本發(fā)明涉及測(cè)速技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種具有限速和自動(dòng)照明功能的裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求也日益增加，目前，自行車越來(lái)越受人們喜歡，不僅因?yàn)樗h(huán)保節(jié)能，在交通擁擠的現(xiàn)今，使其更加方便，同時(shí)也是健身鍛煉的好方法，將單片機(jī)應(yīng)用到自行車上，使其更加智能化，也成為研究的一種方向。當(dāng)人們利用自行車作為交通工具的時(shí)候，就需要知道自己的行駛速度，報(bào)警裝置來(lái)提醒自己注意安全，同時(shí)在夜間的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟警示燈來(lái)提醒周圍車輛，減少事故發(fā)生；當(dāng)利用自行車作為運(yùn)動(dòng)工具的時(shí)候，就更需要測(cè)速裝置來(lái)顯示其速度，需要時(shí)間來(lái)顯示自己運(yùn)動(dòng)了多久，行駛了多遠(yuǎn)，利用溫度檢測(cè)了解周圍環(huán)境溫度怎么樣，適不適合運(yùn)動(dòng)。 測(cè)速技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用非常廣泛，也相當(dāng)成熟，方法也很多，比如超聲波測(cè)速，紅外測(cè)速，激光測(cè)速等等高科技的測(cè)速技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，其中交通領(lǐng)域更為廣泛，可是對(duì)于自行車這種非機(jī)動(dòng)車輛來(lái)說(shuō)，也由于它本身速度不是很快的原因，將測(cè)速應(yīng)用到自行車上還不夠廣泛，而作為環(huán)保節(jié)能鍛煉于一身的交通工具來(lái)說(shuō)，在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)著很重要的作用，這也就增加了它危險(xiǎn)性，更需要讓其更智能化，在這方面不管是國(guó)內(nèi)外來(lái)說(shuō)都還不夠重視。 因此，自行車不管是作為交通工具或者健身運(yùn)動(dòng)，都需要對(duì)其進(jìn)一步的完善，讓它更智能化，作為交通工具使其更加安全，作為健身運(yùn)動(dòng)使其多功能化，方便人們的生活

現(xiàn)在由于山地自行車超速行駛導(dǎo)致車禍發(fā)生的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，其主要原因是，自行車車速的監(jiān)控還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致自行車騎行者肆無(wú)忌憚的加速，影響周圍人身安全。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在沒(méi)有針對(duì)對(duì)自行車的行車速度進(jìn)行合理監(jiān)控手段等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種具有限速和自動(dòng)照明功能的裝置，以實(shí)現(xiàn)自行車超速報(bào)警，提醒騎行人降速行駛的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)車載重量設(shè)置最大車速的限制，防止由于慣性的差異，最大車速設(shè)置不合理，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故發(fā)生，同時(shí)設(shè)有自動(dòng)照明，防止由于光線過(guò)暗增加事故發(fā)生幾率，實(shí)現(xiàn)了降低了事故發(fā)生率的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種具有限速和自動(dòng)照明功能的裝置，主要包括：控制單元、測(cè)速單元、照明單元、能量轉(zhuǎn)換模塊、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元；

所述照明單元包括光線采集電路和照明LED，光線采集電路采集周圍環(huán)境光線，控制器根據(jù)光線強(qiáng)弱控制照明LED的亮滅，所述測(cè)速單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元分別與控制單元連接，所述重量感應(yīng)單元感應(yīng)重量信號(hào)，所述測(cè)速單元用于測(cè)量速度包括至少一個(gè)永久磁鐵、開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號(hào)，控制器根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算出自行車速度，報(bào)警電路用于在速度超過(guò)設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流濾波電路和儲(chǔ)能電池，能量轉(zhuǎn)換模塊將機(jī)械能轉(zhuǎn)換到電能后，通過(guò)整流濾波電路將交流電變?yōu)橹绷麟?，向?chǔ)能電池供電，儲(chǔ)能電池分別向控制單元、測(cè)速單元、照明單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元供電。

進(jìn)一步地，還包括液晶顯示模塊和電源模塊，分別用于顯示車輛速度向其他模塊供電。

進(jìn)一步地，基于所述的根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置的控制方法，包括以下步驟：

A．重量感應(yīng)單元感應(yīng)車載重量，并將重量信號(hào)發(fā)送至控制器；

B.控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重量-速度對(duì)應(yīng)表，查找車載重量對(duì)應(yīng)的最大車速值；

C. 測(cè)速單元測(cè)量自行車車速，判斷當(dāng)前車速是否超過(guò)最大車速值，若超過(guò)最大車速值，則觸發(fā)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警；

D．判斷車速是否降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)，若判斷速度降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)時(shí)，停止報(bào)警，否則繼續(xù)報(bào)警，并繼續(xù)檢測(cè)車速值；

E. 采集周圍環(huán)境的光線強(qiáng)弱，如果光照強(qiáng)度低于設(shè)定值，則點(diǎn)亮LED燈，如果光照強(qiáng)度大于設(shè)定值，則不點(diǎn)亮LED燈。本發(fā)明各實(shí)施例的，由于主要包括：控制單元、測(cè)速單元、照明單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元；

所述照明單元包括光線采集電路和照明LED，光線采集電路采集周圍環(huán)境光線，控制器根據(jù)光線強(qiáng)弱控制照明LED的亮滅，所述測(cè)速單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元分別與控制單元連接，所述重量感應(yīng)單元感應(yīng)重量信號(hào)，所述測(cè)速單元用于測(cè)量速度包括至少一個(gè)永久磁鐵、開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號(hào)，控制器根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算出自行車速度，報(bào)警電路用于在速度超過(guò)設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流濾波電路和儲(chǔ)能電池，能量轉(zhuǎn)換模塊將機(jī)械能轉(zhuǎn)換到電能后，通過(guò)整流濾波電路將交流電變?yōu)橹绷麟?，向?chǔ)能電池供電，儲(chǔ)能電池分別向控制單元、測(cè)速單元、照明單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元供電；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中自行車騎行速度沒(méi)有限制、自行車車速最高限制設(shè)置不合理，且沒(méi)有補(bǔ)光電路，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故頻繁發(fā)生的缺陷。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。

下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體地，

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種具有限速和自動(dòng)照明功能的裝置，主要包括：控制單元、測(cè)速單元、照明單元、能量轉(zhuǎn)換模塊、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元；

所述照明單元包括光線采集電路和照明LED，光線采集電路采集周圍環(huán)境光線，控制器根據(jù)光線強(qiáng)弱控制照明LED的亮滅，所述測(cè)速單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元分別與控制單元連接，所述重量感應(yīng)單元感應(yīng)重量信號(hào)，所述測(cè)速單元用于測(cè)量速度包括至少一個(gè)永久磁鐵、開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路，所述永久磁鐵安裝于輪圈上，開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器電路采集脈沖信號(hào)，控制器根據(jù)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并計(jì)算出自行車速度，報(bào)警電路用于在速度超過(guò)設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括整流濾波電路和儲(chǔ)能電池，能量轉(zhuǎn)換模塊將機(jī)械能轉(zhuǎn)換到電能后，通過(guò)整流濾波電路將交流電變?yōu)橹绷麟?，向?chǔ)能電池供電，儲(chǔ)能電池分別向控制單元、測(cè)速單元、照明單元、報(bào)警單元和重量感應(yīng)單元供電。

進(jìn)一步地，還包括液晶顯示模塊和電源模塊，分別用于顯示車輛速度向其他模塊供電。

進(jìn)一步地，基于所述的根據(jù)車載重量設(shè)置自行車最大車速的裝置的控制方法，包括以下步驟：

A．重量感應(yīng)單元感應(yīng)車載重量，并將重量信號(hào)發(fā)送至控制器；

B.控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的重量-速度對(duì)應(yīng)表，查找車載重量對(duì)應(yīng)的最大車速值；

C. 測(cè)速單元測(cè)量自行車車速，判斷當(dāng)前車速是否超過(guò)最大車速值，若超過(guò)最大車速值，則觸發(fā)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警；

D．判斷車速是否降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)，若判斷速度降低到低于最大車速值的范圍內(nèi)時(shí)，停止報(bào)警，否則繼續(xù)報(bào)警，并繼續(xù)檢測(cè)車速值；

E. 采集周圍環(huán)境的光線強(qiáng)弱，如果光照強(qiáng)度低于設(shè)定值，則點(diǎn)亮LED燈，如果光照強(qiáng)度大于設(shè)定值，則不點(diǎn)亮LED燈。

假定輪圈的周長(zhǎng)為L(zhǎng)，在輪圈上安裝m個(gè)永久磁鐵，則測(cè)得的里程值最大誤差為L(zhǎng)/m。經(jīng)綜合分析，本設(shè)計(jì)中取m=2。當(dāng)輪子每轉(zhuǎn)一圈，通過(guò)開(kāi)關(guān)型霍爾元件傳感器采集到一個(gè)脈沖信號(hào)，并從引腳P3.2中斷0端輸入，傳感器每獲取一個(gè)脈沖信號(hào)即對(duì)系統(tǒng)提供一次計(jì)數(shù)中斷。每次中斷代表車輪轉(zhuǎn)動(dòng)半圈，中斷數(shù)n和輪圈的周長(zhǎng)L的乘積再乘以m為里程值。定時(shí)器T0定時(shí)1s就可以計(jì)算出即時(shí)速度v。當(dāng)v大于設(shè)定的速度上限時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警。

霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、安裝方便、功耗小、頻率高（可達(dá)1MHz）、耐震動(dòng)、不怕灰塵、油污、水汽及煙霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高。取用各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。按照霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 按被檢測(cè)對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)作被檢測(cè)的信息的載體。通過(guò)它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制。

A44E集成霍爾開(kāi)關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍爾電勢(shì)發(fā)生器(即硅霍爾片)B、差分放大器 C、密特觸發(fā)器D和OC門(mén)輸出E五個(gè)基本部分組成，在電源端加電壓Vcc，經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍爾電勢(shì)發(fā)生器的兩端，根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當(dāng)霍爾片處在磁場(chǎng)中時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)的方向通以電流，則與這二者相垂直的方向上將會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差VH輸出，VH信號(hào)經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形，使其成為方波輸送到OC門(mén)輸出。施加的磁場(chǎng)達(dá)到工作點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出高電壓(相對(duì)于地電位)，使三極管導(dǎo)通，此時(shí)OC門(mén)輸出端輸出低電壓，通常稱這種狀態(tài)為開(kāi)。當(dāng)施加的磁場(chǎng)達(dá)到釋放點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)器輸出低電壓，三極管截止，使OC門(mén)輸出高電壓，這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換，使霍爾開(kāi)關(guān)完成了一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作。工作點(diǎn)與釋放點(diǎn)的差值一定，此差值稱為磁滯，在此差值內(nèi)，V0保持不變，因而使開(kāi)關(guān)輸出穩(wěn)定可靠，這也就是集電成霍爾開(kāi)關(guān)傳

感器優(yōu)良特性之一。傳感器主要特性是它的輸出特性，即輸入磁感應(yīng)強(qiáng)度B與輸出電壓V0之間的關(guān)系。設(shè)置能量轉(zhuǎn)換模塊大大節(jié)約了資源。

設(shè)置重量感應(yīng)模塊，并對(duì)控制器（單片機(jī)）預(yù)置重量-最高車速對(duì)應(yīng)表，（所述重量-最高車速對(duì)應(yīng)表是根據(jù)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)得出合理的對(duì)應(yīng)），排除了由于車載重量的不同，慣性不同，設(shè)置同樣的最高速度，歸一化的方式增加危險(xiǎn)事故的發(fā)生的概率。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，自行車車禍?zhǔn)鹿?，?jīng)常是在周圍光線很暗的情況下發(fā)生的，因此設(shè)置自動(dòng)照明模塊，使得光線變暗的情況下，為騎行者提供強(qiáng)有力的照明，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

至少可以達(dá)到以下有益效果：克服現(xiàn)有技術(shù)中自行車騎行速度沒(méi)有限制、自行車車速最高限制設(shè)置不合理或沒(méi)有補(bǔ)光電路，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故頻繁發(fā)生的缺陷。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。