一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统

1.一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：包括智能控制单元以及连接所述智能控制单元的人机交互单元、照明单元、电机驱动单元和电源，所述智能控制单元用于数据的采集、处理、存储及交换，所述人机交互单元用于信息显示及辅助操控，所述照明单元用于照明及灯光控制，所述电机驱动单元用于驱动电机及速度控制，所述电源用于供电；
还包括移动智能设备和云端平台，所述智能控制单元无线连接所述移动智能设备和云端平台，所述移动智能设备和云端平台通过无线网络交换数据。
2.如权利要求1所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述智能控制单元包括ECU、GPS模块、GSM模块、蓝牙模组及坡度检测传感器，所述坡度检测传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器。
3.如权利要求1所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述人机交互单元包括显示仪表、助力调节模块和刹车信号模块。
4.如权利要求1所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述照明单元包括日间行车灯、远光灯、尾灯控制开关和光敏传感器。
5.如权利要求4所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述光敏传感器用于检测环境亮度，所述智能控制单元根据所述光敏传感器的检测结果自动调节日间行车灯和远光灯的开关及亮度。
6.如权利要求1所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述电机驱动单元包括电机驱动器和踏频传感器。
7.如权利要求2-6任一项所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述移动智能设备为智能手机或平板电脑。
8.如权利要求7所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述智能控制单元通过GSM模块与云端平台连接，所述移动智能设备通过云端平台对电动助力自行车进行远程定位和故障诊断。
9.如权利要求7所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述智能控制单元通过低功耗蓝牙模组与所述移动智能设备连接，将骑行数据和电动助力自行车健康状态数据实时传输到智能移动设备。
10.如权利要求9所述的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，其特征在于：所述电动助力自行车健康状态数据包括电池故障状态数据、驱动器故障状态数据、电机故障状态数据和仪表故障状态数据。

一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及智能控制领域，尤其是一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统。\n背景技术\n[0002] 电动助力自行车是介于电动摩托车和自行车之间的一种环保代步工具，这种兼具脚踏和电动马达助力的自行车在欧盟、美国、加拿大等国家非常受欢迎。目前，市场上已有的电动助力自行车控制系统都是一个独立的系统，没有接入互联网，并且在系统不能正常运行时，不能立即找出故障点。在物联网技术快速发展的今天，将物联网技术与电动助力自行车控制系统融合，对解决一般的系统故障问题，降低成本，提高用户体验具有非常重要的意义。\n实用新型内容\n[0003] 本实用新型提供了一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，将物联网技术与电动助力自行车控制系统融合，使故障解决更方便，且提高了用户体验。\n[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：\n[0005] 一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，包括智能控制单元以及连接所述智能控制单元的人机交互单元、照明单元、电机驱动单元和电源，所述智能控制单元用于数据采集、处理、存储及交换，所述人机交互单元用于信息显示及辅助操控，所述照明单元用于照明及灯光控制，所述电机驱动单元用于驱动电机及速度控制，所述电源用于供电；\n[0006] 还包括移动智能设备和云端平台，所述智能控制单元无线连接所述移动智能设备和云端平台，所述移动智能设备和云端平台通过无线网络交换数据。\n[0007] 进一步的，所述智能控制单元包括ECU、GPS模块、GSM模块、蓝牙模组及坡度检测传感器，优选的，所述坡度检测传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器。\n[0008] 进一步的，所述人机交互单元包括显示仪表、助力调节模块和刹车信号模块。\n[0009] 进一步的，所述照明单元包括日间行车灯、远光灯、尾灯控制开关和光敏传感器。\n[0010] 进一步的，所述光敏传感器用于检测环境亮度，所述智能控制单元根据所述光敏传感器的检测结果自动调节日间行车灯和远光灯的开关及亮度。\n[0011] 进一步的，所述电机驱动单元包括电机驱动器和踏频传感器。\n[0012] 优选的，所述移动智能设备为智能手机或平板电脑。\n[0013] 进一步的，所述智能控制单元通过GSM模块与云端平台连接，所述移动智能设备通过云端平台对电动助力自行车进行远程定位和故障诊断。\n[0014] 进一步的，所述智能控制单元通过低功耗蓝牙模组与所述移动智能设备连接，将骑行数据和电动助力自行车健康状态数据实时传输到智能移动设备。\n[0015] 进一步的，所述电动助力自行车健康状态数据包括电池故障状态数据、驱动器故障状态数据、电机故障状态数据和仪表故障状态数据。\n[0016] 本实用新型的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，采用智能控制单元作为智能控制模块，连接人机交互单元、照明单元、电机驱动单元和电源，组成电动助力自行车本身的控制系统。其智能控制单元包括ECU（电子控制单元）、GPS（全球定位系统）模块、GSM（全球移动通信系统）模块、蓝牙模组、坡度检测传感器，具有数据采集、数据处理、数据存储及数据交换等功能，数据交换包括有线及无线通讯。其中，坡度检测传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，能实时感知路面坡度；智能控制单元根据感知的路面坡度控制电机驱动器自动增大或减小电机输出动力，使骑行者始终处于一种轻松舒适的骑行状态。人机交互单元包括显示仪表、助力调节模块和刹车信号模块，结合电机驱动单元的电机驱动器和踏频传感器，在智能控制单元的协调下，能根据实际骑行状态手动调节助力等级或进行纯电动骑行，方便用户选择。照明单元包括日间行车灯、远光灯、尾灯控制开关，以及用于检测环境亮度的光敏传感器。智能控制单元根据光敏传感器的检测结果自动调节日间行车灯和远光灯的开关及亮度，减少了用户的操作，提高了行车安全性。\n[0017] 本实用新型的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，采用了移动智能设备和云端平台作为外部控制处理终端。所述移动智能设备可以是智能手机或平板电脑。智能控制单元通过GSM模块与云端平台连接，移动智能设备通过云端平台对电动助力自行车进行远程定位和故障诊断。从而在电动助力自行车出现故障时，能够及时方便的救援或查找故障原因。同时，智能控制单元通过低功耗蓝牙模组与移动智能设备连接，将骑行数据和电动助力自行车健康状态数据实时传输到智能移动设备，方便用户对电动助力自行车的使用状态和各个参数进行监测和处理。传输的电动助力自行车健康状态数据包括电池故障状态数据、驱动器故障状态数据、电机故障状态数据和仪表故障状态数据，可使用户及时发现问题，防止故障发生。电动助力自行车控制系统还可以通过移动智能设备或云端平台进行无线升级，不断提升性能，满足用户需求。\n[0018] 本实用新型的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，将物联网技术与电动助力自行车控制系统融合，实现了对电动助力自行车控制系统进行无线升级和在线故障诊断的功能，对解决一般的系统故障问题，降低成本，提高用户体验具有非常重要的意义。\n附图说明\n[0019] 附图1为本实用新型的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统的优选实施例的总体结构图。\n具体实施方式\n[0020] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。\n[0021] 参见附图1，在本实用新型的一个优选实施例中，一种基于物联网的智能电动助力自行车控制系统，包括智能控制单元、人机交互单元、照明单元、电机驱动单元、电源，以及移动智能设备和云端平台。其中，智能控制单元、人机交互单元、照明单元、电机驱动单元及电源分别连接智能控制单元，智能控制单元和移动智能设备与云端平台分别无线连接，移动智能设备和云端平台通过无线网络交换数据。\n[0022] 具体的，智能控制单元包括ECU（即电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”）、GPS模块、GSM模块、低功耗蓝牙模组及坡度检测传感器，具有数据采集、数据处理、数据储存及数据交换等功能，数据交换包括有线及无线通讯。上述GPS模块、GSM模块、低功耗蓝牙模组及坡度检测传感器分布通过ECU的各个接口连接ECU。其中，坡度检测传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，能实时感知路面坡度。\n[0023] 人机交互单元包括显示仪表、助力调节模块和刹车信号模块，分别连接到ECU。其中显示仪表用于车速等信息显示，助力调节模块用于用户根据实际骑行状态手动调节助力等级或进行纯电动骑行；刹车信号模块用于刹车时控制刹车灯亮起。\n[0024] 照明单元包括日间行车灯、远光灯、尾灯控制开关和光敏传感器，也分别连接到ECU。其中，光敏传感器用于检测环境亮度，并由智能控制单元根据检测结果自动调节日间行车灯和远光灯的开关及亮度，减少了用户的操作，提高了行车安全性。\n[0025] 电机驱动单元包括电机驱动器和踏频传感器，电机驱动器连接电机，用于驱动电机工作。踏频传感器用于采集脚踏数据，智能控制单元根据其采集的数据结合坡度检测传感器采集的数据，控制电机驱动器自动增大或减小电机输出动力，使骑行者始终处于一种轻松舒适的骑行状态。\n[0026] 移动智能设备为智能手机或平板电脑。智能控制单元通过GSM模块与云端平台连接，移动智能设备通过云端平台对电动助力自行车进行远程定位和故障诊断。另一方面，智能控制单元通过低功耗蓝牙模组与移动智能设备连接，将骑行数据和电动助力自行车健康状态数据实时传输到智能移动设备。其中，电动助力自行车健康状态数据包括电池故障状态数据、驱动器故障状态数据、电机故障状态数据和仪表故障状态数据。在电动助力自行车出现故障时，移动智能设备通过云端平台对电动助力自行车进行远程定位和故障诊断，从而能够及时方便的进行救援或查找故障原因。平时，用户根据传输到智能移动设备的骑行数据和电动助力自行车健康状态数据，即可对电动助力自行车的使用状态和各个参数进行监测和处理，从而便于及时发现问题，防止故障发生。电动助力自行车控制系统还可以通过移动智能设备或云端平台进行无线升级，不断提升性能，满足用户需求。\n[0027] 本实施例中的基于物联网的智能电动助力自行车控制系统在工作时，智能控制单元根据不同的助力等级，实时向电机驱动单元发送助力信号，同时电机驱动单元向智能控制单元发送电机状态、传感器状态、驱动器状态等信息，智能控制单元通过数据计算和处理，将速度、里程、剩余电量等信息显示在仪表上。在骑行过程中，系统通过坡度检测传感器实时感知路面坡度，根据路面坡度自动增大或减小电机输出动力，此时如果移动智能设备如手机、平板等与智能控制单元通过蓝牙连接，则在移动智能设备上可看到骑行数据、系统的健康状态等信息，智能控制单元不仅能够根据环境亮度自动调节日间行车灯和远光灯，同时也能通过移动智能设备控制日间行车灯和远光灯。如果智能控制单元未能与移动智能设备连接，则智能控制单元自动与云端进行连接，将位置和骑行数据实时上传到云端服务器，实现移动智能设备对电动助力自行车的远程定位和故障诊断。\n[0028] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。