CN206740146U - 一种电动自行车异动检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动自行车异动检测装置，包括：数据处理模块、六轴传感器模块和报警模块，六轴传感器模块安装在电动自行车上；六轴传感器模块与数据处理模块连接，向数据处理模块发送所检测到的原始XYZ三轴加速度和XYZ三轴角速度数据；数据处理模块与报警模块连接，判断电动自行车的实际状态，当状态异常时向报警模块发送报警信息。本实用新型的电动自行车异动检测装置不仅可以检测到震动，而且可以精确判断电动自行车所处的姿态。
Description
技术领域
本实用新型涉及六轴传感器实时检测姿态技术应用领域，特别是涉及一种电动自行车异动检测装置。
背景技术
电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。截止到目前，国内电动车的保有量突破2亿辆。
电动车在实际道路行驶过程中，通常会遇到各种各样的复杂路况，例如突然出现的车辆和行人、上坡、下坡等等，同时目前对电动车的速度也存在一定的限速要求(行业标准通常为20km/h)。因此，通常都需要在电动自行车上设置相应的检测装置，对电动车的相关情况进行监控，并在出现异常情况时提示驾驶者注意。目前最常用的报警装置通常是震动式报警装置。
这种传统的报警器，其报警装置基本上都是采用像弹簧一样带有磁性的装置，当电动自行车震动幅度达到设定的阈值时，启动报警装置，其缺点是：1.检测姿态单一，仅能检测震动，而且是震动幅度达到一定程度时才有效，微弱震动不能够检测到；2.环境复杂时，容易误检测报警。这已经无法满足日益复杂的电动自行车控制需求，因此需要一种更加实效的电动自行车的异动检测装置。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种更加实效的电动自行车异动检测装置，不仅可以检测到震动，而且可以精确判断自行车所处的姿态。
本实用新型的提供一种电动自行车异动检测装置，包括：数据处理模块、六轴传感器模块和报警模块，
六轴传感器模块安装在电动自行车上；
六轴传感器模块与数据处理模块连接，向数据处理模块发送所检测到的原始XYZ三轴加速度和XYZ三轴角速度数据；
数据处理模块与报警模块连接，判断电动自行车的实际状态，当状态异常时向报警模块发送报警信息。
进一步地，所述电动自行车异动检测装置还包括通信模块，该通信模块与数据处理模块连接，将数据处理模块处理的信息发送给服务器。
进一步地，该通信模块是GPRS模块、4G模块、WIFI模块或GSM模块。
进一步地，该数据处理模块是一个单片机或者多个单片机的组合。
进一步地，数据处理模块包括角度计算模块和角度补偿模块，其中，
角度计算模块与六轴传感器模块连接，接收六轴传感器的XYZ三轴加速度原始数据，计算出XYZ三个方向与地平面的角度；
角度补偿模块与角度计算模块连接，根据六轴传感器安装角度对角度计算模块所计算出的角度进行补偿。
进一步地，数据处理模块还包括状态阈值设定模块、判断模块和报警信息产生模块，其中，
状态阈值设定模块对电动自行车各状态阈值进行设定；
判断模块将设定的状态阈值与电动自行车的实际状态进行比较，判断电动自行车实际状态；以及，
报警信息产生模块在电动自行车状态出现异常时向报警模块发出报警信息。
进一步地，数据处理模块还包括移动检测模块，该移动检测模块与六轴传感器相连，判断电动自行车是否被移动。
进一步地，其中该数据处理模块和六轴传感器模块之间通过I2C、SPI和/或USART进行数据通信。
本实用新型的电动自行车异动检测装置通过获取六轴传感器原始数据并经过一系列的计算得到姿态，取代现有的异动检测，检测范围更加多元化，不再只能仅仅检测到移动，同时可以检测更多的姿态(倾倒/上坡/下坡)，突破现在技术的局限性；同时检测精准度提高，有效避免误动作，误触发。
附图说明
图1是本实用新型的电动自行车异动检测装置的结构示意图；
图2是本实用新型的电动自行车数据处理模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。
如图1所示，本实用新型的电动自行车异动检测装置包括数据处理模块1、六轴传感器模块2和报警模块3；其中六轴传感器模块2安装在电动自行车上；六轴传感器模块2与数据处理模块1连接，并且通过I2C、SPI和/或USART向数据处理模块1发送所检测到的原始XYZ三轴加速度和XYZ三轴角速度数据；数据处理模块1以固定时间间隔从六轴传感器模块2接收数据，并对所接收到的原始数据进行计算，判断电动自行车的实际状态是否出现异常，当出现异常时，向报警模块3发出报警信息；报警模块3与数据处理模块1相连接，接收来自数据处理的报警信息并根据该信息向用户发出报警提示。该数据处理模块可以是一个单片机模块，也可以是多个单片机模块的组合。
该电动自行车异动检测装置还包括通信模块4，该通信模块4与数据处理模块1连接，将数据处理模块1处理的信息远程发送给服务器。该通信模块是GPRS模块、4G模块、WIFI模块或GSM模块。利用该电动自行车的异动检测装置，可以对电动自行车的实际状态进行实时检测。
通常情况下，六轴传感器自身具有XYZ三轴，相应测量自身XYZ三轴方向的加速度以及围绕XYZ三轴的角速度，因此称为六轴传感器。通常这三轴在自身实际工作中与地平面存在一定的偏差，并且由于实际安装过程中，需要将该传感器安装于电动自行车上，因此六轴传感器的三轴方向和电动自行车实际要相对地平面的角度之间，还存在一定差异(例如，是由安装角度以及自身偏差造成的)。因此对六轴传感器传输到数据处理模块的数据，必须进行相应处理使之还原为电动车的实际状态。因此相应的，数据处理模块1还需要具有如下结构。
具体的，参考图2，数据处理模块1还具体包括角度计算模块、角度补偿模块、状态阈值设定模块和判断模块和报警信息产生模块以及移动检测模块。各个模块共同作用，实现对电动车异常情况的检测和报警。其中角度计算模块和移动检测模块的输入端接收来自传感器的原始数据；角度计算模块的输出连接角度补偿模块的输入；角度补偿模块的输出和状态阈值设定模块的输出连接到判断模块的输入；判断模块的输出则连接到报警信息产生模块；以及移动检测模块的输出也连接到报警信息产生模块。
下面通过具体的实例描述其工作过程。
实例1车辆状态的检测和判断
首先，数据处理模块1中的角度计算模块接收六轴传感器的XYZ三轴加速度原始数据，计算出XYZ三个方向与地平面的角度。该角度计算模块可以按照公式
Angle a＝arctan(X/sqrt(Y*Y+Z*Z))计算得到六轴传感器的XYZ三轴角度，再经过软件滤波处理，得到XYZ三轴与地平面角度。
而角度补偿模块与角度计算模块连接，根据六轴传感器安装角度对角度计算模块所计算出的角度进行补偿，最终得到电动自行车的实际状态。
状态阈值设定模块包括与上坡、下坡、倾倒状态分别对应的状态阈值；
判断模块将状态阈值与电动自行车的实际状态进行比较，判断电动自行车实际状态是否出现异常，例如，可以根据比较结果判断车辆是否倾倒，或是在上坡或者下坡中；以及
当出现异常时，报警信息产生模块向报警模块发出报警信息。
实例2车辆被移动的检测
除了运动过程中的检测，车辆在静止放置时也可能出现异常。例如在上锁的情况下被移动(这很可能是被偷窃或者被人为破坏)。因此，在这种情况下也需要对其进行检测。数据处理模块中的移动检测模块和报警信息产生模块共同完成该功能。
其中移动检测模块，以固定时间间隔获取到XYZ三轴原始数据，并以此计算得到三轴加速度相对于重力加速度的值，并与上次获取的值进行差值计算，如果连续检测到N次加速度 (N可以根据实际需要设置，例如可以设置成5次，10次或者其它次数)的变化量超过设定阈值，则判断电动自行车被移动。
当移动检测模块判断电动自行车被移动时，报警信息产生模块向报警模块发出报警信息。
通过本实用新型的异动检测装置，实现检测范围更加多元化，灵敏度增加的同时提高了抗干扰性。其可以取代现有的异动检测，应用于现在市场上比较流行的电动自行车，平衡车，摩托车等交通工具中。
以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电动自行车异动检测装置，其特征在于，包括：数据处理模块、六轴传感器模块和报警模块，
六轴传感器模块安装在电动自行车上；
六轴传感器模块与数据处理模块连接，向数据处理模块发送所检测到的原始XYZ三轴加速度和XYZ三轴角速度数据；
数据处理模块与报警模块连接，判断电动自行车的实际状态，当状态异常时向报警模块发送报警信息。
2.如权利要求1所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，所述电动自行车异动检测装置还包括通信模块，该通信模块与数据处理模块连接，将数据处理模块处理的信息发送给服务器。
3.如权利要求2所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，该通信模块是GPRS模块、4G模块、WIFI模块或GSM模块。
4.如权利要求1所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，该数据处理模块是一个单片机或者多个单片机的组合。
5.如权利要求1所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，数据处理模块包括角度计算模块和角度补偿模块，其中，
角度计算模块与六轴传感器模块连接，接收六轴传感器的XYZ三轴加速度原始数据，计算出XYZ三个方向与地平面的角度；
角度补偿模块与角度计算模块连接，根据六轴传感器安装角度对角度计算模块所计算出的角度进行补偿。
6.如权利要求5所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，数据处理模块还包括状态阈值设定模块、判断模块和报警信息产生模块，其中，
状态阈值设定模块对电动自行车各状态阈值进行设定；
判断模块将设定的状态阈值与电动自行车的实际状态进行比较，判断电动自行车实际状态；以及，
报警信息产生模块在电动自行车状态出现异常时向报警模块发出报警信息。
7.如权利要求5所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，数据处理模块还包括移动检测模块，该移动检测模块与六轴传感器相连，判断电动自行车是否被移动。
8.如权利要求1所述的电动自行车异动检测装置，其特征在于，其中该数据处理模块和六轴传感器模块之间通过I2C、SPI和/或USART进行数据通信。
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| CN201720376791.7U CN206740146U (zh) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | 一种电动自行车异动检测装置 |
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Publications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110345940A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-10-18 | 深圳市中智车联科技有限责任公司 | 用于规范共享单车停放姿态和方向的方法及其车锁 |
| CN111198517A (zh) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 邹渝 | 一种电动自行车智能网联控制器 |
| CN112061080A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆异动检测方法、装置、设备和介质 |
| CN112700595A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-23 | 摩拜(北京)信息技术有限公司 | 电动自行车的信息提示方法、装置及电动自行车 |
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