CN203422831U - 一种骑车安全提示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种骑车安全提示装置，包括电源模块、前置模块和显示模块，具有以下优点：1、AVR单片机最小系统模块功能强，速度快，特别适合点阵显示屏的控制；其抗干扰能力强，也特别适合在复杂环境下控制系统稳定地实现骑车安全指示功能。2、无线发射模块和无线接收模块在单片机的控制下，可以方便、稳定地实现无线控制功能。3、采用亮度检测模块检测环境亮度，不仅可以节能，还可以增加自行车的智能性。4、双色点阵显示屏模块在单片机的控制下，可以醒目地显示自行车的骑行状态，大大提高骑车的安全。5、利用实时时钟模块DS1302和温湿度传感器模块DHT11可以实时显示时间、温湿度、日期等功能，更加方便实用。

Description

一种骑车安全提示装置

技术领域

本实用新型涉及一种多功能骑车安全提示装置。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，各个城市的汽车数量剧增，随之而来的是交通的拥挤和环境的污染。因此，越来越多的人开始提倡绿色出行——骑自行车，但现有的自行车往往设计简单，没有像摩托车、汽车那样的指示灯装置，尤其是在晚上，周围光线很暗，当人们骑着自行车想转弯、停车时，后方的车辆将无法提前得知前方的自行车将如何行驶，具有一定的安全隐患，可能会产生交通事故，造成生命财产的损失。

交警部门的官方数据显示，在2011年的自行车交通事故中，单单一个广州市就有600多起、死亡130多人。如果研究并设计一个骑车安全提示装置，让骑车人在骑自行车时，尤其是在晚上，可以通过骑车安全提示装置提前向后方车辆发出自己将要如何骑行的提示，势必可以大大减少追尾撞车等交通事故的发生，保护骑车者的生命财产安全。另外，由于自行车的特殊性，骑车安全提示装置要求具有易安装、易携带、体积小、质量轻等特点，如果能够做到一机多用，将会大大提高骑车安全提示装置的实用性。

实用新型内容

为了克服现有技术的自行车没有指向灯的不足，本实用新型提供一种易安装、易携带、体积小、质量轻、多功能的骑车安全提示装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种骑车安全提示装置，包括电源模块、前置模块和显示模块。

电源模块，用于供电；前置模块，用于检测周围环境亮度进行自动控制照明，并接收手动控制信号进行无线发送，包括用于检测周围环境亮度的亮度检测模块，发出手动控制信号的按键模块Ⅰ，接收亮度检测模块和按键模块Ⅰ发出的信号并进行分析处理的51单片机最小系统模块，接收51单片机最小系统模块发出的控制信号进行照明的LED照明模块，以及发送无线控制信号的无线发射模块；显示模块，接收前置模块发来的无线控制信号，进行相应的显示，包括接收控制信号的无线接收模块，将信号进行分析处理的AVR单片机最小系统模块，以及接收AVR单片机最小系统模块发出的信号进行相应显示的点阵显示屏驱动模块和双色点阵显示屏模块。

所述的亮度检测模块包括光敏电阻器和精密可调电阻，所述的51单片机最小系统模块为STC12C5410AD单片机，所述的无线发射模块包括编码芯片PT2262和信号发射电路。

所述的前置模块还包括接收51单片机最小系统模块发出的控制信号的车前指示模块。

无线接收模块包括解码芯片PT2272和信号接收电路，所述的AVR单片机最小系统模块为Atmega16单片机，所述的双色点阵显示屏模块为16行48列的双色显示屏。

所述AVR单片机最小系统模块还连接有实时时钟模块、温湿度传感器模块和按键模块Ⅱ，实时时钟模块包括DS1302芯片、纽扣电池和晶振电路，温湿度传感器模块采用DHT11传感器。

所述的电源模块包括充电装置、充电管理模块、锂电池、锂电池过充过放保护电路、升压电路以及输出电路。

所述的充电装置包括太阳能充电装置、自行车动力发电装置、手摇发电装置和外接电源充电装置中的一种或几种。

所述的充电装置包括太阳能充电装置、自行车动力发电装置、手摇发电装置、外接电源充电装置和充电管理芯片，所述的太阳能充电装置包括太阳能电池板，所述的自行车动力发电装置和手摇发电装置包括稳压芯片，所述的外接电源充电装置包括电源适配器。

所述的太阳能电池板为多晶硅太阳能电池板，所述的自行车动力发电装置为链条式发电装置。

本实用新型的有益效果是：

（1）、AVR单片机最小系统模块功能强，速度快，特别适合点阵显示屏的控制；其抗干扰能力强，也特别适合在复杂环境下控制系统稳定地实现骑车安全指示功能。

（2）、无线发射模块和无线接收模块在单片机的控制下，可以方便、稳定地实现无线控制功能。

（3）、采用亮度检测模块检测环境亮度，不仅可以节能，还可以增加自行车的智能性。

（4）、双色点阵显示屏模块在单片机的控制下，可以醒目地显示自行车的骑行状态，尤其在夜间，可以大大提高骑车的安全。

（5）、利用实时时钟模块DS1302和温湿度传感器模块DHT11可以实时显示时间、温湿度、日期等功能，方便人们的生活。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型一种具体实施方式的原理框图；

图3是具体实施方式中的电源模块的原理框图。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，本实用新型的一种骑车安全提示装置，包括电源模块、前置模块和显示模块。

电源模块，用于供电；前置模块，用于检测周围环境亮度进行自动控制照明，并接收手动控制信号进行无线发送，包括用于检测周围环境亮度的亮度检测模块，发出手动控制信号的按键模块Ⅰ，接收亮度检测模块和按键模块Ⅰ发出的信号并进行分析处理的51单片机最小系统模块，接收51单片机最小系统模块发出的控制信号进行照明的LED照明模块，以及发送无线控制信号的无线发射模块；显示模块，接收前置模块发来的无线控制信号，进行相应的显示，包括接收控制信号的无线接收模块，将信号进行分析处理的AVR单片机最小系统模块，以及接收AVR单片机最小系统模块发出的信号进行相应显示的点阵显示屏驱动模块和双色点阵显示屏模块。

所述的亮度检测模块包括光敏电阻器和精密可调电阻，实际上是一个简单的分压电路。光敏电阻和精密可调电阻之间的电压经过电容滤波后接到51单片机最小系统模块的AD输入口，作为51单片机最小系统模块的AD采样电压。随着周围环境的亮度的增加，光敏电阻器的电阻值R减小，电压U增大；亮度降低，光敏电阻器的电阻值迅速增大，电压U减小。可见，光的强度的变化可以通过电压的变化反应出来。

所述的51单片机最小系统模块为STC12C5410AD单片机，其电路设计和普通51单片机的电路一样，只要加上晶振电路和复位电路就能让单片机工作。为了让电路变得简单，复位电路选用最简单的上电复位方式。上电复位电路的电容可选10uf，电阻选10k。

所述的无线发射模块包括编码芯片PT2262和信号发射电路，为了使电路变得更加简单，编码器的8位地址端（A0~A7）采用了悬空的方式。四个数据输入端（D0~D3）分别连接到单片机四个I/O口，组成一个由单片机控制的四路无线发射器。

按键模块Ⅰ采用独立按键控制的方式，电气节点A1、A2、A3、A4经过上拉电阻连接到单片机的四个I/O口。如果按键没有被按下，在上拉电阻的作用下，I/O口的输入均为高电平。如果按键被按下，对应的I/O口会被接到地，I/O口的输入也就为低电平了。51单片机最小系统模块通过扫描检测I/O口的输入是否为低电平就可以判别是否有按键被按下。按键模块Ⅰ的按键1被按下时，单片机控制无线发射模块发送左转弯信号；按键2被按下时，单片机控制无线发射模块发送右转弯信号；按键3被按下时，单片机控制无线发射模块发送直行信号；按键4被按下时，单片机控制无线发射模块发送停止信号。

所述的前置模块还包括接收51单片机最小系统模块发出的控制信号的车前指示模块。车前指示模块可以显示显示模块是否已经成功接收无线控制信号并进行相应显示，从而方便骑车者掌握显示模块动作。

所述的AVR单片机最小系统模块为Atmega16单片机。Atmage16单片机内部已经集成了RC振荡器和上电复位电路，只需给单片机接上电源就可以构成一个最小系统，让其正常工作。但单片机内部RC振荡器产生的时钟误差较大，会对温湿度传感器DHT11的控制造成影响，所以给ATmage16单片机的最小系统加上了晶振电路。

无线接收模块包括解码芯片PT2272和信号接收电路，PT2272是和PT2262相匹配的解码芯片。四个数据端口通过三极管开关电路连接到Atmega16单片机，把接收到信号传送给单片机。因为PT2262和PT2272的地址码要相同，所以PT22728位地址端（A0~A7）也采用悬空的方式。

所述的双色点阵显示屏模块为16行48列的双色显示屏，该屏由12块8×8的红绿双色点阵模块按点阵排列规律依次连接构成。

所述AVR单片机最小系统模块还连接有实时时钟模块、温湿度传感器模块和按键模块Ⅱ。实时时钟模块包括DS1302芯片、纽扣电池和晶振电路；温湿度传感器模块采用DHT11传感器，DHT11是国内生产的一款同时具有温度测量和湿度测量功能的传感器。为了让传感器具有非常高的可靠性和长时间的稳定性，温湿度传感器模块除了内部由高速MCU控制外，还采用温湿度传感技术和数字采集技术，故该温湿度传感器模块同时具有质量可靠、响应迅速、稳定性强、功能强、集成度高等优点。温湿度传感器DHT11是单总线通信器件，只有电源、地和DATA三个引脚，电路设计给DATA连接线加5k上拉电阻即可实现与单片机通信。

骑车安全提示装置主要实现了两大功能，骑车安全指示功能和日常实用功能，两大功能通过按键模块Ⅱ切换，按键模块Ⅱ共有5个独立按键，按键1和按键5的共同按下会循环切换这两种功能。当AVR单片机最小系统模块的程序被切换到处于骑车安全指示功能时，AVR单片机最小系统模块在程序的控制下扫描检测无线接收模块是否接收到控制信号，若检测到信号，则输出对应的数据给双色点阵显示屏模块，让双色点阵显示屏模块显示相应的骑车状态指示图像，如左转弯箭头。当系统切换到日常实用功能时，AVR单片机最小系统模块在程序的控制下，读写实时时钟模块和温湿度传感器的数据，经过处理的数据被输送到双色点阵显示屏模块，令双色点阵显示屏循环显示时间、日期、温度、湿度等信息。

在生活中，骑车者都会随身携带一个背包，对于广大学生群体，书包更是必备品。综合以上分析，显示模块可以设计为嵌入到背包里面，做成一个多功能背包。在功能上，由于显示模块主要是起到向后方车辆提示自行车骑行状态的作用，显示模块应该选用亮度较高，同时还应该至少能显示几种醒目颜色的显示器件，如红绿双色LED。又因为显示模块是嵌入背包里面的，采用有线方式控制会不便于携带，故骑车安全提示装置要求采用无线控制的方式。

骑行时，骑车人通过按键模块Ⅰ控制安装于自行车车头的无线发射模块发送信号给背后的显示模块，显示模块则根据接收到的控制信号分别向后方车辆显示直行、停车、左转弯、右转弯等行车提示信号；同时安装在车头的前置模块可以通过光敏传感器检测周围环境的亮度，控制LED照明模块自动开启并随周围亮度的变化而改变亮度，实现环境越暗亮度越亮的效果，达到节能的效果。为了让骑车安全提示装置日后能够更好地普及，还可以再加上一些实用功能。考虑到骑车安全提示装置便于携带，可以增加实时时钟功能、闹钟功能、温度和湿度检测功能，可以循环显示当前时间、日期，还可以做温度计、湿度计，让使用者实时知道时间、日期、天气状况，提前做好出行准备。

所述的电源模块包括充电装置、充电管理模块、锂电池、锂电池过充过放保护电路、升压电路以及输出电路。

所述的充电装置包括太阳能充电装置、自行车动力发电装置、手摇发电装置和外接电源充电装置中的一种或几种。

所述的充电装置包括太阳能充电装置、自行车动力发电装置、手摇发电装置、外接电源充电装置和充电管理芯片，所述的太阳能充电装置包括太阳能电池板，所述的自行车动力发电装置和手摇发电装置包括稳压芯片，所述的外接电源充电装置包括电源适配器。

在本具体实施方式中，所述的太阳能电池板为多晶硅太阳能电池板，采用cn3063充电管理芯片；所述的自行车动力发电装置为链条式发电装置，所述的自行车动力发电装置和手摇发电装置经过lm2576降压稳压成4.2V给电池充电；电源适配器采用TP4057充电管理芯片，利用普通开关电源输出5V给充电管理芯片充电；升压模块采用GS1662型号的DC-DC升压芯片；所述的输出电路还包括连接外部数码产品的接口，可以用于给电子产品充电。

各种不同的充电方式分别采用不同的控制芯片对电池进行充电，太阳能由于收到光照的影响，其输出随着太阳光强度的变化而变化，因此采用有专门的太阳能充电芯片cn3063的锂电池充电管理芯片对锂电池进行充电，而自行车发电和手摇发电都会产生高于5V的电压，不满足充电管理芯片的电压输入要求，因此在这里通过lm2576这个稳压芯片稳成5V后再通过充电管理芯片对锂电池进行充电，而直接接220V的电源适配器输出的电压比较稳定，因此直接可以通过锂电池充电管理芯片对锂电池进行充电。其中为了保护锂电池，电源设置了锂电池的过充和过放保护，保证电池在安全的环境下实现充放电，延长了电池的寿命，也防止了因为意外事故引起的锂电池损坏。本设计可以为所有的3.7V锂电池充电，由于充电管理芯片内置有适合锂电池充电的各种模式如涓流充电、恒压充电和恒流充电等，使得锂电池的充电十分安全、可靠，大大延长了锂电池的寿命。给锂电池充电后，便可以通过升压模块将3.7V的锂电池升压成5V供给骑车安全提示装置使用，同时也能供应电能给各类数码产品如手机、相机、MP3、MP4等。是骑车时这些产品电量不足的很好的解决方法，此外该电源模块还可以配置电源剩余电量检测，提醒用户及时选择适当的充电方式进行充电。

电能供应是保证骑车安全提示装置运作的关键，本产品的充电装置，可以实现：（1）、将自行车行进时产生的动能分出一部分转换成电能储存在锂电池里面，以待使用，即自行车发电。（2）、由于自行车用于户外，在遇到晴天时候可以通过采集太阳能并转换成电能储存在锂电池里面，即太阳能充电。（3）、通过手摇的方式产生电能，即手摇发电。（4）、直接通过电源适配器为电源充电。（5）、将单节锂电池升压成5V，供给安全装置或其他数码产品用电。

当然，本实用新型除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种骑车安全提示装置，其特征在于，包括

电源模块，用于供电；

前置模块，用于检测周围环境亮度进行自动控制照明，并接收手动控制信号进行无线发送，包括用于检测周围环境亮度的亮度检测模块，发出手动控制信号的按键模块Ⅰ，接收亮度检测模块和按键模块Ⅰ发出的信号并进行分析处理的51单片机最小系统模块，接收51单片机最小系统模块发出的控制信号进行照明的LED照明模块，以及发送无线控制信号的无线发射模块；

显示模块，接收前置模块发来的无线控制信号，进行相应的显示，包括接收控制信号的无线接收模块，将信号进行分析处理的AVR单片机最小系统模块，以及接收AVR单片机最小系统模块发出的信号进行相应显示的点阵显示屏驱动模块和双色点阵显示屏模块。

2. 根据权利要求1所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述的亮度检测模块包括光敏电阻器和精密可调电阻，所述的51单片机最小系统模块为STC12C5410AD单片机，所述的无线发射模块包括编码芯片PT2262和信号发射电路。

3. 根据权利要求1所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述的前置模块还包括接收51单片机最小系统模块发出的控制信号的车前指示模块。

4. 根据权利要求1所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：无线接收模块包括解码芯片PT2272和信号接收电路，所述的AVR单片机最小系统模块为Atmega16单片机，所述的双色点阵显示屏模块为16行48列的双色显示屏。

5. 根据权利要求1所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述AVR单片机最小系统模块还连接有实时时钟模块、温湿度传感器模块和按键模块Ⅱ，实时时钟模块包括DS1302芯片、纽扣电池和晶振电路，温湿度传感器模块采用DHT11传感器。

6. 根据权利要求1所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述的电源模块包括充电装置、充电管理模块、锂电池、锂电池过充过放保护电路、升压电路以及输出电路。

7. 根据权利要求6所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述的充电装置包括太阳能充电装置、自行车动力发电装置、手摇发电装置和外接电源充电装置中的一种或几种。

8. 根据权利要求7所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述的充电装置包括太阳能充电装置、自行车动力发电装置、手摇发电装置、外接电源充电装置和充电管理芯片，所述的太阳能充电装置包括太阳能电池板，所述的自行车动力发电装置和手摇发电装置包括稳压芯片，所述的外接电源充电装置包括电源适配器。

9. 根据权利要求8所述的一种骑车安全提示装置，其特征在于：所述的太阳能电池板为多晶硅太阳能电池板，所述的自行车动力发电装置为链条式发电装置。

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