本實用新型屬于自行車技術(shù)領域，尤其涉及一種新型智慧自行車。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和進步，如今的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用已經(jīng)深刻的影響了我們的生活。與此同時，人們生活品味的也在不斷的提升，消費觀念有所轉(zhuǎn)變。人們對產(chǎn)品的功能需求已經(jīng)從滿足基本需求到個性化和多樣化需求的轉(zhuǎn)變。而現(xiàn)在所用的自行車雖然性能有所提升，但仍然只作為代步工具，個性化和多樣化的設計還有所欠缺。調(diào)查中我們找到眾多自行車愛好者，針對自行車的乘騎方式和人車的互動性等方面問題進行詢問，并通過多種途徑收集關(guān)于他們對自行車需求方面的問題。最后發(fā)現(xiàn)更多的人對自行車的需求不僅僅滿足于代步，而是希望在自行車上能有更多騎行以外的功能。在現(xiàn)實生活中，每年因追尾而發(fā)生的事故多不勝數(shù)。而自行車因體型小恰恰成為車輛中的弱勢群體，加之自行車騎行較為自由，沒有很大的規(guī)范性，很容易和其他車輛甚至車隊中的自行車發(fā)生摩擦。雖然自行車有比較結(jié)實的車鎖，但因自行車重量輕，體型小，盜賊任然能想到辦法，而現(xiàn)在的自行車基本都是幾百元到數(shù)萬元不等，丟一輛自行車財產(chǎn)損失也不小。單車騎行作為一種很有鍛煉價值的娛樂方式，一般都是結(jié)伴而行。若伙伴間能相互看到每個伙伴的速度和位置，即能添加騎行的樂趣，又可以隨時了解同伴的狀態(tài)，能很好的照顧好自己的同伴。任何電子產(chǎn)品若沒有電能就不法工作?？紤]到單車無儲電設備。故我們利用車輪的運動設計小型發(fā)電機，為各個設備供電。從調(diào)查中可看出現(xiàn)在的人們更多是對簡單輕便以及綠色環(huán)保的需求而去騎自行車，而且綠色出行也已經(jīng)成為一種現(xiàn)代生活的時尚，所以從這一方面看自行車的市場需求還是很大的。另一方面，從學校車隊的調(diào)查來看在大學的時間比較多大學生愛好騎自行車，他們對自行車的需求也很大。從以上兩方面來看以注重用戶體驗為核心的新型智慧自行車一定會很受歡迎?，F(xiàn)在大多數(shù)自行車都是從騎行速度上入手設計自行車，如：山地自行車。跟現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合的自行車并沒有得到很大推廣，理由有多種，其一是功能單一，其二成本太高，實用性差，拉低了性價比。從這些方面看新型智慧自行車擴展很多功能的同時也為消費者考慮作品的成本。

綜上所述，現(xiàn)有的自行車存在功能單一，智能化程度較低，實用性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決現(xiàn)有的自行車存在功能單一，智能化程度較低，實用性差的技術(shù)問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的新型智慧自行車。

本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

本實用新型提供的新型智慧自行車，所述新型智慧自行車包括：

自行車；

MSP430F149單片機和GSM模塊嵌入特定的集成箱，集成箱安裝在自行車龍頭下部；

HMI顯示屏固定在車頭上面，通過杜邦線連接MSP430F149單片機的UART串口進行通信；

傾角傳感器放置于車龍頭下方與MSP430F149單片機連接；

PM2.5傳感器和溫濕度傳感器放在車頭左側(cè)，PM2.5傳感器通過UART串口與MSP430F149單片機進行通信；

GSM模塊放在集成箱，連接MSP430F149單片機的串口，連接嵌在車架內(nèi)的Arduino防丟系統(tǒng)單片機的UART串口；

GPS模塊和GSM模塊內(nèi)嵌車座部并和MSP430F149單片機和Arduino防丟系統(tǒng)單片機的UART串口相連。

震動傳感器和Arduino單片機集成在一起，內(nèi)嵌與自行車車梁內(nèi)，并與Arduino單片機相連。蜂鳴器與尾燈集成在一起，并與ST89C51單片機和Arduino單片機相連。

熱釋電傳感器放在車架與座位連接處，朝后輪方向放置。二者與Arduino相連。

進一步，所述傾角傳感器由兩個水銀開關(guān)并聯(lián)而成。

進一步，鋰電池內(nèi)嵌于自行車車梁內(nèi)。

進一步，轉(zhuǎn)向按鍵、超聲波、尾燈與ST89C51單片機相連。

進一步，所述轉(zhuǎn)向按鍵固定在車把手左側(cè)，超聲波和尾燈固定于自行車車座下。

進一步，發(fā)電機則固定在自行車支架上并與后車輪進行摩擦將機械能轉(zhuǎn)換成電能儲存于鋰電池內(nèi)。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：由于本實用新型將為方便騎行愛好者安全愉快地騎行；融合多項外部環(huán)境監(jiān)測、自身狀態(tài)評估、騎行安全、車輛防丟、燈光控制以及無線數(shù)據(jù)分享等功能的綜合性自行車系統(tǒng)，并解決系統(tǒng)供電問題；在外部環(huán)境監(jiān)測方面，對空氣質(zhì)量進行監(jiān)測，并做空氣質(zhì)量評估，以便用戶提前做好預防；為安全出行，設置有后方障礙物警示功能；同時，監(jiān)測當天的氣溫以及濕度，方便用戶作出當天氣象是否適合騎行的判斷；在自身狀態(tài)評估方面，設置有測速及行程記錄功能，讓用戶能實時了解自己騎行的速度和路程，便于安排自己的行程計劃；檢測當?shù)睾０魏痛藭r的GPS位置信息，為騎車旅行的用戶提供一些參考；在防盜方面，在自行車鋼架內(nèi)部做了內(nèi)置的GPS模塊，結(jié)合Arduino、GSM技術(shù)和多種傳感器，完成防丟預警及追蹤；當車未騎行時，若有人移動車輛，系統(tǒng)會做出判斷，并發(fā)出警報聲，同時會發(fā)送短信提示給用戶，用戶能第一時間發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的被盜情況，同時，愛車的位置信息也會實時發(fā)送到手機APP，并對應到地圖，以便用戶實時追蹤。

本實用新型設置的尾轉(zhuǎn)向燈和后方障礙物警報系統(tǒng)以提高用戶安全系數(shù)，就后方障礙物系統(tǒng)，若后方車輛超過安全距離，會發(fā)出警報提醒用戶；為方便結(jié)伴而行的用戶，通過GSM和阿里云，將數(shù)據(jù)最終顯示到對應的手機APP上，只要用戶都裝有APP，能看到同伴的行程參數(shù)及位置；為給用戶提供更多騎行樂趣，為方便伙伴間能了解對方的狀態(tài)，相互照顧對方的安全。

本實用新型在電力供應上放棄了較為笨重的鉛蓄電池，而是利用車輪的轉(zhuǎn)動，設置有自動充電系統(tǒng)，實時給體型較小的可充電電池供電。同時，將該作品的功耗降到最低。結(jié)合自身的狀態(tài)數(shù)據(jù)評估及周圍的環(huán)境參數(shù)為用戶提供便利，比如PM2.5、溫濕度后方車輛等環(huán)境數(shù)以及速度、路程、經(jīng)緯度、海拔、摔倒信息、車輛是否被盜等自身狀態(tài)的數(shù)據(jù)。同時利用客戶端將速度、路程、經(jīng)緯度、海拔、摔倒信息環(huán)境PM2.5、溫濕度等數(shù)據(jù)分享給伙伴，方便伙伴間的相互照顧，提高結(jié)伴而行的樂趣。車輛是否被盜的數(shù)據(jù)會由內(nèi)嵌入車架的系統(tǒng)獨立檢測和控制，一旦有危險信號，立即發(fā)送短信給用戶，并發(fā)出報警聲，用戶還能通過APP實時追蹤愛車。轉(zhuǎn)向燈主要給后方車輛提供轉(zhuǎn)向信息。同時在騎行過程中，可以將自行車產(chǎn)生的機械動能轉(zhuǎn)化成電能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的新型智慧自行車結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的數(shù)據(jù)檢測與分享的程序流程圖；

圖3是本實用新型實施例提供的Arduino防盜與追蹤的程序流程圖；

圖4是本實用新型實施例提供新型智慧自行車的內(nèi)部原理圖；

圖中：1、HMI顯示屏；2、MSP430F149單片機；3、PM2.5傳感器；4、GPS模塊；5、轉(zhuǎn)向按鍵；6、測速模塊；7、GSM模塊；8、鋰電池；9、熱釋電傳感器；10、尾燈；11、超聲波模塊；12、溫濕度模塊；13、Arduino防丟系統(tǒng)；14、發(fā)電機；15、傾角傳感器。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。

下面結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)作詳細的描述。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的新型智慧自行車包括：HMI顯示屏1、MSP430F149單片機2、PM2.5傳感器3、GPS模塊4、轉(zhuǎn)向按鍵5、測速模塊6、GSM模塊7、鋰電池8、熱釋電傳感器9、尾燈10、超聲波11、溫濕度傳感器12、Arduino防丟系統(tǒng)13、發(fā)電機14。

MSP430F149單片機2和GSM模塊7嵌入特定的集成箱，集成箱安裝在自行車龍頭下部。HMI顯示屏1固定在車頭上面，通過杜邦線連接MSP430F149單片機2的UART串口進行通信。傾角傳感器15由兩個水銀開關(guān)并聯(lián)而成，放置于車龍頭下方與MSP430F149單片機2連接，主要和熱釋電共同檢測摔倒信息。PM2.5傳感器3和溫濕度傳感器12放在車頭左側(cè)，PM2.5傳感器3通過UART串口與MSP430F149單片機2進行通信，DHT11通過IO讀取并解析。GSM模塊7放在集成箱，有兩路走線，一路是連接MSP430F149單片機2的串口，另一路車架內(nèi)走線連接嵌在車架內(nèi)的Arduino防丟系統(tǒng)13單片機的UART串口，兩路走線在打開數(shù)據(jù)監(jiān)測與分享系統(tǒng)時開通連接MSP430F149單片機2的走線，另一條走線關(guān)閉，在關(guān)閉數(shù)據(jù)檢測與分享系統(tǒng)后，即處于停車狀態(tài)是，若防盜總閘處于開通狀態(tài)，則自動開通連接Arduino的走線。GPS模塊4和GSM模塊7內(nèi)嵌車座部并和MSP430F149單片機2和Arduino防丟系統(tǒng)13單片機的UART串口相連，可將GPS信息發(fā)到兩單片機，兩單片機也可通過GSM模塊7發(fā)送信息。自行車的鋰電池8也是內(nèi)嵌于自行車車梁內(nèi)，并給整個系統(tǒng)供電，內(nèi)嵌于車梁內(nèi)是以防盜賊破壞防盜系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向按鍵5、超聲波11、尾燈10都與ST89C051單片機相連，轉(zhuǎn)向按鍵5固定在車把手左側(cè)，超聲波11和尾燈10固定于車座下，以便于檢測后方車輛距離和提示后方車輛。發(fā)電機14則固定在自行車支架上并與后車輪進行摩擦將機械能轉(zhuǎn)換成電能儲存于鋰電池8內(nèi)。震動傳感器和Arduino單片機集成在一起，內(nèi)嵌與自行車車梁內(nèi)，并與Arduino單片機相連。蜂鳴器與尾燈集成在一起，并與51單片機和Arduino單片機相連。震動傳感器和Arduino單片機集成在一起，內(nèi)嵌與自行車車梁內(nèi)，并與Arduino單片機相連。蜂鳴器與尾燈集成在一起，并與ST89C51單片機和Arduino單片機相連。熱釋電傳感器放在車架與座位連接處，朝后輪方向放置。二者與Arduino相連。

本實用新型的工作原理：

HMI顯示屏通過串口跟MSP430F149單片機聯(lián)接，主要是顯示檢測的一些數(shù)據(jù)。MSP430F149單片機是整個自行車的處理器，主要是處理傳感器檢測出來的數(shù)據(jù)并對這些數(shù)據(jù)分析、PM2.5傳感器是根據(jù)光的散射原理來檢測的，微粒和分子在光的照射下會產(chǎn)生光的散射現(xiàn)象，與此同時，還吸收部分照射光的能量。當一束平行單色光入射到被測顆粒場時，會受到顆粒周圍散射和吸收的影響，光強將被衰減。如此一來便可求得入射光通過待測濃度場的相對衰減率。而相對衰減率的大小基本上能線性反應待測場灰塵的相對濃度。通過計數(shù)得到的實時顆粒物數(shù)量濃度按照算法和標定方法就可得到粉塵濃度。GPS模塊可以為地球表面絕大部分地區(qū)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準，這些數(shù)據(jù)再上傳到MSP430F149單片機和Arduino單片機上。轉(zhuǎn)向按鍵可以控制自行車的尾燈的閃爍，已達到警告后方車輛的目的、測速模塊用的是霍爾傳感器和吸附在車輪上的磁鐵共同檢測、GSMsim808模塊主要負責通信功能，把檢測到的信息上傳到APP上，并且還發(fā)短信通知用戶車輛有被盜的可能、鋰電池主要用于給整個系統(tǒng)供電，并且將發(fā)電機發(fā)的電儲存到電池里、熱釋電傳感器主要是檢測是否有人體靠近，并將這些數(shù)據(jù)傳到MSP430F149和Arduino單片機中、尾燈主要是對后方車輛進行提示、超聲波模塊通過發(fā)送超聲波和接收返回的超聲波的時間從而檢測后車輛的距離，當車輛超過安全距離時尾燈就會閃爍提示后方車輛，并且車輛就會發(fā)出警報提醒騎行者、溫濕度監(jiān)測模塊通過檢測環(huán)境的溫度和濕度然后上傳給MSP430F149單片機、Arduino防丟系統(tǒng)是通過Arduino單片機為主控芯片，通過震動傳感器和熱釋電傳感器中和判斷是否有人偷車，如果有人偷車就通過Arduino單片機發(fā)信號送讓GSMsim808模塊發(fā)送短信通知用戶告之有人偷車。并且將將車輛的經(jīng)緯度信息發(fā)送到APP上，用戶可實時追蹤愛車的具體位置，及時找回愛車。發(fā)電機通過發(fā)電機跟輪子的摩擦，將機械能轉(zhuǎn)換為電能儲存在鋰電池中。同時，還能直接給手機充電。

以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。