CN210942066U - 一种智能自行车尾灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的智能自行车尾灯，包括安装支架和尾灯主体，尾灯主体通过安装支架可拆卸式安装在自行车上，所述尾灯主体包括壳体、设置在壳体内的电源模块、控制模块和发光组件，所述控制模块包括控制器、姿态传感器、电压检测模块、光控开关和GPS定位器，所述电源模块分别与光控开关、电压检测模块、控制器、姿态传感器和GPS定位器连接，所述姿态传感器、发光组件和GPS定位器分别与控制器连接。该自行车尾灯通过GPS定位器对尾灯进行定位，可以知晓骑行者的当前位置。采用的电压检测模块检测电源电压是否过低，方便车主及时更换电源，确保尾灯能正常工作。

Description

一种智能自行车尾灯

技术领域

本实用新型具体涉及一种智能自行车尾灯。

背景技术

自行车作为短途交通工具，深受人们的喜爱。当自行车行驶在马路或自行车道中，行驶过程的安全问题是不容忽视的问题。传统的自行车一般采用被动反射式尾灯，在夜间行车时，仅仅具有提醒司机这里有自行车的功能。然而，自行车与行人类似，二者均具有极大的行驶随意性，很容易突然变道而不易被他人察觉，从而导致交通事故的发生，特别是夜间行驶时尤其严重。

现有自行车缺少自动尾灯等警示装置，在自行车刹车或转向过程中，车道中的行人或车辆很难注意到自行车的刹车或转向行为，因此，存在较大的安全隐患。并且，现有的尾灯无定位功能，无法掌握使用者的动态，保证使用者的安全。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种智能自行车尾灯，不仅能够在转向时显示转向的方向，还能对使用者进行定位，提高自行车骑行的安全性，还能检测电源模块的电压是否过低，方便车主及时更换电池，确保尾灯能正常工作。

本实用新型提供的一种智能自行车尾灯，包括安装支架和尾灯主体，尾灯主体通过安装支架可拆卸式安装在自行车上，所述尾灯主体包括壳体、设置在壳体内的电源模块、控制模块和发光组件，所述控制模块包括控制器、姿态传感器、电压检测模块、光控开关和GPS定位器，所述电源模块分别与光控开关、电压检测模块、控制器、姿态传感器和GPS定位器连接，所述姿态传感器、发光组件和GPS定位器分别与控制器连接，所述电压检测模块包括第一二极管、第一滑动变阻器、第一电阻、第一稳压管和第一放大器，所述第一二极管的正极与电源模块连接，所述第一二极管的负极分别与第一滑动变阻器的一端、第一电阻的一端和第一放大器的正电源端连接，所述第一放大器的正向输入端与第一电阻的另一端和第一稳压管的负极连接，所述第一放大器的反向输入端与第一滑动变阻器的滑动端连接，所述第一滑动变阻器的另一端分别与第一稳压管的正极和第一放大器的接地端连接，所述第一放大器的输出端与控制器的信号输入端连接。

进一步地，所述控制器采用的芯片型号为STM32F103RDT6。

进一步地，控制模块还包括报警模块，报警模块与控制器连接，所述报警模块包括第四电阻、第五电阻、第三开关器件、第二二极管和蜂鸣器，所述第四电阻的一端与控制器的输出端连接，所述第四电阻的另一端与第三开关器件的基极连接，所述第三开关器件的发射极接地，所述第三开关器件的集电极分别与蜂鸣器的一端和第二二极管的正极连接，所述蜂鸣器的另一端分别与第二二极管的负极和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与电源模块连接。

进一步地，控制模块还包括无线通信模块，所述无线通信模块与控制器连接。

进一步地，姿态传感器采用MPU6050六轴传感器，所述MPU6050六轴传感器与控制器连接。

进一步地，无线通信模块采用WiFi模块，所述WiFi模块包括WiFi主控芯片，所述WiFi主控芯片的RST端口连接复位按钮，所述WiFi主控芯片的TXD端口和RXD端口分别与控制器连接。

进一步地，WiFi主控芯片的型号为ESP8266。

进一步地，控制模块还包括霍尔加速度传感器，所述霍尔加速度传感器与控制器连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种智能自行车尾灯，通过姿态传感器能够检测到自行车的行驶姿态，如前进、后退、刹车、左转、右转；控制器根据行驶姿态向发光组件输出对应的图案控制信号，从而将自行车的行驶姿态展现在自行车尾灯上，使得过往车辆通过自行车尾灯上的图案了解自行车的行驶姿态，以便做出正确的行驶方向，避免与自行车发生碰撞，从而大大的提高了骑行的安全性。并且，通过GPS定位器对尾灯进行定位，可以知晓骑行者的当前位置，进一步提高了骑行者的安全。采用的电压检测模块检测电源模块的电压是否过低，方便车主及时更换电源或充电，确保尾灯能正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型第一实施例提供的智能自行车尾灯的原理框图；

图2为本实用新型第一实施例提供的智能自行车尾灯的电压检测模块的电路原理图；

图3为本实用新型第一实施例提供的智能自行车尾灯的发光组件显示向左的图案示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的智能自行车尾灯的报警模块的电路原理图；

图5为本实用新型第一实施例提供的智能自行车尾灯的无线通信模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参考图1-5，本实用新型第一实施例提供的一种智能自行车尾灯，包括安装支架和尾灯主体，尾灯主体通过安装支架可拆卸式安装在自行车上，所述尾灯主体包括壳体、设置在壳体内的电源模块、控制模块和发光组件，所述控制模块包括控制器、姿态传感器、电压检测模块、光控开关和GPS定位器，所述电源模块分别与光控开关、电压检测模块、控制器、姿态传感器和GPS定位器连接，所述姿态传感器、发光组件和GPS定位器分别与控制器连接，所述电压检测模块包括第一二极管、第一滑动变阻器、第一电阻、第一稳压管和第一放大器，所述第一二极管的正极与电源模块连接，所述第一二极管的负极分别与第一滑动变阻器的一端、第一电阻的一端和第一放大器的正电源端连接，所述第一放大器的正向输入端与第一电阻的另一端和第一稳压管的负极连接，所述第一放大器的反向输入端与第一滑动变阻器的滑动端连接，所述第一滑动变阻器的另一端分别与第一稳压管的正极和第一放大器的接地端连接，所述第一放大器的输出端与控制器的信号输入端连接。在本实施例中，第一放大器的型号为LM358。第一二极管的型号为IN4001,第一稳压管的型号为IN4733。

在本实施例中，控制器采用的芯片型号为STM32F103RDT6。控制模块还包括报警模块，报警模块与控制器连接，报警模块包括第四电阻、第五电阻、第三开关器件、第二二极管和蜂鸣器，所述第四电阻的一端与控制器的输出端连接，所述第四电阻的另一端与第三开关器件的基极连接，所述第三开关器件的发射极接地，所述第三开关器件的集电极分别与蜂鸣器的一端和第二二极管的正极连接，所述蜂鸣器的另一端分别与第二二极管的负极和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与电源模块连接。蜂鸣器的型号为KC-1206。

STM32F103RDT6芯片采用高性能ARMCortex-M3 TM 32位RISC核心在72兆赫的频率操作，高速嵌入式存储器和增强的I/O外设连接到两个APB总线，提供两个12位ADC，三个通用16位定时器加一个PWM定时器，以及标准和先进的通讯接口：I ²C和SPI接口，三个串行外设接口，一个USB接口和一个CAN接口。STM32F103RDT6工作于2V至3.6V电源，工作温度范围在–40℃～+85℃。

通过姿态传感器检测到自行车的行驶姿态，如前进、后退、刹车、左转、右转；姿态传感器将采集到的信号发送给控制器，控制器根据行驶姿态控制光控开关开启或关闭向发光组件输出对应的图案控制信号，从而将自行车的行驶姿态展现在自行车尾灯上，使得过往车辆通过自行车尾灯上的图案了解自行车的行驶姿态，以便做出正确的行驶方向，避免与自行车发生碰撞，从而大大的提高了骑行的安全性。GPS定位器将尾灯的定位信号发送给控制器，控制器将定位信号发送出去，其他终端可以通过GPS定位器对尾灯进行定位，可以知晓使用者的具体位置，提高了骑行者的安全行。电压检测模块用于检测电源模块的电压是否正常，电压检测模块将检测到的电压信号发送给控制器，控制器根据电压信号判断电压是否过低，若电压过低时，控制器控制报警模块发出报警信号。在电压检测模块检测到电源电压过低时，控制器将检测根据电压信号控制蜂鸣器发出提示音，控制第二二极管发光。通过电压检测模块和报警模块，实现在电源电量过低时自动报警，提示车主及时更换电源或为电源充电，保证尾灯的正常工作。

在本实施例中，姿态传感器采用MPU6050六轴传感器，MPU6050六轴传感器与控制器连接。MPU6050六轴传感器内部整合了3轴陀螺仪和3轴加速度传感器，并且自动数字运动处理器DMP，能够非常方便的实现姿态解算，简单运动处理运算对单片机的负荷，同时大大减低了开发难度。

在本实施例中，控制模块还包括无线通信模块，所述无线通信模块与控制器连接。无线通信模块采用WiFi模块，所述WiFi模块包括WiFi主控芯片，所述WiFi主控芯片的RST端口连接复位按钮，所述WiFi主控芯片的TXD端口和RXD端口分别与控制器连接。WiFi主控芯片的型号为ESP8266。尾灯通过无线通信模块可以将尾灯检测到的行驶姿态数据发送到车主的智能手机，为骑行客通过大数据分析运动状态、分享运动旅程提供数据基础。

发光组件采用高亮LED灯珠阵列。本具体实施方式中采用了5×5矩阵形式的LED灯珠阵列，如图3所示，图3中有填充的表示发光LED灯珠，无填充表示未发光LED灯珠，图中所示的由发光LED灯珠构成的图案，形如指向左方的箭头，则展示出自行车的行驶姿态为左转弯。单片机控制LED灯珠阵列的发光状态来形成发光图案，在单片机技术领域是十分成熟的技术，本领域技术人员无需付出创造性劳动便可实现。

控制模块还包括霍尔加速度传感器，所述霍尔加速度传感器与控制器连接。霍尔加速度传感器是一种基于霍尔效应的磁电传感器，具有对磁场敏感度高、输出信号稳定、频率响应高、抗电磁干扰能力强、结构简单、使用方便等特点。其工作原理是当霍尔加速度传感器的旋转机构在外驱动作用下旋转时，会带动永久磁铁旋转，穿过霍尔元件的磁场将产生周期性变化，引起霍尔元件输出电压变化，通过后续电路处理形成稳定的脉冲电压信号，作为自行车加速度的输出信号。通过霍尔加速度传感器采集自行车的加速度信号，控制器根据加速度传感器信号判断自行车是否为刹车动作，如果是刹车，控制器控制发光组件显示刹车的图案。

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、算法、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、算法、方法，但并不包含对功能、算法、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、算法、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种智能自行车尾灯，包括安装支架和尾灯主体，尾灯主体通过安装支架可拆卸式安装在自行车上，其特征在于，所述尾灯主体包括壳体、设置在壳体内的电源模块、控制模块和发光组件，所述控制模块包括控制器、姿态传感器、电压检测模块、光控开关和GPS定位器，所述电源模块分别与光控开关、电压检测模块、控制器、姿态传感器和GPS定位器连接，所述姿态传感器、发光组件和GPS定位器分别与控制器连接，所述电压检测模块包括第一二极管、第一滑动变阻器、第一电阻、第一稳压管和第一放大器，所述第一二极管的正极与电源模块连接，所述第一二极管的负极分别与第一滑动变阻器的一端、第一电阻的一端和第一放大器的正电源端连接，所述第一放大器的正向输入端与第一电阻的另一端和第一稳压管的负极连接，所述第一放大器的反向输入端与第一滑动变阻器的滑动端连接，所述第一滑动变阻器的另一端分别与第一稳压管的正极和第一放大器的接地端连接，所述第一放大器的输出端与控制器的信号输入端连接。

2.如权利要求1所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述控制器采用的芯片型号为STM32F103RDT6。

3.如权利要求2所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述控制模块还包括报警模块，报警模块与控制器连接，所述报警模块包括第四电阻、第五电阻、第三开关器件、第二二极管和蜂鸣器，所述第四电阻的一端与控制器的输出端连接，所述第四电阻的另一端与第三开关器件的基极连接，所述第三开关器件的发射极接地，所述第三开关器件的集电极分别与蜂鸣器的一端和第二二极管的正极连接，所述蜂鸣器的另一端分别与第二二极管的负极和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与电源模块连接。

4.如权利要求3所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述控制模块还包括无线通信模块，所述无线通信模块与控制器连接。

5.如权利要求3所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述姿态传感器采用MPU6050六轴传感器，所述MPU6050六轴传感器与控制器连接。

6.如权利要求4所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述无线通信模块采用WiFi模块，所述WiFi模块包括WiFi主控芯片，所述WiFi主控芯片的RST端口连接复位按钮，所述WiFi主控芯片的TXD端口和RXD端口分别与控制器连接。

7.如权利要求6所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述WiFi主控芯片的型号为ESP8266。

8.如权利要求1-7任一项所述的智能自行车尾灯，其特征在于，所述控制模块还包括霍尔加速度传感器，所述霍尔加速度传感器与控制器连接。

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