一种新型智慧自行车的制作方法

本实用新型属于自行车技术领域，尤其涉及一种新型智慧自行车。

背景技术：

随着电子技术的发展和进步，如今的物联网技术的应用已经深刻的影响了我们的生活。与此同时，人们生活品味的也在不断的提升，消费观念有所转变。人们对产品的功能需求已经从满足基本需求到个性化和多样化需求的转变。而现在所用的自行车虽然性能有所提升，但仍然只作为代步工具，个性化和多样化的设计还有所欠缺。调查中我们找到众多自行车爱好者，针对自行车的乘骑方式和人车的互动性等方面问题进行询问，并通过多种途径收集关于他们对自行车需求方面的问题。最后发现更多的人对自行车的需求不仅仅满足于代步，而是希望在自行车上能有更多骑行以外的功能。在现实生活中，每年因追尾而发生的事故多不胜数。而自行车因体型小恰恰成为车辆中的弱势群体，加之自行车骑行较为自由，没有很大的规范性，很容易和其他车辆甚至车队中的自行车发生摩擦。虽然自行车有比较结实的车锁，但因自行车重量轻，体型小，盗贼任然能想到办法，而现在的自行车基本都是几百元到数万元不等，丢一辆自行车财产损失也不小。单车骑行作为一种很有锻炼价值的娱乐方式，一般都是结伴而行。若伙伴间能相互看到每个伙伴的速度和位置，即能添加骑行的乐趣，又可以随时了解同伴的状态，能很好的照顾好自己的同伴。任何电子产品若没有电能就不法工作。考虑到单车无储电设备。故我们利用车轮的运动设计小型发电机，为各个设备供电。从调查中可看出现在的人们更多是对简单轻便以及绿色环保的需求而去骑自行车，而且绿色出行也已经成为一种现代生活的时尚，所以从这一方面看自行车的市场需求还是很大的。另一方面，从学校车队的调查来看在大学的时间比较多大学生爱好骑自行车，他们对自行车的需求也很大。从以上两方面来看以注重用户体验为核心的新型智慧自行车一定会很受欢迎。现在大多数自行车都是从骑行速度上入手设计自行车，如：山地自行车。跟现代信息技术结合的自行车并没有得到很大推广，理由有多种，其一是功能单一，其二成本太高，实用性差，拉低了性价比。从这些方面看新型智慧自行车扩展很多功能的同时也为消费者考虑作品的成本。

综上所述，现有的自行车存在功能单一，智能化程度较低，实用性差。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有的自行车存在功能单一，智能化程度较低，实用性差的技术问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的新型智慧自行车。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本实用新型提供的新型智慧自行车，所述新型智慧自行车包括：

自行车；

MSP430F149单片机和GSM模块嵌入特定的集成箱，集成箱安装在自行车龙头下部；

HMI显示屏固定在车头上面，通过杜邦线连接MSP430F149单片机的UART串口进行通信；

倾角传感器放置于车龙头下方与MSP430F149单片机连接；

PM2.5传感器和温湿度传感器放在车头左侧，PM2.5传感器通过UART串口与MSP430F149单片机进行通信；

GSM模块放在集成箱，连接MSP430F149单片机的串口，连接嵌在车架内的Arduino防丢系统单片机的UART串口；

GPS模块和GSM模块内嵌车座部并和MSP430F149单片机和Arduino防丢系统单片机的UART串口相连。

震动传感器和Arduino单片机集成在一起，内嵌与自行车车梁内，并与Arduino单片机相连。蜂鸣器与尾灯集成在一起，并与ST89C51单片机和Arduino单片机相连。

热释电传感器放在车架与座位连接处，朝后轮方向放置。二者与Arduino相连。

进一步，所述倾角传感器由两个水银开关并联而成。

进一步，锂电池内嵌于自行车车梁内。

进一步，转向按键、超声波、尾灯与ST89C51单片机相连。

进一步，所述转向按键固定在车把手左侧，超声波和尾灯固定于自行车车座下。

进一步，发电机则固定在自行车支架上并与后车轮进行摩擦将机械能转换成电能储存于锂电池内。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型将为方便骑行爱好者安全愉快地骑行；融合多项外部环境监测、自身状态评估、骑行安全、车辆防丢、灯光控制以及无线数据分享等功能的综合性自行车系统，并解决系统供电问题；在外部环境监测方面，对空气质量进行监测，并做空气质量评估，以便用户提前做好预防；为安全出行，设置有后方障碍物警示功能；同时，监测当天的气温以及湿度，方便用户作出当天气象是否适合骑行的判断；在自身状态评估方面，设置有测速及行程记录功能，让用户能实时了解自己骑行的速度和路程，便于安排自己的行程计划；检测当地海拔和此时的GPS位置信息，为骑车旅行的用户提供一些参考；在防盗方面，在自行车钢架内部做了内置的GPS模块，结合Arduino、GSM技术和多种传感器，完成防丢预警及追踪；当车未骑行时，若有人移动车辆，系统会做出判断，并发出警报声，同时会发送短信提示给用户，用户能第一时间发现可能出现的被盗情况，同时，爱车的位置信息也会实时发送到手机APP，并对应到地图，以便用户实时追踪。

本实用新型设置的尾转向灯和后方障碍物警报系统以提高用户安全系数，就后方障碍物系统，若后方车辆超过安全距离，会发出警报提醒用户；为方便结伴而行的用户，通过GSM和阿里云，将数据最终显示到对应的手机APP上，只要用户都装有APP，能看到同伴的行程参数及位置；为给用户提供更多骑行乐趣，为方便伙伴间能了解对方的状态，相互照顾对方的安全。

本实用新型在电力供应上放弃了较为笨重的铅蓄电池，而是利用车轮的转动，设置有自动充电系统，实时给体型较小的可充电电池供电。同时，将该作品的功耗降到最低。结合自身的状态数据评估及周围的环境参数为用户提供便利，比如PM2.5、温湿度后方车辆等环境数以及速度、路程、经纬度、海拔、摔倒信息、车辆是否被盗等自身状态的数据。同时利用客户端将速度、路程、经纬度、海拔、摔倒信息环境PM2.5、温湿度等数据分享给伙伴，方便伙伴间的相互照顾，提高结伴而行的乐趣。车辆是否被盗的数据会由内嵌入车架的系统独立检测和控制，一旦有危险信号，立即发送短信给用户，并发出报警声，用户还能通过APP实时追踪爱车。转向灯主要给后方车辆提供转向信息。同时在骑行过程中，可以将自行车产生的机械动能转化成电能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的新型智慧自行车结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的数据检测与分享的程序流程图；

图3是本实用新型实施例提供的Arduino防盗与追踪的程序流程图；

图4是本实用新型实施例提供新型智慧自行车的内部原理图；

图中：1、HMI显示屏；2、MSP430F149单片机；3、PM2.5传感器；4、GPS模块；5、转向按键；6、测速模块；7、GSM模块；8、锂电池；9、热释电传感器；10、尾灯；11、超声波模块；12、温湿度模块；13、Arduino防丢系统；14、发电机；15、倾角传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的新型智慧自行车包括：HMI显示屏1、MSP430F149单片机2、PM2.5传感器3、GPS模块4、转向按键5、测速模块6、GSM模块7、锂电池8、热释电传感器9、尾灯10、超声波11、温湿度传感器12、Arduino防丢系统13、发电机14。

MSP430F149单片机2和GSM模块7嵌入特定的集成箱，集成箱安装在自行车龙头下部。HMI显示屏1固定在车头上面，通过杜邦线连接MSP430F149单片机2的UART串口进行通信。倾角传感器15由两个水银开关并联而成，放置于车龙头下方与MSP430F149单片机2连接，主要和热释电共同检测摔倒信息。PM2.5传感器3和温湿度传感器12放在车头左侧，PM2.5传感器3通过UART串口与MSP430F149单片机2进行通信，DHT11通过IO读取并解析。GSM模块7放在集成箱，有两路走线，一路是连接MSP430F149单片机2的串口，另一路车架内走线连接嵌在车架内的Arduino防丢系统13单片机的UART串口，两路走线在打开数据监测与分享系统时开通连接MSP430F149单片机2的走线，另一条走线关闭，在关闭数据检测与分享系统后，即处于停车状态是，若防盗总闸处于开通状态，则自动开通连接Arduino的走线。GPS模块4和GSM模块7内嵌车座部并和MSP430F149单片机2和Arduino防丢系统13单片机的UART串口相连，可将GPS信息发到两单片机，两单片机也可通过GSM模块7发送信息。自行车的锂电池8也是内嵌于自行车车梁内，并给整个系统供电，内嵌于车梁内是以防盗贼破坏防盗系统。转向按键5、超声波11、尾灯10都与ST89C051单片机相连，转向按键5固定在车把手左侧，超声波11和尾灯10固定于车座下，以便于检测后方车辆距离和提示后方车辆。发电机14则固定在自行车支架上并与后车轮进行摩擦将机械能转换成电能储存于锂电池8内。震动传感器和Arduino单片机集成在一起，内嵌与自行车车梁内，并与Arduino单片机相连。蜂鸣器与尾灯集成在一起，并与51单片机和Arduino单片机相连。震动传感器和Arduino单片机集成在一起，内嵌与自行车车梁内，并与Arduino单片机相连。蜂鸣器与尾灯集成在一起，并与ST89C51单片机和Arduino单片机相连。热释电传感器放在车架与座位连接处，朝后轮方向放置。二者与Arduino相连。

本实用新型的工作原理：

HMI显示屏通过串口跟MSP430F149单片机联接，主要是显示检测的一些数据。MSP430F149单片机是整个自行车的处理器，主要是处理传感器检测出来的数据并对这些数据分析、PM2.5传感器是根据光的散射原理来检测的，微粒和分子在光的照射下会产生光的散射现象，与此同时，还吸收部分照射光的能量。当一束平行单色光入射到被测颗粒场时，会受到颗粒周围散射和吸收的影响，光强将被衰减。如此一来便可求得入射光通过待测浓度场的相对衰减率。而相对衰减率的大小基本上能线性反应待测场灰尘的相对浓度。通过计数得到的实时颗粒物数量浓度按照算法和标定方法就可得到粉尘浓度。GPS模块可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准，这些数据再上传到MSP430F149单片机和Arduino单片机上。转向按键可以控制自行车的尾灯的闪烁，已达到警告后方车辆的目的、测速模块用的是霍尔传感器和吸附在车轮上的磁铁共同检测、GSMsim808模块主要负责通信功能，把检测到的信息上传到APP上，并且还发短信通知用户车辆有被盗的可能、锂电池主要用于给整个系统供电，并且将发电机发的电储存到电池里、热释电传感器主要是检测是否有人体靠近，并将这些数据传到MSP430F149和Arduino单片机中、尾灯主要是对后方车辆进行提示、超声波模块通过发送超声波和接收返回的超声波的时间从而检测后车辆的距离，当车辆超过安全距离时尾灯就会闪烁提示后方车辆，并且车辆就会发出警报提醒骑行者、温湿度监测模块通过检测环境的温度和湿度然后上传给MSP430F149单片机、Arduino防丢系统是通过Arduino单片机为主控芯片，通过震动传感器和热释电传感器中和判断是否有人偷车，如果有人偷车就通过Arduino单片机发信号送让GSMsim808模块发送短信通知用户告之有人偷车。并且将将车辆的经纬度信息发送到APP上，用户可实时追踪爱车的具体位置，及时找回爱车。发电机通过发电机跟轮子的摩擦，将机械能转换为电能储存在锂电池中。同时，还能直接给手机充电。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。