CN104670383A - 智能自行车操作系统及调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能自行车操作系统，其特征在于，所述操作系统包括主控板、骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元；主控板位于车身横梁处，与骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元分别连接，用于调度和管理所述骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元。本发明还提供了基于上述系统的调度方法，通过对各单元及功能模块进行组合或独立调用，为用户提供骑行指导与建议，实现社交、导航、健康监控、智能推荐路线及健身计划等功能。

Description

智能自行车操作系统及调度方法

技术领域

本发明涉及自行车控制技术领域，具体涉及智能自行车操作系统及调度方法。

背景技术

现代社会，自行车作为一种便捷、环保的出行工具，越来越受到大众的青睐。现有的普通家用自行车、公共租赁自行车主要由主框架、前后车轮、锁具、钥匙以及附带的装饰车灯等组成。

但现在市场上经营的自行车都有如下缺点：市场上的自行车只是作为交通工具，功能单一；而且现有的车速监测装置、心率监测装置、踏频监测装置等只是作为单独的设备分别进行监测和显示，并没有集成在自行车上，要同时进行上述监测比较复杂，一般只能在健身房的自行车上设置监测装置，这种方式比较复杂，且不适合户外运动；现有的车锁制造粗糙，很容易被破坏，造成被盗的风险；且现有的自行车也没有导航、提供骑行指导与建议等智能特性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种智能自行车操作系统及调度方法，通过对各单元及功能模块进行组合或独立调用，为用户提供骑行指导与建议，实现社交、导航、健康监控、智能推荐路线及健身计划等功能。

第一方面，本发明提供了一种智能自行车操作系统，所述操作系统包括主控板、骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元；

主控板位于车身横梁处，与骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元分别连接，用于调度和管理所述骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元；

骑行生理数据单元，用于检测各项生理数据；骑行环境与姿态单元，用于检测骑行环境、位置及姿态信息；信息呈现单元，用于显示心率、踏频及导航信息；电源单元，用于为所述主控板供电，并向所述主控板发送供电状态。

优选地，所述骑行生理数据单元包括速度传感器、踏频传感器、心率传感器及压力传感器；

其中，速度传感器位于车身骨架上，用于检测骑行速度；踏频传感器位于自行车车身骨架上，用于检测踏频数据；心率传感器内嵌于车把两端，用于检测骑行者的心率；压力传感器位于车把、座椅及脚踏处，用于检测骑行过程中车把、座椅及脚踏处的受力情况。

优选地，检测车把及座椅处受力情况的压力传感器与所述主控板有线连接，检测脚踏处受力情况的压力传感器与所述主控板无线紫蜂Zigbee连接。

优选地，所述骑行环境与姿态单元包括加速度计、三轴陀螺仪、全球定位系统GPS模块、气压高度计及温度计；

所述加速度计及所述三轴陀螺仪水平设置于车身横梁中，用于采集骑行过程中的车身姿态数据；所述GPS模块设置于车身横梁中，用于采集位置信息；所述气压高度计及所述温度计设置于车身横梁中，用于采集海拔及温度数据。

优选地，所述信息呈现单元包括踏频显示、心率显示及导航灯，用于根据所述主控板的指令改变显示状态。

优选地，所述系统还包括储存单元，与所述主控板连接，当所述主控板与移动终端未连接时，储存采集的多项数据；当所述主控板与移动终端连接时，将储存的多项数据通过主控板发送至移动终端。

优选地，所述系统还包括移动终端，通过蓝牙与所述主控板连接，用于对接收到的数据进行分析，提供多项骑行指导与建议。

第二方面，本发明提供了一种基于上述系统的调度方法，所述方法包括：

通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集多项数据，并将所述数据发送至主控板；

主控板对数据进行处理，将处理后的数据发送至移动终端，并根据所述数据及移动终端的命令控制信息呈现单元；

信息呈现单元根据主控板的控制显示心率、踏频及导航信息；

移动终端对接收到的数据进行分析，获得骑行环境与状态，并根据所述骑行环境与状态提供多项骑行指导与建议。

优选地，所述通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集多项数据，并将所述数据发送至主控板，包括：

通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集车速、踏频、心率及车身姿态数据，当所述数据采集完成后通过数字中断通知主控板，并将数据发送至主控板；

通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集车把握力、座椅压力、脚踏力、海拔及温度数据，根据主控板的请求每隔预设的时间发送所述数据至主控板。

优选地，所述移动终端对接收到的数据进行分析，获得骑行环境与状态，并根据所述骑行环境与状态提供多项骑行指导与建议，包括：

移动终端对接收到的数据进行分析，获得并显示环境、位置、姿态及状态信息，并发送导航及设置指令至所述主控板；

移动终端将接收到的数据发送至云端服务器，所述云端服务器根据接收的多个用户的骑行数据，以众包形式绘制多维度骑行地图，并为骑行者规划最佳骑行路线、推荐最佳骑行档位、生成骑行轨迹及找寻骑行伙伴，反馈至所述移动终端。

由上述技术方案可知，本发明提供一种智能自行车操作系统及调度方法，通过对各单元及功能模块进行组合或独立调用，为用户提供骑行指导与建议，实现社交、导航、健康监控、智能推荐路线及健身计划等功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的智能自行车操作系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的智能自行车操作系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的基于智能自行车操作系统的调度方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明一实施例提供的智能自行车操作系统的结构示意图，所述操作系统包括主控板、骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元。

如图2所示，主控板位于车身横梁处，与骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元分别连接，用于调度和管理所述骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元。

骑行生理数据单元，用于检测各项生理数据；骑行环境与姿态单元，用于检测骑行环境、位置及姿态信息；信息呈现单元，用于显示心率、踏频及导航信息；电源单元，用于为所述主控板供电，并向所述主控板发送供电状态。

本实施例中，所述骑行生理数据单元包括速度传感器、踏频传感器、心率传感器及压力传感器。

其中，如图2所示，速度传感器位于车身骨架上，用于检测骑行速度；踏频传感器位于自行车车身骨架上，用于检测踏频数据；心率传感器内嵌于车把两端，用于检测骑行者的心率；压力传感器位于车把、座椅及脚踏处，用于检测骑行过程中车把、座椅及脚踏处的受力情况。其中，速度传感器、踏频传感器、心率传感器采集的数据均以数字中断信号的形式发送至主控板，而压力传感器采集数据则以模拟信号的形式发送至主控板。

其中，检测车把及座椅处受力情况的压力传感器与所述主控板有线连接，检测脚踏处受力情况的压力传感器与所述主控板无线紫蜂Zigbee连接。

本实施例中，所述骑行环境与姿态单元包括加速度计、三轴陀螺仪、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)GPS模块、气压高度计及温度计。

而具体来说，如图2所示，所述加速度计及所述三轴陀螺仪水平设置于车身横梁中，用于采集骑行过程中的车身姿态数据；所述GPS模块设置于车身横梁中，用于采集位置信息；所述气压高度计及所述温度计设置于车身横梁中，用于采集海拔及温度数据。

其中，三轴陀螺仪、GPS模块、气压高度计及温度计均通过集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，简称IIC)IIC接口与主控板进行通信。

本实施例中，所述信息呈现单元包括踏频显示、心率显示及导航灯，用于根据所述主控板的指令改变显示状态。

本实施例中，如图1所示，所述系统还包括储存单元，与所述主控板连接，当所述主控板与移动终端未连接时，储存采集的多项数据；当所述主控板与移动终端连接时，将储存的多项数据通过主控板发送至移动终端。该储存单元可以安全数码卡(Secure Digital Memory Card，SD)SD卡。

所述系统还包括移动终端，通过蓝牙与所述主控板连接，用于对接收到的数据进行分析，提供多项骑行指导与建议。具体来说，主控板接收来自移动终端的导航、设置等命令，并将采集和初步分析处理的用户骑行数据发送给移动终端。

本实施例提供的智能自行车操作系统，集成了电源、骑行生理数据、骑行环境与姿态数据、信息呈现以及防盗等单元，对各单元数据传输以及与智能手机通信等任务完成整体调度，保证了全车电子系统的正常工作。

且上述系统通过对各单元及功能模块进行组合或独立调用，为用户提供骑行指导与建议，实现社交、导航、健康监控、智能推荐路线及健身计划等功能。

如图3所示，为本发明一实施例提供的基于上述系统的调度方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

301、通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集多项数据，并将所述数据发送至主控板。

其中，采集的多项数据包括车速、踏频、心率、受力情况、姿态、位置、高度及温度等数据。

302、主控板对数据进行处理，将处理后的数据发送至移动终端，并根据所述数据及移动终端的命令控制信息呈现单元。

具体来说，接收所述数据采集单元采集的数据，将所述数据贴上时间标签并打包；并判断所述主控板是否与移动终端连接，若是则将打包后的数据发送至所述移动终端，否则将所述数据存储至车载的SD卡。

主控板控制信息呈现单元具体包括两个方面：一是根据采集的数据对信息呈现单元中的心率及踏频的显示进行控制；二是根据移动终端设置的阈值对心率及踏频的显示进行控制，以及将移动终端的导航信息发送至主控板，主控板再根据该导航信息对导航灯的显示进行控制。

303、信息呈现单元根据主控板的控制显示心率、踏频及导航信息。

304、移动终端对接收到的数据进行分析，获得骑行环境与状态，并根据所述骑行环境与状态提供多项骑行指导与建议。

本实施例中，步骤301具体包括如下过程：

(1)通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集车速、踏频、心率及车身姿态数据，当所述数据采集完成后通过数字中断通知主控板，并将数据发送至主控板。

(2)通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集车把握力、座椅压力、脚踏力、海拔及温度数据，根据主控板的请求每隔预设的时间发送所述数据至主控板。

本实施例中，步骤304包括如下过程：

移动终端对接收到的数据进行分析，获得并显示环境、位置、姿态及状态信息，并发送导航及设置指令至所述主控板；移动终端将接收到的数据发送至云端服务器，所述云端服务器根据接收的多个用户的骑行数据，以众包形式绘制多维度骑行地图，并为骑行者规划最佳骑行路线、推荐最佳骑行档位、生成骑行轨迹及找寻骑行伙伴，反馈至所述移动终端。

智能自行车操作系统采用人工智能、自动控制、大数据分析等多项技术，实现社交、导航、健康监控、众包骑行地图、智能推荐路线及健身计划等功能。利用当前以及其他用户的骑行数据，为用户提供智能的骑行指导与建议。

上述系统具有很强的灵活性与可扩展性，可根据用户的不同需求以及不同的使用情景对各单元与功能模块进行组合以及独立调用，以实现不同功能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能自行车操作系统，其特征在于，所述操作系统包括主控板、骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元；

主控板位于车身横梁处，与骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元分别连接，用于调度和管理所述骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元、信息呈现单元及电源单元；

骑行生理数据单元，用于检测各项生理数据；骑行环境与姿态单元，用于检测骑行环境、位置及姿态信息；信息呈现单元，用于显示心率、踏频及导航信息；电源单元，用于为所述主控板供电，并向所述主控板发送供电状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述骑行生理数据单元包括速度传感器、踏频传感器、心率传感器及压力传感器；

其中，速度传感器位于车身骨架上，用于检测骑行速度；踏频传感器位于自行车车身骨架上，用于检测踏频数据；心率传感器内嵌于车把两端，用于检测骑行者的心率；压力传感器位于车把、座椅及脚踏处，用于检测骑行过程中车把、座椅及脚踏处的受力情况。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，检测车把及座椅处受力情况的压力传感器与所述主控板有线连接，检测脚踏处受力情况的压力传感器与所述主控板无线紫蜂Zigbee连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述骑行环境与姿态单元包括加速度计、三轴陀螺仪、全球定位系统GPS模块、气压高度计及温度计；

所述加速度计及所述三轴陀螺仪水平设置于车身横梁中，用于采集骑行过程中的车身姿态数据；所述GPS模块设置于车身横梁中，用于采集位置信息；所述气压高度计及所述温度计设置于车身横梁中，用于采集海拔及温度数据。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息呈现单元包括踏频显示、心率显示及导航灯，用于根据所述主控板的指令改变显示状态。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括储存单元，与所述主控板连接，当所述主控板与移动终端未连接时，储存采集的多项数据；当所述主控板与移动终端连接时，将储存的多项数据通过主控板发送至移动终端。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括移动终端，通过蓝牙与所述主控板连接，用于对接收到的数据进行分析，提供多项骑行指导与建议。

8.一种基于1至7任一项所述的系统的调度方法，其特征在于，所述方法包括：

通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集多项数据，并将所述数据发送至主控板；

主控板对数据进行处理，将处理后的数据发送至移动终端，并根据所述数据及移动终端的命令控制信息呈现单元；

信息呈现单元根据主控板的控制显示心率、踏频及导航信息；

移动终端对接收到的数据进行分析，获得骑行环境与状态，并根据所述骑行环境与状态提供多项骑行指导与建议。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集多项数据，并将所述数据发送至主控板，包括：

通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集车速、踏频、心率及车身姿态数据，当所述数据采集完成后通过数字中断通知主控板，并将数据发送至主控板；

通过骑行生理数据单元、骑行环境与姿态单元采集车把握力、座椅压力、脚踏力、海拔及温度数据，根据主控板的请求每隔预设的时间发送所述数据至主控板。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述移动终端对接收到的数据进行分析，获得骑行环境与状态，并根据所述骑行环境与状态提供多项骑行指导与建议，包括：

移动终端对接收到的数据进行分析，获得并显示环境、位置、姿态及状态信息，并发送导航及设置指令至所述主控板；

移动终端将接收到的数据发送至云端服务器，所述云端服务器根据接收的多个用户的骑行数据，以众包形式绘制多维度骑行地图，并为骑行者规划最佳骑行路线、推荐最佳骑行档位、生成骑行轨迹及找寻骑行伙伴，反馈至所述移动终端。