基于藍牙定位技術的多功能行李箱的研究與設計

邱緒林

摘要：本文研究的是一種基于藍牙定位技術的多功能行李箱，它并不是傳統意義上的行李箱，而是為了方便所有購物人群而設計的一款自動行走、可承載重物的購物車，不僅解決人們購物時拎著重物的煩惱，而且可以解決防丟問題，還可以有助于殘障人士平時出行時拿行李不便等問題。

關鍵詞：藍牙定位；運輸車；多功能；行李箱

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0188-01

1 系統操作流程

為了實現一種能夠有效高精度跟蹤并且能減輕出行負擔的自主多功能行李箱，人們攜帶藍牙4.0基站與車載藍牙設備相對應，陀螺儀數據傳給行人攜帶的藍牙基站并由藍牙基站向外廣播，車載藍牙得廣播中的陀螺儀的數據，并結合藍牙信號自身的RSSI值，傳給運輸車上處理器運算，兩項數據相互校正從而控制運輸車精確跟蹤。

系統的總體控制流程為：

步驟1：啟動運輸車上系統總電源；

步驟2：開啟用戶攜帶設備；

步驟3：使用用戶攜帶設備進行身份驗證來啟動運輸車的定位系統以及動力系統；

步驟4：等待適當時間，進行系統初始化及自校正；

步驟5：運輸車端讀取數據并進行運算控制；

循環第5步，從而控制整個運輸車的運行。

使用結束后只需關閉攜帶設備電源并關閉運輸車總電源后即可。

2 系統功能介紹

系統包括定位數據采集系統以及信息識別裝置，負重智能運輸車包括定位控制系統、信息識別系統和車輛動力系統。

定位控制系統包括：藍牙主機、加速度計、陀螺儀、電源模塊、LED狀態信號指示燈和FPGA處理器，通過藍牙主機得到距離值及加速度計值。電源模塊通過DC-DC穩壓電路與鋰電池相連輸出為系統供電，指示燈顯示其工作狀態，藍牙系統將信息傳遞給FPGA處理器。FPGA處理器對獲得的數據進行并行處理，并通過一定的算法計算出人的方位。以此來實現自主跟蹤導航。

信息識別系統主要由電磁繼電器以及NFC模塊組成，NFC模塊由電源模塊供電并與FPGA相連接。在將系統電源打開后本系統并不立即工作，使用者需使用人體攜帶裝置中的NFC模塊與車載NFC進行互相識別后才能啟動系統，進一步提高了系統的安全性。并且從方便使用的角度，現在的智能手機大部分集成了NFC模塊，因此同時提供手機APP來方便人們進行身份識別。為了進一步提高系統的安全性，防止運輸車被人偷走等情況發生，手機APP同時提供報警功能，在藍牙信號消失后會向使用者發出警報以提醒使用者運輸車已經丟失，并且在運輸車內內置一個小型電源GPS系統，在主電源被切斷的情況下依然可以發出定位信息。

車輛動力系統主要由特制車輪，直流電機，直流電機控制板，穩壓電路以及36V鋰電池組組成，鋰電池組通過穩壓電路為直流電機控制板以及直流電機供電，FPGA控制直流電機的轉速。不同的轉速對應加速，減速，轉向等不同的運動方式。

人體攜帶裝置包括定位數據采集系統以及信息識別系統。

數據采集系統由腰帶，藍牙4.0基站、陀螺儀、加速度計、電源模塊、LED狀態信號指示燈組成，裝置整體被封裝在腰帶中，借此固定在人體腰部。因為腰部是人體的運動中心。從而陀螺儀獲取人體轉向信息，加速度計獲取人體移動信息。信息識別系統由NFC組成，通過與車載的NFC進行配對來進行身份驗證從而完成運輸車的啟動以及運輸箱開啟等行為。

3 技術模塊介紹

3.1 藍牙定位技術

藍牙定位技術主要用于短距離無線通信，它將無線連接取代有線連接，將固定和移動信息設備組成個人局域網，實現設備之間低功耗、低成本的無線通信。

3.2 超聲波避障技術

利用超聲波來檢測小車的前方是否有障礙物，小車前方放一個超聲波發生器、一個超聲波接收器，當超聲波發生器發出去的聲波遇到障礙物時，這些聲波就會被反射回來，這時就利用超聲波接收器接受被反射回來的聲波，然后再在小車身上面按裝一個聲波轉化器，就可以把反射回來的聲波轉化成其他的信號。

3.3 GPS定位技術

GPS是全球定位系統的簡稱，在跟蹤車距離用戶有一定距離時，使用GPS來進行定位處理，主要在有人流量較大時使用。

3.4 爬樓結構

利用一個多支撐的結構，通過中心旋轉帶動車體前進從而完成上樓的任務，并通過控制端分析地形在爬樓與平地行駛兩種模式之間智能切換。

4 結語

該系統改變了人們傳統的購物和外出習慣，使人們不必擔心在上街購物或者出行時拎著重物，只需將物品放在我們的系統箱子內便可以實現輕松購物行走。不僅方便、快捷，而且安全、環保。此系統使用藍牙技術，不用像普通箱子那樣被拖著走，而是能追蹤到手機的藍牙信號，自動跟在主人后面，輕松、省力又安全。

參考文獻

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