整合智能型移动通信装置的自行车机电控制系统及其应用 |
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| 申请号 | CN201310050715.3 | 申请日 | 2013-02-08 | 公开(公告)号 | CN103963910B | 公开(公告)日 | 2017-04-12 |
| 申请人 | 姚立和; | 发明人 | 姚立和; 林松庆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种整合智能型移动通信装置的 自行车 机电控制系统及其应用，令 电动自行车 的一机电 控制器 可独立监控电动 马 达运作，并且可以其通信 接口 整合一外部智能型移动通信装置，配合开放可外部设定的行车控制参数，使用者得通过智能型移动通信装置所提供的使用者界面对该机电控制器进行行车控制参数的设定，提升电动自行车对于不同使用者的适配性，另外该行车信息及车辆信息亦可通过该智能型移动通信装置显示予使用者，或以智能型移动通信装置的上网功能对外部发送，令使用者便于记录或管理电动自行车的相关信息。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种整合智能型移动通信装置的电动自行车本机机电控制系统，其特征在于，包含： |
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| 说明书全文 | 整合智能型移动通信装置的自行车机电控制系统及其应用技术领域背景技术[0002] 随着自行车骑乘风气的普及，越来越多人加入自行车一族，然而每个人的体能条件不同，面对不同的骑乘路况，也有高低程度的负担，因此已有自行车电动推进装置来减轻骑乘者的负荷。同时由于个人智能可携装置逐渐成为每个人必备携带的装置之一，因此个人智能可携装置相对应发展出和自行车骑乘相关的程序功能，一方面可以达到骑乘者在骑自行车时所想要了解的行车信息，一方面可以藉由个人智能可携装置本身的功能，达到连接因特网、卫星定位、社群网站等延伸的应用。 [0003] 在现行具备电动推进装置的功能的自行车中，通常会配置一显示仪表与控制器，藉此提供骑乘者知道电池残电量情况，或是控制车辆的功能参数等等，而骑乘者如另外装配个人智能可携装置，作为其他延伸信息显示功能的使用，在具备电动推进装置的功能的自行车上，便会多一个骑乘者判读信息与操作的装置，不仅对于相当局促的车头转向把手造成空间配置上的困扰，骑乘者亦需要分散注意力在不同的装置上来达到不同目的的操作需求，因此将具备电动推进装置自行车的显示及控制仪表，结合至个人智能可携装置上成为延伸的程序功能，已逐渐成为另一个潮流，然而仅仅作为取代过去显示及控制仪表的个人智能可携装置，并未真正将个人智能可携装置与自行车电动推进装置的两者优点完整结合，因此本发明从硬件架构与通信软件两方面将个人智能可携装置与自行车电动推进装置完全整合，进一步达到相辅相成并延伸各种自行车骑乘应用可能的功效。 发明内容[0004] 有鉴于上述既有自行车本机机电控制系统的诸多技术限制，本发明主要目的在于提供一种可整合智能型移动通信装置的电动自行车本机机电控制系统及整合云端服务的机电控制系统。 [0005] 欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该整合智能型移动通信装置的电动自行车本机机电控制系统包含： [0007] 一行车状态检知组件，设置于自行车可动部位，以检知自行车行车状态，并将行车状态予以输出； [0008] 一机电控制器，电连接该机电组件及行车状态检知组件，以控制该电动马达运作，并接收行车状态，以处理成行车信息及车辆信息；又该机电控制器包含有一通信接口且内建一行车监控程序及一外部监控程序，其中该行车监控程序设定有控制电动马达运作的行车控制参数，并依据行车信息、车辆信息及该些行车控制参数来控制电动马达运作，而该外部监控程序则开放部分行车控制参数可供外部设定，以及开放输出行车信息及车辆信息；及 [0009] 一智能型移动通信装置，与该机电控制器的通信接口连接进行双向通信，并提供一使用者界面，以开启该机电控制器的外部监控程序，从而设定开放行车控制参数，并取得行车信息及车辆信息予以储存及显示。 [0010] 上述本发明主要令该电动自行车本机的机电控制器可独立监控电动马达运作，并且可以其通信接口整合一外部智能型移动通信装置，如智能型手机，配合开放可外部设定的行车控制参数，使用者得通过智能型移动通信装置所提供的使用者界面对该机电控制器进行行车控制参数的设定，提升电动自行车对于不同使用者的适配性，另外该行车信息及车辆信息亦可通过该智能型移动通信装置显示予使用者，或以智能型移动通信装置的上网功能对外部发送，令使用者便于记录或管理电动自行车的相关信息；所以，本发明的机电控制器系配合智能型移动通信装置将行车信息及车辆信息予以显示，若未有智能型移动通信装置配合使用，亦能顺利监控电动马达的运作，可解决使用者分散注意力在不同的装置上来达到不同目的的操作需求的问题。 [0011] 又本发明另一技术手段是令可整合云端服务的自行车本机机电控制系统包含： [0012] 一机电组件，包含有一设置于自行车上，并驱使该自行车轮轴转动的电动马达； [0013] 一行车状态检知组件，设置于自行车可动部位，以检知自行车行车状态，并将行车状态予以输出； [0014] 一机电控制器，电连接该机电组件及行车状态检知组件，以控制该电动马达运作，并接收行车状态，以处理成行车信息及车辆信息；又该机电控制器包含有一通信接口且内建一行车监控程序及一外部监控程序，其中该行车监控程序系设定有控制电动马达运作的行车控制参数，并依据行车信息、车辆信息及该些行车控制参数来控制电动马达运作，而该外部监控程序则开放部分行车控制参数可供外部设定，以及开放输出行车信息及车辆信息； [0015] 一智能型移动通信装置，与该机电控制器的通信接口连接进行双向通信，并提供一使用者界面，以开启该机电控制器的外部监控程序，从而设定开放行车控制参数，并取得行车信息及车辆信息予以储存及显示；及 [0016] 一网络平台，提供至少一应用程序，供该智能型移动通信装置连接下载后执行，由该智能型移动通信装置通过所执行应用程序上传其所储存的行车信息及车辆信息至该网络平台。 [0017] 上述本发明主要建置一网络平台，令上述机电控制系统的智能型移动通信装置执行网络平台提供应用程序后，可下载更多样化的监控模式，亦或由远端监控电动自行车的电动马达运作，更便于实现电动自行车车友车辆信息管理、车友之间行车信息的分享等等目的；如此即可通过该网络平台提供各式各样的云端服务，配合对应的应用程序开发，提升电动自行车骑乘乐趣。 附图说明[0019] 图1：本发明机电控制系统应用于一电动自行车示意图。 [0021] 图3：本发明机电控制器与智能型移动通信装置连接的流程图。 [0022] 图4：本发明另一机电控制系统的系统架构图。 [0023] 图5A：本发明机电控制系统应用于上传车辆信息及行车信息的系统架构图。 [0024] 图5B：为图5A上传车辆信息至数据库的画面示意图。 [0025] 图6A：本发明机电控制系统应用于分享车辆信息及行车信息至社群网站的系统架构图。 [0026] 图6B：为图6A社群网站的画面示意图。 [0027] 图7A：本发明机电控制系统应用于下载行车模式的系统架构图。 [0028] 图7B：为图7A下载行车模式的画面示意图。 [0029] 图8A：本发明机电控制系统应用于下载游戏关卡的系统架构图。 [0030] 图8B：为图8A下载游戏竞赛的画面示意图。 [0031] 其中，附图标记 [0032] 10 机电组件 11 电动马达 [0033] 12 电池 13 电控锁 [0034] 20 行车状态检知组件 [0035] 21 踏板检知器 22 测速器 [0036] 23 温度感测器 [0037] 30 机电控制器 301 信息处理单元 [0038] 302 控制单元 31 通信接口 [0039] 40 智能型移动通信装置 401 处理单元 [0040] 41 移动上网模块 42 GPS模块 [0041] 43 触控显示器 44 通信接口 [0042] 50 网络平台 具体实施方式[0043] 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述： [0044] 本发明是关于一种可整合智能型手机及云端服务的电动自行车本机机电控制系统，首先请参阅图1及图2所示，为本发明可整合智能型手机的电动自行车本机机电控制系统的第一较佳实施例，其包含有： [0045] 一机电组件10，包含有一设置于自行车上，并驱使该自行车的轮轴转动的电动马达11及电池12，又该电动马达11可进一步包含有一电控锁13，以机械结构限制该电动马达11转动；其中该电动马达可直接驱使自行车前轮轴或后轴转转动，亦可通过传动机构带动自行车前轮轴或后轴转转动； [0046] 一行车状态检知组件20，是检知自行车的行车状态，并将行车状态予以输出；其中该行车状态检知组件20包含有一踏板检知器21、一测速器22、一温度感测器23等等； [0047] 一机电控制器30，可设置于电动自行车的任一位置，主要电连接该机电组件10及行车状态检知组件20，以控制该电动马达11运作及电控锁13的启闭，并接收包含有骑乘距离、车速等行车状态，以处理成行车信息及车辆信息，其中该车辆信息包含有马达平均转速、马达平均温度、电池余量等；又该机电控制器30包含有一通信接口31且内建一行车监控程序及一外部监控程序；上述行车监控程序是设定有控制电动马达运作的行车控制参数，例如转速、转矩及负载大小等等，以模拟不同骑乘路况，并依据行车信息、车辆信息及该些行车控制参数来控制电动马达11运作；至于该外部监控程序则开放部分行车控制参数可供外部设定，以及开放输出行车信息及车辆信息；其中该通信接口31可为如USB等小型有线连接接口，或如短距离无线通信模块的无线连接接口(蓝牙模块、WiFi模块等)； [0048] 一智能型移动通信装置40，如智能型手机、小型平板计算机等，由于智能型移动通信装置40已具有如USB等小型有线连接接口，或如短距离无线通信模块的无线连接接口(蓝牙模块、WiFi模块等)等通信接口，故可与该机电控制器30的通信接口31连接进行双向通信，并提供一使用者界面，以开启该机电控制器30的外部监控程序，从而设定开放行车控制参数，并取得行车信息及车辆信息予以储存及显示；又该智能型移动通信装置40亦具有一移动上网模块41、一GPS模块42、一触控显示器43及一与该移动上网模块41、该GPS模块42及该触控显示器43电连接的处理单元401，其中该处理单元401是通过该移动上网模块41连接上网，并控制该触控显示器43显示一电子地图，并依据目前所在地理位置于电子地图上标示目前所在位置。 [0049] 上述该机电控制器30包含有： [0050] 一信息处理单元301，电连接至该通信接口31，以与智能型移动通信装置40进行连接，并与已连接的智能型移动通信装置40进行双向通信，并将该智能型移动通信装置40输出的控制命令予以储存并转换后输出控制信号；及 [0051] 一控制单元302，电连接该信息处理单元301，以接收该信息处理单元301输出的控制信号，控制该机电组件10，并接收该行车状态检知组件20的状态检知信号，将该状态检知信号转换为状态检知数据后输出至该信息处理单元301，由该信息处理单元301将状态检知数据传送至该已连接的智能型移动通信装置40。其中该控制单元302可与信息处理单元301整合为同一装置，而设置在自行车的龙头处，亦可整合至该机电组件10中。 [0052] 由于本发明机电控制器30可整合如智能型手机等智能型移动通信装置40使用，于实际使用上该机电控制器30必须具有识别正确智能型移动通信装置40的能力，因此该机电控制器30的信息处理单元301进一步内建有一连接程序，该连接程序于该机电控制器30的通信接口31检知有外部智能型移动通信装置40发出连接请求时，始执行之，该连接程序是依序包含有初始阶段、认证阶段及运作阶段，详述如下。 [0053] 首先请配合参阅图3所示，该智能型手机执行一应用程序，当应用程序被开启后进入初始阶段S10，会先确认是否已与机电控制器30完成连接动作S11，于确认已连接后会发送一认证通知至机电控制器30，该机电控制器30会以灯号或声音提供已连接完成的确认信息S12。接着进入认证阶段S20，为达到安全防盗、误连接及监控功能，其中认证阶段会分为两种基本种类：未认证和已认证。由于智能型移动通信装置的触控显示器提供使用者便利多元的输入接口，因此可以作为自行车防止偷窃骑乘的密码输入界面，如无通过密码认证，则电动自行车的电控锁13即处于锁定无法骑乘的状态，而密码则直接储存在机电控制器中，因此无论骑乘者使用或是更换任何智能型移动通信装置，均需完成初始阶段并通过本道认证阶段才能由机电控制器30解除电控锁13的上锁状态，以下详述未认证和已认证处理流程： [0054] 1.当认证阶段识别为未认证时，如自行车为首次骑乘时，该机电控制器30的信息处理单元301并未有内储存一组密码S21，则为未认证S22，此时该信息处理单元便会回应个人智能型移动通信装置为首次使用，该智能型移动通信装置40的应用程序会于使用接口上相应地显示首次认证的密码设定界面，供使用者重新设定密码S23，当使用者进行首次认证的密码输入完成后，此密码便会储存至机电控制器30的信息处理单元301，作为下次密码认证用。 [0055] 2.当认证阶段识别为已认证时S24，如自行车并非为首次骑乘，代表机电控制器30的信息处理单元301已内储存有一组密码，便会回应智能型移动通信装置40可进行认证，其应用程序会于使用者界面相应显示一密码输入界面，以供骑乘者进行密码输入，并与储存密码进行比对，倘若比对不相符，再要求骑乘者重新输入，直到比对相符为止S25。 [0056] 当密码设定完成或是密码输入正确后，该机电控制器30会解除电控锁13的上锁状态，骑乘者便可以进行骑乘，此时该机电控制器30会以乱数产生一组检核码，并传送至该智能型移动通信装置40并由该智能型移动通信装置40加以储存，以确认机电控制器30的认证状态。若以智能型手机作为智能型移动通信装置40，则对于骑乘者来说，因为智能型手机可能因为执行其它应用程序，如来电，而中断目前应用程序，也一并中断与该机电控制器连接；然而，由于该机电控制器30的信息处理单元已储存来自该智能型移动通信装置40的控制命令，且独自监控电动马达11运作，故仍可确保电动自行车依据智能型移动通信装置40的控制命令加以使用。 [0057] 虽然机电控制器30中断与智能型手机的通信的情况下仍能正常控制自行车运作，但若此时附近车友的智能型手机发出连接请求，以试着连上本机的机电控制器S30，则由于该机电控制器30已曾通过认证状态，会对请求连接的智能型手机发出回送检查码请求S31，此时若为其它智能型手机请求连接，则回送检查码并不正确或不会有此一检核码，故机电控制器30于判断未有检核码或检核码不正确S32，则不会与其它智能型手机连接S33，避免骑乘运作状态下因为智能型移动通信装置40的连接问题导致行车安全疑虑。 [0058] 当上述认证阶段S20完成后，即进入运作阶段S40，此阶段包含有三种主要的处理程序：行车信息处理程序S41、车辆信息处理程序S42及行车控制参数处理程序S43。也就是由智能型移动通信装置40送出询问行车信息的请求予该机电控制器30，此时该机电控制器30会将行车状态检知组件的行车状态处理后予以回传，此时可由智能型移动通信装置40的触控显示器43予以显示；此外，如智能型移动通信装置40连接至网络时，亦可同步将行车信息传送至外部数据库。同理，该智能型移动通信装置40亦可送出询问车辆信息的请求，而该机电控制器30会将其处理的行车信息回传，一样可连接至网络，进一步传送至外部数据库。 由于智能型移动通信装置40提供的使用者界面，可让使用者设定行车控制参数，故当接收使用者所欲设定的行车控制参数，该智能型移动通信装置40会处理成一控制命令，并传送至该机电控制器30，再由该机电控制器30依据控制命令中的行车控制参数来控制电动马达 11。 [0059] 综上所述，本发明的智能型移动通信装置可进一步连接至一网络平台50，如图4所示，而该网络平台50即提供至少一应用程序，供该智能型移动通信装置40连接下载后执行，由该智能型移动通信装置40通过所执行应用程序上传其所储存的行车信息及车辆信息至该网络平台50，如此即可利用该网络平台50对车友提供各式各样的云端服务。 [0060] 请配合参图5A及5B所示，对于骑乘者来说，传送至数据库的车辆使用相关数据，再经过分析后可以作为保养检修，以及客制化服务的参考依据，进一步提早在装置发生问题前即预测问题发生可能性，提醒骑乘者进行可避免问题发生的动作；故本发明可供自行车维修厂商开发有关应用程序，并于网络平台50提供一行车信息及车辆信息收集网站，供广大车友使用，而提供即时且完整的修缮服务。 [0061] 请配合参图6A及6B所示，由于本发明可将车辆信息及行车信息传送至网络平台50，其中该网络平台50可提供一行车信息及车辆信息收集及分享的社群网站，对于广大的车友来说，亦可通过社群网站方式将其实际完成的车辆信息及行车信息与其它社群网络上车友分享。 [0062] 请配合参阅图7A所示，该机电控制器30于执行行车信息处理程序、车辆信息处理程序与行车控制参数处理程序时，可以让使用者选择不同行车模式，藉以达到更佳的健身效果；因此，本发明的网络平台50可由健身业者开发包含有不同行车控制参数的不同行车模式的应用程序，由使用者通过智能型移动通信装置下载后，即可连接至该网络平台，选择不同行车模式并予以下载，由机电控制器依据不同行车模式控制行车控制参数，亦或如图7B所示，甚至选择竞赛模式，即将各种健身用的行车模式与其他骑乘者分享，由其它车友下载后使用，藉到通过由网络分享达到健身动力的增加。此外，针对健身用的行车模式为免超过自行负荷，因此本发明的电动马达具有煞车回充功能，且增加的单个或多个人体生理感测器，以检知骑乘者心跳、呼吸等生理信息，让骑乘者随着最佳的身体耗能模式进行骑乘自行车的过程。 [0063] 请配合参阅图8A所示，本发明网络平台50更可由游戏开发商设计所属应用程序，即网络平台50为一游戏连接伺服器，让骑乘者藉由智能型移动通信装置40下载可调整电动自行车加载或减载的行车控制参数的游戏关卡，让使用者于骑乘过程中结合游戏，而与电动自行车有所互动，提升骑乘乐趣。甚至多自行车以其智能型移动通信装置40连接至该网络平台50，登入该网络伺服器提供一种包含有多角色的互动游戏，如图8B所示，该游戏环境中记录各自行车所控制角色，即利用角色在游戏环境中的依据控制参数的表现，并依据角色遇到游戏环境中的反应提供反馈参数到自行车，增加车友共同骑乘自行车的玩乐兴趣。 [0064] 上述本发明主要建置一网络平台，令上述机电控制系统的智能型移动通信装置执行网络平台提供应用程序后，可下载更多样化的监控模式，亦或由远端监控电动自行车的电动马达运作，更便于实现电动自行车车友车辆信息管理、车友之间行车信息的分享等等目的；如此即可通过该网络平台提供各式各样的云端服务，配合对应的应用程序开发，提升电动自行车骑乘乐趣。 |
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