CN210603332U - 一种用于单车骑行的导航装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于单车骑行的导航装置，包括导航仪和手机APP，导航仪包括供电模块、MCU、屏幕视觉模块、通讯模块、语音模块、导航模块和固件，手机APP包括地图信息获取、通讯单元和地图数据处理：通讯模块与通讯单元通过无线连接，其用于导航仪和手机APP的数据通信；电模块与MCU以及屏幕视觉模块连通，其用于向导航仪进行供电；MCU与屏幕视觉模块、语音模块、导航模块及通讯模块连通，其用于数据处理及命令控制。本实用新型通过手机与导航设备相结合，极大方便了单车骑行者的行驶，提高了使用效率及行车安全，增强了实用性。

Description

一种用于单车骑行的导航装置

技术领域

本实用新型涉及单车导航技术领域，尤其涉及一种用于单车骑行的导航装置。

背景技术

目前，导航随着21世纪的信息化高速发展，传统的地图寻路方式已经不能满足人们的需求，“导航”二字越来越为人所熟知。高德、百度地图等一系列软件也更多地出现在人们的日常生活中，但是在当前的市场上，大家用的最多的却是车载导航以及人行导航，在单车导航方面确是少有涉及。单车导航主要涉及了开发导航设备与开发地图数据处理软件两部分，目前市面上只存在开发地图软件，并无开发导航设备通过与地图软件通信简化地图路线进行单车导航的产品。

在国内共享单车快速发展的当下，单车已成为人们日常交通出行的选择载体之一，甚至用于旅行及长途交运中。然而，在单车的骑行过程中，由于缺少必要的导航措施，骑行者时常依赖手机导航，不能集中注意力骑行，极易造成交通事故，给当事人及其家庭带来难以弥补的伤害，同时给国家和社会造成相应的经济损失。

为此，中国实用新型专利201420693814.3公布了一种单车智能导航转向灯刹车灯系统，该系统的导航部分主要包括左右转向灯、加速度感应器模块和微处理器模块，运用加速度感应器模块感应单车的加速度信息，并将感应到的加速度信息发送给微处理器模块，微处理器模块接收加速度感应器模块信息然后控制导航转向灯跳动。该系统仅仅实现在骑行者转向时转向灯自动开启提示，并不能实现指示导航功能，功能单一，实用性不高。

综上所述，本领域亟待一种解决上述问题的导航装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种用于单车骑行的导航装置，通过手机与导航设备相结合，极大方便了单车骑行者的行驶，提高了使用效率及行车安全，增强了实用性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于单车骑行的导航装置，包括导航仪和手机APP，导航仪包括供电模块、MCU、屏幕视觉模块、通讯模块、语音模块、导航模块和固件，手机APP包括地图信息获取、通讯单元和地图数据处理：

通讯模块与通讯单元通过无线连接，其用于导航仪和手机APP的数据通信；

供电模块与MCU以及屏幕视觉模块连通，其用于向导航仪进行供电；

MCU与屏幕视觉模块、语音模块、导航模块及通讯模块连通，其用于数据处理及命令控制；

语音模块用于音频输出；地图信息获取用于获取当前位置信息，并将该信息传输至地图数据处理进行处理，处理后的数据信息经由通讯单元和通讯模块传输至MCU中；导航模块用于向MCU提供方向及运动位置数据；屏幕视觉模块用于提供视觉提示；固件用于导航仪中程序的更新。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术原理是：手机APP中的地图信息获取通过通讯单元向外部获得当前位置信息和目标地址信息，而后将该信息传输至地图数据处理中，经其处理得到前位置信息与目标地址之间的路径信息，将该路径信息传输至导航仪中，经MCU处理，MCU从导航模块中获取方向信息并将其传送至地图数据处理中，经地图数据处理匹配数据，进而实现骑行方向与动态路径的同步，同时，导航信息经MCU处理，传输至语音模块中，语音模块通过TTS进行导航播报，路径导航将通过屏幕视觉模块进行呈现，呈现内容包括路径、单车表示点，该内容会显示单车在当前路径下的位置及方向。固件通过其串口和USB接口，向外界计算机提供程序更新的途径。地图数据处理中集成有集成百度地图SDK，其用于获得地图导航所需数据，包括定位，路径规划，以及实时导航等。手机APP与导航仪通过BLE低功耗蓝牙协议进行数据的实时交换，通过发送实时的导航数据来确定行驶的方向和距离。

本实用新型解决其技术问题所采用的工作理是：蓝牙连接包括密码匹配，匹配成功后进行蓝牙连接。屏幕视觉模块包括闪光显示。具体的流程如图2所示，当导航仪处于断开连接且未重连状态、关机状态或待机状态时，查看其电量状态，并作出相应提示，对待机状态进行唤醒，并接受到与手机APP蓝牙连接的匹配密码，匹配成功后，屏幕视觉模块显示地图。其中，如图12所示，电流从CELL端接入，查看电量状态的过程包括首先判断其是否充电，未充电，则查看其电量是否过低，若是，则提醒低电量，同时显示电量，若否，则直接显示电量；在导航仪进行充电后，查看其电量是否充满，若是，则满电量提醒，若否，则显示电量。显示地图的过程包括从手机APP中获取路径信息显示相应图片，并判断是否到提醒距离，即在该路径信息当中的每一次需要调整当前行驶方向时，调用对应语音及闪光，以对骑行者进行导航提醒。

本实用新型的有益效果在于：通过手机APP提供实时路况监控，并规划出路径导航，同步呈现于导航仪中，操作快捷，实用性强；同时，在偏离原定轨迹后，会定位当前位置，重新通过手机APP规划最优路径，提高了行驶自用度，增强了用户体验；在单车行驶过程中，导航仪根据路径中需要左转、右转以及直走的情况进行相应的语音播报和灯光闪烁，使得骑行者无需观察导航仪，注意力集中在路面上，从而提高了行车安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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附图：

图1为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置的模块示意图；

图2为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中导航工作流程图；

图3为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中DIS的电路图；

图4为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中LED的电路图；

图5为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中BAT的电路图；

图6为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中3.3V电源的电路图；

图7为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中MCU的电路图；

图8为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中通讯模块的电路图；

图9为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中语音模块的电路图；

图10为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中PCB板的结构示意图；

图11为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中LCD的电路图；

图12为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中电量检测的电路示意图；

图13为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中固件的电路图；

图14为本实用新型一种用于单车骑行的导航装置中罗盘的电路图。

图中：1、导航仪；2、手机APP；101、供电模块；102、MCU；103、屏幕视觉模块；104、通讯模块；105、语音模块；106、导航模块；107、固件；201、地图信息获取；202、通讯单元；203、地图数据处理。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在实施例1中，如图1所示，一种用于单车骑行的导航装置，包括导航仪1和手机APP2，导航仪1包括供电模块101、MCU102、屏幕视觉模块103、通讯模块104、语音模块105、导航模块106和固件107，手机APP2包括地图信息获取201、通讯单元202和地图数据处理203：通讯模块104与通讯单元202通过无线连接，其用于导航仪1和手机APP2的数据通信；供电模块101与MCU102以及屏幕视觉模块103连通，其用于向导航仪1进行供电；MCU102与屏幕视觉模块103、语音模块105、导航模块106及通讯模块104连通，其用于数据处理及命令控制；如图9所示，语音模块105用于音频输出；地图信息获取201用于获取当前位置信息，并将该信息传输至地图数据处理203进行处理，处理后的数据信息经由通讯单元202和通讯模块104传输至MCU102中；导航模块106用于向MCU102提供方向及运动位置数据，该导航模块106包括罗盘，如图14所示，该图为罗盘在本实施例中的电路图；屏幕视觉模块103用于提供视觉提示；固件107用于导航仪1中程序的更新。如图10所示，导航仪中的模块设置于该PCB板上，整块PCB设计为异形是为了留出电池的位置，能够得到更大的空间，以缩小装置整体大小。

进一步地，还包括云处理中心204，云处理中心204与手机手机APP2中的通讯单元202无线连接。导航仪中的用户路径信息将通过手机APP2中的通讯单元上传至云处理中心204中，该云处理中心204用于对所上传的数据进行分析，以方便后台人员对数据进行分析后找寻出导航仪1中需要改进的内部机制，进而通过固件107对导航仪1的内部逻辑进行更新或调整。

进一步地，屏幕视觉模块103包括DIS、LED和LCD，供电模块101包括BAT。DIS与LED配合用于导航仪充电时的灯光闪烁，以提醒使用者正在充电；LED包括4个LED灯，其用于充电提醒外，还用于在导航路径需要转向时，进行灯光闪烁提醒，其中，左转、右转分别对应一个LED灯，直走不闪烁。如图3及图4所示，LED灯1对应JP4中的端口1和端口2，LED灯2对应JP5中的端口1和端口2，充电时，从DIS的1端口输出信号至POW L所对应的LED灯3中，此时，红色灯亮起，表示充电中；当充电满后，经DIS处理，POW L转到POW H，此时，POW H所对应的LED4绿色灯亮起，表示充电完成。而LED灯1和LED灯2分别对应左转指示和右转指示，经由MCU控制，从VCC端输出开启和关闭信号，LED灯1和LED灯2进行对应闪烁。如图5及图6所示，供电模块使用BAT和3.3V电源，其用于供电，其中，包括通过电池和micro usb双路供电，在充电使用时使用usb供电，减少系统发热加快充电速度。另外，如图11所示，屏幕视觉模块103还包括LCD，其用于呈现导航画面，并通过FSMC驱动。

进一步地，MCU采用STC15W4K32S4单片机。如图7所示，MCU通过串口和IIC协议与其它模块进行通讯。经发明人调研，STC15W4K32S4单片机集成了大容量的程序存储器、数据存储器以及EEPROM，还包括定时器、串行口等基本功能部件，集成了A/D、PCA、比较器、专用PWM模块、SPI等高功能接口部件，极大地简化了PCB板上的外围电路，系统性能更加高效、可靠，极其适合于导航仪中信号数据的控制和处理。

进一步地，通讯模块104采用CC2541蓝牙模块。如图8所示，该CC2541蓝牙模块通过串口进行通信，经发明人调研，其具有2.4GHz蓝牙低能耗系统，特备适合于导航仪在待机状态时的低能消耗，由此，增加了导航仪的续航能力。

进一步地，固件107采用CH340G模块。如图13所示，TXD端串行数据输出，RXD端串行数据输入。

Claims (9)

1.一种用于单车骑行的导航装置，包括导航仪（1）和手机APP（2），其特征在于，导航仪（1）包括供电模块（101）、MCU（102）、屏幕视觉模块（103）、通讯模块（104）、语音模块（105）、导航模块（106）和固件（107），手机APP（2）包括地图信息获取（201）、通讯单元（202）和地图数据处理（203）：

通讯模块（104）与通讯单元（202）通过无线连接，其用于导航仪（1）和手机APP（2）的数据通信；

供电模块（101）与MCU（102）以及屏幕视觉模块（103）连通，其用于向导航仪进行供电；

MCU（102）与屏幕视觉模块（103）、语音模块（105）、导航模块（106）及通讯模块（104）连通，其用于数据处理及命令控制；

语音模块（105）用于音频输出；地图信息获取（201）用于获取当前位置信息，并将该信息传输至地图数据处理（203）进行处理，处理后的数据信息经由通讯单元（202）和通讯模块（104）传输至MCU（102）中；导航模块（106）用于向MCU（102）提供方向及运动位置数据；屏幕视觉模块（103）用于提供视觉提示；固件（107）用于导航仪（1）中程序的更新。

2.根据权利要求1所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，还包括云处理中心（204），云处理中心（204）与手机APP（2）中的通讯单元（202）无线连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，屏幕视觉模块（103）包括DIS和LED，供电模块（101）包括BAT。

4.根据权利要求1或2所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，MCU采用STC15W4K32S4单片机。

5.根据权利要求3所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，MCU采用STC15W4K32S4单片机。

6.根据权利要求1、2或5所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，通讯模块（104）采用CC2541蓝牙模块。

7.根据权利要求3所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，通讯模块（104）采用CC2541蓝牙模块。

8.根据权利要求4所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，通讯模块（104）采用CC2541蓝牙模块。

9.根据权利要求1、2、5、7或8所述的用于单车骑行的导航装置，其特征在于，固件（107）采用CH340G模块。

Images