[发明专利]一种儿童自行车智能控制装置及方法

权利要求书

1.一种儿童自行车智能控制装置，包括自行车本体上的车筐、车把、后车轮、前车轮、车前叉及车座，其特征在于它包括主控单元、电压比较器、复位电路单元、串并转换单元、语音报警单元、通信模块、GPRS模块、振荡电路单元、指示灯单元、测距单元、磁电转换单元、光伏板和充电模块；其中，所述主控单元的输入端分别与磁电转换单元的输出端、复位电路单元的输出端、测速及测距单元的输出端及振荡电路单元的输出端连接；所述主控单元的输出端分别连接电压比较器、通信模块、GPRS模块及指示灯单元；所述语音报警单元的输入端依串并转换单元接收主控单元的控制信号；所述光伏板安装在车筐内；所述语音报警单元安装在车把上；所述测距单元安装在车前叉上。

2.根据权利要求1所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述车座下面安装有防水设备箱；所述主控单元、电压比较器、复位电路单元、串并转换单元、通信模块、GPRS模块、振荡电路单元、磁电转换单元和充电模块均放置在防水设备箱中；所述防水设备箱可以放在有减震功能的弹簧箱中。

3.根据权利要求2所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述磁电转换装置单元是由强磁铁、发电机、二极管整流桥电路和整流稳压器构成；所述强磁铁安装在后车轮的内侧的塑料固定支架上；所述强磁铁外侧设有线圈；所述线圈通过二极管整流桥电路与整流稳压器连接；所述整流稳压器输出5V电压给智能控制装置供电；所述整流稳压器的输出还与充电模块连接；所述充电模块是蓄电池储能装置；所述蓄电池储能装置为主控单元供电。

4.根据权利要求1所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述语音报警单元是由ESE626M芯片构成的语音提示器；所述串并转换单元是由74HC595芯片构成；所述电压比较器是LM358结构的电压比较器；所述通信模块是ZigBee模块；所述指示灯单元是由LED灯构成。

5.根据权利要求1所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述测距单元是由光电传感器、整形调频电路模块及模数转换模块构成；其中所述光电传感器是由红外传感器I和红外传感器II构成，分别安装在车前叉上；所述整形调频电路模块的输入端采集光电传感器的输出信号，其输出端与模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端连接主控单元的输入端。

6.根据权利要求1所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述儿童自行车上有测速单元，是由测速表和测速器构成；所述测速表安装在车前叉的下半部靠近前车轮的位置；所述测速器是一块磁铁，安装在前车轮上。

7.根据权利要求1所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述主控单元是89C51系列单片机芯片；所述模数转换模块是ADC0832模数转换结构。

8.根据权利要求1所述一种儿童自行车智能控制装置，其特征在于所述儿童自行车智能控制装置还有蓝牙卡；所述蓝牙卡与ZigBee模块进行通讯连接；所述蓝牙卡放在儿童的身上。

9.一种儿童自行车智能控制装置的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）智能装置供电电源的实现方法：

通过在自行车轮内侧安装强磁铁，实现机械能的回收；强磁铁外侧设有线圈，骑行过程中，自行车转动，带动线圈切割磁感线产生交流电流，对制动和机械能量进行回收；强磁铁外侧的线圈通过二极管整流桥，交流电经过二极管整流桥转化为直流电，再通过整流稳压器，使电路将电压保持在5V，为整个智能控制装置供电；

（2）避障及提醒功能的实现方法：

利用儿童自行车前测安装的红外传感器来检测儿童自行车与行人和障碍物之间的距离，红外传感器I和红外传感器II分别放在车前叉两侧可以保证不管车头转向何处都能感应270°左右的人、车、物；并把测距信息传递给主控单元的单片机，当超过安全警戒距离时，单片机会发出指令，通过语音信息提醒儿童避开障碍；

（3）超速提醒功能的实现方法：

儿童自行车上有测速单元，通过该单元中的测速装置检测儿童自行车的骑行速度，测速表用来通过测速器在一分钟内转速来确定车速；测速器是一小块磁铁，与测速表通过磁力作用来确定速度；当速度超过安全限制时，将相应的速度信息传递给主控单元的单片机，由单片机发出指令，并通过发出语音信息提醒儿童降低骑行速度；

（4）灯光照明功能的实现方法：

儿童自行车上安装光伏板，白天利用光伏板将电能通过充电模块储存在蓄电池中，给蓄电池充电；当儿童在晚间骑行自行车时，对光伏板产生的电压与控制器中设定的亮灯灭灯电压经过电压比较器进行比较，如果照明条件差，将自动启动指示灯单元，照亮自行车前方道路，引导儿童避开障碍物；

（5）安全提醒功能的实现方法：

借助智能控制装置中的ZigBee模块，使其与儿童家长的手机相连并可以设置儿童车的安全行驶距离，通过手机来“追踪”儿童车的动向；当儿童车行驶的距离超出看护人设定的距离时，手机和儿童车就会同时发出警报声；提醒儿童迅速回到看护人身边；当儿童也离开自行车玩耍时，身上放置的蓝牙卡可以起到安全提醒功能的实现，当儿童与看护人之间的距离超出设定距离时，看护人的手机会发出警报声，提醒看护人寻找儿童。