CN212905949U - 一种基于单片机的智能骑行车 - Google Patents

Abstract

一种基于单片机的智能骑行车，属于智能运动装备技术领域，所述ADXL345传感器模块、BH1750光照传感器模块与中控模块STM32F103RET6相连；所述显示屏模块、按键模块与中控STM32F103RET6相连；所述扁平震动模块、M5310模组与中控STM32F103RET6相连；所述MAX30102心率传感器模块FSR薄膜压力传感器模块与中控模块STM32F103C8T6相连；UBLOX‑6M GPS传感器模块、ESP8266 WIFI模块与中控模块STM32F103C8T6相连。该智能骑行车可提示骑行者根据不同的路况调节合适的档位，使骑行者在骑行的过程中既锻炼身体又很少消耗体力，了解骑行者当前所在的位置以及心率的速度和外界的光照强度确保骑行的人身安全。

Description

一种基于单片机的智能骑行车

技术领域

本实用新型属于智能运动装备技术领域，具体涉及一种基于单片机的智能骑行车。

背景技术

近年来，随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，户外休闲运动逐渐成为社会广泛认同和追求的生活方式，催生出巨大的市场消费需求，产业活力和社会价值得到全社会的广泛关注和认可，中国的自行车运动蓬勃发展，产业规模不断扩大。然而许多的骑行者没有足够的骑行知识，不能掌握科学的锻炼方法。他们面对复杂多变的路况，不能做出正确的变速调节，消耗大量的体力却不能达到良好的锻炼效果。

现有的辅助骑行设备并没有勘测路况以及提示变速等功能，不能让骑行者体验更科学，更有效的骑行过程。所以骑行者们需要一套智能骑行装置，帮助他们在各种复杂的路况中科学的调速，将训练的成果最大化从而达到事半功倍的锻炼效果。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于单片机的智能骑行车，该装置通过ADXL345三轴传感器模块、MAX30102心率模块、FSR薄膜压力传感器模块、BH1750光照传感器模块、 UBLOX-6MGPS模块将路况、心率心跳、骑车时脚用力大小、光照强度等信息精确采集，不仅提高了骑行者锻炼效率还保证了锻炼的专业性。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于单片机的智能骑行车，所述骑行车包括ADXL345三轴传感器模块、MAX30102心率模块、FSR薄膜压力传感器模块、BH1750光照传感器模块、UBLOX-6M GPS模块、显示屏模块、扁平震动模块、按键模块、中控模块STM32F103C8T6、中控模块STM32F103RET6、ESP8266 WIFI模块、M5310模组、平台，所述ADXL345传感器模块、 BH1750光照传感器模块与中控模块STM32F103RET6相连；所述显示屏模块、按键模块与中控STM32F103RET6相连；所述扁平震动模块、M5310模组与中控STM32F103RET6相连；所述MAX30102心率模块FSR薄膜压力传感器模块与中控模块STM32F103C8T6相连； UBLOX-6MGPS模块、ESP8266 WIFI模块与中控模块STM32F103C8T6相连，ESP8266 WIFI模块、M5310模组与平台相连。

进一步地，所述中控模块STM32F103RET6包括复位电路、晶振电路，所述中控模块STM32F103RET6的复位电路中3.3V连接VCC(3.3V)，GND引脚连接GND；所述中控模块STM32F103RET6的晶振电路中GND引脚连接GND，PD0引脚连接PD0，PD1引脚连接PD1；所述中控模块STM32F103RET6的PB6与ADXL345三轴传感器模块的SCL端口相连，PB7与ADXL345三轴传感器模块的SDA端口相连，PB8与ADXL345三轴传感器模块的INT1端口相连，PB9与ADXL345三轴传感器模块的INT2端口相连，ADXL345三轴传感器模块的SDO和CS端口都与中控模块STM32F103RET6的GND相连；所述中控模块STM32F103RET6的PB12与BH1750光照传感器模块的SDA端口相连，PB13与 BH1750光照传感器模块的SCL端口相连，BH1750光照传感器模块的ADDR端口与中控模块STM32F103RET6的GND相连；所述中控模块STM32F103RET6的PB14与显示屏模块的RES端口相连，PB15与显示屏模块的CS端口相连，PA8与显示屏模块的DC端口相连， PA11与显示屏模块的CLK端口相连，PA12与显示屏模块的MOSI端口相连；所述扁平震动模块的正极与中控模块STM32F103RET6的3.3V相连，扁平震动模块的负极与中控模块STM32F103RET6的GND相连；所述中控模块STM32F103RET6的PA0与按键模块的IN 相连；所述中控模块STM32F103RET6的PC4与M5310模组M5310_VCC_3.8V端口相连， PC5与M5310_RESET端口相连，VDD_EXT连接一个4.7KΩ的电阻再连接M5310_ADC 再连接一个4.7KΩ的电阻最后连接GND；所述中控模块STM32F103C8T6的PB9与 MAX30102心率模块的INT端口相连，PB6与MAX30102心率模块的SCL端口相连，PB7 与MAX30102心率模块的SDA端口相连；所述中控模块STM32F103C8T6的PA4与FSR 薄膜压力传感器模块的AC端口相连；所述中控模块STM32F103C8T6的PA9与UBLOX- 6M GPS模块的TXD端口相连、PA10与UBLOX-6M GPS模块的RXD相连；所述中控模块 STM32F103C8T6中PB5与ESP8266 WIFI模块的GPIO16端口相连同时相连一个1KΩ的电阻，PA2与ESP8266 WIFI模块的URXD端口相连，PA3与ESP8266 WIFI模块的UTXD端口相连，CH_PD相连一个4.7KΩ的电阻相连3.3V电源，所有VCC端口接3.3V、所有GND端口接地。

进一步地，所述ADXL345三轴传感器模块设置于自行车的车架中心位置，所述MAX30102心率模块设置于自行车的左侧抚把手上，所述FSR薄膜压力传感器模块设置于左侧的脚踏板上，所述BH1750光照传感器模块设置于自行车的竖杆上，所述按键模块设置于自行车的右侧抚把手上，所述显示屏模块设置于自行车的左右车把中间的位置，扁平震动模块设置于距按键模块左侧两厘米处的位置，所述UBLOX-6M GPS模块、中控模块STM32F103RET6、中控模块STM32F103C8T6、ESP8266 WIFI模块、M5310模组设置于自行车的车筐内。

进一步地，所述ADXL345三轴传感器模块、MAX30102心率模块、FSR薄膜压力传感器模块、BH1750光照传感器模块、显示屏模块、UBL0X-6M GPS模块的接口封装。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型通过ADXL345三轴传感器模块、MAX30102心率模块、FSR薄膜压力传感器模块、BH1750光照传感器模块、UBLOX-6M GPS模块将骑行爱好者的所在位置、当前路况、心率心跳、外界环境的光照强度等数据信息精确采集，并采用显示屏模块和扁平震动模块实现了心率检测异常报警和提示强行爱好者根据道路状况的不同调节合适的档位，最终通过 NB模组的M5310和ESP8266模块将采集的数据发送至平台，实现了对骑行时的路况和骑行爱好者心率实时检测。不仅有助于骑行者提高锻炼效率还可以保证了锻炼的专业性，而且当心率心跳监测发生异常时会通过震动来提示骑行者进行休息。

本设计结构简单、成本较低、安装方便、信号稳定、可靠性强，能够有效解决骑行者因消耗大量的体力却不能达到良好的锻炼效果和保障骑行者的人身安全问题。

附图说明

图1是本实用新型的自行车模型电子设备位置分布图；

图2是本实用新型的模块连接示意图；

图3是中控模块STM32F103RET6的复位电路；

图4是中控模块STM32F103C8T6的复位电路；

图5是中控模块STM32F103RET6的晶振电路；

图6是中控模块STM32F103C8T6的晶振电路；

图7是中控模块STM32F103RET6电路图；

图8是中控模块STM32F103C8T6电路图；

图9是ADXL345三轴传感器模块电路图；

图10是MAX30102心率模块电路图；

图11是FSR薄膜压力传感器模块电路图；

图12是ESP8266 WIFI模块电路图；

图13是BH1750光照传感器模块电路图；

图14是UBLOX-6M GPS模块电路图；

图15是显示屏模块电路图；

图16是按键模块电路图；

图17是M5310模组电路图；

图18是扁平震动模块电路图。

图中：1-ADXL345三轴传感器模块，2-MAX30102心率模块，3-FSR薄膜压力传感器模块，4-BH1750光照传感器模块，5-UBLOX-6M GPS模块，6-显示屏模块，7-扁平震动模块，8-按键模块，9-中控模块STM32F103RET6，10-中控模块STM32F103C8T6，11- ESP8266 WIFI模块，12-M5310模组，13-平台。

具体实施方式

下面结合上述说明书附图对本实用新型进行详细的说明，接下来所述仅用于详细描述本实用新型，但是不能限制本实用新型的其它实施方案以及保护范围。

本实用新型单片机的智能骑行车如图1所述，包括ADXL345三轴传感器模块1、MAX30102心率模块2、FSR薄膜压力传感器模块3、BH1750光照传感器模块4、UBLOX- 6M GPS模块5、显示屏模块6、扁平震动模块7、按键模块8、中控模块STM32F103RET6 9、中控模块STM32F103C8T6 10、ESP8266 WIFI模块11、M5310模组12、平台13。

本实用新型单片机的智能骑行车用户可通过显示屏直观的看到骑行道路的状况以及心率的变化情况及其在骑行时卡路里消耗的多少。

本实用新型单片机的智能骑行车将ADXL345三轴传感器模块放在自行车的车架中心位置，实现更准确的检测到道路的状况。将MAX30102心率模块放在自行车左侧的车把手上，更加方便测到骑行者的心率变化。将FSR薄膜压力传感器模块放在左侧的脚踏板上，准确采集到骑行者用力的大小进而得出卡路里的消耗情况。将BH1750光照传感器模块放在自行车的竖杆上，能够准确采集外界发光照强度的变化。将按键模块放在紧贴自行车变速器的左侧，更加方便骑行者对档位的调节，在拨动调节档位时会连同按键一同触发，显示屏上的当前档位就会随之变化，将显示屏模块放在自行车的左右车把中间的位置，更加方便看到信息的提示(此信息指的是根据当前的道路状况应当调节的档位和此时的档位以及此时骑行者的心率)。将扁平震动模块放在距按键模块左侧两厘米处的位置，更加有效地提醒骑行者进行档位调节。将UBLOX-6M GPS模块、中控模块STM32F103RET6、中控模块STM32F103C8T6，ESP8266 WIFI模块和M5310模组分别将中控模块STM32F103C8T6和中控模块STM32F103RET6收集到的数据发送到平台，该平台为OneNET平台，可将数据发送至现有的设备云app中对数据进行监控。

其M5310模组和ESP8266 WIFI模块均是一款超低功耗、信号稳定、可靠性强的模块，以最低的成本提供最大的实用性。所以本设计选用STM32F103RET6和 STM32F103C8T6芯片分别与M5310模组和ESP8266 WIFI模块作为无线通信。

所述中控模块STM32F103RET6中PB6与ADXL345三轴传感器模块的SCL端口相连，PB7与ADXL345三轴传感器模块的SDA端口相连，PB8与ADXL345三轴传感器模块的INT1端口相连，PB9与ADXL345三轴传感器模块的INT2端口相连，ADXL345三轴传感器模块的SDO和CS端口都与中控模块STM32F103RET6的GND相连。PB12与BH1750 光照传感器模块的SDA端口相连，PB13与BH1750光照传感器模块的SCL端口相连，BH1750光照传感器模块的SDO端口与中控模块STM32F103RET6的GND相连，PB14与显示屏模块的RES端口相连，PB15与显示屏模块的CS端口相连，PA8与显示屏模块的DC 端口相连，PA11与显示屏模块的CLK端口相连，PA12与显示屏模块的DIN端口相连，扁平震动模块的正极与中控模块STM32F103RET6的3.3V相连，扁平震动模块的负极与中控模块STM32F103RET6的GND相连。复位电路中3.3V相连3.3V，GND相连GND；晶振电路中GND相连GND，PD0相连PD0，PD1相连PD1，由此构成主控STM32F103RET6最小装置。中控模块STM32F103RET6中PC4与M5310M5310_VCC_3.8V端口相连，PC5 与M5310_RESET端口相连，VDD_EXT连接一个4.7KΩ的电阻再连接M5310_ADC再连接一个4.7KΩ的电阻连接GND实现数据的交互。所述中控模块STM32F103C8T6中PB9与 MAX30102心率模块的INT端口相连，PB6与MAX30102心率模块的SAL端口相连，PB7 与MAX30102心率模块的SDA端口相连，PA4与FSR薄膜压力传感器模块的AC端口相连， PA9与UBLOX-6M GPS模块的TX端口相连、PA10与UBLOX-6MGPS模块的RX相连。复位电路中3.3V相连3.3V，GND相连GND；晶振电路中GND连接GND，PD0连接PD0， PD1连接PD1，由此构成主控STM32F103C8最小装置。所述中控模块STM32F103C8T6中 PB5与ESP8266 WIFI模块的GPIO16端口相连同时相连一个1KΩ的电阻，PA2与ESP8266 WIFI模块的URXD端口相连，PA3与ESP8266 WIFI模块的UTXD端口相连，CH_PD连接一个4.7KΩ的电阻连接3.3V电源实现数据交互。所述相连方式用于实现本实用新型基于单片机的智能骑行车的总体装置。所有VCC端口接3.3V、GND端口接地。

实施例

一种基于单片机的智能骑行车，包括ADXL345三轴传感器模块，MAX30102心率模块模块，FSR薄膜压力传感器模块，BH1750光照传感器模块，UBLOX-6M GPS模块，显示屏模块，扁平震动模块，按键模块，中控模块STM32F103RET6，中控模块 STM32F103C8T6，ESP8266WIFI模块，M5310模组，平台。所述ADXL345三轴传感器模块以及BH1750光照传感器模块与中控模块STM32F103RET6相连，用于实时检测当前道路状况和外界环境的光照强度；所述显示屏模块以及扁平震动模块和按键模块与中控模块STM32F103RET6相连，用于提示骑行者当前的档位和应调节的档位。所述MAX30102心率模块以及FSR薄膜压力传感器模块和UBLOX-6M GPS模块与中控模块STM32F103C8T6相连，用于骑行时对其心率心跳的检测以及骑行过程中所用力度的大小进而转换成卡路里的消耗以及骑行时所在位置的精准定位确保骑行者的安全。所述M5310模组与中控模块 STM32F103RET6相连，ESP8266 WIFI模块与中控模块STM32F103C8T6相连，均用于实现数据无线传输。

本实用新型适用于具有按键调速功能的自行车车型，其电子设备ADXL345三轴传感器模块放在自行车的车架中心位置；MAX30102心率模块放在自行车左侧的车把手上；FSR薄膜压力传感器模块放在左侧的脚踏板上；BH1750光照传感器模块放在自行车的竖杆上；按键模块放在自行车右侧的车把手上；显示屏模块放在自行车的左右车把中间的位置；扁平震动模块放在距按键模块左侧两厘米处的位置；UBLOX-6M GPS模块、中控模块STM32F103RET6、中控模块STM32F103C8T6整齐摆放在自行车框内，具体参照图1自行车模型电子设备位置分布图进行摆放。

以上所述仅为详细描述本实用新型的具体实施方案，未经任何思考和创新对本实用新型进行修改或者引用，都在本实用新型的权利要求保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于单片机的智能骑行车，其特征在于：所述骑行车包括ADXL345三轴传感器模块(1)、MAX30102心率模块(2)、FSR薄膜压力传感器模块(3)、BH1750光照传感器模块(4)、UBLOX-6M GPS模块(5)、显示屏模块(6)、扁平震动模块(7)、按键模块(8)、中控模块STM32F103C8T6(9)、中控模块STM32F103RET6(10)、ESP8266 WIFI模块(11)、M5310模组(12)、平台(13)，所述ADXL345三轴传感器模块(1)、BH1750光照传感器模块(4)与中控模块STM32F103RET6(10)相连；所述显示屏模块(6)、按键模块(8)与中控STM32F103RET6(10)相连；所述扁平震动模块(7)、M5310模组(12)与中控STM32F103RET6(10)相连；所述MAX30102心率模块(2)FSR薄膜压力传感器模块(3)与中控模块STM32F103C8T6(9)相连；UBLOX-6MGPS模块(5)、ESP8266 WIFI模块(11)与中控模块STM32F103C8T6(9)相连，ESP8266 WIFI模块(11)、M5310模组(12)与平台(13)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能骑行车，其特征在于：所述中控模块STM32F103RET6(10)包括复位电路、晶振电路，所述中控模块STM32F103RET6(10)的复位电路中3.3V连接VCC 3.3V，GND引脚连接GND；所述中控模块STM32F103RET6(10)的晶振电路中GND引脚连接GND，PD0引脚连接PD0，PD1引脚连接PD1；所述中控模块STM32F103RET6(10)的PB6与ADXL345三轴传感器模块(1)的SCL端口相连，PB7与ADXL345三轴传感器模块(1)的SDA端口相连，PB8与ADXL345三轴传感器模块(1)的INT1端口相连，PB9与ADXL345三轴传感器模块(1)的INT2端口相连，ADXL345三轴传感器模块(1)的SDO和CS端口都与中控模块STM32F103RET6(10)的GND相连；所述中控模块STM32F103RET6(10)的PB12与BH1750光照传感器模块(4)的SDA端口相连，PB13与BH1750光照传感器模块(4)的SCL端口相连，BH1750光照传感器模块(4)的ADDR端口与中控模块STM32F103RET6(10)的GND相连；所述中控模块STM32F103RET6(10)的PB14与显示屏模块(6)的RES端口相连，PB15与显示屏模块(6)的CS端口相连，PA8与显示屏模块(6)的DC端口相连，PA11与显示屏模块(6)的CLK端口相连，PA12与显示屏模块(6)的MOSI端口相连；所述扁平震动模块(7)的正极与中控模块STM32F103RET6(10)的3.3V相连，扁平震动模块(7)的负极与中控模块STM32F103RET6(10)的GND相连；所述中控模块STM32F103RET6(10)的PA0与按键模块(8)的IN相连；所述中控模块STM32F103RET6(10)的PC4与M5310模组(12)M5310_VCC_3.8V端口相连，PC5与M5310_RESET端口相连，VDD_EXT连接一个4.7KΩ的电阻再连接M5310_ADC再连接一个4.7KΩ的电阻最后连接GND；所述中控模块STM32F103C8T6(9)的PB9与MAX30102心率模块(2)的INT端口相连，PB6与MAX30102心率模块(2)的SCL端口相连，PB7与MAX30102心率模块(2)的SDA端口相连；所述中控模块STM32F103C8T6(9)的PA4与FSR薄膜压力传感器模块(3)的AC端口相连；所述中控模块STM32F103C8T6(9)的PA9与UBLOX-6M GPS模块(5)的TXD端口相连、PA10与UBLOX-6M GPS模块(5)的RXD相连；所述中控模块STM32F103C8T6(9)中PB5与ESP8266 WIFI模块的GPIO16端口相连同时相连一个1KΩ的电阻，PA2与ESP8266 WIFI模块(11)的URXD端口相连，PA3与ESP8266 WIFI模块(11)的UTXD端口相连，CH_PD相连一个4.7KΩ的电阻相连3.3V电源，所有VCC端口接3.3V、所有GND端口接地。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的智能骑行车，其特征在于：所述ADXL345三轴传感器模块(1)设置于自行车的车架中心位置，所述MAX30102心率模块(2)设置于自行车的左侧抚把手上，所述FSR薄膜压力传感器模块(3)设置于左侧的脚踏板上，所述BH1750光照传感器模块(4)设置于自行车的竖杆上，所述按键模块(8)设置于自行车的右侧抚把手上，所述显示屏模块(6)设置于自行车的左右车把中间的位置，扁平震动模块(7)设置于距按键模块左侧两厘米处的位置，所述UBLOX-6M GPS模块(5)、中控模块STM32F103RET6(10)、中控模块STM32F103C8T6(9)、ESP8266 WIFI模块(11)、M5310模组(12)设置于自行车的车筐内。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于单片机的智能骑行车，其特征在于：所述ADXL345三轴传感器模块(1)、MAX30102心率模块(2)、FSR薄膜压力传感器模块(3)、BH1750光照传感器模块(4)、显示屏模块(6)、UBL0X-6M GPS模块(5)的接口封装。

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