾器件工作溫度范圍寬，可達－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關(guān)器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 按被檢測對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體。通過它，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)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。

A44E集成霍爾開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍爾電勢發(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)壓后加在霍爾電勢發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當霍爾片處在磁場中時，在垂直于磁場的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍爾電勢差VH輸出，VH信號經(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。施加的磁場達到工作點時，觸發(fā)器輸出高電壓(相對于地電位)，使三極管導(dǎo)通，此時OC門輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開。當施加的磁場達到釋放點時，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，使霍爾開關(guān)完成了一次開關(guān)動作。工作點與釋放點的差值一定，此差值稱為磁滯，在此差值內(nèi)，V0保持不變，因而使開關(guān)輸出穩(wěn)定可靠，這也就是集電成霍爾開關(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)強度B與輸出電壓V0之間的關(guān)系。

能量轉(zhuǎn)換模塊大大降低了能耗。

設(shè)置NFC模塊，使得客戶端與兒童的測速裝置建立無線通訊連接，從而做到時刻監(jiān)督兒童車速，當超出設(shè)定速度，便立刻提醒監(jiān)護人，由監(jiān)護人督促兒童降速，同時，當車子超速后，報警電路會報警，知道車速降到一定速度，避免了由于疏忽大意，造成不可挽回的可怕后果，其次，使用NFC模塊，大大降低了裝置功耗。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，兒童車禍事故，經(jīng)常是在周圍光線很暗的情況下發(fā)生的，因此設(shè)置自動照明模塊，使得光線變暗的情況下，為兒童提供強有力的照明，避免危險事故的發(fā)生。

至少可以達到以下有益效果：克服兒童在騎車過程中，意識不到車速過快導(dǎo)致控制失措，監(jiān)管人監(jiān)護疏忽大意，引起危險事故的發(fā)生的缺陷，克服現(xiàn)有技術(shù)只是完全依靠監(jiān)護人的個人注意監(jiān)護兒童，不能做到實時監(jiān)控的目的的缺陷，同時克服兒童自行車不具有自動照明功能，導(dǎo)致光線變暗時，危險事故頻繁發(fā)生等缺陷。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。