全文摘要
本实用新型提供一种自行车导航仪，使得骑行者在骑行过程中，不用看手机便能轻松知道骑行方向。所述自行车导航仪包括：无线通信模块、控制器、若干个震动模块、点阵显示模块和电源模块；所述无线通信模块，用于接收上位机发送的提示信息，并发送至所述控制器，所述提示信息包括：转向；所述控制器，用于根据接收到的提示信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示转向；所述控制器，还用于控制所述点阵显示模块显示接收到的提示信息；所述电源模块，用于为所述无线通信模块、控制器、震动模块和点阵显示模块提供工作电源。本实用新型适用于导航技术领域。
主设计要求
1.一种自行车导航仪，其特征在于，包括：控制器、与所述控制器相连的无线通信模块、若干个震动模块、点阵显示模块和电源模块；其中，所述无线通信模块，用于接收上位机发送的提示信息，并发送至所述控制器，所述提示信息包括：转向；所述控制器，用于根据接收到的提示信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示转向；所述控制器，还用于控制所述点阵显示模块显示接收到的提示信息；所述电源模块，用于为所述无线通信模块、控制器、震动模块和点阵显示模块提供工作电源。
设计方案
1.一种自行车导航仪，其特征在于，包括：控制器、与所述控制器相连的无线通信模块、若干个震动模块、点阵显示模块和电源模块；其中，
所述无线通信模块，用于接收上位机发送的提示信息，并发送至所述控制器，所述提示信息包括：转向；
所述控制器，用于根据接收到的提示信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示转向；
所述控制器，还用于控制所述点阵显示模块显示接收到的提示信息；
所述电源模块，用于为所述无线通信模块、控制器、震动模块和点阵显示模块提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的自行车导航仪，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块。
3.根据权利要求2所述的自行车导航仪，其特征在于，所述蓝牙模块，用于接收上位机发送的提示信息，并通过串口将接收到的提示信息发送至所述控制器。
4.根据权利要求3所述的自行车导航仪，其特征在于，所述震动模块包括：震动驱动电路和震动单元；
所述控制器，用于根据接收到的提示信息，通过所述震动驱动电路驱动所述震动单元进行震动。
5.根据权利要求1所述的自行车导航仪，其特征在于，所述自行车导航仪还包括：光敏感应模块；
所述光敏感应模块，用于采集环境中的光照强度信息；
所述控制器，用于将光敏感应模块采集到的光照强度信息转化成数字信号，控制所述控制器给所述点阵显示模块的电压，以控制所述点阵显示模块的亮度。
6.根据权利要求1所述的自行车导航仪，其特征在于，所述点阵显示模块为发光二极管点阵显示模块。
7.根据权利要求1所述的自行车导航仪，其特征在于，所述电源模块采用太阳能电池板供电与锂电池供电的双电源模式。
8.根据权利要求7所述的自行车导航仪，其特征在于，所述太阳能电池板包括：稳压模块；
所述稳压模块，用于将所述太阳能电池板输出的电压稳定在目标值。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及导航技术领域，特别是指一种自行车导航仪。
背景技术
自“共享经济”理念的提出，全社会掀起了共享单车的浪潮。加之，越来越多的年轻人加入了骑行爱好者的行列，使用自行车的人数越来越多。然而，近年来由于骑车看手机导航而引发的交通事故逐年递增。因此，需要一款不用看手机就能知道骑行方向的自行车导航仪。
但是，现有技术中，还没有一种不用看手机就能知道骑行方向的自行车导航仪。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种自行车导航仪，使人骑车时不用看手机便能轻松知道骑行方向。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种自行车导航仪，包括：控制器、与所述控制器相连的无线通信模块、若干个震动模块、点阵显示模块和电源模块；其中，
所述无线通信模块，用于接收上位机发送的提示信息，并发送至所述控制器，所述提示信息包括：转向；
所述控制器，用于根据接收到的提示信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示转向；
所述控制器，还用于控制所述点阵显示模块显示接收到的提示信息；
所述电源模块，用于为所述无线通信模块、控制器、震动模块和点阵显示模块提供工作电源。
进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块。
进一步地，所述蓝牙模块，用于接收上位机发送的提示信息，并通过串口将接收到的提示信息发送至所述控制器。
进一步地，所述震动模块包括：震动驱动电路和震动单元；
所述控制器，用于根据接收到的提示信息，通过所述震动驱动电路驱动所述震动单元进行震动。
进一步地，所述自行车导航仪还包括：光敏感应模块；
所述光敏感应模块，用于采集环境中的光照强度信息；
所述控制器，用于将光敏感应模块采集到的光照强度信息转化成数字信号，控制所述控制器给所述点阵显示模块的电压，以控制所述点阵显示模块的亮度。
进一步地，所述点阵显示模块为发光二极管点阵显示模块。
进一步地，所述电源模块采用太阳能电池板供电与锂电池供电的双电源模式。
进一步地，所述太阳能电池板包括：稳压模块；
所述稳压模块，用于将所述太阳能电池板输出的电压稳定在目标值。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，控制器根据接收到的转向信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示骑行者转向；同时，所述控制器还控制所述点阵显示模块显示转向信息。这样，骑行者在骑行过程中，不用看手机便能轻松知道骑行方向，安全便捷。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的自行车导航仪的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的外置机内部电路板示意图；
图3为本实用新型实施例提供的外置机外壳示意图；
图4为本实用新型实施例提供的Atmega16单片机的原理示意图；
图5为本实用新型实施例提供的蓝牙模块的原理示意图；
图6为本实用新型实施例提供的震动驱动电路示意图；
图7为本实用新型实施例提供的模\/数转换电路示意图；
图8为本实用新型实施例提供的LED点阵显示模块示意图。
[主要元件符号说明]
11：无线通信模块；
12：控制器；
13：震动模块；
14：点阵显示模块；
15：电源模块。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示为本实用新型实施例提供的一种自行车导航仪，包括：控制器 12、与所述控制器12相连的无线通信模块11、若干个震动模块13、点阵显示模块14和电源模块15；其中，
所述无线通信模块11，用于接收上位机发送的提示信息，并发送至所述控制器12，所述提示信息包括：转向；
所述控制器12，用于根据接收到的提示信息，控制相应方向的震动模块 13进行震动，以提示转向；
所述控制器12，还用于控制所述点阵显示模块14显示接收到的提示信息；
所述电源模块15，用于为所述无线通信模块11、控制器12、震动模块13 和点阵显示模块14提供工作电源。
本实用新型实施例所述的自行车导航仪，控制器根据接收到的转向信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示骑行者转向；同时，所述控制器还控制所述点阵显示模块显示转向信息。这样，骑行者在骑行过程中，不用看手机便能轻松知道骑行方向，安全便捷。
本实施例所述的自行车导航仪为外置机，还存在与所述自行车导航仪配套的上位机(例如，智能手机)，所述上位机上安装有相应的导航应用(Application， APP)。所述外置机内部电路板如图2所示，外置机外壳图如图3所示。
本实施例中，骑行者通过APP进入登录界面，输入对应的账户和密码，进入当前位置所在的区域图。之后，在APP中输入目的地，点击下方的“开始骑行”按钮即可实现导航。在骑行过程中，所述上位机通过所述无线通信模块与所述自行车导航仪进行通信。具体的：在骑行者骑行过程中，当前方出现左右转的提示时，APP发送转向信息给所述无线通信模块；所述无线通信模块接收上位机发送的转向信息，并发送至所述控制器；控制器根据接收到的转向信息，控制相应方向的震动模块进行震动，以提示骑行者转向；同时，所述控制器还控制所述点阵显示模块显示转向信息。
本实施例中，所述无线通信模块接收的上位机发送的提示信息，不仅可以包括转向信息、还可以包括来电信息等。
在前述自行车导航仪的具体实施方式中，进一步地，所述无线通信模块为蓝牙模块。
本实施例中，所述控制器可以是Atmega16单片机，Atmega16单片机的原理图如图4所示。所述无线通信模块可以是蓝牙模块，蓝牙通信具有信号稳定的优点，蓝牙模块的原理示意图如图5所示。所述蓝牙模块使用蓝牙4.0无线通讯技术，当骑行者打开所述导航应用时，蓝牙连接提示框会自动打开，骑行者点击所述自行车导航仪的蓝牙并可连接上。
本实施例中，如图5所示，所述蓝牙模块的引脚连到Atmega16单片机的 PD0和PD1引脚上，使用时需要用手机连接蓝牙模块，APP发送的转向、来电提醒等信息通过手机连接的蓝牙发送给Atmega16单片机，使Atmega16单片机控制震动模块和点阵显示模块完成相应的功能。
在前述自行车导航仪的具体实施方式中，进一步地，所述蓝牙模块，用于接收上位机发送的提示信息，并通过串口将接收到的提示信息发送至所述控制器。
在前述自行车导航仪的具体实施方式中，进一步地，所述震动模块包括：震动驱动电路和震动单元；
所述控制器，用于根据接收到的提示信息，通过所述震动驱动电路驱动所述震动单元进行震动。
当所述震动模块为2个时，震动单元为2个，震动驱动电路也为2个，图 6为震动驱动电路示意图，此时，一个震动单元与图6中的D1点连接，另一个震动单元与图6中的D2点连接；所述震动驱动电路的额定电压为3V，但是使用的ATmega16单片机芯片提供的电压在5V左右，如果震动驱动电路直接由单片机通过I\/O口供电，不但会造成电能的浪费，长时间使用还会烧坏电机，甚至有可能烧毁单片机芯片。因此，使用ATmega16单片机的定时器 T\/C0与T\/C2的快速脉冲宽度调制(PWM)模式控制单片机的输出引脚PB3 (OC0)与输出引脚PD7(OC2)输出占空比为60％的PWM波，为震动驱动电路提供3.0V的电压。
此外，由于ATmega16单片机I\/O口所提供的电流较小，达不到震动驱动电路的额定电流，因此在ATmega16单片机执行转向提示时，需对单片机PB3、 PD7这2个引脚提供高电平信号，例如，“1”，与此同时P3和P4两个排插给以5V的外部电压，用三极管作为放大电路进行驱动，驱动震动单元工作。
本实施中，假设所述震动单元为偏心轮，当所述自行车导航仪收到提示信息时，电路接通，震动驱动电路启动，带动偏心轮做高速偏心旋转。偏心轮重心快速变化，给震动模块的冲量带动震动模块震动。
图6中，电阻R2和R3作为限流电阻，分别对PB3和PD7引脚进行限流电阻。由于ATmega16单片机的定时器T\/C0与T\/C2自带计时功能，因此可以对电机的震动时间进行精准控制，当导航开始后，在遇到路口，接收行驶转向信号(左转，右转，直行)，对应侧震动单元会产生预设时间(例如，3秒) 的震动提示(当所述震动模块为2个时，则左转为左侧震动单元震动，右转为右侧震动单元震动，直行为两个震动单元同时震动)，安全便捷。
在前述自行车导航仪的具体实施方式中，进一步地，所述自行车导航仪还包括：光敏感应模块；
所述光敏感应模块，用于采集环境中的光照强度信息；
所述控制器，用于将光敏感应模块采集到的光照强度信息转化成数字信号，控制所述控制器给所述点阵显示模块的电压，以控制所述点阵显示模块的亮度。
本实施例中，所述光敏感应模块可以是光敏电阻，光敏电阻采集外界环境中的光照强度信息，利用自身电阻值随光强增大而减小的特性，使ATmega16 单片机的电平发生变化。通过ATmega16单片机引脚PA0实现模\/数(A\/D)转换，如图7所示，具体的：当光敏电阻R6感受到光强变化时，R6的阻值发生变化，从而改变PA0引脚的电平，控制ATmega16单片机给所述点阵显示模块的电压，最终实现根据不同的环境光照强度调整点阵显示模块的亮暗，以此避免因白天点阵显示模块亮度过暗而导致难以查看或因夜晚点阵显示模块亮度过亮而导致灯光耀眼的问题，实现亮度自动调节。
如图8所示，所述点阵显示模块可以是高亮度发光二极管(LED)点阵显示模块，能够清晰明确地显示提示信息，且功耗低。ATmega16单片机通过PB0、 PB1、PB2引脚和串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)通讯协议，将待显示的提示信息传输给LED点阵显示模块进行显示，其中，PB0代表数据线、PB1代表时钟线和PB2代表锁存线。
在前述自行车导航仪的具体实施方式中，进一步地，所述电源模块采用太阳能电池板供电与锂电池供电的双电源模式。
本实施例中，采用太阳能电池板供电与锂电池供电的双电源模式，能够保障所述自行车导航仪在不加以人工维护的情况下的鲁棒性。且所述太阳能电池板可多次充电，节能环保。
在前述自行车导航仪的具体实施方式中，进一步地，所述太阳能电池板包括：稳压模块；
所述稳压模块，用于将所述太阳能电池板输出的电压稳定在目标值。
本实施例中，所述稳压模块可以是LM2940T-5芯片；在所述太阳能电池板的尺寸为200*175*8(单位：mm)的情况下，阳光直射空载电压为8.5±0.8V，典型值为8.4V，使用LM2940T-5芯片将电压稳定在5V(目标值)给自行车导航仪供电，供电电流峰值达310mA，典型值为200mA。
本实施例中，阳光直射下，所述太阳能电池板通过稳压模块后可以提供波动不超过0.3伏的稳定电压，晴朗天气可以在四小时左右给导航仪充电从零至百分之八十五，从而与锂电池交互供电，实现导航仪的稳定持续的工作。
本发明实施例所述的自行车导航仪，集成了震动，蓝牙通信，点阵显示、光敏感应等功能，使得骑行者在骑行过程中，不用看手机便能轻松知道骑行方向，安全便捷。所述自行车导航仪具有以下优点：
1)根据光敏感应模块采集到的环境中的光照强度信息，自动调节LED点阵显示模块的亮度；所述LED点阵显示模块能够清晰明确地显示提示信息，且功耗低；
2)蓝牙通信，信号稳定；
3)震动提示，安全便捷；
4)锂电池与太阳能电池板双重供电，能够保障所述自行车导航仪在不加以人工维护的情况下的鲁棒性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920096363.8
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209623714U
授权时间:20191112
主分类号:G01C 21/00
专利分类号:G01C21/00
范畴分类:31B;
申请人:北京科技大学
第一申请人:北京科技大学
申请人地址:100083北京市海淀区学院路30号
发明人:曹笑歌;李擎;周天平;单钦锋;张强;郭馨濛;薛涵;张椿海;王鹏程;卢启航;杨心仪;张玉;曹姗姗;崔家瑞
第一发明人:曹笑歌
当前权利人:北京科技大学
代理人:张仲波
代理机构:11237
代理机构编号:北京市广友专利事务所有限责任公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计