自行車電子系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種自行車電子系統(tǒng)（1001)，包括第一手動命令管理單元，該單元具有殼體，所述殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的把手處，該單元包括至少一個第一可手動致動開關(guān)（1036)、第一處理器(1030)和第一無線通信裝置（1032)，其特征在于，第一手動命令管理單元還包括向第一處理器（1030)和第一無線通信裝置（1032)供電的電路（1031)，該電源電路（1031)包括電池電源（1033)和/或被配置成從在系統(tǒng)（1001)內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
【專利說明】自行車電子系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，并且具體地涉及一種自行車電子變速器。

【背景技術(shù)】
[0002]自行車中的運動傳動系統(tǒng)包括在齒輪之間延伸的鏈條，齒輪與踏板曲柄的軸和后輪的輪轂聯(lián)動。當在踏板曲柄的軸和后輪的輪轂中的至少之一處存在超過一個齒輪，并且因此運動傳動系統(tǒng)具有變速器時，就提供前撥鏈器和/或后撥鏈器。在電子伺服變速器的情況下，每個撥鏈器都包括:鏈條引導元件，也稱為撥鏈片，鏈條引導元件可移動，從而使鏈條在齒輪之間移動，以便改變齒數(shù)比；和機電致動器，以移動鏈條引導元件。致動器繼而通常包括:馬達，通常是電動馬達，電動馬達通過鏈接，諸如鉸接平行四邊形環(huán)鏈、齒條系統(tǒng)或蝸桿系統(tǒng)聯(lián)接鏈條弓I導元件；以及轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子下游的向下移動至鏈條弓I導元件本身的任何移動部分的位置、速度和/或加速度的傳感器。值得注意，也使用與本文中所使用的術(shù)語稍微不同的術(shù)語。
[0003]例如，控制電子裝置基于一個或更多個下列檢測變量自動地改變齒數(shù)比，諸如行駛速度、踏板曲柄的旋轉(zhuǎn)節(jié)奏、被施加給踏板曲柄的扭矩、行駛地形的坡度、自行車手的心率等等，和/或本發(fā)明尤為關(guān)注的，基于自行車手經(jīng)適當?shù)目刂茦?gòu)件(例如握把和/或按鈕)手動輸入的命令，改變齒數(shù)比。
[0004]安裝一種用于控制前撥鏈器的裝置和一種控制后撥鏈器的裝置，或者在更簡單變速器的情況下僅安裝兩者中的一種，以便使自行車手易于通常是在車把上操縱，靠近其把手，剎把也被設(shè)置在該處，以分別控制前和后輪剎車。允許在兩個方向驅(qū)動撥鏈器以及剎車的控制裝置通常被稱為集成控制器。
[0005]作為慣例，用于控制前撥鏈器的裝置以及前輪的剎把被布置為靠近左把手，并且控制后撥鏈器的裝置以及后輪的剎把被布置為靠近右把手。
[0006]上述組件位于自行車車體上，并且必須彼此連通。此外，必須對上述組件供電。
[0007]US6, 741，045B2公開了一種自行車控制設(shè)備，包括:自行車組件控制單元，該單元具有控制發(fā)射器和控制接收器中之一；計算機控制單元，該單元具有控制發(fā)射器和控制接收器中另一個；傳輸路徑，該傳輸路徑聯(lián)接至自行車組件控制單元和計算機控制單元；其中控制發(fā)射器將功率和數(shù)據(jù)在傳輸路徑上傳遞給控制接收器。該文件大致指示了，顯示載體單元和前撥鏈器單元之間的傳輸路徑也可以為無線的，然而實際上未教導以無線方式傳輸功率。
[0008]US6, 757, 567B2公開了一種用于自行車的電子控制系統(tǒng)，以關(guān)聯(lián)于與自行車相關(guān)聯(lián)的一組傳感器、一組致動器和一組控制構(gòu)件，包括:第一處理器單元，該單元可以用作處理和顯示信息的單元，在實施例中示出為顯示單元；第二處理器單元，該單元可以用作控制與所述一組控制構(gòu)件通信和接口連接的單元，在實施例中示出為顯示載體單元；和第三處理器單元，該單元可以用作用于與所述一組傳感器和所述一組致動器接口連接的單元，在實施例中示出為被布置在水壺架處的中央單元；所述第一、第二和第三處理器單元通過異步雙向通信通道連接在一起。
[0009]EP 2 072 091 BI公開了一種自行車電子設(shè)備，包括電子控制單元、顯示單元、驅(qū)動單元，以及通過適當?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，經(jīng)通信通道通信的第二電子控制單元或傳感器單元；還提供一種用于對自行車電子設(shè)備的組件供電的線路。所示實施例中的電子控制單元被容納在顯示單元的殼體中。該文件大致指示了各種單元之間的通信也可以為無線的。
[0010] 申請人:已經(jīng)認識到，上述文件的架構(gòu)大致包括主處理器，其故障會導致整個系統(tǒng)故障。
[0011]因此，本發(fā)明的基本問題在于避免上述缺點，特別是提供一種具有分布式架構(gòu)的自行車電子系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，包括:
[0013]-手動命令管理單元，該手動命令管理單元具有殼體，該殼體被構(gòu)造用于固定在自行車車把的把手處，該手動命令管理單元包括至少一個第一可手動致動開關(guān)和第一處理器，
[0014]-撥鏈器管理單元，該撥鏈器管理單元包括第二處理器，
[0015]其特征在于，該系統(tǒng)包括在第一處理器和第二處理器之間的第一直接通信通道，并且其中第一處理器響應至少一個第一開關(guān)的手動致動，發(fā)出地址為撥鏈器管理單元的撥鏈器命令信號，并且第二處理器通過直接通信通道從第一處理器接收撥鏈器命令信號。
[0016]在本說明書中和附加權(quán)利要求中，術(shù)語“通道”的意思是信號的通信或傳播路徑。從物理觀點看，術(shù)語“通道”用于指示有線媒體類型，有線媒體連接兩個單元，以物理遠程傳輸用于信號的信息，或者是指示其中信號傳播的環(huán)境(無線電媒體)。
[0017]因此，通過這種方式，能夠避免這樣一種集中單元，該集中單元接收手動命令管理單元發(fā)出的命令，并且朝著撥鏈器關(guān)系系統(tǒng)發(fā)送命令，可能重新處理命令。
[0018]由于手動命令管理單元的殼體被構(gòu)造成固定在把手處，所以根據(jù)本發(fā)明的手動命令管理單元不包括顯示載體單元、顯示單元或直到現(xiàn)在都在使用的另一類型的集中單元等等，以將其中存在的兩個手動命令管理單元發(fā)出的命令分組。
[0019]優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括第二手動命令管理單元，該第二手動命令管理單元具有殼體，殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的第二把手處，包括至少一個第二可手動致動開關(guān)和第三處理器。
[0020]優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括具有第四處理器的第二撥鏈器管理單元。
[0021]優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括在第三處理器和第四處理器之間的第二直接通信通道，并且第三處理器響應至少一個第二開關(guān)的手動致動，發(fā)出地址為第二撥鏈器管理單元的撥鏈器命令信號，并且第四處理器通過第二直接通信通道從第三處理器接收撥鏈器命令信號。
[0022]優(yōu)選地，在缺乏第二手動命令管理單元的情況下，該系統(tǒng)還包括在第一處理器和第四處理器之間的第三直接通信通道，并且第一處理器響應至少一個第二開關(guān)的手動致動，發(fā)出地址為第二撥鏈器管理單元的撥鏈器命令信號，并且第四處理器通過第三直接通信通道從第一處理器接收撥鏈器命令信號。
[0023]優(yōu)選地，在缺乏第二手動命令管理單元的情況下，該系統(tǒng)還包括在第三處理器和第二處理器之間的第四直接通信通道，并且第三處理器響應至少一個第二開關(guān)的手動致動，發(fā)出地址為撥鏈器管理單元的撥鏈器命令信號，并且第二處理器通過第四直接通信通道從第三處理器接收撥鏈器命令信號。
[0024]優(yōu)選地，如果存在，第一手動命令管理單元和第二手動命令管理單元具有至少兩個開關(guān)。
[0025]在實施例中，在第一直接通信通道和/或第二直接通信通道和/或第三直接通信通道和/或第四直接通信通道之間提供的那些通道是無線通信通道。
[0026]在實施例中，在第一直接通信通道和/或第二直接通信通道和/或第三直接通信通道和/或第四直接通信通道之間提供的那些通道是線纜通信通道。
[0027]在實施例中，在第一直接通信通道和/或第二直接通信通道和/或第三直接通信通道和/或第四直接通信通道之間提供的那些通道是同一通信總線上的線纜通信通道。
[0028]在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，其中分布架構(gòu)具體實施為有線模式，包括:
[0029]-電池單元，
[0030]-手動命令管理單元，
[0031]-撥鏈器管理單元，和
[0032]-供電和通信總線，所述單元中的每個都連接至所述總線。
[0033]所述手動命令管理單元和撥鏈器管理單元中的每個都包括處理器，以及被布置在處理器和所述總線之間的電壓調(diào)節(jié)器。
[0034]該分布架構(gòu)使得可避免中央處理單元，并且使得易于擴展系統(tǒng)。此外，有利地，電源被所有單元共享，每個單元都有利地具有電壓調(diào)節(jié)器以使該單元適應其處理器，因此，其處理器能夠為該單元本身專用。手動命令管理單元通過總線與撥鏈器管理單元直接通信，從而對其施加變速命令。反之亦然，撥鏈器管理單元能夠?qū)㈥P(guān)于其自身狀態(tài)的消息直接傳達給手動命令管理單元。
[0035]可以通過下列能夠視需要彼此組合的另外特征，進一步改進自行車電子系統(tǒng)的該實施例。
[0036]有利地，所述供電和通信總線包括接地線纜、電源線纜和單串行通信線纜。
[0037]通過提供具有在整個系統(tǒng)上分布的三根電線的總線，簡化了各個單元的連接。
[0038]優(yōu)選地，所述手動命令管理單元和撥鏈器管理單元中的每個都包括被包含在所述處理器中，或處于其外部的接收器，和/或發(fā)射器。
[0039]通過在每個單元上提供發(fā)射器和接收器兩者，提高了系統(tǒng)的性能。
[0040]優(yōu)選地，所述發(fā)射器和所述接收器被連接至所述通信線纜。
[0041]優(yōu)選地，所述手動命令管理單元和撥鏈器管理單元中的每個還包括電容裝置，該電容裝置被布置在調(diào)節(jié)器和電源以及所述總線的接地線纜之間。
[0042]有利地，所述電容裝置具有在缺乏電源的情況下，允許短時間向處理器供電的功能，該時間足以保存數(shù)據(jù)。
[0043]優(yōu)選地，所述手動命令管理單元和撥鏈器管理單元以及任選地所述電池單元中的每個包括被布置在所述總線的電源和通信線纜之間的起偏器，優(yōu)選是電阻器。
[0044]有利地，該系統(tǒng)還包括第二手動命令管理單元和第二撥鏈器管理單元，其每個都包括處理器，以及被布置在處理器以及所述總線的地線和電源線纜之間的電壓調(diào)節(jié)器。
[0045]有利地,該系統(tǒng)還包括從計算機環(huán)路(computer cycle)、傳感器單元、記錄單元、外圍單元組成的組中選擇的至少一個其它單元，其每個都包括處理器，以及被布置在處理器以及所述總線的地線和電源線纜之間的電壓調(diào)節(jié)器。
[0046]優(yōu)選地，所述發(fā)射器包括串聯(lián)連接在總線的通信和接地電纜之間的MOSFET和電阻器，MOSFET的柵極由處理器驅(qū)動。
[0047]優(yōu)選地，接收器包括閾值比較器，更優(yōu)選施密特觸發(fā)器。
[0048]優(yōu)選地，處理器被配置成通過接收器檢查，通信線纜上的電壓是否等于靜止值持續(xù)了最小時間，并且僅在肯定情況下通過發(fā)射器發(fā)射消息。
[0049]優(yōu)選地，處理器被配置成通過接收器檢查經(jīng)發(fā)射器發(fā)出的每一數(shù)位(bit)，并且在檢查給出否定結(jié)果的情況下，重新發(fā)出整條消息和/或單個的所發(fā)射的數(shù)位。
[0050]優(yōu)選地，處理器被配置成通過接收器，監(jiān)控通信線纜上的電壓是否等于靜止值持續(xù)了最小時間，并且在否定情況下接收消息，從而檢查其是否為地址單元，并且在肯定情況下，通過發(fā)射器發(fā)出接收信號的確認，以響應消息執(zhí)行可能的動作，并且通過發(fā)射器發(fā)出接收消息的進一步確認。
[0051]在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，其中分布架構(gòu)被具體實施為至少部分無線模式。
[0052]這種自行車電子系統(tǒng)以最佳方式開發(fā)無線連接性。
[0053]因而在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一手動命令管理單元，該第一手動命令管理單元具有殼體，該殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的把手處，該第一手動命令管理單元包括至少一個第一可手動致動開關(guān)、第一處理器和第一無線通信
>J-U ρ?α裝直。
[0054]第一手動命令管理單元還包括向第一處理器和第一無線通信裝置供電的電路，該電源電路包括電池電源，和/或被配置成從在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
[0055]通過上述特征，手動命令管理單元完全不存在從其殼體引出，并且被導向系統(tǒng)的一個或更多個其它組件的電線，具有下列明顯優(yōu)點，諸如改進外觀、改進空氣動力學特性和特別易于組裝性。應理解，在適合不僅電子變速器，而且也適合命令機械剎車的所謂集成命令的情況下，應存在致動剎車的機械線纜，諸如波頓線纜。
[0056]優(yōu)選地，所提供的電池電源是紐扣電池式電池。
[0057]優(yōu)選地，電池電源是堿性電池。
[0058]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括至少一個第一撥鏈器單元。
[0059]優(yōu)選地，在手動命令管理單元中，第一處理器響應該至少一個第一開關(guān)的手動致動發(fā)出撥鏈器命令；并且撥鏈器管理單元接收和處理撥鏈器命令。
[0060]如下文更明確指出的，從手動命令管理單元至撥鏈器管理單元的撥鏈器命令通信，可以為通過系統(tǒng)的另一單元，即其中的接口單元的直接或間接的通信。
[0061]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括從下列單元中預先選擇的至少兩個單元，即第一撥鏈器單元、第二撥鏈器單元和電池單元，以及在所述至少兩個預先選擇的單元之間的至少一個電纜連接。
[0062]優(yōu)選地，所述至少一個電纜連接包括電源連接。
[0063]優(yōu)選地，所述至少一個電纜連接還包括數(shù)據(jù)和/或命令通信連接。
[0064]因此，該系統(tǒng)優(yōu)選地和有利地具有新穎混合架構(gòu)，其中，自行車的“頂部”部分，也就是說被固定至車把的手動控制器和可能的顯示單元或接口單元(手動控制器和系統(tǒng)的其余部分之間的接口，和/或與用戶的接口)完全是無線的(通信和電源)，而自行車的“底部”部分，包括撥鏈器，通過電纜連接。該架構(gòu)最優(yōu)，這是因為在自行車的底部部分中，必須向至少一個鏈條引導器的運動提供的所涉及的功率更大。此外，在自行車的該“底部”部分中，電纜的存在通常較不重要，這是因為由于下列事實，所以易于將它們在車架內(nèi)部穿過，即車架的管材所具有的截面大于車把的管材，并且它們具有不同形狀。
[0065]接口單元可以完全為無線的，或者通過線纜連接自行車的“底部”部分。
[0066]數(shù)據(jù)和/或命令通信可以在系統(tǒng)內(nèi)完全為無線的，也在所述至少兩個預先選擇的單元之間提供無線通信，或者可以混合，當如上所述地所述至少一個電纜連接包括數(shù)據(jù)和/或命令通信連接時。在后一種情況下，開發(fā)允許電源連接的電纜，以用于提供線纜通信，在一些方面，線纜通信比無線通信更可靠并且更快。
[0067]優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括第一撥鏈器單元、第二撥鏈器單元和電池單元、在電池單元和第一撥鏈器單元之間的第一電纜連接，以及在電池單元和第二撥鏈器單元之間的第二電纜連接。
[0068]在實施例中，第一和第二電纜連接包括電源連接，該系統(tǒng)還包括在所述第一撥鏈器單元、第二撥鏈器單元和電池單元之間的至少一個數(shù)據(jù)和/或命令無線通信通道。
[0069]在實施例中，第一和第二電纜連接包括電源以及數(shù)據(jù)和/或命令通信連接。
[0070]當存在時，電池單元可以被容納在座柱中或座管中，或者被固定在車架外的適當位置處。
[0071]在其它實施例中，第一和第二撥鏈器單元至少其中之一包括電池，并且不存在電池單元。
[0072]優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括第二手動命令管理單元，該第二手動命令管理單元具有殼體，該殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的第二把手處，該第二手動命令管理單元包括至少一個第二可手動致動開關(guān)、第二處理器和第二無線通信裝置，其中第二手動命令管理單元還包括用于向第二處理器和第二無線通信裝置供電的第二電路，第二電源電路包括電池電源，和/或被配置成從在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
[0073]在實施例中，該系統(tǒng)還包括在第一手動命令管理單元和系統(tǒng)的其余部分之間，特別是在第一手動命令管理單元和第二手動命令管理單元以及一個或兩個撥鏈器管理單元之間的接口單元。
[0074]優(yōu)選地，接口單元包括第三處理器和第三無線通信裝置，以及用于向第三處理器和第三無線通信裝置供電的第三電路。
[0075]優(yōu)選地，第三電源電路包括電池電源，該電池電源被配置成也將能量供應給在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的所述射頻電磁場。
[0076]作為替換方式，接口單元從在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
[0077]作為替換方式，接口單元通過電源，并且可任選地也通過數(shù)據(jù)/命令通信連接，與電池單元連接。
[0078]優(yōu)選地，當?shù)谝皇謩用罟芾韱卧▋H被配置成從射頻電磁場吸收能量的電源電路時，該單元還包括蓄能裝置，通常是電容器。
[0079]優(yōu)選地，如果通過在電池單元內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場供電，這對第二手動命令管理單元(如果存在)，和/或接口單元也適用。
[0080]通過這種蓄能裝置，手動命令管理單元(或其它單元)能夠?qū)ζ涮幚砥髯怨╇娨欢〞r間長度，該段時間足以將發(fā)射射頻電磁場的請求發(fā)射給系統(tǒng)的另一組件。
[0081 ] 優(yōu)選地，第一無線通信裝置包括接收和發(fā)射天線。
[0082]優(yōu)選地，接收和發(fā)射天線被制作成載有第一處理器的印刷電路板(PCB)的板跡線。
[0083]優(yōu)選地，這對于如果存在的，并且具有接收和發(fā)射天線的第二手動命令管理單元，和/或接口單元和/或其它單元也適用。
[0084]有利地，提供被包含在PCB板中的這種天線避免了必需提供、儲存和裝配不同組件的必要性。
[0085]優(yōu)選地，同一自行車車載的系統(tǒng)單元被構(gòu)造成組成私人通信網(wǎng)絡，并且更優(yōu)選地，該網(wǎng)絡關(guān)于外部保密。
[0086]這種提供允許第一自行車車載的所述通信網(wǎng)絡與第二自行車的類似通信網(wǎng)絡共存，兩個網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)和/或命令通道之間不干擾。在競賽期間并且特別是在短距離比賽期間特別重要，因為在幾米范圍內(nèi)可以存在幾十輛自行車。
[0087]同一自行車的車載系統(tǒng)單元可以以下列通信網(wǎng)絡連接，即網(wǎng)狀式的通信網(wǎng)絡(網(wǎng)狀網(wǎng)絡)，其中每個單元都代表起接收器、發(fā)射器和/或轉(zhuǎn)發(fā)器作用的節(jié)點，或者具有至少一個星型子網(wǎng)的通信網(wǎng)絡，其中一個單元代表起星型中心節(jié)點的節(jié)點，并且其它單元代表外圍節(jié)點，或者具有至少一個樹型子網(wǎng)的通信網(wǎng)絡，其中一個單元代表起根作用的節(jié)點，并且其它單元代表外圍節(jié)點。
[0088]每個根節(jié)點或星型中心節(jié)點都具有接收器和/或發(fā)射器和/或轉(zhuǎn)發(fā)器和/或網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器的功能。
[0089]每個外圍節(jié)點都具有接收器和/或發(fā)射器的功能，但是不具有轉(zhuǎn)發(fā)器和/或網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器的功能。
[0090]優(yōu)選地，根據(jù)從下列協(xié)議組成的組選擇的低功率無線通信協(xié)議執(zhí)行無線通信，即ZigBee、藍牙、藍牙低功率消耗協(xié)議、NFC、WiF1、RFID，更優(yōu)選地根據(jù)稱為ZigBee的協(xié)議。
[0091]更具體地，ZigBee是基于用于無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(WPAN)的標準IEEE802.15.4的，使用小型低功率數(shù)字天線的高水平通信協(xié)議組的規(guī)范的名稱。
[0092]優(yōu)選地，無線通信在868MHz或2.4Ghz下發(fā)生。
[0093]網(wǎng)絡的安全性可以通過適合的，本身眾所周知的密碼系統(tǒng)來具體實現(xiàn)。僅作為實例，應提及可能在消息結(jié)尾處添加作為閱讀密碼的CRC(循環(huán)冗余校驗碼)的可能性，和/或逆變通信數(shù)位的可能性。
[0094]優(yōu)選地，同一自行車車載的系統(tǒng)單元之間的通信網(wǎng)絡被配置成，進一步與不被車載安裝在自行車上的上級裝置(supervisor device)無線通信。
[0095]有利地，這種上級裝置是所謂的隊車(team car)的車載裝置，隊車在競賽期間跟隨自行車或自行車隊。
[0096]通過無線通信，一個或更多個自行車的車載系統(tǒng)的一個或更多個參數(shù)和/或變量的當前值被有利地發(fā)射至上級裝置，和/或一個或更多個自行車的車載系統(tǒng)的一個或更多個參數(shù)和/或變量的值可以被上級裝置通過下列通信修改，即上級裝置與自行車車載系統(tǒng)的直接通信，和/或上級裝置針對車隊中全部的自行車車載系統(tǒng)的廣播通信。
[0097]在其一方面，本發(fā)明涉及一種對至少一個自行車的控制系統(tǒng)，包括彼此無線通信的上述自行車電子系統(tǒng)以及非在自行車上車載的上級裝置。
[0098]在其一方面，本發(fā)明涉及一種用于上述自行車電子系統(tǒng)的控制裝置。
[0099]在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，其包括通過ZigBee協(xié)議無線通信的至少兩個無線通信單元。
[0100]在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，其包括具有處理器和無線通信天線的單元，其中無線通信天線被制成為載有處理器的印刷電路板(PCB)的跡線。
[0101]在其一方面，本發(fā)明涉及一種自行車電子系統(tǒng)，其包括手動命令管理單元，該單元包括被配置成從射頻電磁場吸收能量的電源電路，以及通常為電容器的蓄能裝置。
[0102]通過這種蓄能裝置，手動命令管理單元能夠?qū)ζ渥陨硖幚砥髯怨╇娨欢〞r間長度，該段時間足以將發(fā)射射頻電磁場的請求發(fā)射給系統(tǒng)的另一組件。
[0103]本發(fā)明的這種其它方面的系統(tǒng)和裝置可以包括上述特征中的一個或更多個。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0104]通過下文參考附圖做出的本發(fā)明一些優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的進一步特征和優(yōu)點將更明顯。視需要，各個構(gòu)造中的不同特征可以被組合在一起。在附圖中:
[0105]-圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的自行車電子系統(tǒng)的方框圖，
[0106]-圖2是自行車電子系統(tǒng)的電池單元的方框圖，
[0107]-圖3是自行車電子系統(tǒng)的每個其它單元的方框圖，
[0108]-圖4是自行車電子系統(tǒng)的電池單元的基本布線圖，
[0109]-圖5是自行車電子系統(tǒng)的每個其它單元的基本布線圖，
[0110]-圖6是傳輸相關(guān)的通信協(xié)議的流程圖，
[0111]-圖7是接收相關(guān)的通信協(xié)議的流程圖，
[0112]-圖8-11是根據(jù)本發(fā)明的自行車電子系統(tǒng)的一些實施例的方框圖，這些實施例在系統(tǒng)內(nèi)的通信網(wǎng)絡架構(gòu)方面彼此不同，
[0113]-圖12是圖8-11的自行車電子系統(tǒng)的單元的一個實施例的方框圖，
[0114]-圖13是圖8-11的自行車電子系統(tǒng)的單元的另一個實施例的方框圖，
[0115]-圖14示意性表示分布在自行車上的自行車電子系統(tǒng)實施例的各種單元，
[0116]-圖15示意性表示自行車電子系統(tǒng)的實施例的手動命令管理單元，
[0117]-圖16示意性表示自行車電子系統(tǒng)的實施例的接口單元，
[0118]-圖17是與在本發(fā)明實施例的系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡中起外圍節(jié)點作用的單元相關(guān)的通信協(xié)議的流程圖，
[0119]-圖18是與在本發(fā)明實施例的系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡中起根節(jié)點或星型中心節(jié)點作用的單元相關(guān)的通信協(xié)議的流程圖，和
[0120]-圖19是根據(jù)本發(fā)明的自行車的控制系統(tǒng)的流程圖。

【具體實施方式】
[0121]在下文說明書中，為了例示附圖，使用相同或類似的標識符指示具有相同或相似功能的構(gòu)造元件。
[0122]參考圖1，自行車電子系統(tǒng)I包括電池單元12、手動命令管理單元14、撥鏈器管理單元16、和總線18或電源和通信總線。所述單元12、14、16每個都被連接至總線18。
[0123]例如，手動命令管理單元14是可通過右手致動的單元，以本身已知的方式包括構(gòu)造成固定在自行車車把的把手處的殼體，并且撥鏈器管理單元16是與后輪聯(lián)動的單元。
[0124]優(yōu)選但非必要地，自行車電子系統(tǒng)I還包括被連接至總線18的其它單元。
[0125]因而在上述實例中分別示出第二手動命令管理單元15和第二撥鏈器管理單元17，第二手動命令管理單元15是可通過左手致動的單元，以本身已知的方式包括殼體，殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的把手處，并且第二撥鏈器管理單元17是與踏板曲柄的軸聯(lián)動的單元。
[0126]在可替換實施例中，可以僅存在前撥鏈器和各自控制器的管理單元，該管理單元通常通過左手致動。
[0127]在可以與自行車電子系統(tǒng)I中的總線18相連的其它單元中，存在計算機環(huán)路20、傳感器單元22、記錄單元24和普通外圍單元26，例如用于檢測/處理蹬踏板效果的單元，遠程定位命令單元，即設(shè)置在車把上或其它位置的不同位置中的一個或更多個復制命令單坐坐y Li，-rf* -rf* ο
[0128]總線18是有物理線纜的通道。優(yōu)選地，如圖2、3中所示，總線18包括三根線纜:接地線纜30、電源線纜32和單串行通信線纜34。接地線纜30是系統(tǒng)的所有電勢差的基準，并且電源電纜32向被連接至自行車電子系統(tǒng)I的所有單元14-17、20、22、24、26供電，并且串行通信電纜34被連接至自行車電子系統(tǒng)I的所有單元14-17、20、22、24、26使用，以傳送服務或錯誤消息或命令。
[0129]圖2也例示了電池單元12的方框圖，而圖3也示出每個其它上述單元14_17、20、22、24、26的方框圖。
[0130]電池單元12包括單元電池或電池36或蓄能器，電池36也可以由許多優(yōu)選可再充電、通常是串聯(lián)連接的單元電池形成。電池36連接在地線和電源線纜30、32之間，從而通過總線18，在自行車電子系統(tǒng)I的其余部分可用的兩個線纜之間供應電壓差。電池單元12也可任選地包括被連接在電源線纜32和通信線纜34之間的起偏器38，例如電阻器，從而在通信線纜34上產(chǎn)生已知電壓。
[0131]如圖3中所示，每個其它單元14-17、20、22、24、26都包括處理器40，以及被布置在處理器40和總線18之間，更具體地是布置在其地線和電源30、32之間的電壓調(diào)節(jié)器42。
[0132]處理器40控制由普通功能框44指示的專用于單元14_17、20、22、24、26本身的裝置和/或被這些裝置控制。例如，在手動命令管理單元14、15的情況下，功能框44通常包括至少一個或兩個開關(guān)，從而一旦它們的狀態(tài)改變，就分別發(fā)出升檔請求信號和/或降檔請求信號，并且包括可能的用于致動開關(guān)的連桿或按鈕；在撥鏈器管理單元16、17的情況下，例如，功能框44包括電動馬達的驅(qū)動電路和/或用于移動撥鏈器的鏈條引導元件的電動馬達；在計算機環(huán)路20的情況下，例如，功能框44包括顯示器、控制開關(guān)、數(shù)據(jù)和程序內(nèi)存；在傳感器22的情況下，功能框44包括下列變量的一個或更多個傳感器，即行駛速度、踏板曲柄的旋轉(zhuǎn)節(jié)奏、被施加給踏板曲柄的扭矩、行駛地形的坡度、自行車手的心率等等；在記錄單元24的情況下，例如，功能框44包括時鐘和內(nèi)存，從而當事件發(fā)生時，存儲事件和各自時間；最后，在普通外圍單元26的情況下，功能框44包括受處理器40控制或用于控制處理器40的一個或更多個電子裝置；也可以存在僅具有處理功能、無功能框44的外圍單元26。
[0133]電壓調(diào)節(jié)器42的提供允許每個單元14_17、20、22、24、26都被設(shè)計有最適合用于該單元本身的特定功能的處理器40，如從上述內(nèi)容能夠明白，這可以是高可變的。實際上，電壓調(diào)節(jié)器42從總線18獲取電池12提供的功率，并且向處理器40提供最適合的電壓值。
[0134]雖然未示出，但是由功能框44圖示的一個或更多個電子裝置和機電裝置能夠被直接連接至地線30和電源32線纜，從而由電池單元12經(jīng)總線18供電。
[0135]優(yōu)選地，在電壓調(diào)節(jié)器42和總線18之間，更具體地是在其地線和電源線纜30、32之間，布置有電容裝置46，諸如小容量電容器。這種裝置具有允許對處理器40短時間段供電的功能，例如幾毫秒，該時間段足以在缺乏總線18上的供電的情況下，延遲關(guān)閉處理器40，以便在缺乏供電的情況下，處理器40能夠在非易失性內(nèi)存中完成對所有數(shù)據(jù)和所有變量的當前值的保存。
[0136]每個單元14_17、20、22、24、26也優(yōu)選地和有利地包括通信線纜上的電壓調(diào)制器或發(fā)射器48，以及通信線纜上的電壓解調(diào)器或接收器50。
[0137]如下文更好地描述的，接收器50示出為獨立塊，并且可以被包含到處理器40中。
[0138]在被連接在自行車電子系統(tǒng)I的每個單元中提供發(fā)射器或調(diào)制器48，以及接收器或解調(diào)器50允許在各種單元之間直接通信。具體地，手動命令管理單元14、15和/或傳感器單元22能夠直接與撥鏈器管理單元16、17通信，從而直接施加升檔和降檔命令，并且接收撥鏈器的狀態(tài)消息。在下文中例示了特別適合自行車電子系統(tǒng)I的通信協(xié)議。
[0139]在一些單元14_17、20、22、24、26中，可以不存在發(fā)射器48和/或接收器50，這當然放棄了這些單元通信的能力(或所有能力)，并且可能改變關(guān)于下文所述的通信協(xié)議。
[0140]與電池單元12類似，每個其它單元14-17、20、22、24、26也任選地包括起偏器52，例如電阻器，起偏器52被連接在電源線纜32和通信線纜34之間，從而在通信線纜34上產(chǎn)生已知電壓。
[0141]圖4是電池單元12的基本布線圖，該圖更好地示出由串聯(lián)連接的多個單元電池形成的電池36或蓄能器如何連接在通往總線18的接地和電源線纜30、32的線纜31、33之間，并且電阻器38形式的可選起偏器38如何連接在通往總線18的電源線纜32和通信線纜34的線纜33、35之間。
[0142]圖5是自行車電子系統(tǒng)I的每個其它單元14_17、20、22、24、26的基本布線圖。保護電容46被連接在通往總線18的接地和電源線纜30、32的線纜31a、33a之間；在其下游處，電壓調(diào)節(jié)器42被連接在通往總線18的電源和接地線纜32、30的線纜31a、33a之間；處理器40被以下列方式連接在電壓調(diào)節(jié)器42和通往接地線纜30的線纜31a之間，即由經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓供電。處理器40也被直接連接至通往通信線纜34的線纜35a，這是因為其包含或?qū)崿F(xiàn)接收器50，能夠檢測通信線纜34上存在的電壓電平，并且根據(jù)下文所述的通信協(xié)議解釋該電壓電平。
[0143]在可替換實施例中，解調(diào)器可以為獨立組件，例如閾值比較器，優(yōu)選為施密特觸發(fā)器。
[0144]調(diào)制器或發(fā)射器48包括串聯(lián)連接在通往總線18的接地線纜30和通信線纜34的線纜31a和35a之間的M0SFET54和電阻器56，更具體地，M0SFET54的漏極被連接至通往通信線纜34的線纜35a，M0SFET54的源極被連接至電阻器56的一端，并且電阻器56的第二端被連接至通往接地線纜30的線纜31a。M0SFET54的柵極由處理器40通過命令線路58驅(qū)動。
[0145]最后，示出電阻器52形式的，被連接在線纜33a和35a之間的起偏器52，線纜33a和35a通往處于單元14-17、20、22、24、26的所有裝置上游的電源和通信線纜32、34。
[0146]當處理器40不將電壓施加給M0SFET54的柵極時，漏極和源極被彼此充分隔離，并且通信線纜34上的電壓由起偏器52控制。當處理器40向M0SFET54的柵極施加高于其閾值電壓的電壓時，電流就流經(jīng)M0SFET54，并且通過電阻器56，在通信線纜34上存在電壓降。
[0147]然后，總線18的通信線纜34上的電壓Vbus從在下文中被稱為靜止電壓Vq的恒定值，變?yōu)榈陀赩q的值Vtx，其中當在任何單元中，不向M0SFET54的柵極施加電壓一相應于第一邏輯水平，例如邏輯O的電壓時，存在靜止電壓Vq，并且當在單元中，向M0SFET54的柵極施加電壓一相應于第二邏輯水平，例如邏輯I的電壓時，存在電壓Vtx?？偩€的通信線纜34上的電壓Vbus的值被解調(diào)器或接收器50檢測，并且以邏輯水平O或I解釋。通過在將電壓施加至M0SFET54的柵極的時間上的控制，處理器40因此能夠通過發(fā)射器48在通信線纜34上發(fā)射二進制信號。
[0148]應強調(diào)，可以省去圖2、3中所示的一些框，以及圖4、5中所示的一些組件。
[0149]圖6是與發(fā)射相關(guān)的根據(jù)本發(fā)明的通信協(xié)議的流程圖，并且圖7是與接收相關(guān)的通信協(xié)議的流程圖。通信協(xié)議規(guī)定，一次存在單個發(fā)射單元，并且存在對所有單元接收的持續(xù)監(jiān)聽。
[0150]關(guān)于發(fā)射，參考圖6，必須發(fā)射消息的一個單元14-17、20、22、24、26的處理器40首先在框100中且通過接收器50檢查通信線纜34上的電壓Vbus是否等于靜止電壓Vq持續(xù)了最短時間Tq，Tq的大小為平均來說沒有裝置使用總線的平均時間。Tq是確保不中斷消息的最小時間，并且其可以為恒定量、零值或變量，并且適合所使用的模式。
[0151]在否定情況下，即如果電壓Vbus的值已經(jīng)降低為Vtx〈Vq,這意味著單兀14_17、20、22、24、26(包括必須發(fā)射消息的單元本身)已經(jīng)具有正在進行的發(fā)射，出于該原因，保持執(zhí)行檢查框100。
[0152]在肯定情況下，即如果電壓Vbus的值保持等于Vq持續(xù)時間段Tq，這意味著沒有單元14-17、20、22、24、26在發(fā)射，并且通信線纜34可用。
[0153]在該情況下，在方框102中，處理器40在發(fā)射緩沖器中加載將被發(fā)射的消息，雖然可以在檢查框100之前發(fā)生該加載。
[0154]然后在方框104中，處理器40通過發(fā)射器48每次一數(shù)位地發(fā)射被加載在發(fā)射緩沖器中的消息，并且在方框106中，通過接收器50檢查所發(fā)射的數(shù)位是否被正確地加載在通信線纜34上。在方框108中，處理器40檢查當前數(shù)位的發(fā)射是否正確發(fā)生，并且要被發(fā)射的消息是否已經(jīng)終止。在否定情況下，返回至方框104以發(fā)射另一數(shù)位，或者重新發(fā)射相同數(shù)位，或者在錯誤情況下再次開始發(fā)射消息，而在肯定情況下，發(fā)射協(xié)議的執(zhí)行已經(jīng)終止。
[0155]關(guān)于接收，參考圖7，被連接在自行車電子系統(tǒng)I中的每個單元14_17、20、22、24、26的處理器40在方框120中且通過接收器50檢查通信線纜34上的電壓Vbus是否等于靜止值Vq持續(xù)了最小時間Tq。只要該條件為真，則沒有單元14_17、20、22、24、26進行發(fā)射，并且處理器繼續(xù)檢查電壓Vbus。然而，可以省略接收中的這種檢查。
[0156]當電壓Vbus不再等于Vq，而是等于Vtx時，由于單元14_17、20、22、24、26發(fā)射，所以被連接在自行車電子系統(tǒng)I中的每個單元14-17、20、22、24、26的處理器40在方框122中并且通過接收器50 —數(shù)位一數(shù)位地接收完整消息，例如將其存儲在接收緩沖器中。
[0157]因而，被連接在自行車電子系統(tǒng)I中的每個單元14_17、20、22、24、26的處理器40在方框124中檢查消息的地址是否為其作為一部分的單元14-17、20、22、24、26，并且在否定情況下返回以在方框120中檢查電壓Vbus。
[0158]其中方框124的檢測已經(jīng)獲得肯定結(jié)果的消息的尋址單元的處理器40在方框126中，通過上述協(xié)議或者通過其中在方框100中不等待總線空閑的改進協(xié)議，來發(fā)射接收消息的確認。
[0159]在方框128中，消息的尋址單元的處理器40可選地響應所接收的信息，執(zhí)行動作。例如，在來自手動命令管理單元14的升檔請求消息的情況下，相關(guān)撥鏈器管理單元16通過適當?shù)仳?qū)動電動馬達，以移動撥鏈器的鏈條引導單元執(zhí)行升檔。
[0160]之后，消息的尋址單元的處理器40在方框130中通過上述協(xié)議發(fā)射已經(jīng)發(fā)生動作的確認。
[0161]上述自行車電子系統(tǒng)I具有分布架構(gòu)，其中有利地不存在中央處理單元。所有單元14-17、20、22、24、26都處于相同水平上，沒有哪個單元是其它單元的從屬的或主單元。能夠通過添加、移除或替換單元，易于重新構(gòu)造上述自行車電子系統(tǒng)I。向整個自行車電子系統(tǒng)I提供具有三條線纜的總線18也促進了關(guān)于各系統(tǒng)的裝配操作，其中各種裝置通過在系統(tǒng)中從一點至另一點可變的多條線纜互連。
[0162]通信和供電總線18具體化為單元14_17、20、22、24、26中的第一單元的處理器40與單元14-17、20、22、24、26中的第二單元的處理器40之間的直接通信通道。
[0163]具體地，通信和供電總線18具體實施為:
[0164]-在手動命令管理單元14的處理器40和撥鏈器管理單元16的處理器40之間的直接通信通道，
[0165]-在手動命令管理單元15的處理器40和撥鏈器管理單元17的處理器40之間的直接通信通道，
[0166]-在手動命令管理單元14的處理器40和撥鏈器管理單元17的處理器40之間的直接通信通道，
[0167]-在手動命令管理單元15的處理器40和撥鏈器管理單元16的處理器40之間的直接通信通道。
[0168]圖8-11中所示的自行車電子系統(tǒng)1001包括手動命令管理單元1014和撥鏈器管理單元1016。
[0169]例如，手動命令管理單元1014是通過右手致動的單元，以本身已知的方式包括殼體，該殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的把手處，并且撥鏈器管理單元1016是與后輪聯(lián)動的單元。
[0170]優(yōu)選但非必要地，自行車電子系統(tǒng)I還包括其它單元。
[0171]因而在上述實例中示出第二手動命令管理單元1015和第二撥鏈器管理單元1017分別通過是左手致動的單元，該單元以本身已知的方式包括殼體，該殼體被構(gòu)造成固定在自行車車把的把手處，以及與踏板曲柄的軸聯(lián)動的單元。
[0172]在可替換實施例中，可以僅存在通常可通過左手致動的前撥鏈器的管理單元和各自控制器。
[0173]為了清晰，下文應參考兩個手動命令管理單元1014、1015和兩個撥鏈器管理單元1016、1017 的情況。
[0174]關(guān)于可存在于系統(tǒng)1001中的其它單元，示出了電池單元1012。
[0175]在其它實施例(未示出)中，電池單元1012可以不存在，并且被在至少一個撥鏈器管理單元1016、1017中存在的電池或蓄能器代替。為了簡化說明，應參考電池單元1012，但是所述內(nèi)容也可以比照下列情況，其中電池被包含在撥鏈器管理單元1016、1017中。
[0176]關(guān)于可存在于自行車電子系統(tǒng)1001中的其它單元，存在接口單元1020，接口單元1020在圖8和10的實施例中存在，而在圖9和11的實施例中不存在。
[0177]如果存在，接口單元1020能夠從手動命令管理單元1014、1015接收命令，并且將它們轉(zhuǎn)發(fā)至撥鏈器管理單元1016、1017。
[0178]如果存在，接口單元1020可以包括用戶接口，該用戶接口包括顯示器和/或按鍵、按鈕、連桿、操縱桿或其它命令輸入構(gòu)件，包括觸控屏。
[0179]關(guān)于在自行車電子系統(tǒng)1001中可以存在、但是圖8至11中未示出的其它單元，進一步提及:電池充電器單元，優(yōu)選地該單元可移除地連接至電池單元1012 ;傳感器單元；記錄單元；和普通外圍單元，例如用于檢測/處理踏板效果的單元，一個或更多個遠程定位的命令單元，即在車把上或其它位置上處于不同位置的一個或更多個個復制的命令單元，等等。另外，還參考了上文關(guān)于圖1所述的內(nèi)容。
[0180]如下文更詳細描述的，自行車電子系統(tǒng)1001的各種單元，除了可能的電池單元1012和/或電池充電器單元之外，都連接在通信網(wǎng)絡中，以交換服務或錯誤命令或消息。
[0181]電池單元1012向撥鏈器管理單元1016、1017供應必要的功率。
[0182]在一些實施例中，電池單元1012也能夠向手動命令管理單元1014、1015供應必要的功率，但是通過下文更好地例示的射頻電磁場，以無線方式供應。
[0183]在一些實施例中，電池單元1012也能夠通過線纜，優(yōu)選以無線方式，通過下文更好地例示的射頻電磁場，向接口單元1020供應必要的功率。
[0184]電池單元2012以本身已知的方式包括單元電池或電池或蓄能器，電池也可以由通常是串聯(lián)連接的多個單元電池，優(yōu)選可再充電單元電池形成。電池被連接在地線和電源線之間，從而分別通過第一電源連接線纜1024和第二電源連接線纜1026，在撥鏈器管理單元1016、1017可用的兩個電線之間供應電壓差。因而，電池單元2012提供至少用于向撥鏈器管理單元1016、1017的電動馬達供電必需的能量。
[0185]如果電池單元2012也連接在系統(tǒng)1001的通信網(wǎng)絡中，該電池單元2012也包括下文更好例示的通信裝置。
[0186]如果存在的話，其它單元，特別是手動命令管理單元1014、手動命令管理單元
1015、撥鏈器管理單元1016、撥鏈器管理單元1017和接口單元1020每個都包括下文更好例示的各自通信裝置。
[0187]更詳細地，參考圖12和13，其以兩個實施例例示了代表上述單元1012、1014-1017、1020中的每個單元的大致方框圖。如下文詳述的，不是系統(tǒng)1001的所有單元都包括分別在圖12、13中指示的所有方框。
[0188]每個單元1014-1017、1020都包括處理器1030，優(yōu)選為微控制器。在電池單元1012中，可不存在處理器1030。
[0189]如果存在，手動命令管理單元1014、1015和接口單元1020每個都包括無線通信裝置1032。無線通信裝置1032包括所示的天線1034和收發(fā)器1035。在手動命令管理單元1014,1015中，收發(fā)器1035可以被發(fā)射器代替。
[0190]同樣地，撥鏈器管理單元1016、1017優(yōu)選地每個都包括無線通信裝置1032，優(yōu)選包括收發(fā)器1035和天線1034。在撥鏈器管理單元1016、1017中，收發(fā)器1035可以被接收器代替。
[0191]同樣地，電池單元1012可以包括無線通信裝置1032，優(yōu)選包括收發(fā)器1035和天線1034。
[0192]作為對無線通信裝置1032的代替或除此之外，在電池單元1012中、在接口單元1020 (如果存在)中，和/或撥鏈器管理單元1016、1017中，可以通過線纜發(fā)生處理器1030所管理的數(shù)據(jù)/命令的通信。例如，可以根據(jù)上文參考圖1至7所述的形式，通過線纜發(fā)生通信。
[0193]具體地，優(yōu)選分別通過連接線纜1024、1026發(fā)生電池單元1012和撥鏈器管理單元
1016、1017之間的通信。
[0194]雖然未示出，但是也可以存在用于電源連接，并且可能用于接口單元1020和電池單元1012之間的數(shù)據(jù)/命令連接的線纜。
[0195]換句話說，在撥鏈器管理單元1016、1017中，在接口單元1020中和/或在電池單元1012中，可以通過線纜和無線兩者發(fā)生通信。
[0196]另一方面，手動命令管理單元1014、1015僅具有無線通信裝置1032，并且不具有用于與系統(tǒng)1001的其余部分數(shù)據(jù)/命令連接或電源連接的線纜。當存在時，收發(fā)器1035可以為與處理器1030獨立的組件，或者如虛線所示的，收發(fā)器1035可以被直接嵌入處理器1030 中。
[0197]天線1034可以為分離組件，但是優(yōu)選地，天線1034被制成承載處理器1030的印刷電路板上的跡線。
[0198]處理器1030控制普通功能框1036指示的用于單元1012、1014-1017、1020本身的特定裝置和/或受這些裝置控制。例如，在手動命令管理單元1014、1015的情況下，功能框1036通常包括至少一個或兩個開關(guān)，從而在它們的狀態(tài)改變時，分別發(fā)射升檔請求命令和/或降檔請求命令，以及用于致動開關(guān)的可能連桿或按鈕；在撥鏈器管理單元1016、1017的情況下，例如，功能框1036包括電動馬達的驅(qū)動電路和/或用于使撥鏈器的鏈條引導元件移動的電動馬達；在接口單元1020的情況下，例如，功能框1036包括數(shù)據(jù)和程序內(nèi)存，并且可能包括顯示器和/或控制開關(guān)；在電池單元1012的情況下，功能框1036通常包括電池或蓄能器。
[0199]特別感興趣的是，在手動命令管理單元1014、1015中，處理器1030響應其功能塊1036的開關(guān)的手動致動，發(fā)出撥鏈器命令；并且撥鏈器管理單元1016和/或1017的處理器1030通過電動馬達的驅(qū)動電路，接收和處理撥鏈器命令，該驅(qū)動電路被設(shè)置在撥鏈器管理單元1016和/或1017的功能框1036中。
[0200]關(guān)于未示出的系統(tǒng)1001的其它可能單元；在傳感器單元的情況下，功能框1036包括下列變量的一個或更多個傳感器，即行駛速度、踏板曲柄的旋轉(zhuǎn)節(jié)奏、被施加給踏板曲柄的扭矩、行駛地形的坡度、自行車手的心率等等；在記錄單元的情況下，例如，功能框1036包括時鐘和內(nèi)存，從而當事件發(fā)生時，存儲事件和各自時間；最后，在普通外圍單元的情況下，功能框1036包括受處理器1030控制或用于控制處理器1030的一個或更多個電子裝置；可以存在僅具有處理功能、無功能框1036的外圍單元。
[0201]手動命令管理單元1014、1015以及優(yōu)選地接口單元1020也包括用于處理器1030，以及用于無線通信裝置1032的電源電路1031。
[0202]在實施例中，如圖12中所示，電源電路1031包括電池電源1033和驅(qū)動器1037，其適合用電池電源1033產(chǎn)生的電壓對處理器1030和無線通信裝置1032供電。優(yōu)選地，電池電源是紐扣式電池，但是可以包括一個或更多個圓柱形單元電池或棱柱形單元電池。
[0203]電池電源1033足以不僅供應處理器1030和通信裝置1032，而且也供應功能框1036，在手動命令管理單元1014、1015的情況下，功能框1036僅包括一個或更多個手動致動開關(guān)。同樣地，在接口單元1020(如果存在)的情況下，即使是在小顯示器的情況下，電池電源通常也足以對功能框1036供電。
[0204]在實施例中，如圖13中所示，手動命令管理單元1014、1015的電源電路1031被配置成從系統(tǒng)1001內(nèi)、優(yōu)選地接口單元1020內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
[0205]射頻電源電路1031特別使用RFID(射頻識別)技術(shù)，該技術(shù)本身是已知的，因此不作詳細描述。圖13示出被連接至天線1034的驅(qū)動器1038，從而從電磁場吸收能量，但是作為替換方式，可以存在專用于該功能的第二天線。
[0206]在優(yōu)選實施例中，手動命令管理單元1014、1015的射頻電源電路1031(圖13)還包括蓄能裝置，優(yōu)選為蓄能電容器1039。通過這種蓄能裝置1039，手動命令管理單元1014、1015能夠?qū)ζ涮幚砥?030自供電一定時間長度，該段時間足以向產(chǎn)生射頻電磁場的系統(tǒng)組件，特別是接口單元1020發(fā)出發(fā)射射頻電磁場的請求。
[0207]在電池電源電路1031(圖12中未示出)的情況下，也可以存在這種蓄能裝置，特別是蓄能電容器。
[0208]因此優(yōu)選地，在接口單元1020(如果存在)的情況下，電池電源1033也足以通過射頻電磁場的產(chǎn)生,對手動命令管理單元1014、1015的組件供電。其天線1034也被配置成發(fā)出這種射頻電磁場。
[0209]也可以在電池單元1012中產(chǎn)生射頻電磁場。在該情況下，在電池單元1012中產(chǎn)生的射頻電磁場也能夠被用于對接口單元1020的組件供電，該組件將包括圖13中所示類型的射頻電源電路1037。
[0210]在自行車電子系統(tǒng)1001中連接的每個單元(可能與電池單元1012分離)中提供無線通信裝置1032或有線通信裝置，允許在各種單元之間傳送數(shù)據(jù)和/或命令。具體地，手動命令管理單元1014、1015和/或傳感器單元(如果提供)能夠與撥鏈器管理單元1016、1017通信，從而施加升檔和降檔命令，并且接收撥鏈器的狀態(tài)消息。下文例示具體地適合在自行車電子系統(tǒng)1001內(nèi)無線通信的通信協(xié)議。
[0211]如上所述，在一些單元中，可以不存在發(fā)射器功能和/或接收器功能，當然放棄了這種單元通信的能力(或者全部能力)，并且可能關(guān)于下文所述的單元改變通信協(xié)議。
[0212]根據(jù)圖8中的圖示，通過下列網(wǎng)絡執(zhí)行在系統(tǒng)1001內(nèi)的數(shù)據(jù)/命令的無線通信，該網(wǎng)絡被配置成像星型或樹型，接口單元1020起根或星型中心節(jié)點的作用，并且分別通過無線通信通道1040、1041、1042、1043，與起外圍節(jié)點作用的手動命令管理單元1014、手動命令管理單元1015、撥鏈器管理單元1016、撥鏈器管理單元1017通信。
[0213]電池單元1012不被連接在通信網(wǎng)絡內(nèi)，或者經(jīng)用于電源連接的線纜1024、1026，通過與撥鏈器管理單元1016、1017的有線通信，連接在通信網(wǎng)絡中。
[0214]如上所述，也可以存在用于電源連接以及可能用于接口單元1020和電池單元1012(未示出)的數(shù)據(jù)/命令連接的線纜。
[0215]撥鏈器管理單元1016、1017可能通過接口單元1020和/或通過電池單元1012彼此通信。
[0216]根據(jù)圖9的圖示，通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡執(zhí)行在系統(tǒng)1001內(nèi)的數(shù)據(jù)/命令的無線通信，手動命令管理單元1014分別通過無線通信通道1044、1045與撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017通信；并且手動命令管理單元1015分別通過通信通道1046、1047與撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017通信。因此，單元1014-1017中的每個都代表起接收器和/或發(fā)射器和/或轉(zhuǎn)發(fā)器作用的節(jié)點，并且不存在接口單元1020。
[0217]同樣地，在該情況下，電池單元1012不被連接在通信網(wǎng)絡內(nèi)，或者經(jīng)用于電源連接的線纜1024、1026通過與撥鏈器管理單元1016、1017的有線通信連接在通信網(wǎng)絡中。
[0218]根據(jù)圖10的圖示，通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡執(zhí)行在系統(tǒng)1001內(nèi)的數(shù)據(jù)/命令的無線通信，接口單元1020分別通過無線通信通道1048、1049、1050、1051與手動命令管理單元1014、手動命令管理單元1015、撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017通信；并且電池單元10123分別通過無線通信通道1052、1053、1054、1055與手動命令管理單元1014、手動命令管理單元1015、撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017通信。
[0219]作為替換方式，可以不存在無線通信通道1054、1055，并且能夠分別通過連接線纜1024、1026發(fā)生撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017與電池單元1012之間的通?目。
[0220]如上所述，也可存在用于電源連接以及可能的用于接口單元1020和電池單元1012(未示出)之間的數(shù)據(jù)/命令連接的線纜。
[0221]同樣地，在該情況下，撥鏈器管理單元1016、1017可能通過接口單元1020和/或通過電池單元1012彼此通信。
[0222]根據(jù)圖11的圖示，通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡執(zhí)行在系統(tǒng)1001內(nèi)的數(shù)據(jù)/命令的無線通信，手動命令管理單元1014分別通過無線通信通道1056、1057與撥鏈器管理單元1016和電池單元1012通信；手動命令管理單元1015分別通過通信通道1058、1059與撥鏈器管理單元1017和電池單元1012通信；并且電池單元1012分別通過通信通道1060、1061與撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017通信。因此，單元1014-1017、1012中的每個都代表起接收器和/或發(fā)射器和/或轉(zhuǎn)發(fā)器作用的節(jié)點。
[0223]作為替換方式，可以不存在無線通信通道1060、1061，并且能夠分別通過連接線纜1024、1026發(fā)生撥鏈器管理單元1016和撥鏈器管理單元1017與電池單元1012之間的通?目。
[0224]應注意，圖9和11中示出的自行車電子系統(tǒng)1001具有分布架構(gòu)，其中接口單元1020和中央處理單元有利地不存在。圖9和11中的所有單元1014-1017和1012都處于同一水平，沒有哪個單元是其它單元的從屬或主單元。
[0225]本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解，在系統(tǒng)1001的單元之間，可能存在其它通信網(wǎng)絡圖示或架構(gòu)。
[0226]能夠易于通過添加、移除或替換單元，例如上述那些單元，以上述各種網(wǎng)絡構(gòu)造或其變體，重新構(gòu)造上述自行車電子系統(tǒng)1001。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上述教導應理解，這種另外單元的供電連接能夠通過線纜或通過射頻電磁場發(fā)生，并且通信網(wǎng)絡內(nèi)的連接能夠通過線纜或無線地發(fā)生。
[0227]在自行車電子系統(tǒng)1001中，可能插入更多個單元(并且具體地是Zigbee終端裝置，參見下文)，例如有意用于:測量GPS位置、測高度、溫度，檢測自行車手的身體狀況，自行車手產(chǎn)生的功率，電池充電，等等。
[0228]如圖14中示意性示出的，單元1012、1014-1017、1020中的每個都被其自身殼體封閉，優(yōu)選防水殼體，更優(yōu)選至少滿足標準ΙΡ67。
[0229]下文中，根據(jù)一些優(yōu)選實施例總結(jié)了系統(tǒng)1001的各種單元1012、1014-1017、1020
的構(gòu)造。
[0230]每個手動命令管理單元1014、1015都是獨立的或孤立的或“完全無線”的單元，意思是，該單元不具有用于供電的有線連接(開發(fā)通過圖13的電源電路1031的射頻供電的可能性，或者具有圖12的其自身的電池電源電路1031);該單元也缺乏用于通信的有線通信(發(fā)射和可選地接收)。
[0231]如圖15中更好示出的，在由兩個半殼體1070、1071制成的并且以本身已知的方式構(gòu)造(圖15的圖示是完全示意性的)以被固定在自行車車把的把手處的每個手動命令管理單元1014、1015的情況下，存在:
[0232]-一個或更多個按鈕1072或連桿或類似元件，以致動用戶接口開關(guān)，從而手動發(fā)送期望命令，該元件被適當?shù)丶稍跉んw的壁體中，或從其中突出；
[0233]-如果為電池型的電源電路1031的電池1033(圖12)，則在射頻電源電路1031(圖13)的情況下不存在；
[0234]-無線電子板或印刷電路板1074，包括(為了清晰，在圖15中未強調(diào)所有組件):
[0235]-電源電路1031的驅(qū)動器1037或1038，
[0236]-通信天線1034，也可能是部分射頻電源電路1031(圖13)，
[0237]-上述的一個或更多個個用戶接口開關(guān)1076，優(yōu)選是施加“升”命令的開關(guān)、施加“降”命令的開關(guān)、施加“模式”命令的開關(guān)，其方式本身在本領(lǐng)域中是熟知的(功能框1036)，
[0238]-收發(fā)器1035，用以通過射頻發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，
[0239]-微處理器1030，以控制上述組件的功能，
[0240]-優(yōu)選地，射頻電源電路1031(圖13)情況下的能量積蓄和管理電容器1039。
[0241]優(yōu)選地，接口單元1020(如果存在)為獨立的或孤立的或“完全無線”的單元，意思是，該單元不具有用于供電的有線連接；優(yōu)選地，該單元也缺乏用于通信的有線通信(發(fā)射和可選地接收)。
[0242]如圖16中更好地示出的，在由兩個半殼體1080、1081(圖15的圖示是完全示意性的)制成的接口單元1020的情況下，存在:
[0243]-可能的顯示器1082，可能為觸屏式，在圖16中，示出顯示器1082處于印刷電路板1083上，并且在顯示器1082處，在半殼體1081中存在孔體或半透明窗口 1084 ；
[0244]-可能的按鈕或連桿或類似元件，例如操縱桿1085，以致動用戶接口開關(guān)，從而手動發(fā)送期望命令，該元件被適當?shù)丶稍跉んw的壁體中，或從其中突出(在圖16中，示出孔體具有從半殼體1081突出的操縱桿蓋1086)；
[0245]-如果為電池型的電源電路1031的電池1033(圖12)，則在射頻電源電路1031(圖13)的情況下和/或如上所述地如果接口單元1020通過線纜連接電池單元1012時不存在；
[0246]-上述無線電子板或印刷電路板1083，包括(為了清晰，在圖16中未強調(diào)所有組件):
[0247]-電源電路1031的驅(qū)動器1037或1038，
[0248]-通信天線1034，如果接口單元1020由電池單元1012的射頻供電，也可能為部分射頻電源電路1031 (圖13);另一方面，如果接口單元1020由手動命令管理單元1014、1015的射頻供電，通信天線1034就適合產(chǎn)生和傳播適當?shù)纳漕l電磁場，
[0249]-上述用戶接口開關(guān)，優(yōu)選地是受上述操縱桿1085控制的五個開關(guān)，用以施加由上述顯示器1082具體實施的圖形用戶接口(⑶I)的“升”命令、“降”命令、“右”命令、“左”命令和“輸入”/ “模式”命令，或者是具有專用于各種功能(功能框1036)的小鍵盤或鍵盤的開關(guān)，
[0250]-收發(fā)器，用以通過射頻發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，
[0251]-微處理器1030，用以控制上述組件的功能，并且與手動命令管理單元1014、1015的微處理器1030接口 /管理該微處理器1030。具體地，接口單元1020的微處理器1020起系統(tǒng)1001中具體實施的無線通信網(wǎng)絡的根節(jié)點或星型中心節(jié)點的作用(圖8、10)。微處理器1030也可以具有與電池單元1012有線連接的功能，如果這種連接線纜存在。
[0252]每個撥鏈器管理單元1016、1017都可以為(圖10、11)半獨立的或“部分無線”單元，意思是，該單元不具有用于通信的有線連接(發(fā)射和可選地接收)，但是為了供電，具有與電池單元1012的上述有線連接1024、1026。在圖8和9的實施例中，每個撥鏈器管理單元1016、1017和電池單元1012之間的數(shù)據(jù)/命令通信的連接也通過線纜發(fā)生，但是該撥鏈器管理單元1016、1017不具有用于和手動命令管理單元1014、1015數(shù)據(jù)/命令通信的連接。
[0253]在每個撥鏈器管理單元1016、1017的情況下，存在:
[0254]-鏈條引導元件或撥鏈片，以及機電致動器，用以移動鏈條引導元件；
[0255]-無線電子板，包括:
[0256]-通信天線1034，
[0257]-收發(fā)器1035，用以通過射頻發(fā)射和接收數(shù)據(jù)，
[0258]-電源電路，用以命令致動器(功能框1036)，
[0259]-微處理器1030，用以控制上述組件的功能。微處理器1030也可以具有通過線纜與電池單元1012通信的功能性。
[0260]電池單元1012可以為(圖10、11)半獨立的或“部分無線”的單元，意思是，該單元不具有用于通信的有線連接(發(fā)射和可選地接收)，但是為了向它們供電，具有與撥鏈器管理單元1016、1017的上述有線連接1024、1026。在圖8和9的實施例中，電池單元1012和每個撥鏈器管理單元1016、1017之間的數(shù)據(jù)/命令通信的連接也通過線纜發(fā)生，但是該電池單元1012不具有用于和手動命令管理單元1014、1015數(shù)據(jù)/命令通信的連接。
[0261]在電池單元1012的情況下，存在:
[0262]-供電電池，優(yōu)選為鋰離子聚合物電池；
[0263]-可選地，無線電子板，包括:
[0264]-在為向接口單元1020和手動命令管理單元1014、1015供電的電池單元1012的情況下，通信天線1034，可能適合產(chǎn)生和傳播適當?shù)纳漕l電磁場，
[0265]-收發(fā)器1035，用以通過射頻發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，
[0266]-微處理器1030，用以控制上述組件的功能。
[0267]優(yōu)選地，從手動命令管理單元1014、1015至撥鏈器管理單元1016、1017的命令通信根據(jù)下列步驟發(fā)生，假設(shè)存在接口單元1020(圖8、10)，并且后者通過射頻電磁場向手動命令管理單元1014、1015供電，根據(jù)本說明，在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)存在其它情況下的變化:
[0268]a)自行車手按下手動命令管理單元1014、1015中的按鈕1072，
[0269]b)將手動命令管理單元1014、1015中的處理器1030從睡眠或待機狀態(tài)下喚醒，所述喚醒可能是因上述蓄能裝置1039中積蓄的能量而發(fā)生(如果設(shè)有)，
[0270]c)將喚醒命令從手動命令管理單元1014、1015發(fā)送至接口單元1020，
[0271]d)喚醒接口單元1020，接口單元1020立即將能量發(fā)送至手動命令管理單元1014、1015，
[0272]e)在手動命令管理單元1014、1015和接口單元1020之間傳輸普通的數(shù)據(jù)/命令流通，這可能是由于步驟d),手動命令管理單元1014、1015具有足夠能量，
[0273]f)在通信或數(shù)據(jù)/命令流通結(jié)束時，接口單元1020發(fā)送能量，并且使手動命令管理單元1014、1015睡眠或待機，直到它們被再次喚醒，
[0274]g)繼而，接口單元1020睡眠或待機，直到被再次喚醒。
[0275]優(yōu)選地，此外:
[0276]h)如果在自行車手和接口單元1020之間發(fā)生相互作用，就轉(zhuǎn)至步驟d);和/或
[0277]i)如果在自行車手和手動命令管理單元1014、1015或接口單元1020之間不發(fā)生相互作用:
[0278]-接口單元1020就以預定頻率喚醒，
[0279]-接口單元1020檢查其運行狀態(tài)，如果不具有將執(zhí)行的未完成操作，就將能量發(fā)送給手動命令管理單元1014、1015，并且然后睡眠。
[0280]如引言部分中所述的，優(yōu)選地，根據(jù)從下列協(xié)議選擇的低功率無線通信協(xié)議發(fā)生無線通信，即:ZigBee、藍牙、藍牙低功率消耗協(xié)議、NFC、WiF1、RFID，更優(yōu)選地根據(jù)稱為ZigBee的協(xié)議。
[0281]基于標準IEEE802.15.4的ZigBee協(xié)議特別能夠在868MHz或2.6GHz的頻率下工作。該協(xié)議允許實施分支架構(gòu)的硬件，其中外部元件被稱為葉或外圍節(jié)點(ZED — ZigBee終端裝置)，而具有對系統(tǒng)管理的功能，以發(fā)射網(wǎng)絡管理數(shù)據(jù)包的功能的元件被稱為協(xié)調(diào)器(ZC—ZigBee協(xié)調(diào)器)，因而，該協(xié)調(diào)器執(zhí)行葉和管理器的功能。也可以存在中間節(jié)點(ZR—ZigBee路由器)，該中間節(jié)點起中間路由器的作用，傳送來自其它裝置的數(shù)據(jù)并且朝著其它裝置傳送數(shù)據(jù)，從而最優(yōu)化信號的發(fā)送。
[0282]具體地，在圖8-11的架構(gòu)中，已經(jīng)被描述為外圍節(jié)點的單元(圖8中的單元1014-1017、圖9中的單元1014-1017、圖10中的單元1014-1017、圖11中的單元1014、1015)可以被實施為ZED，已經(jīng)被描述為根節(jié)點或星型中心節(jié)點的一個單元(圖8中的單元1020、圖10中的單元1012、圖11中的單元1016和/或1017)可以被實施為ZC，并且已經(jīng)被描述為根節(jié)點或星型中心節(jié)點的其它單元(圖10中的單元1020、圖11中的單元1012)可以被實施為ZR。具體地，接口單元1020可以被制成具有ZR，以允許手動命令管理單元1014、1015通過接口單元1020將信息發(fā)送至撥鏈器管理單元1016、1017。
[0283]ZigBee裝置具有足夠低的能量消耗，從而能夠采用個別節(jié)點中所含的電池，例如AAA電池,運行一或兩年。
[0284]存在日本瑞薩電子公司、美國微芯科技股份有限公司、NXP和其它公司介紹的這種ZigBee協(xié)議的許多“方言”，它們都適合降低消耗。
[0285]在ZigBee協(xié)議中，為了降低消耗，每次通信中發(fā)送的數(shù)據(jù)包的長度最多為128比特。
[0286]在協(xié)調(diào)器節(jié)點ZC中，存在適合減少被其它裝置擾動的通信通道的功能性，其中自動地使用通道變化。
[0287]ZigBee協(xié)議的大小要求小程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存，通常是16k、3或4k RAM，并且使用免稅棧。
[0288]在市售ZigBee裝置中，存在NXP銷售類型的專用處理器，以及具有日本瑞薩電子公司和美國微芯科技股份有限公司銷售類型的外部ZigBee外圍設(shè)備的解決方案，其使用外部收發(fā)器，通過外部收發(fā)器，處理器與調(diào)制解調(diào)型“AT”命令相互作用。
[0289]ZigBee無線網(wǎng)絡可以為“簇”式，其中所有的葉節(jié)點都必須通過協(xié)調(diào)器以彼此通?目。
[0290]ZigBee無線網(wǎng)絡可以為“網(wǎng)狀”式，其中葉節(jié)點也可以不通過協(xié)調(diào)器而彼此直接通信，但是在并且僅在射頻可見性水平下，它們能夠看到彼此，否則，如果存在問題或干擾，能夠通過協(xié)調(diào)器發(fā)生通信。在“網(wǎng)狀”網(wǎng)絡的情況下，葉節(jié)點變?yōu)閰f(xié)調(diào)器，在內(nèi)存方面的需求變大。
[0291]圖17是關(guān)于起外圍節(jié)點，特別是葉節(jié)點或ZED—系統(tǒng)1001中的通信網(wǎng)絡中的ZigBee終端裝置作用的，系統(tǒng)1001的單元1012、1014-1017、1020的通信協(xié)議的流程圖，并且圖18是關(guān)于在系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡中起根節(jié)點或星型中心節(jié)點作用的，特別是ZC—ZigBee協(xié)調(diào)器或ZR — ZigBee路由器的單元的通信協(xié)議的流程圖。
[0292]在與ZigBee不同的通信協(xié)議的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對上述流程圖做出可能的改變。
[0293]參考圖17，在方框1100中，發(fā)生單元1012、1014-1017、1020的初始化。
[0294]標識符1101和1102指示任務框。任務I和任務2是這樣的任務，該任務可以延伸至與建立通信的外圍節(jié)點能夠同時管理的最大任務數(shù)相應的全部數(shù)目。
[0295]例如，在被指示為葉節(jié)點I的單元的情況下，葉節(jié)點I可以通過任務I與被指示為葉節(jié)點3的單元通信，可以通過任務2與被指示為葉節(jié)點4的單元通信，可以通過任務3 (未示出)與協(xié)調(diào)器單元等等通信。
[0296]每個任務都包括根據(jù)下列操作順序執(zhí)行通信。
[0297]在方框1103中，套接字(socket)被預先選擇的葉節(jié)點開啟，例示情況下為葉節(jié)點
3。套接字可以被視為門，該門選擇向被ZigBee棧管理的期望裝置開啟。在應用程序軟件的層面上，套接字允許通過要執(zhí)行的套接字操作來接收O—換句話說，一般接收一或者發(fā)送(被訪地址，請求)至相連的單元。
[0298]在方框1104中，處理本地請求，例如，檢查手動命令管理單元1014、1015的按鈕1072是否已經(jīng)被自行車手致動。
[0299]在方框1105中，檢查是否存在對通過其執(zhí)行任務的葉節(jié)點的請求，即套接字對其開啟的葉節(jié)點。
[0300]在否定情況下,返回至方框1104。在肯定情況下,繼續(xù)至方框1106。
[0301]在方框1106中，將請求發(fā)送至通過其執(zhí)行任務的葉節(jié)點，即套接字對其開啟的葉節(jié)點，并且優(yōu)選地，設(shè)定必須從該葉節(jié)點接收響應的最大時間，指示為響應超時。該最大時間被設(shè)定，并且通過適當?shù)挠嫊r功能監(jiān)督其消逝，該計時功能例如采用處理器1030內(nèi)的時鐘信號。
[0302]在方框1107中，檢查是否可獲得響應。在否定情況下，在方框1108中，檢查是否已經(jīng)過去或消逝了被設(shè)為超時的時間。在否定情況下，返回執(zhí)行檢查方框1107，而在肯定情況下，即如果已經(jīng)消耗了超時時間，就返回至執(zhí)行發(fā)送請求的方框1106。因此，以由超時設(shè)定的頻率多次發(fā)送請求，直到返回響應。
[0303]當可獲得響應時，方框1107的結(jié)果為正，在方框1109中，接收并且可能解碼通過其執(zhí)行任務的葉節(jié)點、即套接字對其開啟的葉節(jié)點(例示情況下的葉節(jié)點3)的響應。
[0304]在方框1110中，則處理響應，并且返回至執(zhí)行處理本地請求的方框1104。
[0305]可以提供的是，從其它單元接收請求和/或發(fā)送執(zhí)行的動作的確認(未示出)。
[0306]關(guān)于下列單元的通信協(xié)議有利地非常類似于已經(jīng)描述的單元，該單元在系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡中起根節(jié)點或星型中心節(jié)點的作用，并且具體地起圖18中例示的ZC — ZigBee協(xié)調(diào)器或ZR — ZigBee路由器的作用。出于該原因，以類似的標識符加100指示各自方框，并且為了簡短，將不對它們詳細描述。
[0307]圖18的協(xié)議與圖17的不同在于，在方框1203中，套接字不僅能夠?qū)σ粋€單元或葉節(jié)點開啟，而且還能夠同時對多個單元或葉節(jié)點開啟，在所示實例中為葉節(jié)點1、葉節(jié)點
2、葉節(jié)點3、葉節(jié)點4。與葉節(jié)點不同，根或星型中心單元或協(xié)調(diào)器能夠發(fā)送命令/信息廣播，即對與之相連的所有葉節(jié)點發(fā)送。僅作為實例，這種信息/命令中的一些可以被簡要描述為“在前和/或撥鏈器上的行進中換擋”、“電池充電”、“撥鏈器馬達回位”、“進行中報警” 一優(yōu)選地，報警類型規(guī)定為一，“電池耗盡”、在上述步驟f)的情況下“輸入待機模式”，
坐坐寸寸ο
[0308]另一方面，能夠被發(fā)送至單個葉節(jié)點的其它信息/命令可以被簡要描述為“確認前/后撥鏈器成功換擋”、“電池充電水平”、“撥鏈器運動的位置/速度/方向”、“睡眠條件(sleeping condit1n) ”、“警報管理條件”,等等。
[0309]因此，在方框1206中，請求通過廣播傳輸被發(fā)送至所有這些單元，在方框1207中，檢查是否可獲得所有響應，在方框1209中，接收所有響應，并且在1210中，處理所有響應。
[0310]圖19示意性例示了根據(jù)本發(fā)明的用于控制至少一個自行車的系統(tǒng)1300。
[0311]控制系統(tǒng)1300包括上述被車載安裝在自行車上的至少一個自行車電子系統(tǒng)1001，以及未車載安裝在自行車上的上級裝置1301，兩者彼此無線通信。
[0312]優(yōu)選地，控制系統(tǒng)1300包括上述多個自行車電子系統(tǒng)1001，其每個都被車載安裝在各自自行車上。作為實例，圖19示出被車載安裝在五輛自行車上的五個自行車電子系統(tǒng)1001。為了簡短，在下文中參考自行車有時涉及各自車載系統(tǒng)。
[0313]優(yōu)選地，上級裝置1301是所謂的隊車車載的，其在競賽期間跟隨自行車或自行車隊。在隊車上車載有車隊管理器。
[0314]通過如在引言部分中描述的無線網(wǎng)絡，能夠有利地將車載在一個或更多個自行車上的系統(tǒng)1001的一個或更多個參數(shù)和/或變量的當前值發(fā)射至上級裝置1301，和/或能夠由上級裝置1301改變被車載在自行車上的系統(tǒng)1001的一個或更多個參數(shù)和/或變量的值，這通過從上級裝置1301至車載在自行車上的系統(tǒng)1001的直接通信和/或通過地址為車隊的自行車的所有車載系統(tǒng)1001的上級裝置1301的廣播通信實現(xiàn)。
[0315]更詳細地，控制系統(tǒng)1300的無線一并且具體地ZigBee—網(wǎng)絡由車載在一個或更多個自行車上的一些數(shù)目的電子系統(tǒng)1001組成，在每個系統(tǒng)中都實施無線子網(wǎng)絡，每個都具有其自身的協(xié)調(diào)器ZC (ZigBee協(xié)調(diào)器)，該協(xié)調(diào)器ZC將內(nèi)在地由ZED (ZigBee終端裝置)及可能地ZR(ZigBee路由器)組成。
[0316]在每個自行車的系統(tǒng)1001中實施的子網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器ZC也可以具有在各自行車的系統(tǒng)1001與在隊車上的上級裝置1301中存在的另一協(xié)調(diào)器ZC之間的網(wǎng)關(guān)的功能。
[0317]在隊車上的上級裝置1301中存在的協(xié)調(diào)器ZC通過具體軟件，允許限定一些操作:監(jiān)控自行車的狀態(tài)，基于當前競賽路徑的要求對一個或更多個自行車的參數(shù)化，診斷請求，
坐坐寸寸ο
[0318]建立控制系統(tǒng)1300的無線網(wǎng)絡的步驟首先是在車載系統(tǒng)1001以及上級裝置1301的各協(xié)調(diào)器ZC之間產(chǎn)生(簇式)網(wǎng)絡，以允許互相可見/通信，這由上級裝置1301的協(xié)調(diào)器節(jié)點ZC允許。
[0319]建立控制系統(tǒng)1300的無線網(wǎng)絡的物理層的步驟由ZigBee棧上的硬件設(shè)置自動地完成，優(yōu)選地具有適當?shù)谋Ｗo，如安全密鑰等。
[0320]在建立物理層時，要為每個網(wǎng)絡單元定義存在的唯一網(wǎng)絡地址。物理層在網(wǎng)絡開始時用于同步，并且物理層對終端用戶(控制系統(tǒng)1300)是透明的。
[0321]之后，一旦已經(jīng)形成了物理層，鏈接至用戶部分的應用程序就開始詢問，如下文對一些實例情況所述的。
[0322]在監(jiān)控一個或更多個自行車方面，上級裝置1301能夠?qū)γ總€自行車或者對具體地一個自行車執(zhí)行關(guān)于下列一個或更多個變量或參數(shù)的當前值的請求，包括:速度；從比賽開始時執(zhí)行的變速動作的計數(shù)；前和/或后撥鏈器中的由鏈條接合的齒輪的數(shù)目；所存在的電子系統(tǒng)1001和/或其每個電子板的固件發(fā)布；以及與自行車車載的電子系統(tǒng)1001的構(gòu)造相關(guān)的任何其它參數(shù)。
[0323]關(guān)于診斷請求，隊車車載的上級裝置1301能夠從每個自行車車載的系統(tǒng)1001要求診斷數(shù)據(jù)，用于檢查任一單元應替換或不應替換，例如在自行車手已經(jīng)碰撞后，用于確保自行車的安全性和期望性能。
[0324]使用無線網(wǎng)絡且具體地ZigBee網(wǎng)絡是特別有利的，這是因為該網(wǎng)絡允許無需自行車對于隊車物理可見地檢查該自行車上車載的電子系統(tǒng)1001的狀態(tài)。這是特別重要的，因為在競賽期間，隊車處于車隊后，而自行車可以在車隊前方數(shù)百米處快速行進。
[0325]車載在自行車上的電子系統(tǒng)1001的參數(shù)化也可以有利地由上級裝置1300遠程執(zhí)行。有時在競賽期間，可能存在例如與撥鏈器故障或破裂有關(guān)的問題；在該情況下，可讀取自行車的參數(shù)并且重置出廠值，以嘗試恢復車載電子系統(tǒng)1001的并且具體地故障撥鏈器的正確操作。在其他情況下，例如，路徑非常不定并且必需改變撥鏈器的馬達的致動時間的參數(shù)，基于所到達的路徑段縮短或延長該時間；這可以在單個自行車的水平上執(zhí)行或者對所有的跟隨自行車廣播，以使操作更快。
[0326]通過已經(jīng)做出的說明，本發(fā)明的自行車電子系統(tǒng)的目標清晰，相對優(yōu)點也清晰。
[0327]不偏離本發(fā)明的教導，可存在上述實施例的進一步變體。
[0328]最后，應明白，由此構(gòu)造的自行車電子系統(tǒng)經(jīng)過本發(fā)明涵蓋的各種改變和變化；此夕卜，所有細節(jié)都可以被技術(shù)等效元件代替。實際上，所使用的材料以及尺寸可以根據(jù)技術(shù)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種自行車電子系統(tǒng)(1001)，包括第一手動命令管理單元(1014 ;1015)，所述第一手動命令管理單元具有殼體(1070)，所述殼體被構(gòu)造用于固定在自行車車把的把手處，所述第一手動命令管理單元包括至少一個第一可手動致動開關(guān)(1036、1037)、第一處理器(1030)和第一無線通信裝置(1032)，其特征在于，所述第一手動命令管理單元(1014 ；1015)還包括向所述第一處理器(1030)和所述第一無線通信裝置(1032)供電的電路(1031)，所述電源電路(1031)包括電池電源(1033)和/或被配置成從在所述系統(tǒng)(1001)內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，還包括從第一撥鏈器單元(1016)、第二撥鏈器單元(1017)和電池單元(1012)中預先選擇的至少兩個單元，以及在所述預先選擇的至少兩個單元之間的至少一個電纜連接(1024、1026)，其中，所述至少一個電纜連接(1024、1026)包括電源連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，所述至少一個電纜連接(1024,1026)還包括數(shù)據(jù)和/或命令通信連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，包括第二手動命令管理單元(1015 ;1014)，所述第二手動命令管理單元具有被構(gòu)造用于固定在自行車車把的第二把手處的殼體(1070、1071)，所述第二手動命令管理單元包括至少一個第二可手動致動開關(guān)(1036、1076)、第二處理器(1030)和第二無線通信裝置(1032)，其中所述第二手動命令管理單元(1015 ；1014)還包括用于向所述第二處理器(1030)和所述第二無線通信裝置(1032)供電的第二電路(1031)，所述第二電源電路(1031)包括電池電源(1033)和/或被配置成從在所述系統(tǒng)(1001)內(nèi)產(chǎn)生的射頻電磁場吸收能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，還包括在所述第一手動命令管理單元(1014 ；1015)和所述系統(tǒng)(1001)的其余部分之間的接口單元(1020)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，所述接口單元(1020)包括第三處理器(1030)和第三無線通信裝置(1032)，以及用于向所述第三處理器(1030)和所述第三無線通信裝置(1032)供電的第三電路(1031)，所述第三電源電路(1031)包括電池電源(1033)，所述電池電源被配置成也將能量提供給在所述系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的所述射頻電磁場。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，所述第一手動命令管理單元(1014 ；1015)包括僅被配置成從射頻電磁場吸收能量的電源電路(1031)，并且還包括用于蓄能的裝置(1039)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，所述第一無線通信裝置(1032)包括接收和發(fā)射天線(1034)，并且所述接收和發(fā)射天線(1034)被制作成載有所述第一處理器(1030)的印刷電路板(PCB) (1074、1083)的跡線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，同一自行車的車載的系統(tǒng)(1001)的單元(1012、1014-1017、1020)以網(wǎng)狀式的通信網(wǎng)絡(網(wǎng)狀網(wǎng)絡)、或者以具有至少一個星型子網(wǎng)的通信網(wǎng)絡、或者以具有至少一個樹型子網(wǎng)的通信網(wǎng)絡相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，根據(jù)從ZigBee、藍牙、藍牙低功率消耗協(xié)議、NFC、WiF1、RFID組成的組選擇的低功率無線通信協(xié)議，優(yōu)選地根據(jù)ZigBee協(xié)議，執(zhí)行無線通信。
11.根據(jù)權(quán)利要求9至10任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)，其中，同一自行車的車載的系統(tǒng)的所述單元(1012、1014-1017、1020)之間的通信網(wǎng)絡被配置成進一步與非自行車車載安裝的上級裝置(1301)無線通信。
12.—種對至少一個自行車的控制系統(tǒng)(1300)，包括彼此無線通信的根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項所述的自行車電子系統(tǒng)(1001)以及非自行車車載的上級裝置(1301)。
【文檔編號】B62M25/08GK104210613SQ201410242211
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】弗拉維奧·克拉科, 詹魯卡·博爾托洛佐 申請人:坎培諾洛有限公司