張瑾

（西京學(xué)院，西安 710123）

對(duì)新型電動(dòng)自行車電子測(cè)速系統(tǒng)的研究分析

張瑾

（西京學(xué)院，西安 710123）

本文對(duì)新型電動(dòng)自行車電子測(cè)速的相關(guān)性和新型電動(dòng)自行車電子測(cè)速系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析。

新型電動(dòng)自行車；電子測(cè)速；分析

新型電動(dòng)自行車作為簡(jiǎn)單輕便的交通工具，伴隨電動(dòng)自行車關(guān)鍵技術(shù)的突破與其性能的不斷完善，加上電動(dòng)自行車明顯的快捷、環(huán)保、方便和廉價(jià)等特點(diǎn)，整個(gè)電動(dòng)自行車市場(chǎng)的需求在逐漸擴(kuò)大。作為短途代步工具，加強(qiáng)對(duì)其測(cè)速的研究與分析，可有效避免安全事故的發(fā)生。

1　對(duì)新型電動(dòng)自行車電子測(cè)速的相關(guān)性分析

1.1測(cè)量原理

電子測(cè)速系統(tǒng)中的霍爾元件將車輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電隔離輸入到單片機(jī)中。單片機(jī)的功能是在某個(gè)時(shí)間段將脈沖間隔進(jìn)行采集、記錄與存儲(chǔ)［1］。其中的光電隔離器不僅能起到抗干擾作用，還能起到減少毛刺、將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的作用，并借助軟件判斷電動(dòng)車的車輪轉(zhuǎn)速和車速。對(duì)于最高車速的測(cè)量，是保證新型電動(dòng)車人車安全的重要指標(biāo)。當(dāng)電動(dòng)自行車在行駛過(guò)程中遇到緊急事件需要?jiǎng)x車時(shí)，車速過(guò)快會(huì)增加反應(yīng)距離與制動(dòng)距離，存在一定的安全隱患。目前有兩種測(cè)速方法：一種是國(guó)際檢測(cè)法，另一種為路面測(cè)速帶檢測(cè)法［2］。

1.2新型電動(dòng)自行車測(cè)速誤差分析

國(guó)際檢測(cè)法存在著人為因素、測(cè)量?jī)x器、外界環(huán)境三個(gè)方面帶來(lái)的誤差。路面測(cè)速帶檢測(cè)法誤差來(lái)自測(cè)量?jī)x器和外界環(huán)境。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，利用路面測(cè)速帶檢測(cè)法能夠減少其誤差。試驗(yàn)過(guò)程中，針對(duì)國(guó)際檢測(cè)法，在跑道上設(shè)置了200 m的測(cè)試距離，利用秒表測(cè)定電動(dòng)自行車的最高車速；同時(shí)，利用路面測(cè)速帶檢測(cè)法，用地面測(cè)速顯示儀表和2條測(cè)速開關(guān)帶測(cè)試電動(dòng)自行車的速度。兩種方式均進(jìn)行多次測(cè)量，取試驗(yàn)結(jié)果的平均值。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)比較分析發(fā)現(xiàn)，采用路面測(cè)速帶檢測(cè)法更具優(yōu)勢(shì)。路面測(cè)速帶檢測(cè)方法參與的測(cè)量人員比國(guó)際法少，操作起來(lái)更加簡(jiǎn)便。國(guó)際檢測(cè)法需要較長(zhǎng)的測(cè)量距離，而路面測(cè)速帶法只需要10 m之內(nèi)的距離，其結(jié)果更加接近實(shí)際值。路面測(cè)速帶檢測(cè)法直接消除了系統(tǒng)誤差，測(cè)量結(jié)果更加真實(shí)可靠。

2　對(duì)新型電動(dòng)自行車電子測(cè)速系統(tǒng)的性能分析

2.1測(cè)速系統(tǒng)的主要功能［3］

測(cè)速系統(tǒng)主要是由單片機(jī)、速度采集、顯示等部件組成，干簧管作為速度檢測(cè)元件，將檢測(cè)到的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后傳輸至CPU中，利用合適算法對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后再傳輸至輸出部分，達(dá)到顯示的效果。整個(gè)測(cè)速系統(tǒng)包含信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、輸出顯示和按鍵等模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集、輸入、處理、輸出與存儲(chǔ)，最終達(dá)到對(duì)電動(dòng)自行車車速的檢測(cè)與顯示。

2.2電動(dòng)自行車電子測(cè)速系統(tǒng)的硬件部分

新型電動(dòng)自行車采用單片機(jī)作為系統(tǒng)核心，同時(shí)聯(lián)合干簧管、LCD顯示、按鍵掃描、電源組成一個(gè)一體化測(cè)速系統(tǒng)電路，由紅外光電傳感器和電壓比較器組成。具體組成過(guò)程為：干簧管吸合出現(xiàn)脈沖信號(hào)后，開始對(duì)檢測(cè)部位的檢測(cè)［4］。脈沖信號(hào)傳送至單片機(jī)后進(jìn)行處理，將相關(guān)信息傳送至LCD顯示出來(lái)。

某品牌電動(dòng)車進(jìn)行測(cè)速系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，單片機(jī)系統(tǒng)采用了進(jìn)口晶振，通過(guò)電腦將程序?qū)戇M(jìn)單片機(jī)。關(guān)于檢測(cè)系統(tǒng)，在干簧管上連接單片機(jī)檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱，同時(shí)在干簧管上連接一個(gè)按鈕開關(guān)，方便對(duì)測(cè)速系統(tǒng)的測(cè)試。選擇某型號(hào)LCD模塊作為顯示輸出，自帶背光。背光控制由單片機(jī)完成。為了提高信號(hào)的穩(wěn)定性，保證單片機(jī)的負(fù)載能力，在LCD模塊上并連了10K的排電阻作為上拉電阻。

2.3電動(dòng)自行車電子測(cè)速系統(tǒng)的軟件部分

編程語(yǔ)言選擇C語(yǔ)言，整個(gè)測(cè)速系統(tǒng)軟件部分包含主程序、中斷子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序，等等。當(dāng)干簧管在吸合過(guò)程中觸發(fā)了中斷子程序，中斷子程序開始運(yùn)行，關(guān)閉掉定時(shí)器后，獲取到信息后顯示并處理子程序。打開定時(shí)器，清除中斷標(biāo)記后繼續(xù)等待中斷子程序再次觸發(fā)。數(shù)據(jù)處理子程序在得到時(shí)間信息的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)定的電動(dòng)車車輪周長(zhǎng)，計(jì)算出當(dāng)期的運(yùn)行速度、時(shí)間、總里程，等等，將其顯示在顯示子程序上。

3　結(jié)語(yǔ)

關(guān)于新型電動(dòng)自行車的電子測(cè)速系統(tǒng)，一方面需要通過(guò)實(shí)際的安裝與試驗(yàn)，在系統(tǒng)正常工作的情況下，保證正常顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)。另一方面，需要滿足相關(guān)系統(tǒng)的要求，從系統(tǒng)的硬件部分與軟件部分兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要注意的是，即使是同一規(guī)格的車型，在不同車速時(shí)對(duì)應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)速也不相同，所以，要考慮在同一車速情況下，不同的電動(dòng)自行車對(duì)車型的不同轉(zhuǎn)速。因此，對(duì)不同類型的新型電動(dòng)自行車，需根據(jù)其尺寸對(duì)應(yīng)相應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)速。

［1]李大琳，劉理釗，陳少雄，等.基于太陽(yáng)能的綠色騎行安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015，13（8）：233.

［3]孫慶東，陳國(guó)同.基于CAE技術(shù)的自行車座同模異穴型腔熔料流動(dòng)平衡設(shè)計(jì)［J］.模具工業(yè)，2015，21（4）：163.

［4]湯培勇，曹寅，俞毅敏，等.電動(dòng)自行車用便攜式充電器的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)研究［J］.日用電器，2015，13（4）：299-300.

Research and Analysis of Electronic Speed Measurement System for New Electric Bicycle

ZHANGJin
（Xijing University，Xi'an 710123，China）

In this paper，the electronic speed measurement of electric bicycle and the performance of the new electronic speed measurement systemare analyzed.

Electric bicycle；Electronic speed measurement；Analysis

U484

B

1674-8646（2015）07-0087-01

2015-04-24

張瑾（1984-），女，陜西西安人，助教，碩士研究生，從事教學(xué)研究。