本发明涉及电动自行车领域，尤其是涉及一种电动自行车智能限速控制器。
背景技术：
现在市场上销售的电动自行车大多按照《电动自行车通用技术条件》(gb17761-1999)进行生产，该标准限制了最高车速为20km/h。但在道路上行驶的电动自行车大多速度都在30km/h，有的甚至达到60km/h。
按照电动自行车《电动自行车通用技术条件》(gb17761-1999)对最高车速、制动性能、车架/前叉组合件强度3个技术指标强制，整车重量等其他31个指标只要符合24项就算合格。另外也有通过增加电池组容量，在电池组外加一组，如将48vdc的电池增加一个12vdc的电池，达到60vdc，这样给电动机输出的电流大，速度将提高。更有一些生产厂家使用更加隐蔽的手段来调高电动自行车的速度，通过车把调速、连续断电上电和相关程序来实现电动自行车的提速。不管通过何种手段，目的就是为了提高速度。按照2018年1月16日，《电动自行车安全技术规范》国家标准报批稿面向社会公示，对速度、重量、防火安全等指标修改并强制执行。特别是在防篡改方面提出了要求，如上提出的限速器、按钮、电池组等，这些都是在限制电动自行车最高车速不得超过25km/h，如何让生产后的电动在任何时候，不论用何种手段，均不能达到不超过25km/h的要求，减少交通事故的发生几率，避免遇到紧急情况，骑行人避险短，刹车距离长，与其他交通工具或行人发生碰撞，有时甚至还会出现侧滑摔倒等失控现象，造成了人身伤害事故。因此，将电动自行车行驶速度控制在合理范围内，是确保安全的重要前提。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种电动自行车智能限速控制器，该控制器可以有效的控制电动自行车的速度，确保在新标准《电动自行车安全技术规范》规定的范围内，通过拆除限速器、剪短限速线、增加电池容量、按钮屏蔽和改速程序等手段，均无法改变电动自行车的最高速度，从本质上限制电动自行车速度。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种电动自行车智能限速控制器，包括一控制器、所述的控制器连接用于确定车辆位置信息的定位装置、用于处理速度信号的调速器、电动机、电池组，并将车速信息与控制器内储存的限定速度比较判断，进而通过控制器来控制电动机的运行。
所述的定位装置连接云计算单元，所述的云计算单元基于定位装置，将车辆在一定时间段内的两个位置进行定位，确定出在该时间段内车辆行驶的距离，计算出该时段的车辆的速度，通过定位装置将速度值传递给中央控制器。
所述中央控制器内设有计算模块，将车辆在一定时间段内的两个位置进行定位，确定出在该时间段内车辆行驶的距离，计算出该时段的车辆速度。
所述的控制器还连接一扬声器，当中央控制器判断车辆的速度超过中央控制器内储存的限定速度时，中央控制器通过控制器向扬声器发送报警信号。
一中央控制器嵌置于所述控制器内，该中央控制器用于接收、计算、处理车辆速度信息并将车辆超速信息通过定位装置发送至云计算单元，由云计算单元发送至车主或生产厂家。
所述的定位装置采用gps、北斗、gprs或蓝牙定位技术中的一种。
本发明还提供了一种电动自行车智能限速方法，具有以下步骤：
s1.在一定时间段内的开始和结束时分别记录第一位置和第二位置；
s2.计算第二位置和第一位置的距离差值，该差值与时间段数值的比值作为车辆实际速度；
s3.车辆实际速度和限定速度进行比较选择；
s4.若车辆实际速度小于等于限定速度，车辆恒速行驶或由调速器指令加速行驶；
s5.若车辆实际速度大于限定速度，车辆调速器指令不生效，电动机断电，进入减速行驶。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例效果，而不是发明的所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明在电动自行车控制速度方面提供了一种智能速度限定控制器，它有效的控制了车辆的速度，不仅防止车辆销售商、维修者和使用者通过拆除限速器、剪短限速线和增加电池容量等篡改手段，进行提高速度，也防止通过改速程序等隐蔽手段篡改速度，提高了车辆的安全性和稳定性。在车速超速时车辆控制器发送扬声器指令，扬声器报警提醒使用者安全骑行。车辆超速信息通过定位装置发送至云计算单元，由云计算单元发送至车主或生产厂家，有利于车主或生产厂家跟踪车辆使用情况。实现车辆在出厂、使用都是符合安全行驶的要求，有效提高电动自行车使用者出行的安全性，减少交通事故和经济损失。实现了电动自行车远程人工控制或智能控制，不仅可以控制车速，还可在发现车辆被盗时锁止车辆。
附图说明
图1为本发明实施例的一种电动自行车智能限速控制器的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种应用数据流程框图。
图中：1-控制器；2-定位装置；3-中央控制器；4-调速器；5-电池组；6-电动机；7-扬声器；8-云计算单元。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。应当注意，在附图中的所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要的限制本发明。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种电动自行车智能限速控制器，它的包括：
车辆中的控制器1、电动机6由电池组5供电，车辆调速器4设置在车把上，通过传输线路将加速信号给控制器1，控制器1将速度信号传输给中央控制器3；由gps定位装置2将车辆位置信息传输给云计算单元8，云计算单元8通过位置信息计算速度，再回传给中央控制器3。中央控制器3还用于将车速信息与中央控制器3内储存的限定速度比较判断，进而通过控制器1来控制电机的运行。中央控制器3可以认为是控制器1的核心部分。
在车辆启动初期，中央控制器3将调速器4的加速给定速度和中央控制器3存储的限定速度进行对比：
如果给定速度小于限定速度，中央控制器3将速度值进行处理后传给控制器1，处理后信号调节控制器电路中pwm的脉冲宽度值，控制器1将脉冲调速信号传递给电动机6，实现中央控制器3对电动机6的速度控制；
如果给定速度大于限定速度则中央控制器3将速度值进行处理后同样传递一个值传给控制器1，该值使得调节pwm的脉冲宽度值为零，电动机6输入为零，处于随动状态电动机断电，车把调速器4的值在控制器1中处理后按照零值或者无效值处理。
中央控制器3和控制器1设置生命信号，进行互检，当电动自行车上电后，控制器1和中央控制器3首先检测匹配，如果检测不到生命信号，则控制器不能工作，电动自行车处于待机状态，无法使用助力骑行。
定位装置2是车辆位置信息的传输装置，采用gps定位；在2s的时间段内分别记录和上传两个位置的信号，第一位置记录为pos1，第二位置记录为pos2，这样就可以计算出2s内的速度为：(pos2-pos1)/2，此时速度单位为m/s，需转换为km/h，将速度信号作为实际速度通过gps信号传递给中央控制器3；同样中央控制器3镶嵌在控制器1电路板上，它采集调速器4的信号、电动机6速度信号和定位装置2回传的速度数值进行对比，在中央控制器3中内设定限定速度值，并固化在中央控制器3中，不能通过信号或者其他读写程序修改、中断、或屏蔽该限定速度值。
上述提出的计算速度作为车辆的实际速度vact、固化在中央控制器的限定速度为vlim，运用以下判定式进行判断并执行相应操作：
1)如实际速度小于限定速度则中央控制器3将速度信号进行处理后传给控制器1，即vact≤vlim，判定为车辆没有超过限定速度，车辆可以继续进行加速形式或恒速行驶。中央控制器3处理信号调节电路pwm的脉冲宽度值，控制器1将脉冲调速信号传递给电动机6，实现恒速行驶；若此时有调速信号，该调速信号设计为加速信号，由调速器4加速，中央控制器3将执行加速指令，调节电路pwm的脉冲宽度值，车辆将持续电动机加速，gps定位装置2将在每2s时间段持续检测位置，进行连续实时控制；
2)如实际速度大于限定速度，即vact>vlim，判定为车辆超过限定速度，车辆在电动机不得电情况下行驶，也就是说没有助力行驶，电动车的车速将在摩擦力的作用下减速。中央控制器3将速度值进行处理后同样传递一个值传给控制器1，该值使得调节pwm的脉冲宽度值为零，电动机6输入为零，处于随动状态，此时车把调速器4加速指令失效、电动机6断电、电池组5在控制器后断电。
3)当电动自行车的速度降到设定速度以下，即vact＜vlim，由车把调速器或者设定自动程序进行调速器加速，中央控制器3将执行加速指令，调节电路pwm的脉冲宽度值，车辆将持续电动机加速，定位装置2将在每2s时间段持续检测位置，进行连续实时监控控制。这样不但限制了电动自行车的速度，同时也增加了电动车的安全性和舒适性。
车辆控制器1通过散热较好的铝盒固定，将控制器电气元件散发的热量，进行传导散热，达到控制器内的电气元件正常工作温度范围内。铝制控制器盒本身轻巧，按照车辆的不同设计，可以设计为长方体，或圆扁体、正方体等，符合安装在电动自行车车体上。同时采用密封胶加螺丝钉方式使得控制盒便于安装、防雨防潮，该控制盒安装在电动自行车隐蔽位置，防止碰撞。
在车辆骑行过程中，当定位装置2通过位置信息传给云计算单元8，由云计算单元8处理后的速度通过gps定位装置2传递给中央控制器3。如果中央控制器3判断到超速，将给电动机6零速调节信号，同时将超速信号通过控制器1传输给扬声器7，扬声器7发出“车速以超，请注意安全”，本实施例给出扬声器7的声量为80-100db。
车辆使用的调速器5为车把手霍尔调速器，采用橡胶外套且防水耐用型，通过车把的转动启动车辆，利用车把调速器转动的角度大小表示调整速度的高低，一般最大调整角度为30°，该角度为最大加速值。在该转动角度下，骑行者的手腕不会难受，也不会影响支撑车辆的平衡。
车辆上的电池组5为锂电池、铅酸电池或石墨烯电池，优选锂电池，电池组5有若干个电池块组成，由电池盒将若干个电池成组固定连接。电池组5符合新标准《电动自行车安全技术规范》，其电压不能大于48vdc。电池与电池盒之间空间间隙不大于30cm，电池与电池之间也不能通过重新组合或者挪动等手段增加电池单元。电池盒最大安装电池组的容量为电动自行车出厂时的容量，不能增加电池容量。电池盒为防火塑料或金属外壳制作，起到支撑并保证防火性能。
控制器1在车辆超速时，扬声器6发出报警声提醒骑行者，提示车速超速，请注意安全骑行。扬声器6安装在车体上。本实例采用安装在车把上，便于骑行者听到语音提示，语音提示语为“车速超速，请注意安全骑行”，语音的音量为90db，在超速阶段每隔一段时间持续报警一段时间，提示语频率为报警3s停7s后再次报警，直到速度降到限速值以下，停止报警。
控制器1通过gps定位装置2将电动自行车使用信息，尤其是车辆超速情况传输给生产厂家的车辆管理云平台，或企业开发的app上。车主很方便的利用手机获得该平台的终端应用软件，输入电动自行车的唯一编号即车辆身份信息，就可以得到车辆使用信息。车辆的编号采用出厂时的原始整车编号，按照《电动自行车安全技术规范》规定为15位：x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10x11x12x13x14x15,x1-x4为企业代码,x5即为车种代码，此处取2，标识为电动自行车，x6x7为生产年份，以公元的年份后两位确定，x8-x15可为生产流水号代码。手机联网获得电动自行车的历史骑行数据，也可以实时获得电动自行车的骑行数据。历史骑行数据包括各个骑行段内的时间、位置、速度及相应超速标识，本实例采取记录查询最近的5条记录。实时骑行数据为当前骑行时间段内时间、位置、速度，相应超速标识。如果超速将在手机软件中发出超速声音，优选语音提示，同时在该软件中用红色标识超速、黄色标识接近限速，绿色标识限速内骑行。
定位装置采用gps、北斗、gprs或蓝牙定位技术中的一种，优选gps。
如图2，在自行车正常骑行过程中，gps定位装置在一定的时间段内检测位置情况，本实例将时间段设定为2s，在此时间内进行：
s1.一时间段内2s定位的位置信息：gps定位第一位置和gps定位第二位置；
s2.计算出行驶距离，得到2s时间段内的计算速度作为实际车速，将该速度通过gps定位装置传输给中央控制器；
s3.将gps定位装置传输的速度和中央控制器存储的限定速度通过速度比较器进行对比，并通过逻辑选择；
s4.若实际速度小于限定速度，则中央控制器将速度值进行处理后传给控制器，处理后信号调节路pwm的脉冲宽度值，控制器将脉冲调速信号传递给电动机，实现恒速行驶；若此时有车把调速信号，由调速器加速，中央控制器将执行加速指令，调节电路pwm的脉冲宽度值，电动自行车将持续电动机加速，此时gps定位装置将在每2s时间段检测位置信号，并连续控制；
s5.若实际速度大于限定速度，则中央控制器将速度值进行处理后同样传递一个值传给控制器，该值使得调节pwm的脉冲宽度值为零，电动机输入为零，处于随动状态，此时车把调速器加速指令失效、电动机断电、电池组在控制器后断电。