一种基于单片机的儿童自行车控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于单片机的儿童自行车控制系统及方法，该系统基于单片机控制的具有自动定位及障碍检测功能的光控儿童智能自行车，单片机分别与薄膜压力传感器、GPS定位模块、无线收发模块、光敏传感器、超声波传感器和温度湿度传感器连接；所述单片机通过无线收发模块连接至上位机；本发明专利技术以STM32单片机为主核心处理器，同时系统搭载多个传感器，以达到智能化控制的效果。该系统以STM32为主控芯片，该系统设置在自行车上，是一种结构轻便、功能齐全的儿童自行车装置系统。齐全的儿童自行车装置系统。齐全的儿童自行车装置系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的儿童自行车控制系统及方法


[0001]本专利技术属于嵌入式
，具体涉及一种基于单片机的儿童自行车控制系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，儿童自行车主要存在以下问题：第一，现有儿童自行车缺乏GPS自动定位系统，为家长快速确定孩子位置带来诸多不便；第二，现有儿童自行车采用手闸制动，制动力一般不得小于50N，否则车辆会刹不住，给小孩带来危害，而且，儿童乘骑型号过大的自行车，或骑行时突遇紧急情况需要刹车时，不能握紧手闸或刹车系统失效，以致刹不住车而与其他人或物相撞，跌落受伤；第三，产品未安装照明装置，在光线较暗时，可能因为小孩骑行速度较快无法及时提醒行人而导致交通参与者甚至小孩受伤；第四，小孩缺乏安全意识，可能会因为疏忽大意导致自行车丢失。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于单片机的儿童自行车控制系统及方法，以解决目前儿童自行车存在的安全隐患，如难以智能避障和精确定位的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于单片机的儿童自行车控制系统，包括单片机，所述单片机分别与薄膜压力传感器、GPS定位模块、无线收发模块、光敏传感器、超声波传感器和温度湿度传感器连接；所述单片机通过无线收发模块连接至上位机；
[0006]所述单片机分别连接有伞、照明装置和制动刷；
[0007]所述单片机、薄膜压力传感器、GPS定位模块、无线收发模块、光敏传感器、超声波传感器、温度湿度传感器、伞、照明装置和制动刷均连接至电源；
[0008]所述单片机为STM32F103RCT6芯片。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]优选的，所述GPS定位模块为UBLOX
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6M GPS模块，所述UBLOX
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6M GPS模块通过串行口和单片机的引脚连接。
[0011]优选的，所述无线收发模块为nRF24L01单片射频收发器件，所述为nRF24L01单片射频收发器件通过MOSI模块引脚和单片机连接。
[0012]优选的，所述薄膜压力传感器为RFP
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ZHⅡ薄膜压力传感器，所述RFP
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ZHⅡ薄膜压力传感器通过MCU和单片机连接。
[0013]优选的，所述超声波传感器为HC
‑
SR04超声波模块，所述HC
‑
SR04超声波模块通过TRIG引脚与单片机连接。
[0014]优选的，所述温度湿度传感器采用DHT11湿度传感器，所述DHT11湿度传感器通过DO端和单片机连接。
[0015]优选的，所述超声波传感器设置在自行车的前端。
[0016]优选的，所述制动刷设置在自行车的后轮上。
[0017]一种基于上述基于单片机的儿童自行车控制系统的方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1，薄膜压力传感器检测座椅上是否有使用者，并将检测结果传递单片机，如果有，则解锁进行下一步，如果没有，则重复步骤1；
[0019]步骤2，GPS定位模块采集手机定位信息，光敏传感器采集光线信息，超声波传感器采集自行车前端和障碍物的距离，温度湿度传感器采集环境温湿度信息；所有的采集信息传递至单片机；
[0020]步骤3，所述单片机根据通过无线收发模块将定位信息传递至上位机；所述单片机比较设定光强阈值和光线信息，判断照明装置是否启用；所述单片机比较自行车前端和障碍物的距离和设定距离阈值，判断自行车是否报警并减速；所述单片机通过比较温度湿度信息和设定温度湿度阈值，判断是否撑伞；
[0021]步骤4，重复步骤1
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步骤3，直至骑行结束。
[0022]优选的，步骤2中，当设定光强阈值大于光线信息时，照明装置启用，否则不启用；当自行车前端和障碍物的距离大于设定距离阈值时，正常行驶，否则报警并通过制动刷制动车轮；当温度大于设定温度，或者是湿度大于设定湿度值时撑伞操作，否则正常运行。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术公开了一种基于单片机的儿童自行车控制系统，该系统基于单片机控制的具有自动定位及障碍检测功能的光控儿童智能自行车，单片机分别与薄膜压力传感器、GPS定位模块、无线收发模块、光敏传感器、超声波传感器和温度湿度传感器连接；所述单片机通过无线收发模块连接至上位机；本专利技术以STM32单片机为主核心处理器，同时系统搭载多个传感器，以达到智能化控制的效果。该系统以STM32为主控芯片，该系统设置在自行车上，是一种结构轻便、功能齐全的儿童自行车装置系统。
[0025]进一步的，利用UBLOX
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6M GPS定位模块实现对自行车的自动定位，在普通GPS接收模块不能定位的地方都能实现高精度定位；
[0026]进一步的，利用RFP
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ZH II薄膜压力传感器实现车辆的自动解锁与上锁；
[0027]进一步的，利用光敏电阻传感器模块实现自动照明，当在光线不足的环境下骑车时，光敏电阻通过探测外界环境的光线强度，来决定是否触发照明电路从而保证孩子的骑车安全；
[0028]进一步的，利用HC
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SR04超声波传感器来实现自动避障，并拉起制动贴片使车减速；
[0029]进一步的，利用DHT11湿度传感器自动检测外界环境的温度和湿度，实现自动防雨防晒，当外界环境湿度、温度高到一定值时，自动触发车顶的防雨防晒装置，防止儿童被淋湿或晒伤。
[0030]本专利技术还公开了一种单片机的儿童自行车控制方法，该方法通过薄膜压力传感器检测座位上是否有使用者，并将检测结果传递至单片机，通过单片机进行下一步的采集手机定位信息，采集光线信息，采集和障碍物的距离信息，采集环境的温度和湿度信息，并进行下一步的操作。
【附图说明】
[0031]图1是本专利技术STM32单片机软件系统控制框图。
[0032]图2是本专利技术STM32单片机软件系统流程框图。
[0033]图3是本专利技术系统硬件电路原理图。
[0034]图4是本专利技术本专利技术GPS定位电路模块。
[0035]图5是本专利技术nRF24L01无线收发模块。
[0036]图6是本专利技术RFP
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ZHⅡ薄膜压力传感器模块电路原理图。
[0037]图7是本专利技术光敏电阻传感器模块电路原理图。
[0038]图8是本专利技术自动触发照明模块原理图。
[0039]图9是本专利技术HC
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SR04超声波模块。
[0040]图10是本专利技术温度湿度传感器模块。
[0041]图11是本专利技术的系统应用到自行车上时的自行车结构图。
[0042]其中，1
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照明装置；2
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超声波传感器；3
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光敏传感器；4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的儿童自行车控制系统，其特征在于，包括单片机(9)，所述单片机(9)分别与薄膜压力传感器(5)、GPS定位模块(11)、无线收发模块(12)、光敏传感器(3)、超声波传感器(2)和温度湿度传感器(11)连接；所述单片机(9)通过无线收发模块(11)连接至上位机；所述单片机(9)分别连接有伞(6)、照明装置(1)和制动刷(8)；所述单片机(9)、薄膜压力传感器(5)、GPS定位模块(11)、无线收发模块(11)、光敏传感器(3)、超声波传感器(2)、温度湿度传感器(11)、伞(6)、照明装置(1)和制动刷(8)均连接至电源(10)；所述单片机(9)为STM32F103RCT6芯片。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的儿童自行车控制系统，其特征在于，所述GPS定位模块(11)为UBLOX
‑
6M GPS模块，所述UBLOX
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6M GPS模块通过串行口和单片机(9)的引脚连接。3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的儿童自行车控制系统，其特征在于，所述无线收发模块(11)为nRF24L01单片射频收发器件，所述为nRF24L01单片射频收发器件通过MOSI模块引脚和单片机(9)连接。4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的儿童自行车控制系统，其特征在于，所述薄膜压力传感器(5)为RFP
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ZHⅡ薄膜压力传感器，所述RFP
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ZHⅡ薄膜压力传感器通过MCU和单片机(9)连接。5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的儿童自行车控制系统，其特征在于，所述超声波传感器(2)为HC
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SR04超声波模块，所述HC
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SR04超声波模块通过TRIG引脚与单片机(9)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹玉英，武忆涵，杨振玲，牛彤，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：