CN111017084A - 一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能自行车技术领域，具体涉及一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，本发明将重力加速传感器设置在自行车车座下方位置，位于自行车的几何中心位置，所述踏频传感器安装在自行车的中轴处，所述主控芯片、亚马逊语音模块、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块集成在同一PCB板上，并设置在显示模块的外壳内，所述重力加速传感器和踏频传感器均与所述主控芯片相连，本发明利用亚马逊语音模块实现语音控制，并可实时获取自行车的倾斜程度，踏频速度显示在显示模块上，同时可通过蓝牙互联移动端，方便操作提高骑行感，在车速较快或倾斜程度加大的时候，还可通过蜂鸣器报警模块预警危险，安全性更强。
Description
技术领域
本发明涉及智能自行车技术领域，具体涉及一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端。
背景技术
自行车诞生至今已超过百年，虽然在“智能”方面没有突破，但自行车创新却从未停止过。在“万物智能”的今天，智能自行车将生逢其时，成为这个智能世界中的一大新亮点。外观、材质、功能等方面别具一格的智能自行车，在提升人们骑行体验的同时，实现自行车互联，给人们带来安全、智能的新感受。智能自行车，打破了以往自行车的设计，主打“智能”元素。它在置物篮、车把、挡泥板等物件的设计上独树一帜，非常人性化。传统自行车的置物篮换成了置物盘，可伸缩的网可固定物品，简约时尚，动感十足，实用性更强。车锁本身也是把手，采用可拆卸设计。锁车时，简单地把把手拆下来锁上就行。挡泥板由一个橡胶毛刷代替，更加美观干净。此外，它还配备了LED车灯和可拆卸充电电池，骑车者在夜晚骑车时更安全。
智能自行车，是可以用你的手机控制自行车的速度，自行车里面有(微型)电脑，通过蓝牙，可以用APP控制它的速度。可以快一点，慢一点。排挡也会自己转的，它会感到你用多少的力，所以，它是很舒服的。除了通过脚踩骑行之外，自行车内部还配备了锂电池续航，来满足不同骑行人员的需求。
随着社会的发展，智能自行车的需求也在逐步增加，因此对于如何提供一种可实现语音控制，客户体验感更好，智能化程度更高的智能自行车变得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，用于解决如何提供一种可实现语音控制，并可实时获取自行车的倾斜程度，踏频速度显示在显示模块上，同时可通过蓝牙互联移动端，方便操作提高骑行感，在车速较快或倾斜程度加大的时候，还可通过蜂鸣器报警模块预警危险的智能自行车终端的问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，包括亚马逊语音模块，包括主控芯片、重力加速传感器、踏频传感器、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块，所述重力加速传感器设置在自行车车座下方位置，位于自行车的几何中心位置，所述踏频传感器安装在自行车的中轴处，所述主控芯片、亚马逊语音模块、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块集成在同一PCB板上，并设置在显示模块的外壳内，所述重力加速传感器和踏频传感器均与所述主控芯片相连。
更进一步的，所述重力加速传感器识别出自行车与路面的斜坡夹角，并将识别后的数据传送至所述主控芯片通过显示模块显示出来。
更进一步的，所述重力加速传感器的X、Y、Z三轴的输出电压由重力在X、Y、Z三轴的分量决定，其通过根据Z轴和Y轴的输出电计算斜坡路面的角度。
更进一步的，所述踏频传感器包括磁钢圆盘和霍尔感应头，所述磁钢圆盘安装在自行车曲柄上，所述霍尔感应头上面的铁环粘在自行车的中轴上。
更进一步的，所述当脚踏转动时霍尔探头逐渐感应到磁钢片的磁场，磁场增强霍尔感应头的输出变成高电平，根据每个方波持续的高电平t的时间进而求出此时脚踏的瞬时角速度ω
根据瞬时角速度ω，求的线速度v＝ω·r，其中r为自行车曲柄的长度。
更进一步的，所述蓝牙模块包括输入模块、译码模块和输出模块，所述主控芯片对应输入模块和译码模块，用户的移动设备对应输出模块。
更进一步的，所述输入模块在输入没有选择到合适的共享从设备时，此时将输入的地址和控制信号保存在该模块中；
所述译码模块用来确定需要来完成访问的输出，选择用户的移动设备；
所述输出模块完成输出仲裁，当两个W上的主设备访问同一个用户的移动设备时，根据仲裁优先级策略决定哪个主设备访问该从设备，并通过多路选择器完成地址，数据、拉制信号的多路选择。
更进一步的，所述车灯控制模块根据主控芯片经过信息匹配后，发出相应的指令，通过PWM模块调节脉宽的宽度，使得电压发生变化，变化的电压加到三极管Q6上，当电压加到M5上时，M0S管M5导通使得灯泡发光。
本发明的有益效果为：
本发明利用亚马逊语音模块实现语音控制，并可实时获取自行车的倾斜程度，踏频速度显示在显示模块上，同时可通过蓝牙互联移动端，方便操作提高骑行感，在车速较快或倾斜程度加大的时候，还可通过蜂鸣器报警模块预警危险，安全性更强，具有很强的市场应用前景。
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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明实施例的重力加速传感器电路原理图；
图3是本发明实施例的蓝牙模块电路原理图；
图4是本发明实施例的车灯控制模块电路原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
实施例1
本实施例公开如图1所示的一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，包括亚马逊语音模块，包括主控芯片、重力加速传感器、踏频传感器、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块，所述重力加速传感器设置在自行车车座下方位置，位于自行车的几何中心位置，所述踏频传感器安装在自行车的中轴处，所述主控芯片、亚马逊语音模块、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块集成在同一PCB板上，并设置在显示模块的外壳内，所述重力加速传感器和踏频传感器均与所述主控芯片相连。
重力加速传感器识别出自行车与路面的斜坡夹角，并将识别后的数据传送至所述主控芯片通过显示模块显示出来。
重力加速传感器的X、Y、Z三轴的输出电压由重力在X、Y、Z三轴的分量决定，其通过根据Z轴和Y轴的输出电计算斜坡路面的角度。
踏频传感器包括磁钢圆盘和霍尔感应头，所述磁钢圆盘安装在自行车曲柄上，所述霍尔感应头上面的铁环粘在自行车的中轴上。
当脚踏转动时霍尔探头逐渐感应到磁钢片的磁场，磁场增强霍尔感应头的输出变成高电平，根据每个方波持续的高电平t的时间进而求出此时脚踏的瞬时角速度ω
根据瞬时角速度ω，求的线速度v＝ω·r，其中r为自行车曲柄的长度。
蓝牙模块包括输入模块、译码模块和输出模块，所述主控芯片对应输入模块和译码模块，用户的移动设备对应输出模块。
输入模块在输入没有选择到合适的共享从设备时，此时将输入的地址和控制信号保存在该模块中；
所述译码模块用来确定需要来完成访问的输出，选择用户的移动设备；
所述输出模块完成输出仲裁，当两个W上的主设备访问同一个用户的移动设备时，根据仲裁优先级策略决定哪个主设备访问该从设备，并通过多路选择器完成地址，数据、拉制信号的多路选择。
车灯控制模块根据主控芯片经过信息匹配后，发出相应的指令，通过PWM模块调节脉宽的宽度，使得电压发生变化，变化的电压加到三极管Q6上，当电压加到M5上时，MOS管M5导通使得灯泡发光。
实施例2
本实施例中如图4所示，当MCU经过信息匹配后，发出相应的指令给PWM模块，PWM模块调节脉宽的宽度，使得电压发生变化，变化的电压加到三极管Q6上，使三极管导通，为了保护电路，在电路中加入了500欧的电阻RZs，起到限流的作用，当电压加到M5上的时候，MOS管M5导通使得灯泡发光。
如图2本实施例使用的重力加速传感器是M MA7361低功耗重力加速度传感器，具有使用简单，信号稳定，精度高，功耗低的特性，睡眠模式下芯片的功耗仅为3uA，启动时间短，能够工作在2.4V至3.6V，运行电压范围广，能够测量X，Y，Z三轴的重力加速度分量。重力加速度传感器之所以能够测量斜坡角度和其工作原理是分不开的，X，Y，Z三轴的输出电压是由重力在这三轴的分量决定的。且Z轴的重力分量是随着角度的余弦变化，因而Z轴输出变化的斜率也是余弦分布，在90度附近变化的斜率最大，因此为了使传感器的变化更灵敏，即变化相同的角度，电压变化更大，应使其工作在90度附近，所以在安装加速度传感器的时候需要考虑到这个情况。
实施例3
本实施例公开如图3所示的蓝牙模块，芯片采用Cortex-M3处理器内核，采用0.18N.m CMOSeFLASH工艺。芯片内置各种功能模块。芯片最高频率可以达到100MHZ，芯片设计了两个不同的时钟源，分别为外部20M的晶振和内部的2K的RC时钟晶振，存储器设计为64KbyteFlash和128Kbyte RAM，还设计了UART，SPI，IIC，WDG，Timer等通用模块，此外还设计了与音频相关的IIS模块，与加密相关的AES模块等。
其中左边连在APB总线上的DMA模块表示的是对他们的寄存器进行配置(其作为从设备)，右边连在AHB总线上的DMA模块表示的是主设备向从设备搬运数据，其中M表示的是主设备模块，S表示从设备模块。BB模块是和蓝牙模块接口相关联的模块，蓝牙模块的接口等在该模块进行设计。
包括输入模块、译码模块和输出模块，所述主控芯片对应输入模块和译码模块，用户的移动设备对应输出模块。
输入模块在输入没有选择到合适的共享从设备时，此时将输入的地址和控制信号保存在该模块中；
译码模块用来确定需要来完成访问的输出，选择用户的移动设备；
输出模块完成输出仲裁，当两个W上的主设备访问同一个用户的移动设备时，根据仲裁优先级策略决定哪个主设备访问该从设备，并通过多路选择器完成地址，数据、拉制信号的多路选择。
本发明利用亚马逊语音模块实现语音控制，并可实时获取自行车的倾斜程度，踏频速度显示在显示模块上，同时可通过蓝牙互联移动端，方便操作提高骑行感，在车速较快或倾斜程度加大的时候，还可通过蜂鸣器报警模块预警危险，安全性更强，具有很强的市场应用前景。
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 (8)
1.一种基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，包括亚马逊语音模块，其特征在于，包括主控芯片、重力加速传感器、踏频传感器、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块，所述重力加速传感器设置在自行车车座下方位置，位于自行车的几何中心位置，所述踏频传感器安装在自行车的中轴处，所述主控芯片、亚马逊语音模块、蓝牙模块、显示模块、车灯控制模块和蜂鸣器报警模块集成在同一PCB板上，并设置在显示模块的外壳内，所述重力加速传感器和踏频传感器均与所述主控芯片相连。
2.根据权利要求1所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述重力加速传感器识别出自行车与路面的斜坡夹角，并将识别后的数据传送至所述主控芯片通过显示模块显示出来。
3.根据权利要求2所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述重力加速传感器的X、Y、Z三轴的输出电压由重力在X、Y、Z三轴的分量决定，其通过根据Z轴和Y轴的输出电计算斜坡路面的角度。
4.根据权利要求1所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述踏频传感器包括磁钢圆盘和霍尔感应头，所述磁钢圆盘安装在自行车曲柄上，所述霍尔感应头上面的铁环粘在自行车的中轴上。
5.根据权利要求4所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述当脚踏转动时霍尔探头逐渐感应到磁钢片的磁场，磁场增强霍尔感应头的输出变成高电平，根据每个方波持续的高电平t的时间进而求出此时脚踏的瞬时角速度ω
根据瞬时角速度ω，求的线速度v＝ω·r，其中r为自行车曲柄的长度。
6.根据权利要求1所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述蓝牙模块包括输入模块、译码模块和输出模块，所述主控芯片对应输入模块和译码模块，用户的移动设备对应输出模块。
7.根据权利要求6所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述输入模块在输入没有选择到合适的共享从设备时，此时将输入的地址和控制信号保存在该模块中；
所述译码模块用来确定需要来完成访问的输出，选择用户的移动设备；
所述输出模块完成输出仲裁，当两个W上的主设备访问同一个用户的移动设备时，根据仲裁优先级策略决定哪个主设备访问该从设备，并通过多路选择器完成地址，数据、拉制信号的多路选择。
8.根据权利要求1所述的基于亚马逊语音交互功能的智能自行车终端，其特征在于，所述车灯控制模块根据主控芯片经过信息匹配后，发出相应的指令，通过PWM模块调节脉宽的宽度，使得电压发生变化，变化的电压加到三极管Q6上，当电压加到M5上时，MOS管M5导通使得灯泡发光。
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