CN108961708A - 一种低功耗自行车无线踏表及其控制方法 - Google Patents
一种低功耗自行车无线踏表及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种低功耗自行车无线踏表及其控制方法。一种低功耗自行车无线踏表,包括发射机和接收机,所述发射机包括车轮信号检测器和无线发射器,所述接收机包括无线接收器、MCU以及显示屏,车轮信号检测装置每检测到轮胎旋转一周无线发射器发射一次脉冲信号,无线接收器包括接收线圈、RC带通网络电路以及无线接收芯片,所述无线接收芯片为授时芯片。本发明可让产品连续工作电流低于80uA以下,达到长期工作1年以上,通过硬件的独特运用,再加MCU的优化控制方法,使自行车无线踏表达到本专业领域无法解决的低成本、低功耗、抗干扰、高可靠性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及自行车配件领域,具体而言,涉及一种低功耗自行车无线踏表及其控制方法。
背景技术
自行车无线踏表是一种安装于自行车上用于测量并通过无线传输显示行车过程中的车速、里程、心率、踏频等信息的电子装置。目前,市面上并无专用于自行车无线踏表领域的芯片,从而造成自行车无线踏表的芯片选型技术瓶颈,只能选择其他类芯片来使用,造成现有的自行车无线踏表都极其耗电,例如,现有自行车无线踏表的传输频率均为2.4G或者433MH、315MHZ等,连续工作电流都在5mA左右,此由无线接收芯片本身特性决定的,无法更改,在如此耗电情况下,电池连续工作不了几天;若采用大容量电池,则产品体积用户无法接受,同时若采用更换电池或者充电方式时,也极不方便用户使用,所以造成自行车无线踏表产品极难推广。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种低功耗自行车无线踏表及其控制方法,可让产品连续工作电流低于80uA以下,达到长期工作1年以上,通过硬件的独特运用,再加MCU的优化控制方法,使自行车无线踏表达到本专业领域无法解决的低成本、低功耗、抗干扰、高可靠性的目的。
本发明采用的技术方案是:提供一种低功耗自行车无线踏表,包括发射机和接收机,所述发射机包括用于检测自行车骑行轮胎旋转圈数的车轮信号检测器和用于发射无线信号的无线发射器,所述接收机包括用于接收所述无线信号的无线接收器、用于计算处理所述无线信号以获得骑行数据的MCU以及用于显示所述骑行数据的显示屏,所述车轮信号检测装置每检测到轮胎旋转一周所述无线发射器发射一次脉冲信号,所述无线接收器包括用于接收脉冲信号的接收线圈、用于对脉冲信号进行天线阻抗匹配的RC带通网络电路以及连接在所述RC带通网络电路和所述MCU之间的无线接收芯片,所述无线接收芯片为授时芯片。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述车轮信号检测器包括安装在车架上的干簧管和安装在轮胎上的磁铁,所述无线发射器与所述干簧管电性相连,并采用三极管自激的方式产生脉冲信号。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述轮胎旋转1周,所述干簧管闭合1次,所述无线发射器发射1个脉冲信号,所述MCU记录轮胎旋转1周。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述无线接收芯片采用松度耦合的方式进行频率选频。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述MCU包括使能控制端口和数据输入端口,所述数据输入端口与所述无线接收芯片的第二输出端相连,用于接收所述无线接收芯片输出的信号数据;所述使能控制端口与所述无线接收芯片的第一输出端相连,用于使所述MCU在所述无线接收芯片接收到脉冲信号时被唤醒并对脉冲信号进行计算处理,处理完毕后马上再次睡眠,等待下次唤醒。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述MCU还包括温度检测端口,所述温度检测端口与温度检测电路相连,用于检测环境温度并将检测到的温度显示在所述显示屏上。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述MCU还包括电源端口,所述电源端口与电池供电电路和太阳能供电电路同时相连,用于为MCU供电。
在本发明所述的低功耗自行车无线踏表中,所述MCU还包括显示驱动端口、按键端口、计时端口、复位端口,所述显示驱动端口与所述显示屏相连,用于驱动显示屏的显示骑行数据;所述按键端口与按键相连,用于供用户操作以选择不同的功能;所述计时端口与计时电路相连,用于记录日期和时钟并在所述显示屏上显示,所述复位端口与复位电路相连,用于对MCU进行复位操作。
本发明还提供一种低功耗自行车无线踏表的控制方法,所述低功耗自行车无线踏表包括用于检测自行车骑行轮胎旋转圈数的车轮信号检测器和用于发射无线信号的无线发射器、用于接收所述无线信号的无线接收器、用于计算处理所述无线信号以获得骑行数据的MCU以及用于显示所述骑行数据的显示屏,所述控制方法包括以下步骤:
S1车轮信号检测装置每检测到轮胎旋转一周无线发射器发射一次脉冲信号,无线接收器接收到脉冲信号后传送给MCU;
S2MCU在无线接收器接收到脉冲信号时被唤醒并对脉冲信号进行计算处理,处理完毕后马上再次睡眠,等待下次唤醒。
在本发明所述的控制方法中,还包括步骤:
S3当MCU读取到第1个脉冲信号后即等待第2个脉冲信号,读取到第2个脉冲信号时,若第2个脉冲信号无效,此时MCU进入低功率省电状态;若第2个脉冲信号有效,MCU对接收到的第1个脉冲信号与第2个脉冲信号的时间差进行计算保存,并等待第3个脉冲信号;脉冲信号无效包括无脉冲信号或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差大于自行车以最低骑行速度骑行一圈的时差或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差小于自行车以最高骑行速度骑行一圈的时差;
S4当MCU读取到第D+2个脉冲信号时,若第D+2个脉冲信号无效,此时MCU进入低功率省电状态;若第D+2个脉冲信号有效,MCU对接收到的第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差进行计算保存,并计算第D个脉冲信号与第D+1个脉冲信号的时间差与第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差之间的速度差,若相差5公里/小时以上,则判定是干扰,MCU放弃第D+2个脉冲信号和第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差数据并使第D+2个脉冲信号为第D+1个脉冲信号,第D+1个脉冲信号为第D个脉冲信号,第D个脉冲信号为第D-1个脉冲信号,并返回上一步,此时MCU进入低功率省电状态;若相差5公里/小时以下,则MCU确认为正常,运算并驱动显示界面显示相关的骑行数据,同时等待第D+3个冲信号;D为整数且≥1。
本发明提供的低功耗自行车无线踏表通过采用授时芯片作为无线接收芯片,实现了芯片低功耗效果;采用磁簧开关结合三极管自激电路发射无线信号,达到省电省成本的目的;加入了RC带通网络电路进行天线阻抗匹配,减少了无线信号接收的外部电磁干扰,增加了电路的稳定性和可靠性;通过控制方法方法解决了信号开头以及中间受外界电磁波信号干扰而出现频繁启动产品耗电以及数据错乱的问题,使本发明实现了本专业领域无法解决的低成本、低功耗、抗干扰、高可靠的目的,且结构简单。使用方便、制作成本低,值得推广使用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1为本发明实施例所提供的低功耗自行车无线踏表的结构示意图;
图2为本发明实施例所提供的低功耗自行车无线踏表中发射机的电路图;
图3为本发明实施例所提供的低功耗自行车无线踏表中接收机的电路图;
图4为本发明实施例所提供的控制方法的逻辑流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明所要解决的技术问题主要有两个,第1个需要解决的技术问题是低功耗无线接收芯片的选择,并解决无线接收芯片不是此专业领域使用所带来的技术瓶颈问题,包含使用方式上的的突破,以及解决硬件的抗干扰等问题;第2个解决的技术问题是低功耗MCU的选择,MCU优化省电的控制方法以及滤波、抗无线电磁波干扰的方法。
如图1所示,同时参阅图2和图3,为解决上述问题,本发明实施例提供一种低功耗自行车无线踏表,包括发射机和接收机,发射机包括用于检测自行车骑行轮胎旋转圈数的车轮信号检测器11和用于发射无线信号的无线发射器3,接收机包括用于接收无线信号的无线接收器4、用于计算处理无线信号以获得骑行数据的MCU5以及用于显示骑行数据(如每分钟踏行圈数、骑行速度、里程、时间等信息)的显示屏6,车轮信号检测器11包括固定安装在车架上的干簧管2和安装在轮胎上的磁铁1,轮胎每转动一圈,磁铁1和干簧管2靠近一次,干簧管2闭合一次,无线发射器3与干簧管2电性相连,并采用三极管自激的方式产生脉冲信号;无线接收器4包括用于接收脉冲信号的接收线圈7、与接收线圈7电性相连的RC带通网络电路以及电性连接在RC带通网络电路和MCU5之间的无线接收芯片8,无线接收芯片8为授时芯片,且无线接收芯片8采用松度耦合的方式进行频率选频。
为解决第1个技术问题,本发明实施例选择在无线接收芯片的运用上实现技术突破,突破的重点在于低功耗无线接收芯片的选型。很明显在没有此领域专用的无线接收芯的情况下,得采用其他专用领域的芯片,再改进优化而来,采用非常规技术方法来突破。如背景技术中所述,通用无线接收芯片都在MHZ以上,连续工作电流都在5mA左右,与理想中的80uA以下工作电流相差极远。在MHZ以下的专用于NFC的芯片方案一般为10几MHZ、125KHZ等,无线通信距离最多只有4CM左右,耗电以及使用的数据通信协议都不适合,因此本实施例中的无线接收芯片8选用授时芯片,其连续工作电流低于60uA以下,成本也低于如上所述的芯片近10倍左右,值得采用,但很明显此芯片的无线数据传输速率极低,其常规使用是500ms级,所以无法直接采用。因此本实施例还需要解决芯片的数据速传问题。本发明产品是自行车无线踏表,业内骑行速度最高为99.9公里/小时,最低为1公里/小时,依据轮胎周长平均2米以下,现以2米计算,由最快1圈时间周期为72ms左右,最慢一圈7.2s左右。此芯片规格确定数据速率是HZ级,在此产品中,无法直接调制数据(数据编码方式传输),所以不能用常规方法解决,只能采用脉冲方式。本发明实施例采用无线发射器3每圈只发射1个脉冲方式来解决上述问题。车轮信号检测装置每接收1个脉冲信号,则记录轮胎旋转1圈,进行数据计算分析处理。如上所述非编码数据传输,又带来新的问题,即芯片的抗干扰性能差。此外,还需要解决无线频率容差的问题,本发明提供的自行车无线踏表是室外产品,同时是附于剧烈运动的自行车上,高低温、高湿度以及振动等恶劣环境使用。因此,本发明实施例中的无线发射器3采用低成本的三极管自激方式,轮胎旋转1周,干簧管2闭合1次,由此产生脉冲方式,达到省电省成本的目的。具体的,如图2所示,干簧管2的一端同时与第八电容C8、第五电阻R5的一端电性相连,另一端同时与3V电源、电池组BT、第二电容C2、第三电容C3的一端电性相连,第八电容C8的另一端同时与第二电阻R2的一端、第三三极管Q3的基极电性相连,第三三极管Q3的集电极与第四电阻R4的一端电性相连,第四电阻R4的另一端与第二三极管Q2的基极电性相连,第二三极管Q2的集电极同时与第四电容C4和第三电阻R3的一端电性相连,第四电容C4的另一端接地,第二三极管Q2的发射极同时与3V电源、变压器原边绕组的同名端、变压器副边绕组的异名端、第一电容C1的一端电性相连,第三电阻R3的另一端同时与第一三极管Q1的基极以及第十一电容C11、第六电容C6、第一电阻R1的一端电性相连,第一电阻R1的另一端与第一三极管Q1的发射极电性相连并接地,第十一电容C11的另一端同时与第三三极管Q3的发射极以及第二电阻R2、第五电阻R5、电池组BT、第二电容C2、第三电容C3的另一端电性相连并接地,第六电容C6的另一端同时与第五电容C5、第七电容C7、第九电容C9、第十电容C10电性相连,第七电容C7的另一端与3V电源相连,第一电容C1的另一端同时与变压器副边绕组的同名端以及第五电容C5、第九电容C9、第十电容C10的另一端电性相连,变压器原边绕组的异名端则与第一三极管的集电极连接。通过以上设置,轮胎上的磁铁1每旋转一周,干簧管2闭合一次,电路连通一次,通过三极管自激的方式可使变压器发射出一组几毫秒的电磁波脉冲信号给无线接收器4,使发射机不仅解决了在剧烈运动环境下使用的问题,同时还可达到省电省成本的目的。同时无线接收器4采用松度藕合频率选频方式,可解决频率偏移的问题。此外,还需解决硬件的天线谐振选频滤波抗电磁波干扰的问题,上述的无线接收芯片8有着极高的接收灵敏度(0.4uV),使其具有信噪差、天线谐振阻抗高等问题。本发明实施例采用的方法是在保证接收灵敏度的情况下,特定加入RC带通网络电路,进行天线阻抗匹配,以减少外部电磁干扰,增加电路的稳定性和可靠性。具体的,如图3所示,接收线圈7通过RC带通网络电路与无线接收芯片8的输入端电性相连,RC带通网络电路包括第十二电容C12、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2,接收线圈7的一端同时与第十二电容C12、第一电容C1、第一电阻R1的一端以及无线接收芯片8的第一输入端相连,接收线圈7的另一端同时与第十二电容C12、第一电容C1的另一端以及第二电阻R2的一端相连,第二电阻R2的另一端与第一电阻R1的另一端以及无线接收芯片8的第二输入端相连。
如图3所示,MCU5的PB1引脚即数据输入端口,与无线接收芯片8的第二输出端(数据DATA输出端)相连,用于接收脉冲信号数据;PB0引脚即使能控制端口,与无线接收芯片8的第一输出端相连,用于控制MCU5是否工作以达到省电的目的;PB2-PB4引脚即温度检测端口,与温度检测电路相连,用于检测环境温度并将检测到的温度显示在显示屏上;VDD和VDDX引脚即电源端口,电源端口与电池供电电路和太阳能供电电路同时相连,用于为MCU供电;COM1-COM4、PD2-COM5、PD3-COM6、S0-S15、PE0-PE3、PF0-PF7、PD4-PD5引脚即显示驱动端口,与显示屏相连,用于驱动显示屏显示骑行数据;PA1和PA0引脚即按键端口,与按键相连,用于供用户操作以选择不同的功能;PA3和PA4引脚即计时端口,与计时电路相连,用于记录日期和时钟并在显示屏上显示;VPP引脚即复位端口,与复位电路相连,用于对MCU进行复位操作。具体的,温度检测电路包括热敏电阻RT1、第四电阻R4、第八电容C8,第八电容C8一端接地、另一端同时与热敏电阻RT1、第四电阻R4的一端以及MCU5的PB2引脚相连,热敏电阻RT1的另一端与MCU5的PB4引脚相连,第四电阻R4的另一端与MCU5的PB3引脚相连;背光电路包括第六电阻R6和背光灯LED1,背光灯LED1一端连接供电电源、另一端与第六电阻R6的一端相连,第六电阻R6的另一端与MCU5的PB5引脚相连;太阳能供电电路包括太阳能板、储电电容和第二十四电容C24,太阳能板的负极接地,正极同时与供电电源、储电电容的正极以及第二十四电容C24的一端相连,储电电容的负极以及第二十四电容C24的另一端接地;按键电路包括模式开关MODE和设置开关SET,模式开关MODE一端与MCU5的PA1引脚相连,另一端接地,设置开关SET一端与MCU5的PA0引脚相连,另一端接地;供电电路包括电池BAT1、第三电容C3、第四电容C4,电池BAT1的负极接地,正极同时与供电电源、MCU5的VDD和VDDX引脚以及第三电容C3、第四电容C4的一端相连,第三电容C3、第四电容C4的另一端接地;计时电路包括石英晶体振荡器、第七电容C7、第十电容C10、第十一电容C11,第七电容C7一端接地、另一端同时与石英晶体振荡器的一端和MCU5的PA3引脚相连,石英晶体振荡器的另一端同时与第十电容C10、第十一电容C11的一端以及MCU5的PA4引脚相连,第十电容C10、第十一电容C11的另一端接地;复位电路包括第五十一电阻R51和第二十电容C20,第二十电容C20的一端接地、另一端同时与第五十一电阻R51的一端和MCU5的VPP引脚相连,第五十一电阻R51的另一端接地。MCU5的COM1-COM4引脚以及PD2-COM5、PD3-COM6引脚与显示屏6的COM口相连,MCU5的S0-S15、PE0-PE3、PF0-PF7、PD4-PD5与显示屏6的SEG口相连,从而驱动LCD屏的点阵内容显示相关状态信息。
为解决第2个问题,本发明实施例采用MCU5优化省电的方法以及滤波,抗无线电磁波干扰的方法来解决。为解决MCU5省电的问题,相对容易选择到低功耗静态电流达几uA的MCU5,但工作电流就近mA级,所以要解决降低功耗的问题。本发明实施例尽可能让自行车无线踏表的MCU5长时间处于睡眠状态,短时间在工作状态,其采用中断唤醒的方法来解决。为此,本实施例还提供一种低功耗自行车无线踏表的控制方法,包括步骤:
S1车轮信号检测装置每检测到轮胎旋转一周无线发射器发射一次脉冲信号,无线接收器接收到脉冲信号后传送给MCU。
S2MCU在无线接收器接收到脉冲信号时被唤醒并对脉冲信号进行计算处理,处理完毕后马上再次睡眠,等待下次唤醒。
本实施例中,当MCU5连接无线接收芯片8的数据DATA时,若无线接收芯片8接收到无线信号,则DATA有高低跳变,此变化将使MCU5工作起来一下,对无线信号计算处理完毕后马上再次睡眠,等待下次唤醒,从而达到通过软件优化MCU5从睡眠到唤醒的状态,达到省电的目的。
此外,还需解决通过滤波方法抗电磁波干扰的问题,为此,本实施例提供的控制方法还包括:
S3当MCU读取到第1个脉冲信号后即等待第2个脉冲信号,读取到第2个脉冲信号时,若第2个脉冲信号无效,此时MCU进入低功率省电状态;若第2个脉冲信号有效,MCU对接收到的第1个脉冲信号与第2个脉冲信号的时间差进行计算保存,并等待第3个脉冲信号;脉冲信号无效包括无脉冲信号或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差大于自行车以最低骑行速度骑行一圈的时差或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差小于自行车以最高骑行速度骑行一圈的时差;
S4当MCU读取到第D+2个脉冲信号时,若第D+2个脉冲信号无效,此时MCU进入低功率省电状态;若第D+2个脉冲信号有效,MCU对接收到的第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差进行计算保存,并计算第D个脉冲信号与第D+1个脉冲信号的时间差与第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差之间的速度差,若相差5公里/小时以上,则判定是干扰,MCU放弃第D+2个脉冲信号和第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差数据并使第D+2个脉冲信号为第D+1个脉冲信号,第D+1个脉冲信号为第D个脉冲信号,第D个脉冲信号为第D-1个脉冲信号,并返回上一步,此时MCU进入低功率省电状态;若相差5公里/小时以下,则MCU确认为正常,运算并驱动显示界面显示相关的骑行数据,同时等待第D+3个冲信号;D为整数且≥1。
具体来说,本发明实施例中自行车无线踏表是通过计算轮胎旋转次数来计算踏速以及骑行速度等,车轮信号检测装置11每检测到轮胎旋转一周无线发射器3发射一次脉冲信号,无线接收器4接收到脉冲信号后传送给MCU5。MCU5通过无线接收器4接收第1个脉冲可触发唤醒,第2个脉冲就可以计算骑行速度等结果等条件。很明显在正常使用时,产品容易接受到外部的电磁波干扰,这是无法避免的,就出现产品容易唤醒以及跳数等问题,在此表述软件滤波的方法。为表达方便,如图4所示,用D表述接收脉冲,当第1个脉冲触发时用D1表达,第2个脉冲用D2表达,第3个脉冲用D3表达,N+1的方式依此类推;为表达方便,用T表述时间,T1为无线接收到的D1与D2的时间差,T2为无线接收到的D2与D3的时间差,N+1的方式依此类推。
如上所述,当MCU5读取到D1时,其计时器打开等待D2信号,若D2无效时(无效包括无脉冲信号或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差大于自行车以最低骑行速度骑行一圈的时差或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差小于自行车以最高骑行速度骑行一圈的时差),此时MCU5控制进入低功率省电状态;若D2有效,MCU5的暂存器计算保存T1,MCU5控制产品真正唤醒,减少干扰唤醒耗电,待D3信号;
如上所述,当MCU5读取D3时,若D3无效时,此时MCU控制进入低功率省电状态;若D3有效,MCU暂存器计算保存T2并计算T1与T2之间速度差,若相差5公里/小时以上,则判定是干扰,MCU暂存器进行D-1、T-1,并放弃以前的D3数据以及T2,使D2为D1,D3为D2,T2为T1,返回上一步,此时MCU控制进入低功率省电状态;若相差5公里/小时以下,此时MCU才最终排除干扰确认为正常,则运算并驱动显示界面,达到产品最终的功能。此时待D4信号;
如上所述,当软件读取D4时,若D4无效时,此时MCU控制进入低功率省电状态;若D4有效,MCU暂存器计算保存T3并计算T3与T4之间速度差,若相差5公里/小时以上,则判定是干扰,MCU暂存器进行D-1、T-1,本发明放弃以前的D4以及T3数据,D3为D1,D4为D2,T2为T1返回上一步,此时MCU控制进入低功率省电状态;若相差5公里/小时以下,此时MCU才最终排除干扰确认为正常,则运算驱动显示界面,达到产品最终的功能。此时待D5信号。如此类推,通过MCU的控制方法解决了电磁波干扰,达到了抗干扰的目的。
综上所述,本发明解决其技术问题所采用的技术方案,其中包含了硬件的低功耗的MCU5以及无线接收芯片8的选型,硬件的省电方法同抗电磁波无线干扰的控制方法,以及软件的省电同抗无线电磁波干扰的方法。其中软件滤波方法可解决信号开头以及中间受外界电磁波信号干扰,而出现频繁启动产品耗电,以及数据错乱的问题。此硬件以及软件是独特运用,达到本专业领域无法解决的低成本、低功耗、抗干扰、高可靠的目的,本发明值得推广。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种低功耗自行车无线踏表,包括发射机和接收机,其特征在于,所述发射机包括用于检测自行车骑行轮胎旋转圈数的车轮信号检测器(11)和用于发射无线信号的无线发射器(3),所述接收机包括用于接收所述无线信号的无线接收器(4)、用于计算处理所述无线信号以获得骑行数据的MCU(5)以及用于显示所述骑行数据的显示屏(6),所述车轮信号检测装置(11)每检测到轮胎旋转一周所述无线发射器(3)发射一次脉冲信号,所述无线接收器(4)包括用于接收脉冲信号的接收线圈(7)、用于对脉冲信号进行天线阻抗匹配的RC带通网络电路以及连接在所述RC带通网络电路和所述MCU(5)之间的无线接收芯片(8),所述无线接收芯片(8)为授时芯片。
2.如权利要求1所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述车轮信号检测器(11)包括安装在车架上的干簧管(2)和安装在轮胎上的磁铁(1),所述无线发射器(3)与所述干簧管(2)电性相连,并采用三极管自激的方式产生脉冲信号。
3.如权利要求2所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述轮胎旋转1周,所述干簧管(2)闭合1次,所述无线发射器(3)发射1个脉冲信号,所述MCU(5)记录轮胎旋转1周。
4.如权利要求2所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述无线接收芯片(8)采用松度耦合的方式进行频率选频。
5.如权利要求1所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述MCU(5)包括使能控制端口和数据输入端口,所述数据输入端口与所述无线接收芯片(8)的第二输出端相连,用于接收所述无线接收芯片(8)输出的信号数据;所述使能控制端口与所述无线接收芯片(8)的第一输出端相连,用于使所述MCU(5)在所述无线接收芯片(8)接收到脉冲信号时被唤醒并对脉冲信号进行计算处理,处理完毕后马上再次睡眠,等待下次唤醒。
6.如权利要求5所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述MCU(5)还包括温度检测端口,所述温度检测端口与温度检测电路相连,用于检测环境温度并将检测到的温度显示在所述显示屏(6)上。
7.如权利要求5所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述MCU(5)还包括电源端口,所述电源端口与电池供电电路和太阳能供电电路同时相连,用于为MCU(5)供电。
8.如权利要求5所述的低功耗自行车无线踏表,其特征在于,所述MCU(5)还包括显示驱动端口、按键端口、计时端口、复位端口,所述显示驱动端口与所述显示屏(6)相连,用于驱动显示屏(6)显示骑行数据;所述按键端口与按键相连,用于供用户操作以选择不同的功能;所述计时端口与计时电路相连,用于记录日期和时钟并在所述显示屏(6)上显示,所述复位端口与复位电路相连,用于对MCU(5)进行复位操作。
9.一种低功耗自行车无线踏表的控制方法,所述低功耗自行车无线踏表包括用于检测自行车骑行轮胎旋转圈数的车轮信号检测器(11)和用于发射无线信号的无线发射器(3)、用于接收所述无线信号的无线接收器(4)、用于计算处理所述无线信号以获得骑行数据的MCU(5)以及用于显示所述骑行数据的显示屏(6),其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
S1车轮信号检测装置(11)每检测到轮胎旋转一周无线发射器(3)发射一次脉冲信号,无线接收器(4)接收到脉冲信号后传送给MCU(5);
S2MCU(5)在无线接收器(5)接收到脉冲信号时被唤醒并对脉冲信号进行计算处理,处理完毕后马上再次睡眠,等待下次唤醒。
10.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,还包括步骤:
S3当MCU(5)读取到第1个脉冲信号后即等待第2个脉冲信号,读取到第2个脉冲信号时,若第2个脉冲信号无效,此时MCU(5)进入低功率省电状态;若第2个脉冲信号有效,MCU(5)对接收到的第1个脉冲信号与第2个脉冲信号的时间差进行计算保存,并等待第3个脉冲信号;脉冲信号无效包括无脉冲信号或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差大于自行车以最低骑行速度骑行一圈的时差或当前脉冲信号与前一脉冲信号之间的时差小于自行车以最高骑行速度骑行一圈的时差;
S4当MCU(5)读取到第D+2个脉冲信号时,若第D+2个脉冲信号无效,此时MCU(5)进入低功率省电状态;若第D+2个脉冲信号有效,MCU(5)对接收到的第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差进行计算保存,并计算第D个脉冲信号与第D+1个脉冲信号的时间差与第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差之间的速度差,若相差5公里/小时以上,则判定是干扰,MCU(5)放弃第D+2个脉冲信号和第D+1个脉冲信号与第D+2个脉冲信号的时间差数据并使第D+2个脉冲信号为第D+1个脉冲信号,第D+1个脉冲信号为第D个脉冲信号,第D个脉冲信号为第D-1个脉冲信号,并返回上一步,此时MCU(5)进入低功率省电状态;若相差5公里/小时以下,则MCU(5)确认为正常,运算并驱动显示界面显示相关的骑行数据,同时等待第D+3个冲信号;D为整数且≥1。
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