linkboy是一种高度模块化的电子积木，综合了图形化编程、电子模块和机械构件，融兴趣、知识、体验为一体。它本身包含从软件、电子到机械的一整套方案，拥有自主知识产权的编程语言编译器，因此可以把软件、电子模块进行深度整合，使整个产品架构成为一个紧密结合的整体，并且支持对著名开源硬件平台 Arduino 进行图形化编程，避免了代码编程的繁琐和高门槛，更适合入门创客进行创作，如图1。因此我们使用Linkboy 进行图形化编程，一方面是考虑了程序方便易懂，好操作性，另一方面则可以让更多的创客们在此程序的理解上可以加上自己的想法和理念，进行二次创作。
在山地自行车骑旅中，难免会遇到特殊路况或紧急意外情况，为了在突发情况出现前可以进行有效的提醒，突发状况出行时可以进行更好的应对，因此就需要进行实时监测、提前预警和及时安全保护。常见的特殊路况包括路面出现障碍物或塌陷、急弯崖边以及陡坡。这些路段都需要实时进行路况监测，以保证骑行中能提前安全预警来保证安全，同时在陡坡上行而动力不足时进行电机助力，而在陡坡下行超速失控或遇到特殊路况及紧急情况时需要减速制动，以提供在出现安全隐患时尽可能保护骑行者的安全措施。骑行中常见的特殊情况包括突遇行人或动物、突降障碍物到前面及自行车出现故障或骑行者疲惫异常等情况。此时就需要紧急减速制动，以保护骑行者的人生安全。同样在陡坡上行时蹬车很吃力的情况时，利用系统平时动力发电和太阳能蓄电后的能量转换供电，启动助力电机将在陡坡上行时进行助力行进。基于以上需求，我们进行项目分析和比对，采用以Arduino NANO的开源控制平台为系统主控制器，用路面循迹传感器做路面行迹检测，以红外避障传感器作为路面检测传感器，用做弯道悬崖处路面出限的监测，以超声波障碍物检测传感器做路面障碍物的监测，用指示灯做相应的状态及报警指示，用语音合成播报器和喇叭做报警信息提示，用助力电子开关控制助力电机提供助力，用制动电子开关控制制动电机进行限速和制动，用按钮实现制动和系统复位，相应硬件连接图如图2。
图2
（三）、基于Arduino NANO控制板的系统主程序本系统主控系统采用Arduino NANO控制板做主控制器，在Linkboy图形化编程软件中对其进行初始化设置和主控程序。 初始化程序如图4，在初始化程序中需要将“报警指示_红灯”、“障碍检测_黄灯”、“路面检测_绿灯”、“路面循迹_蓝灯”全部关闭，将“助力开关_继电器”和“制动开关_继电器”关闭。 
图4 
图5
主程序见图5，在主控制程序里面，先进行一个不是“系统复位_红按钮”按下的判断，以保证系统复位的优先执行权，进入到工作模式；如果检测到“系统复位_绿按钮”按下，则优先执行系统复位，相当于所有报警人为解除如图6。再进行 “紧急制动_红按钮” 是否按下的检测，如果是 
图6
“紧急制动_红按钮”按下，将执行“限速制动”程序，实现报警和报警红灯闪烁，见图7。 
图7
当系统初始化完成进入主控程序后没有检测到“系统复位_绿按钮”和“紧急制动_红按钮”时，则进入工作模式。工作模式程序如图8，在工作模式程序里面，放置“路面循迹”、“路面检测”、“障碍物检测”三个监测条件判断，和一个手动加速旋转开关。当三个监测程序任意一个监测到异常情况，则会启动相应的子程序，并进行限速和制动。而监测到手动加速开关超过一定的值，则启动加速电子开关，以打开助力电机进行助力，以帮助陡坡助力行进，同时红色指示灯亮。
图8
路面检测模块主要是为了检测路面突然中断，如陡坡下行遇急弯路外是悬崖，如果速度过快，则会有失控冲出路面发生危险的隐患。采用红外避障传感器，巧妙的利用检测到路面为正常情况，而监测到指定距离内没有路面，即路面突然消失，则需要紧急提示并限速甚至制动。当路面检测传感器检测到没有障碍物也即是没有路面了，则控制器立即启动“路面检测程序”，系统进行“急弯减速制动”的警告提醒，且绿色指示灯闪烁，同时打开“制动电机”进行点刹限速甚至刹车，程序如图9。
图9
（二）、路面循迹模块 路面循迹模块是自行车在行进过程中，难免会遇到路面低洼或者沉陷、路面泥泞、路面中断、路面因急弯外悬崖等情况，利用红外循迹传感器对常规路面（水泥路面默认选择白循迹）进行超前循迹探测和预警。设置骑行自行车前5米左右的探测距离，当红外循迹传感器诸如路面低洼或沉陷中断、路面泥泞或因急弯外悬崖超限，将会使自行车超出路面或没有路面的情况，提前预警提示“路险减速制动”的提示信息，同时蓝色指示灯闪烁3次警告并启动制动电机进行点刹限速制动。相应软件程序编制如图10。 
图10
（三）、障碍物监测模块 障碍物监测模块是在自行车行进过程中，因意外突然出现人或动物在近距离如5米之内，以及路里面悬崖落石或者树木倒下等障碍物近距离出现的情况，进行实时监测提前预警，以采取保护措施。采用超声波探测传感器作为障碍物监测传感器，设置有效距离为5米，当自行车在行进过程中监测到有障碍物时，立即进行“障碍减速制动”的警告信息播报，黄色指示灯闪烁3次作为警告状态 。 
图11
指示并启动“减速制动”程序，打开“制动开关开关”控制“制动电机”进行点刹制动，如图11。四、陡坡助力系统 该系统是在陡坡上行时蹬车很吃力的情况时，利用系统平时动力发电和太阳能蓄电后的能量转换供电，启动助力电机将在陡坡上行时进行助力行进。相应程序部分如图8所示。综上所述，为基于Arduino Nano和Linkboy图形化编程应用山地车骑旅智能助行器的安全畅行、陡坡助力系统通过系统软硬件设计、系统组装与调试，已经完全实现设计的功能。 | 
