一种电动助力自行车运行数据采集和存储系统及其方法与流程

本发明涉及电动助力自行车，尤其涉及一种电动助力自行车运行数据采集和存储系统及其方法。

背景技术：

1、目前电动助力自行车是在普通自行车上增加了助动系统，助动系统包括电机、电池和控制器，当自行车在逆风、上坡和载重时，助动系统可以为自行车提供动力，减轻骑行的难度。

2、现有的电动助力自行车在运行过程中，无法监测及存储电动助力自行车的运行数据，导致难以收集到电动助力自行车在各种道路工况下的实际运行情况，无法为后续改进电动助力自行车提供数据支撑。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种电动助力自行车运行数据采集和存储系统及其方法，来解决无法监测及存储电动助力自行车运行数据的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供了一种电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其包括车速检测单元、电流检测单元、踏板检测单元和监控装置；

4、其中，所述车速检测单元用于检测电动助力自行车的行驶速度，并输出车速信号；

5、所述电流检测单元用于检测所述电动助力自行车的电机和控制器之间的电流，并输出电流信号；

6、所述踏板检测单元用于检测所述电动助力自行车的踏板踩踏频率和踩踏力度，并输出踏频信号和踏力信号；

7、所述监控装置分别与所述车速检测单元、所述电流检测单元和所述踏板检测单元电性连接，所述监控装置用于采集和存储所述车速信号、所述电流信号、所述踏频信号和所述踏力信号。

8、在以上技术方案的基础上，优选的，所述监控装置包括mcu芯片、存储卡和模数转换器，所述模数转换器用于将采集到的所述车速信号、所述电流信号、所述踏频信号和所述踏力信号均转换成数字信号并发送至所述mcu芯片，所述mcu芯片用于将所述数字信号存储于所述存储卡中。

9、在以上技术方案的基础上，优选的，所述监控装置还包括读卡器，所述读卡器用于读取所述存储卡中保存的数据，并将读取到的数据发送至所述mcu芯片，所述mcu芯片和上位机连接，并进行可视化数据显示。

10、在以上技术方案的基础上，优选的，所述监控装置包括内置电源，当所述电动助力自行车损坏时，所述内置电源用于给所述车速检测单元、所述电流检测单元和所述踏板检测单元持续提供电能。

11、在以上技术方案的基础上，优选的，所述车速检测单元的引脚1和所述监控装置内部的mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，所述车速检测单元的引脚2和电源电性连接，所述车速检测单元的引脚3和电线接地端电性连接。

12、在以上技术方案的基础上，优选的，所述电流检测单元的引脚1和电阻r31的一端电性连接，所述电阻r31的另一端和所述监控装置内部的mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，以及所述电阻r31的另一端还和电阻r32的一端电性连接，所述电阻r32的另一端和电线接地端电性连接，所述电流检测单元的引脚2和所述电阻r31的一端电性连接，所述电流检测单元2的引脚3和所述监控装置内部的读卡器芯片的通用输入输出端口电性连接，所述电流检测单元的引脚4和电线接地端电性连接，所述电流检测单元还和电容c11的一端电性连接，所述电容c11的另一端和电线接地端电性连接，所述电容c11的一端还和电源电性连接。

13、在以上技术方案的基础上，优选的，所述踏板检测单元包括踏频检测电路，所述踏频检测电路的引脚1和电阻r14的一端电性连接，所述电阻r14的另一端和所述监控装置内部的mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，以及所述电阻r14的另一端还和电阻r16的一端电性连接，所述电阻r16的另一端和电线接地端电性连接，所述踏频检测电路的引脚2和所述电阻r14的一端电性连接，所述踏频检测电路的引脚3和所述监控装置内部的读卡器芯片的通用输入输出端口电性连接，所述踏频检测电路的引脚4和电线接地端电性连接，所述踏频检测电路还和电容c9的一端电性连接，所述电容c9的另一端和电线接地端电性连接，所述电容c9的一端还和电源电性连接。

14、在以上技术方案的基础上，优选的，所述踏板检测单元还包括踏力检测电路，所述踏力检测电路的引脚5和所述读卡器芯片的通用输入输出端口电性连接，所述踏力检测电路的引脚6和电阻r25的一端电性连接，所述踏力检测电路的引脚7和所述电阻r25的一端电性连接，所述电阻r25的另一端和所述mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，电阻r26的一端和所述电阻r25的另一端电性连接，所述电阻r26的另一端和电线接地端电性连接。

15、以及，本发明还提供了一种电动助力自行车运行数据采集和存储方法，应用如上所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其包括以下步骤：

16、s1：将车速检测单元、电流检测单元和踏板检测单元分别和监控装置电性连接，并打开所述监控装置；

17、s2：骑行电动助力自行车，通过所述车速检测单元、所述电流检测单元和所述踏板检测单元检测所述电动助力自行车的行驶数据；

18、s3：将所述行驶数据发送至所述监控装置，所述监控装置存储所述行驶数据；

19、s4：骑行结束后，将所述监控装置的连接口和上位机连接，并通过所述上位机显示采集到的所述行驶数据。

20、在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s3还包括以下步骤：

21、s301：进行外设初始化；

22、s302：判断读卡器是否和上位机连接，若否，则执行下一步骤，若是，则执行步骤s306；

23、s303：将存储卡和mcu芯片连接；

24、s304：通过模数转换器将采集到的所述行驶数据转化为数字信号；

25、s305：通过所述mcu芯片将所述数字信号存储于所述存储卡中；

26、重复执行s302-s305，直至结束运行；

27、s306：将存储卡和所述读卡器连接，并继续判断所述读卡器和所述上位机是否保持连接，若是，则等待100ms后，再次判断所述读卡器和所述上位机是否保持连接，若否，则执行步骤s303。

28、本发明的电动助力自行车运行数据采集和存储系统相对于现有技术具有以下有益效果：

29、(1)通过设置车速检测单元用于检测电动助力自行车的行驶速度，并且输出车速信号，以及通过设置电流检测单元用于检测电机和控制器之间的电流，并且输出电流信号，还通过设置踏板检测单元检测踏板的踩踏频率和踩踏力度，并且输出踏频信号和踏力信号，将监控装置分别和车速检测单元、电流检测单元和踏板检测单元电性连接，并且通过监控装置采集和存储车速信号、电流信号、踏频信号和踏力信号，可以实时监测及存储电动助力自行车的运行数据，便于车厂对电助力自行车在各种道路工况下的实际运行情况进行分析；

30、(2)监控装置设置有内置电源，内置电源可以为车速检测单元、电流检测单元和踏板检测单元提供电能，可以在整车故障时保持数据采集及存储功能，便于分析故障原因。

技术特征：

1.一种电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：包括车速检测单元(1)、电流检测单元(2)、踏板检测单元(3)和监控装置(4)；

2.如权利要求1所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述监控装置(4)包括mcu芯片、存储卡和模数转换器，所述模数转换器用于将采集到的所述车速信号、所述电流信号、所述踏频信号和所述踏力信号均转换成数字信号并发送至所述mcu芯片，所述mcu芯片用于将所述数字信号存储于所述存储卡中。

3.如权利要求2所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述监控装置(4)还包括读卡器，所述读卡器用于读取所述存储卡中保存的数据，并将读取到的数据发送至所述mcu芯片，所述mcu芯片和上位机连接，并进行可视化数据显示。

4.如权利要求1所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述监控装置(4)包括内置电源，当所述电动助力自行车(5)损坏时，所述内置电源用于给所述车速检测单元(1)、所述电流检测单元(2)和所述踏板检测单元(3)持续提供电能。

5.如权利要求1所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述车速检测单元(1)的引脚1和所述监控装置(4)内部的mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，所述车速检测单元(1)的引脚2和电源电性连接，所述车速检测单元(1)的引脚3和电线接地端电性连接。

6.如权利要求1所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述电流检测单元(2)的引脚1和电阻r31的一端电性连接，所述电阻r31的另一端和所述监控装置(4)内部的mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，以及所述电阻r31的另一端还和电阻r32的一端电性连接，所述电阻r32的另一端和电线接地端电性连接，所述电流检测单元(2)的引脚2和所述电阻r31的一端电性连接，所述电流检测单元2的引脚3和所述监控装置(4)内部的读卡器芯片的通用输入输出端口电性连接，所述电流检测单元(2)的引脚4和电线接地端电性连接，所述电流检测单元(2)还和电容c11的一端电性连接，所述电容c11的另一端和电线接地端电性连接，所述电容c11的一端还和电源电性连接。

7.如权利要求1所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述踏板检测单元(3)包括踏频检测电路，所述踏频检测电路的引脚1和电阻r14的一端电性连接，所述电阻r14的另一端和所述监控装置(4)内部的mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，以及所述电阻r14的另一端还和电阻r16的一端电性连接，所述电阻r16的另一端和电线接地端电性连接，所述踏频检测电路的引脚2和所述电阻r14的一端电性连接，所述踏频检测电路的引脚3和所述监控装置(4)内部的读卡器芯片的通用输入输出端口电性连接，所述踏频检测电路的引脚4和电线接地端电性连接，所述踏频检测电路还和电容c9的一端电性连接，所述电容c9的另一端和电线接地端电性连接，所述电容c9的一端还和电源电性连接。

8.如权利要求7所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于：所述踏板检测单元(3)还包括踏力检测电路，所述踏力检测电路的引脚5和所述读卡器芯片的通用输入输出端口电性连接，所述踏力检测电路的引脚6和电阻r25的一端电性连接，所述踏力检测电路的引脚7和所述电阻r25的一端电性连接，所述电阻r25的另一端和所述mcu芯片的通用输入输出端口电性连接，电阻r26的一端和所述电阻r25的另一端电性连接，所述电阻r26的另一端和电线接地端电性连接。

9.一种电动助力自行车运行数据采集和存储方法，应用如权利要求1-8中任一项所述的电动助力自行车运行数据采集和存储系统，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的电动助力自行车运行数据采集和存储方法，其特征在于，所述步骤s3还包括以下步骤：

技术总结
本发明提出了一种电动助力自行车运行数据采集和存储系统及其方法，涉及电动助力自行车技术领域，通过设置车速检测单元用于检测电动助力自行车的行驶速度，并且输出车速信号，以及通过设置电流检测单元用于检测电机和控制器之间的电流，并且输出电流信号，还通过设置踏板检测单元检测踏板的踩踏频率和踩踏力度，并且输出踏频信号和踏力信号，将监控装置分别和车速检测单元、电流检测单元和踏板检测单元电性连接，并且通过监控装置采集和存储车速信号、电流信号、踏频信号和踏力信号，可以实时监测及存储电动助力自行车的运行数据，便于车厂对电助力自行车在各种道路工况下的实际运行情况进行分析。

技术研发人员：夏盛,钟志杨,陈方圆,汪宗胜,林飞,祝鹏
受保护的技术使用者：宁波麦思动力系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12