一种可成像的自行车轮毂的制作方法

本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种可成像的自行车轮毂。

背景技术：

可成像的自行车轮毂是通过将传统自行车辐条替换成多排可变色led灯，在自行车行进到一定速度时，通过视觉暂留效应，形成一幅完整的图像,文字或动画的技术。

目前通过旋转在自行车轮上成像的技术仅见于自行车风火轮（如，自行车风火轮cn201520076405.3、自行车风火轮cn201420659687.5）。自行车风火轮通过将led灯安装到车轮上，可以在自行车行进过程中形成图案，其工作原理为：在电脑上将图片处理，并通过软件将数据输入到设备的单片机内。在自行车行进时单片机根据自行车速度将图像导入ｌｅｄ，由于视觉暂留效应，人们会看到单片机内预设的图像。然而现有的自行车风火轮存在以下缺点：

自行车风火轮均需要用户额外购买、安装、调试，无法在自行车生产阶段通过工业标准安装，因此存在使用步骤繁琐，易脱落、损坏等缺陷。

风火轮用户群体仅限于少数自行车爱好者，民众认知度不强，无法普及。

受销售规模所限，自行车风火轮往往单价高，性价比低，更加不利于推广。

显示设备需用户连接电脑或无线设备来手动更新数据，无法实现全自动更新。

显示设备无法获取用户实时地点信息，无法提供基于地点的个性化服务。

显示设备无法连接手机网络（gsm,3g,4g,5g等），使产品不具备网络功能。

显示设备没有物联网后台提供服务，无法提供实时线上服务。

显示设备无法根据环境调节亮度，导致能源浪费。

技术实现要素：

本发明的目是：为解决现有自行车移动显示装置的缺陷，提供一种易用、稳固、经济、便于量产，可在自行车生产阶段组装成为一种可成像的自行车轮毂。

可成像的自行车轮毂，包括：电路板，控制单元，角度计算单元，光强单元，gps定位单元，手机网络单元，数据储存单元，led显示单元，电量供给单元，其特征在于：以控制单元为核心，各单元通过电路板或电线与之相连，置于自行车轮毂之内，播放数据为以图片中心为圆心，平均分成若干扇形，根据led显示单元中led数量经云平台后端处理过的数据，控制单元根据当前轮毂所成角度，将该角度所对应的播放内容同时发送到每排led内。

控制单元可选择atsamd21g18armcortexm0处理器,置于adafruitfeatherm0adalogger之上。并采用arduino为基础系统构架。

角度计算单元角度计算单元选择lsm9ds0，包括三轴陀螺仪，三轴加速度仪，其中三轴陀螺仪提供实时基于空间直角坐标系内x,y,z轴为轴心，所做圆周运动的角速度信息；三轴加速度仪提供基于相同x,y,z轴为方向的加速度信息，通过以上两种传感器的数据可以计算出该轮毂与原始角度所成夹角，根据夹角角度控制单元可决定led显示单元的显示内容，角度计算单元以spi协议与控制单元相连，具体方法为lsm9ds0的sda,scl,cs,sao,gnd和vcc接口分别与控制单元的9,10,11,12,gnd和3.3v接口相连。

光强单元选择tsl2561光强传感器，提供实时光照强度数据，控制单元可根据光强改变led显示亮度，光强单元以i2c协议与控制单元相连，具体方法为tsl2561的sda,scl,gnd,vcc接口分别与控制单元的sda,scl,gnd,3.3v接口相连。gps定位单元为控制单元提供实时地点信息。

手机网络单元包括通讯模块与手机卡，可选用sim808，其与gps定位单元的adafruitfona808可合并为adafruitfona808+gpsbreakout，通讯模块支持手机卡运营商提供的全部网络制式和通讯协议，包括但不限于2ggsm,3g,4g,5g,，手机网络单元向后端云服务器发送该轮毂状态以及播放内容状态等信息，手机网络单元从后端云服务器接收更新播放内容等各类信息，gps及手机网络通讯模块统一以软件串口协议与控制单元相连，具体方法为adafruitfona808+gpsbreakout的key,rx,tx,rst,gnd,vio分别与控制单元的gnd,tx,rx,4,gnd,3.3v接口相连。

数据储存单元采用固态sd卡，以控制单元自有容量，为控制单元储存播放内容以及使用状态等数据，数据储存单元置于控制单元adafruitfeatherm0adalogger之内，可装卸任意迷你固态sd储存卡。

控制单元可实时向数据储存单元输入或读取必要的的信息。

led显示单元led显示单元选用adafruitneopixelstick，为3~12条以轮毂中心为圆心平均分布于轮毂上的单排led，根据不同显示效果需求，在设计生产轮毂时可调整单排led数量，以及每排led的数目。

其中角度计算单元可以i2c或spi协议与单片机链接并交换数据，光强单元可以以i2c协议与控制单元链接，gps及手机网络单元可采用软件串口协议与单片机相连。

播放数据为以图片中心为圆心，平均分成若干扇形，根据led显示单元中led数量经云平台后端处理过的数据。

控制单元可根据光强改变led显示亮度：在外部光照强时提高亮度，弱时减小亮度，以达到节能的目的。

控制单元根据地点信息决定显示内容。

手机网络单元向后端云服务器发送该轮毂状态以及播放内容状态等信息。

手机网络单元从后端云服务器接收更新播放内容等各类信息。

数据储存单元为控制单元储存播放内容以及使用状态等数据。

控制单元可实时向数据储存单元输入或读取必要的的信息。

在设计生产轮毂时可调整单排led数量，以及每排led的数目。

具体的，控制单元根据当前轮毂所成角度，将该角度所对应的播放内容同时发送到每排led内。供电单元为2200毫安时可充电锂电池。当轮毂转动达到一定速度后，由于视觉暂留效应人们便可以看到完整的图像。

本发明的优点是：本发明结构不复杂，具有实现容易，维护更新成本低，宣传质量高，可以反馈状态等优点。在中国遍布大街小巷的自行车是使用频率最高，接触用户群体最多的交通工具.鉴于庞大的用户体量，自行车在中国成为了良好的广告载体。本发明使自行车这个老百姓日常通勤，锻炼最常用的工具成为可编辑内容的广告媒体。商业价值大，适合做屏幕载体，娱乐性，实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的原理框图。

图3是本发明的电路连接图，图中sd为固态数据储存卡，可插入控制单元中。

图中1是车轮毂外环，2是车轮花鼓及外部，3是花鼓与车圈连接处。

具体实施方式

以下为本发明具体实施方案之一，但是本发明可根据权利要求覆盖不同实施方案。

控制单元可选择atsamd21g18armcortexm0处理器,置于adafruitfeatherm0adalogger之上。并采用arduino为基础系统构架。

角度计算单元可选择lsm9ds0，其中包括陀螺仪与加速度仪。

光强单元可选择tsl2561光强传感器。

gps定位单元可选用adafruitfona808。

手机网络通讯模块可选用sim808，其与gps定位单元的adafruitfona808可合并为adafruitfona808+gpsbreakout。

数据储存单元可以采用固态sd卡，以及控制单元自有容量。

led显示单元可选用adafruitneopixelstick。

供电单元为2200毫安时可充电锂电池。

本方案中角度计算单元以spi协议与控制单元相连，具体方法为lsm9ds0的sda,scl,cs,sao,gnd和vcc接口分别与控制单元的9,10,11,12,gnd和3.3v接口相连.

光强单元以i2c协议与控制单元相连，具体方法为tsl2561的sda,scl,gnd,vcc接口分别与控制单元的sda,scl,gnd,3.3v接口相连.

gps及手机网络通讯模块统一以软件串口协议与控制单元相连，具体方法为adafruitfona808+gpsbreakout的key,rx,tx,rst,gnd,vio分别与控制单元的gnd,tx,rx,4,gnd,3.3v接口相连。

数据储存单元置于控制单元adafruitfeatherm0adalogger之内，可装卸任意迷你固态sd储存卡。

led显示单元与控制单元采用单接口数据传输模式，具体方法为adafruitneopixelstick的din,gnd,4-7vdc接口分别与控制单元的6,gnd,bat接口相连。

如图1所示，以上单元均置于2内位于自行车花鼓外部，密封于轮毂之内。

led显示单元为如图1中3所示，本实施方案采用5条单排led,每排正反面led数目取32，镶于电路板之上。

图1中1为自行车轮毂外环，该外环按照自行车厂标准设计，可装充气轮胎或实心胎。本发明采用的技术大多都是现有技术，本领域普通技术人员参照附图和说明书均可实现。