1.一种小功率智能健身骑行台控制系统,其特征在于:通过MCU微控单元、蓝牙无线通信技术、电磁感应效应以及测温模块,提高小功率智能健身骑行台功率拟合的精确度以及骑行台与PC/手机客户端进行无线通讯;具体包括:电源模块:电源模块与MCU微控单元、蓝牙通信模块、速度采集模块、动感LED灯模块、磁阻控制模块、测温模块以及报警模块相连接;电源模块的输入电压为系统中的磁阻控制模块提供电磁感应效应的电压;电源模块通过降压后为系统中的MCU微控单元、蓝牙通信模块、速度采集模块、动感LED灯模块、测温模块、报警模块提供驱动电压,并为磁阻控制模块提供PWM控制电压;
MCU微控单元:MCU微控单元与电源模块、蓝牙通信模块、速度采集模块、动感LED模块、磁阻控制模块、测温模块以及报警模块相连接;MCU微控单元接收来自蓝牙通信模块的系统控制信息,接收速度采集模块的速度脉冲信号并进行速度值计算和功率拟合,MCU微控单元向蓝牙通信模块发送信息;MCU微控单元向动感LED灯模块、磁阻控制模块和报警模块发送控制信息;MCU微控单元实时接收测温模块的温度信号,计算出智能健身骑行台系统的实时温度,以温度信号作为功率反馈调节的参数,拟合出精确度更高的功率值;
蓝牙通信模块:蓝牙通信模块连接MCU微控单元,同时蓝牙通信模块通过蓝牙的无线连接功能与外界蓝牙设备进行无线连接;蓝牙通信模块可以与外界蓝牙设备实现无线连接,并接收来自外部蓝牙设备的控制信息,将接收到的外部蓝牙的控制信息发送至MCU微控单元;蓝牙通信模块接收经过MCU微控单元处理后的数据,并将经过MCU微控单元处理后的数据通过蓝牙无线透传将数据传输给外部蓝牙设备;
速度采集模块:速度采集模块连接MCU微控单元,速度采集模块通过速度传感器采集速度脉冲信号,将采集到的速度脉冲信号发送至MCU微控单元;
所述的速度采集模块将采集到的速度脉冲发送至MCU微控单元,由MCU微控单元接收脉冲信号,并通过速度计算公式计算出实时速度值;将计算出的速度值进行拟合从而获得拟合后的骑行台骑行时的功率值,此时引入测温模块通过温度传感器测得的温度值,以温度值作为功率值得反馈信号,对功率值进行实时补偿;其中进行功率拟合时的功率数据是通过多次试验利用速度传感器和功率传感器进行测试获得,具体方式如下:
4.1)MCU微控单元计算的速度值为S,圆周率π,骑行台磁阻控制模块的半径r,MCU微控单元每次捕获来自速度采集模块相邻的两次脉冲所需要的时间值t,该时间值t是由MCU微控单元内部定时器中断给出,功率拟合值为P0,功率拟合公式的拟合参数为a、b、c、d、e,其中a、b、c、d、e为通过速度传感器和功率传感器测试多组速度值和功率值之后,再使用matlab软件对速度值和功率值进行线性拟合,得到的拟合方程中的各项系数;
测温模块通过温度传感器测得的实时温度值T,实时温度值T为功率拟合值提供反馈信号,从而使拟合功率值根据不同的温度区间进行补偿;温度补偿系数为g,通过反复实验后,当温度小于0℃时温度补偿系数g=g0,温度大于等于0℃小于20℃时温度补偿系数为g=g1,温度大于等于20℃小于40℃时温度补偿系数为g=g2,温度大于等于40℃小于60℃时温度补偿系数为g=g3,温度大于等于60℃小于80℃时温度补偿系数为g=g4,温度大于等于80℃小于100℃时温度补偿系数为g=g5,补偿后的功率值为P1;
4.2)MCU微控单元捕获到相邻两次速度脉冲后,通过以下公式计算出骑行台实时骑行的速度:
4.3)MCU微控单元通过速度计算公式(1-1)计算出骑行台实时骑行速度值S,并通过速度传感器和功率传感器测试多组速度值和功率值之后,再使用matlab软件对速度值和功率值进行线性拟合,得到的拟合方程如下所示,其中的各项系数a、b、c、d、e为matlab软件经过对速度和功率值进行线性拟合后获得,从而得到骑行的功率拟合值P0,其功率拟合后的计算公式如下:P0=a*S4+b*S3+c*S2+d*S+e (1-2)
4.4)MCU微控单元接收测温模块通过温度传感器检测的骑行台实时温度值T,通过实时温度值T在不同温度区间中对应不同的温度补偿系数g,从而通过功率补偿公式得到补偿后的功率值P1,功率补偿公式如下:P1=g0*P0 (1-3)
通过速度计算公式(1-1)计算出的实时速度,通过系统蓝牙通信模块进行无线传输;结合功率拟合公式(1-2)和功率补偿公式(1-3)计算出补偿后的功率值P1通过系统蓝牙通信模块进行无线传输;
动感LED灯模块:动感LED灯模块连接MCU微控单元,动感LED灯模块接受来自MCU微控单元的控制信息,通过MCU微控单元采集到的速度值大小来调节动感LED灯模块的周期值,动感LED灯模块根据MCU微控单元发送来的控制周期,进行动感LED灯交替闪烁周期的调节;
磁阻控制模块:磁阻控制模块与电源模块、MCU微控单元以及小功率骑行台的线圈相连接;磁阻控制模块的电磁感应效应电压为经过电源模块的输入电压,磁阻控制模块的控制电压为经过电源模块的降压电路降压后的电压;磁阻控制模块接收来自MCU微控单元的控制信息,实现磁阻大小的调节;
测温模块:测温模块与电源模块、MCU微控单元相连接;电源模块为测温模块提供正常工作的电压;测温模块内部由温度传感器组成,通过温度传感器实时检测智能骑行台骑行过程中的温度值,将检测到的温度值发送至MCU微控单元;
报警模块:报警模块连接MCU微控单元和电源模块中的降压电路,MCU微控单元发送控制信号至报警模块,报警模块将通过报警模块中的蜂鸣器进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种小功率智能健身骑行台控制系统,其特征在于:所述的小功率智能健身骑行台控制系统通过蓝牙无线连接实现与PC/安卓或IOS端进行无线数据通信,由蓝牙通信模块将骑行台数据进行实时传输;并通过蓝牙通信模块接收来自PC/安卓或IOS端的控制信息,从而将控制信息传输给MCU微控单元进行数据解码和提取,提取出的数据作为PWM控制信号发送至磁阻控制模块,通过磁阻控制模块实现对真实骑行路况的坡度模拟,既可以模拟上坡也可以模拟平路和下坡。
3.根据权利要求1所述的一种小功率智能健身骑行台控制系统,其特征在于:所述的报警模块,当系统在骑行过程中由于测温模块检测出骑行过程中骑行台温度高于预设的温度值时,报警模块将触发蜂鸣器报警装置进行报警。