一种应用于电动两轮车的转向后视系统的制作方法

本实用新型属于两轮电瓶车仪表显示领域，涉及一种应用于电动两轮车的转向后视系统，结合了电动两轮车本身的仪表信息显示和后视摄像头图像的处理。

背景技术：

市面上现有的两轮电动车的仪表盘大都很单调，大部分仪表盘只用了led用作指示，另外小部分是单色液晶显示的。但这两种仪表盘也只是解决了两轮电动车基本的电池电量显示，完全没有为两轮电动车骑车人的安全作考虑，而据统计在所有的两轮电瓶车事故中有很大一部分的事故是因为骑车人转弯或者变道引起的。因此现有的两轮电动车仪表盘具有显示信息不全、内容单调的缺点，并且不能够为骑车人在转弯或者变道时提供安全保障。

技术实现要素：

针对现有的电动两轮车仪表盘具有显示信息不全、内容单调以及不能提供转弯或者变道的安全保障等问题，本实用新型提出一种应用于电动两轮车的转向后视系统，利用一块显示屏将电动两轮车的普通仪表盘与后视影像相结合，正常行驶时实现仪表盘上的电动两轮车行驶信息，转弯或者变道时显示电动两轮车行驶方向后方的实时影像，使得骑车人不需要偏头就能查看后面的路面情况，大大的增加了骑车人的安全；并且增加了显示时钟信息、温度信息等功能，还设置了多种可调的主题样式，丰富了仪表盘内容。

本实用新型的技术方案为：

一种应用于电动两轮车的转向后视系统，包括电源模块、微控制单元、摄像头、显示屏、显示屏驱动模块、转向开关和输入信号处理模块，所述电源模块用于为所述微控制单元、摄像头、显示屏、显示屏驱动模块和输入信号处理模块供电；所述摄像头安装在所述电动两轮车车尾处，用于采集所述电动两轮车行驶方向后方的实时影像并传送给所述显示屏驱动模块；所述输入信号处理模块用于根据所述转向开关的状态输出不同的控制信号，当所述转向开关处于第一档位时所述输入信号处理模块产生第一控制信号，表示所述电动两轮车处于直行状态，所述微控制单元接收所述第一控制信号并控制所述显示屏驱动模块驱动所述显示屏显示所述电动两轮车的行驶信息；当所述转向开关处于第二档位时所述输入信号处理模块产生第二控制信号，表示所述电动两轮车处于转向状态，所述微控制单元接收所述第二控制信号并控制所述显示屏驱动模块驱动所述显示屏将所述电动两轮车的行驶信息切换为所述摄像头采集的实时影像；所述转向开关安装在所述电动两轮车车把的转把上，所述显示屏安装在所述电动两轮车的仪表盘位置处。

具体的，所述转向后视系统还包括实时时钟模块、温度传感器、亮度传感器和调整开关，所述实时时钟模块、温度传感器和亮度传感器由所述电源模块供电；所述实时时钟模块用于将当前时钟信息传送给所述微控制单元，所述温度传感器用于采集所述电动两轮车的实时温度信息并传送给所述微控制单元，所述微控制单元在所述转向开关处于第一档位时控制所述显示屏驱动模块将所述当前时钟信息和实时温度信息通过所述显示屏显示出来；所述亮度传感器用于获取当前环境的实时光线强度信息并传送给所述微控制单元，所述微控制单元根据实时光线强度信息控制所述显示屏驱动模块调整所述显示屏的亮度；所述调整开关包括按键开关和拨码开关，所述微控制单元在所述按键开关的控制下调整所述显示屏显示的当前时钟信息，所述微控制单元在所述拨码开关的控制下调整所述显示屏的主题样式，所述显示屏设置有多种主题样式，通过所述拨码开关的不同组合对应所述显示屏的不同主题样式。

具体的，所述电源模块包括降压电路和保护电路，所述降压电路用于将所述电动两轮车的输入电源信号进行降压后为所述微控制单元、摄像头、显示屏、显示屏驱动模块、输入信号处理模块、实时时钟模块、温度传感器和亮度传感器供电；所述保护电路包括输入反接保护模块和过压保护模块，所述输入反接保护模块包括肖特基二极管，肖特基二极管的阳极连接所述电动两轮车的输入电源信号，其阴极连接所述降压电路的输入；所述过压保护模块包括第一tvs二极管和第二tvs二极管，第一tvs二极管设置在所述降压电路的输入端，其正极连接所述电动两轮车的输入电源信号，其负极接地；第二tvs二极管设置在所述降压电路的输出端，其正极连接所述降压电路的输出信号，其负极接地。

具体的，所述输入信号处理模块还用于接收包括所述电动两轮车的转速信号、档位信号、灯光信号、电池电压信号并进行处理后传送至所述微控制单元。

具体的，所述输入信号处理模块包括电阻分压单元和74hc04芯片，输入所述输入信号处理模块的信号经过所述电阻分压单元进行降压后再由74hc04芯片进行滤波消除抖动后传送给所述微控制单元。

具体的，所述实时时钟模块包括实时时钟芯片ds3231和备份电池，当所述电动两轮车启动时由所述电源模块为实时时钟芯片ds3231供电，当所述电动两轮车没有启动时由所述备份电池为实时时钟芯片ds3231供电，实时时钟芯片ds3231与所述微控制单元通过串行总线连接。

具体的，所述微控制单元采用32位的单片机stm32f030f4p6，所述微控制单元还包括三个模数转换器分别将所述电动两轮车的电池电压、温度传感器输出电压和亮度传感器输出电压转换成数字信号传送给单片机进行处理。

具体的，所述摄像头采用具有夜视和防水功能的广角鱼眼镜头。

本实用新型的有益效果为：本实用新型利用一块显示屏将电动两轮车的普通仪表盘与后视影像相结合，使得显示屏在正常行驶时显示仪表盘上的电动两轮车行驶信息，转弯或者变道时显示电动两轮车行驶方向后方的实时影像，解决了骑车人在转弯或变道时不方便观察后方路况的安全隐患；另外本实用新型还增加了显示屏的温度显示、时钟显示、主题样式调整和亮度调整等功能，完善了传统电动两轮车仪表盘显示信息不全、内容单调等不足。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统的结构框图。

图2是将本实用新型提出的转向后视系统安装在两轮电动车上的部分架构图。

图3是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中电源模块在实施例中的一种实现电路结构图。

图4是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中输入信号处理模块在实施例中的一种实现电路结构图。

图5是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中实时时钟模块在实施例中的一种实现电路结构图。

图6是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中温度传感器和亮度传感器在实施例中的一种实现电路结构图。

图7是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中调整开关在实施例中的一种实现电路结构图。

图8是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中微控制单元在实施例中的一种实现电路结构图。

图9是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中摄像头供电的一种实现电路结构图。

图10是本实用新型提出的一种应用于电动两轮车的转向后视系统中显示屏驱动模块的一种实现电路结构图。

附图标记说明：1-电源模块、2-输入信号处理模块、3-实时时钟模块、4-温度传感器和亮度传感器、5-调整开关、6-微控制单元(mcu处理)、7-摄像头、8-显示屏驱动模块、9-显示屏、10-电动两轮车转把信号、11-电动两轮车控制器信号、12-输入电源12v。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述本实用新型的技术方案。

本实用新型提出一种应用于电动两轮车的转向后视系统，如图1所示，包括电源模块1，用于将电动两轮车的输入电源信号12进行处理获得能够为其他模块供电的信号，输入电源信号12是由两轮电动车给出的，本实施例中为12v电源，当两轮电动车总开关打开过后就产生12v的输入电源信号12，再由电源模块1将12v的输入电源信号12降压到3.3v电压。如图3所示，电源模块1包括保护电路和dc-dc降压电路，dc-dc降压电路采用一个最大输出3a的buck电路，当电动两轮车通电过后降压电路把12v的输入电源信号12通过两个串联的分压电阻降压到3.3v电压供其余模块使用，需要电源模块1供电的模块包括输入信号处理模块2、实时时钟模块3、温度传感器和亮度传感器4、微控制单元(mcu处理部分)6、摄像头7、显示屏驱动模块8、显示屏9。

保护电路包括输入反接保护、输入过压保护和输出过压保护三部分。输入反接保护模块是在电源模块1输入端串接一个肖特基二极管(如图3中的d1)，电动两轮车的输入电源信号连接肖特基二极管的阳极，肖特基二极管的阴极输出信号再经过降压电路的处理，当输入电源信号接反时肖特基二极管不会导通实现输入反接保护。输入过压保护和输出过压保护分别是在电源模块1的输入和输出分别接入相应电压的tvs二极管，如图3中的第一tvs二极管tvs1接在降压电路的输入端，第二tvs二极管tvs2接在降压电路的输出端，第一tvs二极管tvs1的正端接输入电源12v的正极，第一tvs二极管tvs1的负端接输入电源12v的负极，如发生意外输入电源12v过压后(比如超过16v)将由第一tvs二极管tvs1吸收这个电压，以保护后面电路不被损坏。同理输出过压保护中的第二tvs二极管tvs2也是类似的接法。

转向后视系统中输入信号处理模块2用于处理电动两轮车转把信号10，电动两轮车转把信号10是由电动两轮车的骑车人在骑车时拨动电动两轮车车把上的转向开关时产生的信号。转向开关安装在电动两轮车车把的转把上，电动两轮车直行时转向开关处于第一档位，电动两轮车转把信号10输入到输入信号处理模块2中，输入信号处理模块2产生第一控制信号由微控制单元处理后使得显示屏显示普通仪表盘信息，当骑车人需要转弯或变道时就拨动转向开关，转向开关变为第二档位，电动两轮车转把信号10输入到输入信号处理模块2中，输入信号处理模块2产生第二控制信号由微控制单元处理后控制显示屏切换为显示摄像头7采集的实时影像。当然输入信号处理模块2还可以用于处理电动两轮车的其他输入信号比如电动两轮车控制信号11，电动两轮车控制信号11是由两轮电动车控制器输出的信号，包括转速信号、档位信号、灯光信号、电池电压信号等等。如图4所示，输入信号处理模块2可以由多组电阻分压电路把对应的电动两轮车转把输入信号10和电动两轮车控制信号11的电压分别降到3.3v以内，再由74hc04芯片(即图4中u2)把信号滤波消除抖动过后送给微控制单元6进行分析处理。

实时时钟模块3用于将当前时钟信息传送给微控制单元进行处理后在显示屏9上显示，如图5所示，实时时钟模块3可以由一个实时时钟芯片ds3231(如图5中u3)和一颗备份电池(如图5中bt1)组成。当电动两轮车启动产生电源信号后实时时钟模块3由电源模块1供电，当没有使用电动两轮车时，电源模块1不产生电源信号，就将实时时钟模块3切换为备份电池给实时时钟芯片ds3231供电，防止实时时钟芯片ds3231内部数据丢失。实时时钟芯片ds3231与微控制单元6的单片机mcu通过iic(串行总线)连接。本实施例中实时时钟芯片ds3231可以做到年误差50s以内。

为了丰富电动两轮车仪表盘信息，本实用新型还设置了温度传感器采集外部温度并由显示屏9显示，设置了亮度传感器4采集外部光线强度亮度并根据当前光线强度调整显示屏9的亮度。如图6所示，利用两颗电阻型的器件实现温度传感器和亮度传感器4，温度传感器和亮度传感器4安装在显示屏9正面上方的中间，方便采集外部环境的光线强度和温度。热敏电阻和光敏电阻在不同环境温度和不同的光线强度下输出不同的电压，这两路信号连接到微控制单元6的单片机mcu的adc引脚上，经过程序处理后能够显示环境温度和改变显示屏9的亮度。

调整开关5包括按键开关和拨码开关，按键开关可以是两个贴片按键(如图7中的s1和s2)，拨码开关可以是一个三位拨码开关(如图7中的sw1)，两个贴片按键s1和s2用来调节显示屏9显示的时间，两个贴片按键s1和s2分别并联了一个0.1uf的电容，用作按键的硬件消抖。三位的拨码开关用来调节显示屏9显示的主题样式，可以默认主题是黄色背景的主题，通过这个拨码拨到不同的组合(三位拨码开关最多有2³即8种组合)来切换显示的主题样式。三位拨码开关sw1通过3个2k电阻上拉到3.3v，通过拨动拨码开关sw1的相应开关连接到地，一共最多可以有8种组合也就是最多可以有8种主题样式。

微控制单元6采用一个20pin脚的32位的单片机stm32f030f4p6，如图8所示。采用低成本32位mcu能够在兼顾性能的同时也降低生产成本，更有助于替代市面上传统的仪表盘。集成面板上除了单片机最小系统外，还应用到了3路adc输入端口，1路用来测试电动两轮车的电池电压，电池电压经过两个串联的电阻分压到3.3v以内供给该路adc输入引脚。经过mcu处理过后再送给显示屏驱动模块8处理并由显示屏9显示出来。另外两路adc主要采集温度传感器和亮度传感器引脚的电压，经过mcu处理过后其中温度信息由显示屏9显示出来，亮度传感器的数据处理过后通过显示屏驱动模块8来控制显示屏9的亮度，以达到白天提高显示屏亮度以让显示的更清楚，晚上降低显示屏的亮度防止显示的太亮太刺眼。

如图2所示，摄像头7可以安装在电动两轮车尾部支撑车架下面的尾灯上面，用于采集电动两轮车行驶方向后方的实时影像并传输给显示屏驱动模块8进行处理，获取车后面的交通状况。摄像头7的供电可以由微控制单元6(mcu)根据电动两轮车转把信号10来控制，如图9所示。摄像头7可以采用专用定制广角鱼眼镜头，可视范围达到了170°，可以很好的观察到相邻2到3车道的情况，并且支持无光彩色夜视，在夜晚也有很好的可视效果。摄像头整体达到ip68防水级别，采用纳米镜面，经测试过自动洗车机，洗完车出来一样不会影响摄像头的正常运作，防水工艺真正做到泡过后，还能正常工作，无论是再大的雨水或再颠簸的路况也一样没问题。

显示屏组件13包括显示屏驱动模块8和显示屏9，显示屏组件13可以安装在电动两轮车车把中间仪表盘位置处用来显示所有信息。显示屏驱动模块8把微控制单元6(mcu)和摄像头7传输过来的信息进行整合并且驱动显示屏9。其中的图像处理芯片可以采用已经经过多年市场验证的amt630a，内部集成了51核心单片机，能够处理前端mcu采集的信息并显示出来，如图10所示给出了实施例中显示屏驱动模块8的具体电路。显示屏9用于把所有微控制单元6(mcu)处理好的信息和摄像头7采集到的图像显示出来，并通过转向开关的控制进行切换。电源模块1供电后等待微控制单元6(mcu)初始化成功即可点亮屏幕。显示屏9可以采用京东方面板的液晶显示屏，所有的信息都是能够由这块4.3寸480x800高清屏幕显示。本实施例中的工艺设计为：pcb基材(fr4)；最佳表面镀金；长123mm×宽72mm×厚1.6mm；pcb最小线宽0.2mm、线距0.2mm，最小孔径0.35mm.，属于低加工难度产品。

本实用新型参考了汽车的倒车影像，采用一个高清带夜视的摄像头7采集电动两轮车后面的实时影像。当电动两轮车直行或者不需要参考后视影像时，显示屏9起电动两轮车仪表盘作用，能够显示时钟、温度、电池电量、转速、档位等信息；当骑车人需要进行转弯或者变道时，拨动一下转把上的转向开关，转向开关档位变化通过电动两轮车转把信号10被输入信号处理模块2处理后送至微控制单元6(mcu)，mcu经过计算控制显示屏驱动模块8把摄像头7采集到的实时影像信号送至给显示屏9，使得显示屏9由仪表盘界面切换为后视摄像头显示的实时影像，这样骑车人就不需要偏头就能查看后面的路面情况，保障了骑车人的安全。

本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其他各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围之内。