关于便携式多功能电动车仪表设计研究

翟长胜 马炳成 陆茂生 谢树钰 朱子建

摘要：随着国家低碳环保出行政策的深化推广和交通新规的实施，电动自行车逐步成为人们出行的重要交通工具，近年来，电动自行車的市场得到了空前的发展，各个品牌的电动自行车产商纷纷对产品进行优化和创新，给予客户更优质的出行体验。本产品抓住市场机遇，深入客户调查，了解客户需求，有针对性地设计研制我们的产品。本产品采用最新液晶屏幕，配合内部各类感应装置和小型人工智能，研制出能够根据剩余电量精确计算并显示电动车续航里程以及其他实时信息，解决二三线城市和乡镇地区电动车驾驶者在较长距离驾驶中无法根据电量了解所余续航里程，合理安排出行路线，出现半路迫停的情况的难题。该项目实用性强，成本低，符合智能化理念，目前市场上暂无研究先例，因此得到广大电动车消费者的关注。

关键词：低碳环保;电动车;人工智能

中图分类号：U482 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）08-0074-01

概述：我们团队在前期市场调研和分析当中，采用行业分析、消费者分析、团队产品分析和市场预测等多种方法，从多个角度出发，立体化地对客户市场进行数据采集和整理分析。通过大量地数据整合，分析当下电动自行车的商家生产和客户消费的现状，并在此基础上预测电动自行车行业未来短期或长期的发展趋势，剖析当下电动自行车发展存在的问题并以此为依据展开产品研发。

技术方面我们充分利用智能化设备，致力于打造更便捷、更耐用、更优质的仪表装备，在研究和总结当前市场相关产品的不足和客户需求的基础上，采用更为先进的技术打造更加符合客户消费需求的仪表装备。

关于团队管理和生产经营，我们采用了较为全面和先进的管理技术和生产技术，在团队内部设计了涵盖机构设置、人员管理、薪酬设计、销售策略和股权分配等重要管理内容的相对完整的管理运行机制，在生产方面对生产管理、生产需求和生产成本等都做了详细的部署和规划。

在融资和风险管理方面，我们借鉴和改进当前较为先进的融资技术和经验，风险管控经验，对设计、生产、销售、售后等生产经营的全部流程进行细致全面的分析，充分量化该产品生产经营所面临的挑战和风险，并有针对性地做出预防和管理措施。我们团队将各个环节有机结合，不断增强项目的可持续发展能力。

1 总体技术

电动车仪表盘的核心技术是准确显示仪表盘的各个指标，以单片机为中心，电源供电模块、速度测量模块、显示指标模块、电压测量模块为辅，实现对电动车车速、行驶里程及电池电压的测量与显示。速度测量模块通过速度传感器将车速转换成脉冲信号，再由整形放大电路传输给单片机，电动车电池电压由A/D转换后传输给单片机，同时电动车电池经过降幅稳压给单片机提供电源，单片机将车速、电池电量、行驶里程等通过液晶屏显示。

2 核心技术

STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统的51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得其广受好评。

2.1速度传感。采用霍尔传感器，霍尔传感器是一种载流半导体在磁场中有电磁效应而输出电动势的传感器，这一现象是霍尔（A.H.Hall）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。随着半导体技术开始飞速发展，霍尔元件使用半导体材料而制成。广泛用于传感器测量电流、磁场、重力加速度、震动等测量。霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。

2.2电压测量。本模块采用单片机内部10位A/D转换器进行电池电压测量，由于电动车电池电压超过测量范围，因此采用精密电阻分压，将分压后的电压进行AD转换。

2.3显示技术。显示模块由液晶屏组成，可以显示车速、单次行驶里程和总里程、电池电压、等。车速以Km/h为单位，精度为0.1Km/h。单次行驶里程和总里程用Km为单位，单次行驶数据掉电归零。电量显示：分5个格显示，在外部电压采集显示后2秒在显示电量，自动识别电压选择对应电量关系，48V【42.5V-48V】对应【5格等分42.5V-48V】，60V【52.5V-60V】对应【5格53V-60V】，72V【62.5V-72V】对应【5格等分63V-72V】，96V【90V-96V】对应【9格等分90V-96V】在电量剩余0格时候欠压标志闪动;如48V在剩余42.5V的时候闪烁提示充电。电量变油量显示对应5格电压1-10V里程显示为0-99999KM，分总累计里程和本次单次里程切换显示，单次显示停留20秒，累计里程停留5秒，单次每断电清零，累计里程通过大灯在20秒内连续5次开关动作，总里程自动清零。背光灯的控制：白天背光开机默认为蓝色，当打开左转向时背光变为黄色，当打开右转向时背光变为紫色，当打开大灯的时背光变为白色，当有速度速度在0-20km/h时背光为绿色，当速度在20-35km/h时背光为橙色，当速度达到35km/h【速度变量可以更改】之上背光显示为红色。

3 特色和创新点

3.1采用STC89C52RC的控制器，达到低消耗，高性能的优良特点。

3.2采用霍尔感应器，记录总路程时内部掉电存储保证掉电数据不会丢失，提高数据的准确性。

3.3采用单片机内部10位A/D转换器进行电池电压测量，能更精准，更精密的测量出电压，高准度显示当前电量。

3.4内置光感装置，进入较暗地带可自动触发合适灯光。

3.5内配车速感应装置，有超速提醒功能。

3.6节能、高效、环保。

参考文献：

[1]电动汽车技术发综述[J].汤秀，刘伟涛.城市车辆.2002（05）

[2]单片机原理与接口技术[M]. 北京邮电大学出版社， 马淑华，王凤文，张美金编著， 2005

[3]吴海兵，朱康熹.基于单片机的电动车仪表设计[J].科协论坛（下半月），2013（04）：108-109.