戶外智能帳篷Thinktent

熊輝 葉雨鑫 羅曉通 劉志譜 張昊坤

摘 要：Thinktent是將傳統(tǒng)帳篷與“互聯(lián)網(wǎng)+”理念相結(jié)合的多功能戶外智能帳篷，通過手機APP一鍵控制，可監(jiān)測外界信息、實現(xiàn)遠程通信、檢測外界環(huán)境狀況、進行戶外供電等，具有高智能、安全、攜帶方便等特點。

關(guān)鍵詞：Thinktent；互聯(lián)網(wǎng)+

1 作品簡介

Thinktent是一款多功能的戶外智能帳篷。該作品由STM32單片機、太陽能電池板、4G模塊、360°可旋轉(zhuǎn)紅外攝像頭、紅外報警器、GPS、溫濕度傳感器、藍牙等構(gòu)成。Thinktent帳篷以STM32單片機系統(tǒng)為依托，控制各種外設(shè)的工作。利用太陽能最大功率點跟蹤技術(shù)，最大化存儲電能。帳篷頂部裝有360°可旋轉(zhuǎn)紅外攝像頭，用以監(jiān)測外界信息，采用ARM單片機，將拍攝到的視頻通過4G傳輸?shù)街鞣?wù)器，用戶可以調(diào)取視頻，實現(xiàn)遠程通信。帳篷外裝有紅外報警模塊，當危險物體靠近時報警。GPS實時定位當前位置，溫濕度傳感器檢測當前環(huán)境狀況。以上功能都可通過手機APP進行一鍵化操控。實物如圖1所示。

總體來說，Thinktent是一種全新的創(chuàng)意。同時Thinktent還有很大的發(fā)展空間，我們期待將柔性太陽能板和帳篷一體化、設(shè)置帳篷自動展開裝置。相信在不久的將來，Thinktent將成為大眾的戶外之家！

2 工作原理

從電源角度來看，Thinktent智能系統(tǒng)由太陽能電池板供電，利用先進的基于蟻群算法的局部陰影下光伏陣列全局MPPT方法可以大大提高太陽能轉(zhuǎn)化效率，相比普通的MPPT方法提高了30%，為整個系統(tǒng)以及手機、平板電腦供電；從系統(tǒng)的控制角度來看，Thinktent智能系統(tǒng)以STM32F103ZET6單片機為控制中心，控制各種外設(shè)的工作；從手機APP的角度來看，手機APP通過藍牙與智能系統(tǒng)進行通信，用戶可從手機發(fā)送指令給STM32單片機，單片機根據(jù)所接收到的指令做出相應(yīng)的判斷，控制外設(shè)的工作，如LED燈、溫濕度傳感器、GPS等，單片機還可將外設(shè)的數(shù)據(jù)信息通過藍牙傳輸?shù)绞謾C，方便用戶實時掌握當前的狀態(tài)信息，如溫濕度數(shù)據(jù)、GPS定位信息等；從服務(wù)器的角度來看，溫濕度數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)會通過RS485總線傳到紅外攝像頭的傳輸模塊，然后通過系統(tǒng)自帶的4G網(wǎng)傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，定期向用戶發(fā)送當?shù)氐淖钚聞討B(tài)，溫馨提示用戶的出行，同時，如果用戶有危險或迷路，服務(wù)器會根據(jù)GPS定位情況向警方發(fā)出SOS信號；從視頻角度來看，紅外攝像頭拍攝到的視頻數(shù)據(jù)可通過無線局域網(wǎng)發(fā)送到手機，用戶可實時查看外部情況，用于娛樂消遣，還可通過4G網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器，用戶的家人可從服務(wù)器調(diào)取相應(yīng)的視頻，實現(xiàn)了居住地與家的遠程溝通；從安全角度來看，帳篷帶有一種智能自主報警模式，當用戶處于睡眠狀態(tài)時，服務(wù)器會根據(jù)攝像頭拍攝到的畫面進行智能識別，若識別到危險動物出現(xiàn)時，會發(fā)送報警信號到單片機，驅(qū)動蜂鳴器報警，提醒用戶注意安全。各部件裝置如圖2所示。

該智能帳篷各模塊分工明確，實現(xiàn)了模塊的集成化，符合智能化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 創(chuàng)新點

3.1 太陽能模塊

在余博士的指導(dǎo)下，目前該項目已成功申請專利（專利號：CIN104793691A），其先進的基于蟻群算法的局部陰影下光伏陣列全局MPPT方法可以使太陽能轉(zhuǎn)換效率較普通太陽能板提高30%。另外，能為系統(tǒng)和手機、平板電腦供電，節(jié)能環(huán)保，解決了戶外用電短缺的問題。

3.2 預(yù)警模塊

利用圖像識別技術(shù)，將攝像頭拍攝到的畫面?zhèn)魉偷胶诵陌暹M行數(shù)據(jù)分析，識別出危險動物，發(fā)送信息到PC端，得到更為詳細的危險物信息，及時提醒帳篷里的人規(guī)避危險。

3.3 4G模塊

實現(xiàn)旅行地和家的遠程通信，克服手機信號弱的缺點，遠方的家人可以通過攝像頭看到用戶所在的地理環(huán)境。

3.4 定位與感知模塊

根據(jù)服務(wù)器接收到的GPS與溫濕度數(shù)據(jù)，向用戶推送當?shù)氐淖钚颅h(huán)境動態(tài)。

3.5 通信模塊

智能帳篷的功能都可通過手機APP一鍵化控制，簡單方便；“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)與帳篷巧妙結(jié)合，符合發(fā)展趨勢。

4 市場前景

4.1 市場容量

近年來，中國的戶外行業(yè)發(fā)展迅猛。戶外行業(yè)零售總額從2003年的3億元增長到2015年的284億元，其中戶外露營行業(yè)約占20%，并且保持每年25%的增速。然而戶外露營裝置仍存在許多缺點：

（1）帳篷智能化不足，功能單一，僅供住宿；

（2）戶外安全體系不成熟，與人們安全意識的提高形成矛盾；

（3）戶外旅游中常受到電源不足的困擾。

4.2 市場調(diào)研

通過市場調(diào)研分析可知：

（1）目前市場上還未出現(xiàn)針對戶外帳篷的智能產(chǎn)品；

（2）82.9%的人更愿意嘗試Thinktent智能帳篷；

（3）Thinktent獨具一格的“保姆”式服務(wù)對戶外旅游者具有很強的吸引力。

4.3 PEST模型

Thinktent公司采用PEST模型對以下四個因素展開宏觀環(huán)境的分析，并從中挖掘出外部環(huán)境給企業(yè)帶來的機會和威脅。PEST模型如圖4所示。

4.3.1 政策

（1）2013年2月國務(wù)院公布的《國民旅游休閑綱要（2013—2020年）》中提出加快推動戶外旅游行業(yè)的發(fā)展，將大大推動戶外用品行業(yè)的發(fā)展。

（2）2015年3月5日，李克強總理在政府工作報告中提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，支持發(fā)展移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)科技等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

4.3.2經(jīng)濟

（1）我國經(jīng)濟持續(xù)快速增長。從2009年到2014年，我國經(jīng)濟增長率一直保持在7.4%以上，2014年GDP為636 463億。

（2）戶外行業(yè)發(fā)展迅速。2016年市場容量達550億元，預(yù)期未來5年內(nèi)行業(yè)年均增速約25%。

4.3.3 社會

（1）市場需求和國家政策帶動企業(yè)朝著科技智能化方向發(fā)展。

（2）居民消費理念的轉(zhuǎn)變?yōu)閼敉庑袠I(yè)發(fā)展提供了良好的消費氛圍。

4.3.4 技術(shù)

Thinktent公司所研發(fā)的Thinktent在戶外行業(yè)中屬于新興科技產(chǎn)品。目前已申請專利5項，授權(quán)1項。此產(chǎn)品開辟了新的戶外用品市場，生產(chǎn)成本大大降低，技術(shù)工藝在市場中處于領(lǐng)先地位。

5 結(jié) 語

Thinktent具有高智能、安全、攜帶方便等特點。目前，國內(nèi)還沒有其他類似產(chǎn)品，所面臨的競爭比較弱，但存在被模仿趕超的威脅。相應(yīng)的應(yīng)對措施有：加快技術(shù)的改進和產(chǎn)品更新；申請知識產(chǎn)權(quán)保護；提供高質(zhì)量的“保姆式”服務(wù)以吸引更多客戶。