覃冰潤 胡安平 重慶文理學(xué)院

一種智能行李箱

覃冰潤 胡安平 重慶文理學(xué)院

針對傳統(tǒng)拉桿式托運行李箱對人們造成身心疲憊這一嚴(yán)重現(xiàn)象。通過HT66F70A單片機對外部各個子系統(tǒng)的控制、加上超聲波與無線收發(fā)裝置的綜合利用；設(shè)計了一款能實現(xiàn)GPS定位自動報警、自動尋跡、手機充電以及太陽能充放電等多功能的智能行李箱；打破傳統(tǒng)的純物理性設(shè)計，結(jié)合智能信息技術(shù)對行李箱進行了全面升級，從根本上解決了人們旅行、出差攜帶行李箱在搬運時的拖、拉、背、扛等種種問題。

HT66F70A單片機 自動尋跡 GPS定位 太陽能

1 背景

進入21世紀(jì)以來，各種各樣的新技術(shù)不斷的涌現(xiàn)出來，隨之帶來的就是給人們生活的一些方便。人們的活動范圍也隨之增寬，探親、出差、旅游等活動也越來越頻繁。途中東西搬運極不方便、費力，便有了行李箱的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的行李箱在搬運時無非用拖、拉、背、扛等，當(dāng)我們不經(jīng)意周圍環(huán)境時箱子也許就不翼而飛了；漆黑的夜里在無任何光照情況下我們常會因看不清路或者找不出箱內(nèi)的東西、途中手機時常沒電而發(fā)難；乘客經(jīng)常會因為行李箱的繁重而把自己弄得疲憊不堪，基于這一連串的問題我們團隊找到了突破口，因此我們小組設(shè)計了一款可以自己行走的智能行李箱，從根本上解決人們旅行、出差時攜帶行李箱時遇到的種種困難。

2 作品功能與設(shè)計原理

2.1 系統(tǒng)端

系統(tǒng)端由L298N電機驅(qū)動電路、PWM調(diào)速電路、HCR04超聲波測距模塊、無線接收模塊JF24D、GPS模塊BS-280一體模塊、D1700芯片語音模塊、電源電路、照明及USB充電電路構(gòu)成。

其中測距定位系統(tǒng)包括主測距部分和目標(biāo)標(biāo)識部分；主測距部分包括兩個超聲波發(fā)射裝置和無線接收裝置；目標(biāo)標(biāo)識部分包括一個超聲波接收和無線發(fā)射裝置。單片機控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)超聲波信號的處理、定位算法和控制算法的實現(xiàn)。電機驅(qū)動負(fù)責(zé)驅(qū)動控制電機。采用HT66，PWM速度控制，電機驅(qū)動芯片L298N，HC-R04超聲波測距模塊，無線通訊模塊，能實現(xiàn)特定目標(biāo)的定位，測出距離，智能判斷行為方式，包括前進后退，轉(zhuǎn)彎，以及對這些信號的分析和控制，自動根據(jù)反饋信息調(diào)節(jié)速度和轉(zhuǎn)彎等各種目標(biāo)跟蹤功能。

2.2 功能

自動尋跡的設(shè)計主要包括測距定位系統(tǒng)、單片機控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)三個子系統(tǒng)。其中測距定位系統(tǒng)包括主測距部分和目標(biāo)標(biāo)識部分；主測距部分包括兩個超聲波發(fā)射裝置和無線接收裝置；目標(biāo)標(biāo)識部分包括一個超聲波接收和無線發(fā)射裝置。單片機控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)超聲波信號的處理、定位算法和控制算法的實現(xiàn)。采用HT66，PWM速度控制，電機驅(qū)動芯片L298N，HC-R04超聲波測距模塊，無線通訊模塊，能實現(xiàn)特定目標(biāo)的定位，測出距離，智能判斷行為方式，包括前進后退，轉(zhuǎn)彎，以及對這些信號的分析和控制，自動根據(jù)反饋信息調(diào)節(jié)速度和轉(zhuǎn)彎等各種目標(biāo)跟蹤功能。

2.2.1 HC-R04超聲波測距模塊

HC-R04超聲波測距模塊可提供2cm-450cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可高達(dá)3mm；模塊包括超聲波接收器、發(fā)射器與控制電路。

基本工作原理：

（1）采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；

（2）模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；

（3）有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。

2.2.2 無線通訊模塊

無線收發(fā)模塊JF24D整合了高頻鍵控（GFSK）收發(fā)電路的功能，以特小體積更低成本實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。JF24D的傳輸速率為1M，具有81個通道可任意設(shè)置而互不干擾?？稍趽頂D的ISM頻段中達(dá)到穩(wěn)定可靠的短距離數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在－25～+85度之間變化時，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點不會發(fā)生偏移。

2.2.3 太陽能供電模塊

本系統(tǒng)采用薄膜太陽能板給電池供電，通過連接太陽能電池組，進一步實現(xiàn)了該檢測系統(tǒng)的獨立運行，也便于維護，節(jié)能環(huán)保。

太陽能電池是由光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件。當(dāng)太陽光照到太陽能電池板上的光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有長久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點。太陽能電池可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，這是其它電源無法比擬的。

[1]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社.2010：200-500

[2]譚浩強.c程序設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社.2010:30-80

[3]王解先.GPS精密定軌定位[M].同濟大學(xué)出版社.1997:34-57

項目：一種智能行李箱

覃冰潤（1995—），土家族，重慶彭水人，本科，單位：重慶文理學(xué)院。胡安平（1993—），漢族，重慶奉節(jié)人，本科，單位：重慶文理學(xué)院。