可自動跟隨的智能箱包的概念與設計

摘 要本文設計一款可自動跟隨的智能箱包，采用stm32單片機作為控制中心，運用“互聯網+”GPS技術，設計一款集自動跟隨、助力行走、遙控行走于一體，并配有手機解鎖、定位導航、軌跡追蹤、圍城報警四重防丟失功能的新型智能箱包。該裝置具有穩定性高、方便省力、防丟失、成本較低等特點，能有效為旅行保駕護航，具有廣闊的市場前景。

【關鍵詞】智能箱包 自動跟隨 防丟失

2016年5月，首屆中國箱包“互聯網+”產業投資論壇上第一次提出“智能箱包是智能入口的真正未來”，通過互聯網與傳統箱包產業結合推動箱包產業功能性變革與轉型升級。隨后，“箱包硬件智能化”“箱包邁進智能化時代”等觀點相繼被提出。傳統旅行箱往往僅能夠在平地上拖拽，旅行者因攜帶旅行箱而勞累，因行程匆忙丟失行李，旅行沒有基本安全保障。本文設計的這款智能箱包運用“互聯網+”GPS技術，集自動跟隨、助力行走、遙控行走于一體，并配有手機解鎖、定位導航、軌跡追蹤、圍城報警四重防丟失功能，有效為旅行保駕護航。

1 系統設計

以高適應性和良好使用體驗兩大特點為核心，在保證箱包生活旅行功能前提下，實現箱包的智能化。針對不同人群數量、不同路面環境等，本系統有自動跟隨行走、助力行走、遠程遙控行走三大自行提供動力方式，擺脫傳統費力手拉旅行箱行走煩惱，減輕旅行者負擔。

2 系統實現

2.1 硬件實現

本文設計的智能箱包的整體框架如圖1所示。電機、單片機、藍牙模塊和定位模塊順序相連，定位模塊包括連接至藍牙模塊的GPS模塊以及進行通訊的智能手機，電源模塊包括順序連接的充電模塊、蓄電池、降壓模塊、USB串口模塊，蓄電池分別連接電機、單片機、藍牙模塊和GPS模塊。該裝置通過GPS模塊實現旅行箱的定位導航及軌跡追蹤，并通過藍牙模塊將定位信號傳給智能手機，實時監測旅行箱運動軌跡，同時藍牙模塊將控制信號傳遞給單片機，驅動電機控制旅行箱運行動向，實現自動跟隨功能；電源模塊為各模塊供電的同時，能夠輸出降壓電壓供隨身電子設備充電，使旅行更加便捷。

2.2 軟件實現

本系統充分發揮“互聯網+”的優勢，通過人-機-箱交互系統實現對智能箱包的控制，開發與智能箱包相配套的手機APP。該手機APP使智能箱包與使用者通過藍牙模塊連接，集自動跟隨、助力行走、遙控行走三大動力切換方式于一體，同時實現手機解鎖、定位導航、軌跡追蹤、圍城報警四重定位功能的實時反饋，畫面生動、簡單大方。

2.3 通訊實現

2.3.1 藍牙與紅外線技術

目前，基于藍牙的自動跟隨技術在國內尚不成熟，大多在實驗小車上測試。為在體積大、速度要求精確的旅行箱上，實現智能箱包在不同路面環境下穩定識別跟隨，該自動跟隨功能融合藍牙、紅外線雙重定位技術，使智能箱包跟隨更精確，更切合人的運動模式。

其遠程遙控功能，采用藍牙技術實現無線通信，在無線兼容性、數據包傳輸、傳輸安全性等方面具備一定優勢。采用單片機與嵌入式技術相結合，模塊化結構設計，編程代碼移植性好。利用智能手機所帶藍牙裝備，配備車載藍牙裝備，建立無線通信，配合驅動電機電路，實現按鍵操作旅行箱的行動、轉向等運動。

2.3.2 GPS定位

該智能箱包采用GPS全球衛星定位導航系統實現定位功能。箱中內置LT02微型定位器，通過SIM卡及手機APP，實現了定位導航、軌跡追蹤、實時監聽、圍城報警四重防丟失功能。通過APP地圖界面，可實時查找旅行箱所在位置及運動軌跡，并可監聽到箱包周圍發生的聲音，當其離開主人500米以外會自動圍欄報警，并發送當前位置至手機，保障萬無一失。

3 系統工作模式

本系統基于“互聯網+”技術為使用者提供三種動力方式：

3.1 自動跟隨行走

該功能適用于人群數量少、路面平整，人行走速度（1.1～1.4m/s）時使用。通過箱包與手機藍牙配對，特定識別主人，接收信號并判斷距離進行跟隨。當距離超過8m或突然加速等導致信號中斷時，箱包會發出報警。

3.2 助力行走

該功能適用于火車站、地鐵站、商場等人群數量多的情況下。在箱包拉桿上安裝三檔開關，對應“行走、小跑、停止”三種指令。使用者只需通過拉桿控制方向，自主選擇不同檔位，箱包自行提供動力，為使用者減輕90%的推力。

3.3 遠程遙控行走

該功能適用于旅行途中、馬路兩旁等人群數量不多情況下使用。遙控方式有兩種：觸摸按鈕遙控，通過APP界面上的控制按鈕遙控智能箱包行走；重力感應遙控，通過手機不同傾斜角度控制拉桿箱行走。該功能既能減輕使用者的勞累，也為旅途增添了樂趣。

4 結語

本文設計的智能箱包核心點為應用“互聯網+”，通過人-機-箱交互系統實現自動跟隨、助力行走、遙控行走一體，并配有手機解鎖、定位導航、軌跡追蹤、圍城報警四重防丟失功能。其智能化和人性化的功能，在國內較為空白的市場和國外功能不全價格昂貴的市場，都有足夠優勢躋身行業前列，具有廣闊市場前景。

參考文獻

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作者簡介

焦蔚然（1997-），女，江蘇省泰興市人。大學本科學歷。研究方向為電力系統。

作者單位

河海大學能源與電氣學院 江蘇省南京市 211100