基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法

摘要

本发明公开了基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法，其系统包括：用于发射和接收红外线，并根据接收的红外线的频率产生相应周期的方波信号的红外检测模块；用于反射红外检测模块发射的红外线的反射装置；所述手机中设置有用于根据所述方波信号的周期和中断次数计算自行车的里程和速度的微处理器；所述红外检测模块具有与手机的耳机插口适配的插头，所述检测模块的信号输出端通过所述插头与所述微处理器连接。在使用时，自动车用户只需购买一个成本低廉的红外检测模块，并利用手机就能实现自行车的旅程表功能，充分发挥了手机的使用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及自行车的里程的计算，特别涉及一种基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法。

背景技术

自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。自行车作为一种新式时尚户外运动，越来越受人们的喜爱和追捧。目前，许多城市每年都会举办各种各样的山地赛车活动，但是，普通的自行车一般不带旅程表，而带旅程表的自行车价格又比较昂贵。

有鉴于此，本发明提供一种基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法，能通过手机实现自行车的旅程表功能。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于手机的自行车旅程表系统，其包括：

用于发射和接收红外线，并根据接收的红外线的频率产生相应周期的方波信号的红外检测模块；

用于反射红外检测模块发射的红外线的反射装置；

所述手机中设置有用于根据所述方波信号的周期和中断次数计算自行车的里程和速度的微处理器；

所述红外检测模块具有与手机的耳机插口适配的插头，所述检测模块的信号输出端通过所述插头与所述微处理器连接。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述红外检测模块包括：

用于输出振荡信号的锁相环电路音调译码器；

用于将所述振荡信号放大驱动红外发射二极管发射红外线的三极管；

用于发射红外线的红外发射二极管；

用于接收反射装置反射的红外线的红外接收二极管；

用于将红外接收二极管接收的信号放大的运算放大器，

所述锁相环电路音调译码器还用于根据运算放大器输出的信号的频率输出相应周期的方波信号；

所述三极管的基极与所述锁相环电路音调译码器的Rt端口，集电极与所述红外发射二极管的负极连接，发射极接地；所述红外发射二极管的正极连接高电平；

所述红外接收二极管的正极接地，负极与所述运算放大器的反向输入端连接；所述运算放大器的正向输入端接地，输出端与所述锁相环电路音调译码器的IN端口连接，所述锁相环电路音调译码器的OUT端口与所述插头连接。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述红外检测模块还包括：用于控制所述振荡信号的频率的振荡模块，所述振荡模块包括第一电阻和第一电容；所述第一电阻的一端与所述锁相环电路音调译码器的Rt端口和三极管的基极连接，另一端与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，在所述红外接收二极管和运算放大器的反向输入端之间设置有第二电阻。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述反射装置为金属反射片，该金属反射片装设在自行车的辐条上。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述金属反射片为反射银箔、反射铝箔或者反射铜箔。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述红外检测模块装设在自行车的车架上。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述自行车的里程通过以下方式获得：

S=2πR*N

其中，S为旅程，R为自行车车轮的半径，N为所述方波信号的脉冲数量。

上述的基于手机的自行车旅程表系统中，所述自行车的车速通过以下方式获得：

V=2πR/T

其中，V为自行车的瞬时速度，R为自行车车轮的半径，T为一个方波信号的周期。

一种上述的自行车旅程表系统的计算自行车旅程的方法，其包括：

由红外检测模块发射预设频率的红外线；

通过所述反射装置反射所述红外线；

由所述红外检测模块接收反射装置反射的红外线，根据所述红外线的频率产生相应周期的方波信号，并将该方波信号输出给手机；

所述手机设置有微处理器，该微处理器根据所述方波信号的周期和其中断的次数计算自行车的里程和速度。

相较于现有技术，本发明提供的一种基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法，该系统包括红外检测模块、反射装置和手机，通过红外检测模块发射预设频率的红外线；通过所述反射装置反射所述红外线；由所述红外检测模块接收反射装置反射的红外线，根据所述红外线的频率产生相应周期的方波信号，并将该方波信号输出给手机；所述手机设置有微处理器，该微处理器根据所述方波信号的周期和其中断的次数计算自行车的里程和速度，自动车用户只需购买一个成本低廉的红外检测模块，并利用手机就能实现自行车的旅程表功能，充分发挥了手机的使用价值。

附图说明

图1为本发明基于手机的自行车旅程表系统较佳实施例的结构框图。

图2为本发明基于手机的自行车旅程表系统较佳实施例的电路原理图。

图3为本发明基于手机的自行车旅程表系统较佳实施例中红外检测模块的电路原理图。

图4为本发明基于手机的自行车旅程表系统较佳实施例中红外检测模块中的锁相环电路音调译码器内部结构框图。

图5为本发明基于手机的自行车旅程表系统中反射装置的安装及其反射红外线的示意图。

图6为本发明基于手机的自行车旅程表系统中反射装置的安装及其无法反射红外线的示意图。

图7为本发明基于手机的自行车旅程表系统中红外检测模块输出的方波信号示意图。

图8为本发明基于的自行车旅程表系统计算自行车旅程的方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供基于手机的自行车旅程表系统包括红外检测模块11、反射装置21和手机31，红外检测模块11具有与手机31的耳机插口适配的插头12，在所述手机31中设置有微处理器32，所述检测模块的信号输出端通过所述插头12与所述微处理器32的中断端口连接。

其中，所述红外检测模块11用于发射和接收红外线，并根据接收的红外线的频率产生相应周期的方波信号，所述反射装置21用于反射红外检测模块11发射的红外线，所述微处理器32根据所述方波信号的周期和中断次数计算自行车的里程和速度。

请一并参阅图2，其为本发明基于手机的自行车旅程表系统较佳实施例的电路原理图。在手机31的耳机电路中设置有一路麦克风（MIC）输入，两路耳机DAC（数模转换）输出。所述插头12为3.5 Audio Jack插头，其包括四个PIN脚，其第1 PIN脚和第4 PIN脚空置，第2 PIN脚接地，第3 PIN脚与手机31的耳机插口连接，通过红外检测模块11控制耳机插口向微处理器32发送EINTO_HRADSER中断信号。

请参阅图3，本发明基于手机的自行车旅程表系统的红外检测模块11包括锁相环电路音调译码器U2、三极管T1、红外发射二极管D1、红外接收二极管D2和运算放大器U1，所述三极管T1的基极与所述锁相环电路音调译码器U2的Rt端口（电阻定时端口）相连，集电极与所述红外发射二极管D1的负极连接，发射极接地；所述红外发射二极管D1的正极连接高电平；所述红外接收二极管D2的正极接地，负极与所述运算放大器U1的反向输入端连接；所述运算放大器U1的正向输入端接地，输出端与所述锁相环电路音调译码器U2的IN端口（输入端口）连接，所述锁相环电路音调译码器U2的OUT端口（输出端口）与所述插头12的第3PIN脚连接。

所述锁相环电路音调译码器U2用于输出振荡信号，三极管T1主要起放大作用，用于将所述振荡信号放大驱动红外发射二极管D1，所述红外发射二极管D1用于发射红外线；所述红外接收二极管D2与红外发射二极管D1为一对红外对管，用于接收反射装置21反射的红外线，所述锁相环电路音调译码器U2还用于根据运算放大器U1输出的信号的频率输出相应周期的方波信号。

本发明实施例中，红外检测模块11还包括用于控制所述振荡信号的频率的振荡模块，所述振荡模块包括第一电阻R6和第一电容C3；所述第一电阻R6的一端与所述锁相环电路音调译码器U2的Rt端口和三极管T1的基极连接，另一端与所述第一电容C3的一端连接，所述第一电容C3的另一端接地。

请继续参阅图3，在所述红外接收二极管D2和运算放大器U1的反向输入端之间设置有第二电阻R3，在运算放大器U1的反向输入端与第二电阻R3之间串联有第二电容C2，并且在运算放大器U1的反向输入端和输出端之间串联有第三电阻R5。

本发明实施例中，所述锁相环电路音调译码器U2采用型号为LM567的集成芯片，其内设置有锁相环、直角相位检波器（正交相位检波器）、放大器和一个输出晶体管，如图4所示。锁相环内则包含一个电流控制振荡器（CC0）、一个鉴相器和一个反馈滤波器。所述锁相环电路音调译码器U2的第1管脚为输出滤波电容管脚（Ofil）、第2管脚为低通滤波输出管脚（Lfil），第3管脚为输入管脚（IN），第4管脚为供电管脚（VDD），第5管脚为电阻定时管脚（Rt），第6管脚为阻容定时管脚（Ct），第7管脚为接地管脚（GND），第8管脚为输出管脚（Out）。

在具体实施时，所述LM567芯片的第1管脚通过第三电容C5接地，第2管脚通过第四电容C6接地，第3管脚通过第五电容与运算放大器U1的输出端连接，第7管脚接地，第8管脚与所述插头12的第3 PIN脚连接。

请参阅图3、图5和图6，在具体实施过程中，所述反射装置21为金属反射片，该金属反射片装设在自行车的辐条上，所述红外检测模块11装设在自行车的车架上。其中，所述金属反射片为反射银箔、反射铝箔、反射铜箔、或者其它具有反射效果的装置。

以下对本发明基于手机的自行车旅程表系统的工作原理进行详细说明：

在红外检测模块11中，通过第一电阻R6和第一电容C3控制锁相环电路音调译码器U2的中心频率。由锁相环电路音调译码器U2的第5管脚输出振荡信号，该信号经过三极管T1放大后，推动红外发射二极管D1向外反射红外线。此时安装在自行车辐条上的反射装置21将随自行车车轮转动，当反射装置21转动至红外接收二极管D2的对射位置（如图5所示），由反射装置21将红外发射二极管D1发射的红外线反射回来，通过红外接收二极管D2接收，然后经过运算放大器U1放大后输入至锁相环电路音调译码器U2的第3管脚，由于红外接收二极管D2接收的信号频率与红外发射二极管D1输出的频率一致（即红外接收二极管D2接收的信号频率与锁相环电路音调译码器U2内部压控振荡器的中心频率一致），经过锁相环电路音调译码器U2内部电路处理后通过其第8引脚输出低电平，之后再通过插头12的第3 PIN脚触发微处理器32中断。当自行车匀速运动的时候，安装有反射装置21的辐条周期性地经过红外发射二极管D1和红外接收二极管D2，使红外检测模块11输出周期为T的方波信号，如图7所示。手机微处理器32接收到该方波信号后产生中断，并根据方波信号的周期和中断次数计算自行车的里程和速度。

本发明实施例中，微处理器通过以下方式计算自行车的里程：

S=2πR*N

其中，S为旅程，R为自行车车轮的半径，N为所述方波信号的脉冲数量。

微处理器32通过以下方式计算自行车的车速：

V=2πR/T

其中，V为自行车的瞬时速度，R为自行车车轮的半径，T为一个方波信号的周期。

并且，在计算完自行车的速度和旅程之后，通过手机显示屏进行相应显示。在其它实施例中，所述微处理器还可以计算和记录自行车的平均速度、最大速度、单程里程数、总里程数、公/英里转换等。

本发明实施例中，当反射装置21没有反射红外线时（此时反射装置21没有位于红外接收二极管D2的对射位置，如图6所示的位置），所述锁相环电路音调译码器U2的第3管脚没有信号输入，此时锁相环电路音调译码器U2的第8管脚为高电平。

并且，当红外接收二极管D2接收到其他频率的红外线信号或者干扰信号，由于其与锁相环电路音调译码器U2内部压控振荡器的中心频率不一致，经锁相环电路音调译码器U2内部处理后使其第8脚输出高电平，因此本发明提供的基于手机的自行车旅程表系统不会受到其它频率信号的干扰，其抗干扰性能强。

其中，上述的基于手机的自行车旅程表系统，本发明实施例还对应提供一种采用上述自行车旅程表系统的计算自行车旅程的方法，如图8所示，所述的方法包括：

S110、由红外检测模块发射预设频率的红外线；

S120、通过所述反射装置反射所述红外线；

S130、由所述红外检测模块接收反射装置反射的红外线，根据所述红外线的频率产生相应周期的方波信号，并将该方波信号输出给手机；

S140、所述手机设置有微处理器，该微处理器根据所述方波信号的周期和其中断的次数计算自行车的里程和速度。

其中，在步骤S130中，当红外检测模块接收到反射装置反射的红外线信号后，首将该信号进行放大处理，然后判断该信号的频率与其发射的振荡信号频率是否相同，如果是，则输出低电平，触发手机微处理中断；否则输出高电平。

综上所述，本发明提供的一种基于手机的自行车旅程表系统及其计算自行车旅程的方法，该系统包括红外检测模块、反射装置和手机，通过红外检测模块发射预设频率的红外线；通过所述反射装置反射所述红外线；由所述红外检测模块接收反射装置反射的红外线，根据所述红外线的频率产生相应周期的方波信号，并将该方波信号输出给手机；所述手机设置有微处理器，该微处理器根据所述方波信号的周期和其中断的次数计算自行车的里程和速度，自动车用户只需购买一个成本低廉的红外检测模块，并利用手机就能实现自行车的旅程表功能，充分发挥了手机的使用价值。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。