可自动跟随的智能箱包的概念与设计

摘 要本文设计一款可自动跟随的智能箱包，采用stm32单片机作为控制中心，运用“互联网+”GPS技术，设计一款集自动跟随、助力行走、遥控行走于一体，并配有手机解锁、定位导航、轨迹追踪、围城报警四重防丢失功能的新型智能箱包。该装置具有稳定性高、方便省力、防丢失、成本较低等特点，能有效为旅行保驾护航，具有广阔的市场前景。

【关键词】智能箱包 自动跟随 防丢失

2016年5月，首届中国箱包“互联网+”产业投资论坛上第一次提出“智能箱包是智能入口的真正未来”，通过互联网与传统箱包产业结合推动箱包产业功能性变革与转型升级。随后，“箱包硬件智能化”“箱包迈进智能化时代”等观点相继被提出。传统旅行箱往往仅能够在平地上拖拽，旅行者因携带旅行箱而劳累，因行程匆忙丢失行李，旅行没有基本安全保障。本文设计的这款智能箱包运用“互联网+”GPS技术，集自动跟随、助力行走、遥控行走于一体，并配有手机解锁、定位导航、轨迹追踪、围城报警四重防丢失功能，有效为旅行保驾护航。

1 系统设计

以高适应性和良好使用体验两大特点为核心，在保证箱包生活旅行功能前提下，实现箱包的智能化。针对不同人群数量、不同路面环境等，本系统有自动跟随行走、助力行走、远程遥控行走三大自行提供动力方式，摆脱传统费力手拉旅行箱行走烦恼，减轻旅行者负担。

2 系统实现

2.1 硬件实现

本文设计的智能箱包的整体框架如图1所示。电机、单片机、蓝牙模块和定位模块顺序相连，定位模块包括连接至蓝牙模块的GPS模块以及进行通讯的智能手机，电源模块包括顺序连接的充电模块、蓄电池、降压模块、USB串口模块，蓄电池分别连接电机、单片机、蓝牙模块和GPS模块。该装置通过GPS模块实现旅行箱的定位导航及轨迹追踪，并通过蓝牙模块将定位信号传给智能手机，实时监测旅行箱运动轨迹，同时蓝牙模块将控制信号传递给单片机，驱动电机控制旅行箱运行动向，实现自动跟随功能；电源模块为各模块供电的同时，能够输出降压电压供随身电子设备充电，使旅行更加便捷。

2.2 軟件实现

本系统充分发挥“互联网+”的优势，通过人-机-箱交互系统实现对智能箱包的控制，开发与智能箱包相配套的手机APP。该手机APP使智能箱包与使用者通过蓝牙模块连接，集自动跟随、助力行走、遥控行走三大动力切换方式于一体，同时实现手机解锁、定位导航、轨迹追踪、围城报警四重定位功能的实时反馈，画面生动、简单大方。

2.3 通讯实现

2.3.1 蓝牙与红外线技术

目前，基于蓝牙的自动跟随技术在国内尚不成熟，大多在实验小车上测试。为在体积大、速度要求精确的旅行箱上，实现智能箱包在不同路面环境下稳定识别跟随，该自动跟随功能融合蓝牙、红外线双重定位技术，使智能箱包跟随更精确，更切合人的运动模式。

其远程遥控功能，采用蓝牙技术实现无线通信，在无线兼容性、数据包传输、传输安全性等方面具备一定优势。采用单片机与嵌入式技术相结合，模块化结构设计，编程代码移植性好。利用智能手机所带蓝牙装备，配备车载蓝牙装备，建立无线通信，配合驱动电机电路，实现按键操作旅行箱的行动、转向等运动。

2.3.2 GPS定位

该智能箱包采用GPS全球卫星定位导航系统实现定位功能。箱中内置LT02微型定位器，通过SIM卡及手机APP，实现了定位导航、轨迹追踪、实时监听、围城报警四重防丢失功能。通过APP地图界面，可实时查找旅行箱所在位置及运动轨迹，并可监听到箱包周围发生的声音，当其离开主人500米以外会自动围栏报警，并发送当前位置至手机，保障万无一失。

3 系统工作模式

本系统基于“互联网+”技术为使用者提供三种动力方式：

3.1 自动跟随行走

该功能适用于人群数量少、路面平整，人行走速度（1.1～1.4m/s）时使用。通过箱包与手机蓝牙配对，特定识别主人，接收信号并判断距离进行跟随。当距离超过8m或突然加速等导致信号中断时，箱包会发出报警。

3.2 助力行走

该功能适用于火车站、地铁站、商场等人群数量多的情况下。在箱包拉杆上安装三档开关，对应“行走、小跑、停止”三种指令。使用者只需通过拉杆控制方向，自主选择不同档位，箱包自行提供动力，为使用者减轻90%的推力。

3.3 远程遥控行走

该功能适用于旅行途中、马路两旁等人群数量不多情况下使用。遥控方式有两种：触摸按钮遥控，通过APP界面上的控制按钮遥控智能箱包行走；重力感应遥控，通过手机不同倾斜角度控制拉杆箱行走。该功能既能减轻使用者的劳累，也为旅途增添了乐趣。

4 结语

本文设计的智能箱包核心点为应用“互联网+”，通过人-机-箱交互系统实现自动跟随、助力行走、遥控行走一体，并配有手机解锁、定位导航、轨迹追踪、围城报警四重防丢失功能。其智能化和人性化的功能，在国内较为空白的市场和国外功能不全价格昂贵的市场，都有足够优势跻身行业前列，具有广阔市场前景。

参考文献

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[4]李伟.基于蓝牙通讯的智能家居红外控制系统的实现[J].电气传动自动化，2011（02）：38-41.

作者简介

焦蔚然（1997-），女，江苏省泰兴市人。大学本科学历。研究方向为电力系统。

作者单位

河海大学能源与电气学院 江苏省南京市 211100