CN208298377U - 一种基于电动自行车的数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电动自行车的数据采集装置，包括集成电路板、各传感器模块、通讯模块和7.2V电池电源，所述集成电路板包括主控芯片、隔离CAN模块芯片、稳压电源芯片以及传感器信号采集隔离芯片；所述各传感器模块包括MPU6050模块、超声波模块以及轮速传感器模块；所述MPU6050模块用于采集自行车的六轴加速度数据；所述超声波模块用于测量与前方障碍物的距离；所述轮速传感器模块用于采集自行车的轮速；所述通讯模块用于主控芯片与其他芯片通讯。本实用新型能满足电动自行车行驶状态数据采集的要求，实现对电动自行车行驶状态的监控，从而解决电动自行车行驶下坡以及遇到障碍物不安全等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采集装置领域，具体涉及一种基于电动自行车的数据采集装置。
背景技术
随着环保理念的加强，新能源的理念越来越深入忍心，如今国家提倡绿色出行，自行车成为人们出行的重要交通工具。电动自行车的出现给人们带来了极大的便利，而且满足了人们对于轻量化交通工具的需求。但是，电动自行车却存在着巨大的安全隐患。现如今，国内智能产品市场和电动自行车市场均十分火爆，对于两者结合的智能自行车市场，虽然有一些厂家进行了尝试，但产品普遍价格昂贵，而且不能达到真正意义上的安全性智能化，其最大的问题在于自行车整车状态数据采集技术的不成熟，其所得到的数据满足不了需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述不足，提供一种基于电动自行车的数据采集装置。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
一种基于电动自行车的数据采集装置，包括集成电路板、各传感器模块、通讯模块和7.2V电池电源，所述集成电路板包括主控芯片、隔离CAN模块芯片、稳压电源芯片以及传感器信号采集隔离芯片，所述稳压电源芯片用于给主控芯片进行供电；所述隔离CAN模块芯片用于与ECU进行CAN通信；所述传感器信号采集隔离芯片用于采集轮速传感器模块的信号；所述各传感器模块包括MPU6050模块、超声波模块以及轮速传感器模块，所述MPU6050模块用于采集自行车的六轴加速度数据；所述超声波模块用于测量与前方障碍物的距离；所述轮速传感器模块用于采集自行车的轮速；所述通讯模块用于主控芯片与其他芯片进行通讯。
进一步地，所述集成电路板还包括外接接口，用于与ECU进行CAN通讯以及连接轮速传感器模块。
进一步地，所述通讯模块采用NRF24LO1无线通讯模块与电脑上位机以及ECU进行通讯。
进一步地，所述超声波模块采用HC-SR04,采用一个发送超声波、一个接受的方式，并通过计算高电平间隔时间测量与前方障碍物的距离。
进一步地，所述轮速传感器模块采用是霍尔轮速传感器，通过与磁铁相合的时间间隔来计算车速。
进一步地，所述轮速传感器模块通过扎带固定在自行车车架上，所述磁铁通过螺纹连接固定在自行车轮毂支架上。
进一步地，所述MPU6050模块通过设置自行车的质心轴上来获取准确的横向加速度、侧向加速度以及纵向加速度。
进一步地，所述集成电路板通过T插接口接入7.2V电源。
进一步地，所述集成电路板上还设置有调试接口，所述主控芯片通过调试接口进行串口通信以及程序调试。
进一步地，所述稳压电源芯片用于将7.2V电池电源稳压成3.3V给主控芯片供电。
相比现有技术，本实用新型的优点为：
1.将多种传感器数据集成于一块装置中，满足对整车状态处理数据的要求。
2.提供多种通讯方式，可满足各种通讯上位机调试使用。
3.采用单独电源模块供电，安装方便。
4. 提供车规级CAN通讯方式与其他ECU进行通讯，保证数据的稳定性。
附图说明
下面结合对本实用新型进行进一步说明。
图1是本实用新型实施例的基于电动自行车的数据采集装置的示意图。
图2是本实用新型实施例轮速传感器以及磁铁的安装示意图。
图3是本实用新型实施例装置的流程示意图。
图中所示:1-MPU6050模块;2-NRF24LO1无线通讯模块;3-传感器信号采集隔离芯片;4-超声波模块;5-外接接口;6-T插接口;7-稳压电源芯片;8-主控芯片;9-调试接口;10-隔离CAN模块芯片;11-自行车轮毂支架;12-自行车车架;13-磁铁;14-轮速传感器模块。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1至图3所示，一种基于电动自行车的数据采集装置，包括集成电路板、各传感器模块、通讯模块和7.2V电池电源。
所述集成电路板通过T插接口6接入7.2V电源，包括主控芯片8、隔离CAN模块芯片10、外接接口5、 调试接口9、稳压电源芯片7以及传感器信号采集隔离芯片3，所述稳压电源芯片7用于将7.2V电池电源稳压成3.3V给主控芯片8供电；所述隔离CAN模块芯片10用于与ECU进行CAN通信；所述传感器信号采集隔离芯片3用于采集轮速传感器模块14的信号；所述主控芯片8通过调试接口9进行串口通信以及程序调试；所述外接接口5用于与ECU进行CAN通讯以及连接轮速传感器模块14。
所述各传感器模块包括MPU6050模块1、超声波模块4以及轮速传感器模块14，所述MPU6050模块1用于采集自行车的六轴加速度数据；所述超声波模块4用于测量与前方障碍物的距离；所述轮速传感器模块14用于采集自行车的轮速。
所述通讯模块用于主控芯片8与其他芯片进行通讯。
具体而言，如图2所示，本实施例中，所述轮速传感器模块14采用是霍尔轮速传感器，通过与磁铁13相合的时间间隔来计算车速，具体设置方式为：所述轮速传感器模块14通过扎带固定在自行车车架12上，所述磁铁13通过螺纹连接固定在自行车轮毂支架11上。车轮转过一圈之后，磁铁13与轮速传感器模块14相合，每次相合将会触发一次程序中断，所述主控芯片8通过中断时间的间隔长短来得出整车轮速数据。
所述通讯模块采用NRF24LO1无线通讯模块2与电脑上位机以及ECU进行通讯。
所述超声波模块4采用HC-SR04,采用一个发送超声波、一个接受的方式，并通过计算高电平间隔时间测量与前方障碍物的距离。
所述主控芯片8提供一个10uS以上脉冲触发信号,所述超声波模块4内部将发出8个40kHz周期电平并检测障碍物返回的回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离,距离=高电平时间*声速（340M/S）/2，由此得到障碍物距离数据。
所述MPU6050模块1通过设置自行车的质心轴上来获取准确的横向加速度、侧向加速度以及纵向加速度，然后将所得到的三轴加速度数据通过串口协议发给主控芯片8,由此得到整车加速度数据。
如图3所示，所述主控芯片8得到整车加速度、障碍物距离、轮速数据之后，便可以通过CAN/NRF/USAT等通讯方式与其他ECU进行通讯，从而实现采集电动自行车数据的目的。
本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：包括集成电路板、各传感器模块、通讯模块和7.2V电池电源，所述集成电路板包括主控芯片(8)、隔离CAN模块芯片(10)、稳压电源芯片(7)以及传感器信号采集隔离芯片(3)，所述稳压电源芯片(7)用于给主控芯片(8)进行供电；所述隔离CAN模块芯片(10)用于与ECU进行CAN通信；所述传感器信号采集隔离芯片(3)用于采集轮速传感器模块(14)的信号；所述各传感器模块包括MPU6050模块(1)、超声波模块(4)以及轮速传感器模块(14)，所述MPU6050模块(1)用于采集自行车的六轴加速度数据；所述超声波模块(4)用于测量与前方障碍物的距离；所述轮速传感器模块(14)用于采集自行车的轮速；所述通讯模块用于主控芯片(8)与其他芯片进行通讯。
2.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所属集成电路板还包括外接接口(5)，用于与ECU进行CAN通讯以及连接轮速传感器模块(14)。
3.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述通讯模块采用NRF24LO1无线通讯模块(2)与电脑上位机以及ECU进行通讯。
4.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述超声波模块(4)采用HC-SR04,采用一个发送超声波、一个接受的方式，并通过计算高电平间隔时间测量与前方障碍物的距离。
5.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述轮速传感器模块(14)采用是霍尔轮速传感器，通过与磁铁(13)相合的时间间隔来计算车速。
6.根据权利要求5所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述轮速传感器模块(14)通过扎带固定在自行车车架(12)上，所述磁铁(13)通过螺纹连接固定在自行车轮毂支架(11)上。
7.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述MPU6050模块(1)通过设置自行车的质心轴上来获取准确的横向加速度、侧向加速度以及纵向加速度。
8.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述集成电路板通过T插接口(6)接入7.2V电源。
9.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述集成电路板上还设置有调试接口(9)，所述主控芯片(8)通过调试接口(9)进行串口通信以及程序调试。
10.根据权利要求1所述的基于电动自行车的数据采集装置，其特征在于：所述稳压电源芯片(7)用于将7.2V电池电源稳压成3.3V给主控芯片(8)供电。
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| CN108417003A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-17 | 华南理工大学 | 一种基于电动自行车的数据采集装置 |
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