技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測速技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置及控制方法。

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(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(dāng)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(yuǎn)，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(dāng)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(jī)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(jìn)一步的完善，讓它更智能化，作為交通工具使其更加安全，作為健身運動使其多功能化，方便人們的生活

現(xiàn)在由于山地自行車超速行駛導(dǎo)致車禍發(fā)生的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，其主要原因是，自行車車速的監(jiān)控還沒有實現(xiàn)，導(dǎo)致自行車騎行者肆無忌憚的加速，影響周圍人身安全。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)中至少存在沒有針對對自行車的行車速度進(jìn)行監(jiān)控手段等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置及控制方法，以實現(xiàn)自行車超速報警，提醒騎行人降速行駛的優(yōu)點，同時根據(jù)車載重量設(shè)置最大車速的限制，防止由于慣性的差異，導(dǎo)致最大車速設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險事故發(fā)生，降低了事故發(fā)生率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置，主要包括：控制單元、測速單元、能量轉(zhuǎn)換模塊、報警單元和重量感應(yīng)單元，所述測速單元、報警單元和重量感應(yīng)單元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，所述測速單元用于測量速度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(jìn)行計數(shù)，并計算出自行車速度，報警電路用于在速度超過設(shè)定值時進(jìn)行報警，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(jī)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?，向儲能電池供電，儲能電池分別向控制單元、測速單元、報警單元和重量感應(yīng)單元供電。

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，根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置的控制方法，其特征在于，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-速度對應(yīng)表，查找車載重量對應(yīng)的最大車速值；

C. 測速單元測量自行車車速，判斷當(dāng)前車速是否超過最大車速值，若超過最大車速值，則觸發(fā)報警電路進(jìn)行報警；

D．判斷車速是否降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)，若判斷速度降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)時，停止報警，否則繼續(xù)報警，并繼續(xù)檢測車速值。

本發(fā)明各實施例的，由于主要包括：控制單元、測速單元、報警單元和重量感應(yīng)單元，所述測速單元、報警單元和重量感應(yīng)單元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，所述測速單元用于測量速度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(jìn)行計數(shù)，并計算出自行車速度，報警電路用于在速度超過設(shè)定值時進(jìn)行報警，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(jī)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、報警單元和重量感應(yīng)單元供電；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中自行車騎行速度沒有限制或自行車車速最高限制設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險事故頻繁發(fā)生的缺陷。

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(jìn)一步的詳細(xì)描述。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)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，一種根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置及控制方法，以實現(xiàn)自行車超速報警，提醒騎行人降速行駛的優(yōu)點，同時根據(jù)車載重量設(shè)置最大車速的限制，防止由于慣性的差異，導(dǎo)致最大車速設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險事故發(fā)生，降低了事故發(fā)生率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置，主要包括：控制單元、測速單元、報警單元和重量感應(yīng)單元，所述測速單元、能量轉(zhuǎn)換模塊、報警單元和重量感應(yīng)單元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，所述測速單元用于測量速度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(jìn)行計數(shù)，并計算出自行車速度，報警電路用于在速度超過設(shè)定值時進(jìn)行報警，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(jī)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?，向儲能電池供電，儲能電池分別向控制單元、測速單元、報警單元和重量感應(yīng)單元供電。

還包括液晶顯示模塊，用于顯示車輛速度。

根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置的控制方法，其特征在于，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-速度對應(yīng)表，查找車載重量對應(yīng)的最大車速值；

C. 測速單元測量自行車車速，判斷當(dāng)前車速是否超過最大車速值，若超過最大車速值，則觸發(fā)報警電路進(jìn)行報警；

D．判斷車速是否降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)，若判斷速度降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)時，停止報警，否則繼續(xù)報警，并繼續(xù)檢測車速值。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(dāng)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(dāng)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(dá)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(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(jìn)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(dāng)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(dá)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(dāng)施加的磁場達(dá)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(qiáng)度B與輸出電壓V0之間的關(guān)系。

設(shè)置能量轉(zhuǎn)換模塊大大節(jié)約了能源。

設(shè)置重量感應(yīng)模塊，并對控制器（單片機(jī)）預(yù)置重量-最高車速對應(yīng)表，（所述重量-最高車速對應(yīng)表是根據(jù)無數(shù)次實驗得出合理的對應(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事故的發(fā)生的概率。

至少可以達(dá)到以下有益效果：克服現(xiàn)有技術(shù)中自行車騎行速度沒有限制或自行車車速最高限制設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險事故頻繁發(fā)生的缺陷。

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(jìn)行了詳細(xì)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(jìn)行修改，或者對其中部分技術(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)。