一种智能单车及智能单车故障检测系统的制作方法

本实用新型涉及自行车技术领域，具体而言，涉及一种智能单车及智能单车故障检测系统。

背景技术：

目前，在日常生活中，共享单车作为交通工具已经成为新一代城市代步神器，共享单车遍布城市各个角落，具有随取随用、随时随地有车骑、绿色出行的优点，是一种新兴的环保绿色便捷的出行方式，给人们的日常生活带来了极大的便利性，同时，开启了健康低碳新生活，能够为用户提供便捷的出行服务，从而越来越得到用户的青睐。

当前，相关技术中提供了一种智能单车，该智能单车包括单车本体和智能车锁，该智能车锁包括：主控制器、机械传动模块；该主控制器上集成有无线通信模块，该机械传动模块包括电机、蜗轮和蜗杆；主控制器通过无线通信模块接收用户终端下发的关锁指令或者开锁指令，当接收到关锁指令或者开锁指令时，控制机械传动模块中的电机带动蜗轮和蜗杆驱动锁舌执行关锁动作或者开锁动作，最终实现自动开锁或者自动关锁的效果，但是共享单车自身目前也存在很多尚未完全解决的弊端，关于共享单车的维护问题就是尚未解决的弊端之一。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现相关技术中至少存在以下问题：相关技术中的智能单车功能单一，不具有对自身进行自动故障检测及异常告警的功能，导致无法及时地对智能单车进行维护和保养。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种智能单车及智能单车故障检测系统，以实现利用设置在智能单车的单车本体上的噪声采集器采集的噪声信号对智能单车进行自动故障检测，并向远端服务器发送故障提示信息。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能单车，该智能单车包括：单车本体、噪声采集器、主控制器和无线通信模块；

所述噪声采集器、所述主控制器和所述无线通信模块均设置于所述单车本体上；所述噪声采集器和所述无线通信模块均与所述主控制器相连接；

所述噪声采集器用于采集所述智能单车在移动过程中发出的噪声信号，将所述噪声信号转换为相应的电信号，并将所述电信号传输至所述主控制器；

所述主控制器用于接收所述电信号，并根据所述电信号确定所述智能单车是否存在故障，当所述智能单车存在故障时，通过所述无线通信模块向远端服务器或者相应的单车维护终端发送故障提示信息。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述噪声采集器包括：至少一个麦克风，所述麦克风与所述主控制器相连接；

所述麦克风用于将采集到的所述智能单车发出的噪声信号转换为相应的电信号，并将所述电信号传输至所述主控制器。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述麦克风的数量为多个；所述单车本体包含多个待检测零部件，所述待检测零部件包括：链条、车轮、牙盘、后轮盘、脚踏板中的一种或者多种，在每个所述待检测零部件的噪声发出集中位置分别设置至少一个所述麦克风。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述智能单车还包括：信号输入电路；

所述信号输入电路的输入端与多个所述麦克风相连接，所述信号输入电路的输出端与所述主控制器相连接；

所述信号输入电路用于接收各个所述麦克风传输的携带有噪声信息的电信号，并按照预设时间间隔将多个所述携带有噪声信息的电信号和所述电信号对应的所述麦克风的标识传输至所述主控制器。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述主控制器包括数字式多通道控制器；

每个所述麦克风与所述数字式多通道控制器中的一个输入通道一一对应，所述输入通道用于接收与所述输入通道相连接的所述麦克风传输的携带有噪声信息的电信号，并将所述电信号传输至所述主控制器中的信号处理模块。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述智能单车还包括多个隔音部件，将每个所述待检测零部件和用于采集所述待检测零部件的噪声信号的所述麦克风设置于一个所述隔音部件内。

结合第一方面至第一方面的第五种可能的实施方式中任一种，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述智能单车还包括：语音播放器，所述语音播放器与所述主控制器相连接；

所述语音播放器用于接收所述主控制器发送的携带有故障提示信息的信号，并播报所述故障提示信息。

结合第一方面至第一方面的第五种可能的实施方式中任一种，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述智能单车还包括：设置于所述单车本体上易于用户查看位置的显示屏，所述显示屏与所述主控制器相连接；

所述显示屏用于接收所述主控制器发送的携带有故障提示信息的信号，并显示所述故障提示信息。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种智能单车故障检测系统，该系统包括：远端服务器和如第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中任一种所述的智能单车，所述远端服务器与所述智能单车以无线通讯方式相连接；

所述远端服务器用于接收所述智能单车发送的故障提示信息。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：单车维护终端，所述单车维护终端与所述智能单车或者所述远端服务器以无线通讯方式相连接；

所述单车维护终端用于接收所述智能单车或者所述远端服务器发送的故障提示信息。

在本实用新型实施例提供的智能单车及智能单车故障检测系统中，该智能单车包括：单车本体、噪声采集器、主控制器和无线通信模块；噪声采集器、主控制器和无线通信模块均设置于单车本体上；噪声采集器和无线通信模块均与主控制器相连接；噪声采集器采集智能单车在移动过程中发出的噪声信号；主控制器接收与该噪声信号对应的电信号，并根据该电信号确定智能单车是否存在故障，当智能单车存在故障时，通过无线通信模块向远端服务器或者相应的单车维护终端发送故障提示信息。本实用新型实施例通过在智能单车上安装噪声采集器来采集智能单车在移动过程中发出的噪声信号，从而实现利用该噪声信号对智能单车进行自动故障检测，并向远端服务器发送故障提示信息。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种智能单车的机械结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种智能单车的电路结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的另一种智能单车的电路结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种智能单车故障检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为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附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到相关技术中的智能单车功能单一，不具有对自身进行自动故障检测及异常告警的功能，导致无法及时地对智能单车进行维护和保养。基于此，本实用新型实施例提供了一种智能单车及智能单车故障检测系统，下面通过实施例进行描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种智能单车，该智能单车包括：单车本体10、噪声采集器201、主控制器202和无线通信模块203；

上述噪声采集器201、上述主控制器202和上述无线通信模块203均设置于上述单车本体10上；如图2所示，上述噪声采集器201和上述无线通信模块203均与上述主控制器202相连接；

上述噪声采集器201用于采集上述智能单车在移动过程中发出的噪声信号，将上述噪声信号转换为相应的电信号，并将该电信号传输至上述主控制器202；

上述主控制器202用于接收上述电信号，并根据该电信号确定上述智能单车是否存在故障，当上述智能单车存在故障时，通过上述无线通信模块203向远端服务器或者相应的单车维护终端发送故障提示信息，该故障提示信息可以是：XXX智能单车存在故障，请及时维护；或者，XXX智能单车中XXX零部件存在故障，请及时维护。

具体的，智能单车经过长时间骑行后，可能会出现链条偏移、车轮变形、牙盘损坏等故障。骑行带有这些故障的自行车会对骑行者有一定危险，同时也会大幅度降低自行车本身的使用寿命，因此，需要及时对存在故障的智能单车进行维护和保养，本实用新型提供的智能单车可以自动进行故障检测并告警，从而不仅能够及时识别出智能单车存在故障，还提高了智能单车故障检修效率，其中，智能单车出现故障时发生的噪声可能是：自行车链条偏移与其它部件摩擦产生的噪声；车轮变形与其它部件摩擦产生的噪声；自行车牙盘损坏产生的噪声；自行车后轮盘损坏产生的噪声；脚踏板损害产生的噪声等等，可以通过噪声采集器201采集智能单车发出的噪声信号，再通过在主控制器202中烧制相应的程序来实现自动判断噪声信号的频率是否大于预设阈值，当采集到的噪声信号的频率大于预设阈值时，说明智能单车存在故障。

在本实用新型提供的实施例中，通过在智能单车上安装噪声采集器201来采集智能单车在移动过程中发出的噪声信号，从而实现利用该噪声信号对智能单车进行自动故障检测，并向远端服务器发送故障提示信息，从而实现及时对出现故障的智能单车进行维护和保养。

其中，上述噪声采集器201包括：至少一个麦克风，该麦克风与上述主控制器202相连接；

上述麦克风用于将采集到的上述智能单车发出的噪声信号转换为相应的电信号，并将该电信号传输至上述主控制器202，上述麦克风是由声音的振动传到麦克风的振膜上，推动内置的磁铁形成变化的电流，将该变化的电流传输至后面的声音处理电路进行放大处理。

进一步的，考虑到智能单车上有多个零部件，每个零部件的异常均会导致智能单车出现故障，因此，在确定智能单车出现故障的情况下，还需快速、准确地确定智能单车中哪个零部件出现异常，进而针对异常零部件进行维修和保养，如下给出两种确定智能单车中异常零部件类型的方式，具体为：

第一种：通过预存噪声频率区间范围与故障源归属类别之间的对应关系，以使主控制器202根据该对应关系和接收到的噪声信号的频率来确定存在故障的零部件的名称，基于此，上述智能单车还包括：设置于上述单车本体10上的数据存储器，该数据存储器与上述主控制器202相连接；

上述数据存储器，用于预先根据故障源归属类别对智能单车发出的噪声频率进行划分，得到多个噪声频率区间范围，每个上述噪声频率区间范围对应一个故障源归属类别，将噪声频率区间范围与故障源归属类别之间的对应关系存入上述数据存储器；

上述主控制器202，具体用于确定包含上述噪声信号的频率的上述噪声频率区间范围；根据上述数据存储器中噪声频率区间范围与故障源归属类别之间的对应关系查找与包含上述噪声信号的频率的噪声频率区间范围对应的故障源归属类别；将查找出的上述故障源归属类别作为上述存在故障的零部件的名称。

第二种：通过在智能单车上设置多个麦克风，每个麦克风用于采集一个待检测零部件所发出的噪声信号，根据每个待检测零部件发出的噪声信号来识别该待检测零部件是否存在故障，基于此，上述麦克风的数量为多个；上述单车本体10包含多个待检测零部件，上述待检测零部件包括：链条、车轮、牙盘、后轮盘、脚踏板中的一种或者多种，在每个上述待检测零部件的噪声发出集中位置分别设置至少一个上述麦克风。

具体的，如图3所示，为了使主控制器202对接收到的多个噪声信号进行区分，通过增加信号输入电路204，对多个噪声采集器201采集到的多个噪声信号的输入进行控制，进而实现使得主控制器202更加准确地确定智能单车中哪个零部件出现异常，基于此，上述智能单车还包括：信号输入电路204；

上述信号输入电路204的输入端与多个上述麦克风相连接，上述信号输入电路204的输出端与上述主控制器202相连接；

上述信号输入电路204用于接收各个上述麦克风传输的携带有噪声信息的电信号，并按照预设时间间隔将多个上述携带有噪声信息的电信号和上述电信号对应的上述麦克风的标识传输至上述主控制器202，其中，可以在主控制器202中预先存储待检测零部件标识、麦克风标识、信号传输次序之间的对应关系。

具体的，为了使主控制器202对接收到的多个噪声信号进行区分，还可以选择数字式多通道控制器作为上述主控制器202，每个噪声采集器201采集到的噪声信号的通过一个通道输入至主控制器202中的信号处理器，进而实现使得主控制器202更加准确地确定智能单车中哪个零部件出现异常，基于此，上述主控制器202包括数字式多通道控制器；

每个上述麦克风与上述数字式多通道控制器中的一个输入通道一一对应，上述输入通道用于接收与上述输入通道相连接的上述麦克风传输的携带有噪声信息的电信号，并将上述电信号传输至上述主控制器202中的信号处理模块，其中，可以在主控制器202中预先存储待检测零部件标识、麦克风标识、通道标识之间的对应关系。

进一步的，考虑到利用麦克风采集自行车骑行过程中可能出现的异响时，自行车所处的室外环境嘈杂，可能存在外界噪声干扰的情况，第一种可以通过增加多个隔音部件，为每个待检测零部件和对应的麦克风设置一个隔音部件，进而对采集到的噪声信号进行环境噪声过滤，以及防止其他零部件发出的噪声信号的干扰，从而提高噪声识别精度，保证确定出的异常部件的准确度，基于此，上述智能单车还包括多个隔音部件，将每个上述待检测零部件和用于采集该待检测零部件的噪声信号的上述麦克风设置于一个上述隔音部件内。

另外，第二种可以通过在噪声采集器201和主控制器202之间设置带通滤波器，进而对采集到的噪声信号进行环境噪声过滤，从而提高噪声识别精度，保证确定出的异常部件的准确度，基于此，上述智能单车还包括：设置于上述单车本体10上的带通滤波器，该带通滤波器分别与上述噪声采集器201和上述主控制器202相连接；

上述带通滤波器，用于对上述噪声采集器201采集的上述噪声信号进行环境噪声过滤处理，得到去除环境噪声后的噪声信号，该噪声信号中仅包含由于零部件故障所产生的噪声频谱；

上述主控制器202，具体用于对去除环境噪声后的上述噪声信号进行模数转换处理，确定上述噪声信号的频率大小。

在本实用新型提供的实施例中，通过增加多个隔音部件，为每个待检测零部件和对应的麦克风设置一个隔音部件，或者，在噪声采集器201和主控制器202之间设置带通滤波器，噪声采集器201采集到的噪声信号经带通滤波器进行环境噪声过滤处理后，再传输至主控制器202，从而实现对采集到的噪声信号进行环境噪声过滤，避免环境噪声对采集到的噪声信号的干扰，进而提高噪声识别精度，保证确定出的异常部件的准确度。

更进一步的，在采用通过在噪声采集器201和主控制器202之间设置带通滤波器来实现对采集到的噪声信号进行环境噪声过滤时，考虑到可能存在多个零部件同时出现故障的情况，即多个存在故障的零部件同时发出噪声信号，此时需要分别识别出各个零部件发出的噪声信号对应的频率，从而实现快速、准确地识别出多个故障零部件的名称，基于此，上述带通滤波器，还用于对去除环境噪声后的上述噪声信号进行分频处理，得到至少一个具有特定频率大小的噪声信号；

上述主控制器202，具体用于对分频后的至少一个上述噪声信号进行模数转换处理，确定至少一个上述噪声信号的频率大小，此时，无需设置多个噪声采集器201即可快速、准确地识别出各个故障零部件的名称。

进一步的，为了及时将智能单车故障提示信息传递给用户，以保证用户及时进行安全防护，基于此，上述智能单车还包括：语音播放器，该语音播放器与上述主控制器202相连接；

上述语音播放器用于接收上述主控制器202发送的携带有故障提示信息的信号，并播报上述故障提示信息。

进一步的，考虑到自行车所处的室外环境嘈杂，可能由于外界噪声导致用户无法清晰地听到语音播放器播报的故障提示信息，基于此，上述智能单车还包括：设置于上述单车本体10上易于用户查看位置的显示屏，该显示屏与上述主控制器202相连接；

上述显示屏用于接收上述主控制器202发送的携带有故障提示信息的信号，并显示上述故障提示信息。

在本实用新型实施例提供的智能单车中，通过在智能单车上安装噪声采集器201来采集智能单车在移动过程中发出的噪声信号，从而实现利用该噪声信号对智能单车进行自动故障检测，并向远端服务器发送故障提示信息，从而实现及时对出现故障的智能单车进行维护和保养。

本实用新型实施例还提供了一种智能单车故障检测系统，如图4所示，该系统包括：远端服务器2和如上述本实用新型实施例提供的智能单车1，该远端服务器2与上述智能单车1以无线通讯方式相连接；

上述远端服务器2用于接收上述智能单车1发送的故障提示信息。

进一步的，上述系统还包括：单车维护终端，该单车维护终端与上述智能单车1或者上述远端服务器2以无线通讯方式相连接；

上述单车维护终端用于接收上述智能单车1或者上述远端服务器2发送的故障提示信息。

在本实用新型实施例提供的智能单车故障检测系统中，通过在智能单车1的单车本体10上设置噪声采集器201来采集智能单车1在移动过程中发出的噪声信号，从而实现利用该噪声信号对智能单车1进行自动故障检测，并向远端服务器2发送故障提示信息，从而实现及时对出现故障的智能单车1进行维护和保养。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。