薛亮余 謝穎

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的人選擇獨(dú)自出行、旅游。而由于外出時行李繁重、安檢過程中行李超重，并且需要根據(jù)出行需求選擇尺寸不一的行李箱，這造成了出行不便。為了解決以上問題，文章設(shè)計了一款可自動跟隨、具備伸縮空間，并且在搬運(yùn)過程中省時省力的行李箱。在自動跟隨的過程中可通過移動端藍(lán)牙設(shè)備與其連接，同時具備紅外線感應(yīng)功能，可自動識別并避開障礙，具有自動和手動兩種模式，當(dāng)行李箱離開通信設(shè)備范圍超過5米時便觸發(fā)警報。在丟失后，可通過手機(jī)定位自動將其位置信息發(fā)送至APP。

關(guān)鍵詞：智能;省力;自動識別

中圖法分類號：TP368文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Design and realization of intelligent power-assisted suitcase

XUE Liangyu，XIE Ying

（Linyi University，Linyi，Shandong 276000，China）

Abstract：With the development of social economy， more and more people choose to travel and travel alone. However， due to heavy luggage when going out，overweight luggage during security inspection， and the need to choose suitcases of different sizes according to travel needs， the above problems have caused travel inconvenience. In order to solve the above problems， the article designs a suitcase that can automatically follow，has expansion space， and saves time and effort during the handling process. In the process of automatic following， it can be connected to it through the mobile terminal Bluetooth device. It also has infrared sensing function， which can automatically identify and avoid obstacles. It has two modes， automatic and manual. When the luggage is more than 5 meters away from the communication device， it will be triggered alarm. After it is lost， its location information can be automatically sent to the APP through mobile phone positioning.

Key words： intelligence， energy saving， automatic identification

1研究背景

1.1現(xiàn)實背景

當(dāng)前，人們普遍社交冷漠，在遇到學(xué)習(xí)、婚戀、工作、家庭等瑣事時，更多地會選擇獨(dú)自旅游。本文介紹的遠(yuǎn)程控制行李箱可為人們的生活起居提供便利。比如，人們在辛苦學(xué)習(xí)一天或者工作一天后，無須背著沉重的行李繼續(xù)趕路;在孤寡老人出行不便且?guī)л^多東西時，可以使用智能行李箱攜帶相關(guān)物品;更可以對殘疾人士在日常生活中提供便利—智能避障功能可以為盲人使用者引路，為肢體殘疾者攜帶行李，為這些人的獨(dú)自出行提供了可靠保障。而為了實現(xiàn)上述功能，人們只需要攜帶一部智能手機(jī)，還可以通過語音控制，實現(xiàn)個性化的私人定制設(shè)計[1]。

1.2未來前景

遙望未來，是個萬物互聯(lián)的時代，智能通信在生活中無所不在。移動互聯(lián)時代，“智能”在一步步改造日常生活的各個領(lǐng)域，如智能安防、智能家居、智能自行車、智能體重秤、智能手表……箱包作為生活中不可或缺的日常用品，不可避免地要實現(xiàn)智能化、智慧化。智能化是箱包行業(yè)的一個未來發(fā)展趨勢，越來越多的箱包企業(yè)開始引入智能化生產(chǎn)線，箱包智能化更是箱包行業(yè)的新變局[2]。

1.3社會價值

近年來，智能旅行箱包的浪潮也逐漸襲來。由于外出時行李繁重，安檢時行李箱超重，上樓梯更是十分艱難，有時還需要根據(jù)行李數(shù)量購買不同尺寸的行李箱，不僅使用起來十分煩瑣，更使得出行十分不便。

為了解決以上問題，我們設(shè)計了這款可自動跟隨、具備伸縮空間，并且能夠省力上樓梯的智能行李箱，從而大大降低外出旅行時的負(fù)擔(dān)[3]。其能夠滿足不同人士的旅行需求，具有重要的研究價值和現(xiàn)實意義。

2設(shè)計解決方案及流程

2.1設(shè)計流程

圖1為該智能助力行李箱的系統(tǒng)設(shè)計流程。

2.2設(shè)計方案

2.2.1研究內(nèi)容

手機(jī)藍(lán)牙可以與行李箱進(jìn)行連接，以實現(xiàn)行李箱自動跟隨藍(lán)牙設(shè)備，同時行李箱加裝紅外掃描系統(tǒng)，可以智能掃描道路以及障礙物，便于跟隨藍(lán)牙設(shè)備。通過研發(fā)手機(jī)端特定的與行李箱連接的 APP ，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程定位，基于 APP 界面進(jìn)行行李箱解鎖，加裝語音識別系統(tǒng)，有助于找到行李箱的準(zhǔn)確位置。行李箱有兩種解鎖方式—既可以在 APP 上輸入密碼遠(yuǎn)程解鎖，也可以在離線或者手機(jī)沒電時使用行李箱自帶的指紋功能進(jìn)行解鎖，要求提前錄入指紋識別系統(tǒng)，保證隨時隨地能夠開啟和關(guān)閉行李箱[4]。

2.2.2設(shè)計方式

藍(lán)牙連接、APP 應(yīng)用服務(wù)：單片機(jī)將讀取到的數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，其中實時收集到的數(shù)據(jù)和定義的設(shè)置屬性將會打包發(fā)送至客戶端，并可在 APP 中查看，實現(xiàn)了用戶通過 APP 操控行李箱的功能。隨著智能硬件的發(fā)展，以前人們天馬行空的想象，現(xiàn)在都已經(jīng)成為現(xiàn)實[5]。如今，只需要傳感器、GPS 模塊、手機(jī)以及行李箱專屬 APP，就能隨時查看行李箱的位置及狀態(tài)，顯示行李重量和行李箱的位置、開啟或關(guān)閉記錄，并可以用指紋、手機(jī)開鎖。此外，行李箱內(nèi)置了大容量移動電源，不僅能夠供行李箱使用，還可以為手機(jī)、相機(jī)等旅游必備品充電，成為時尚旅游族的智能小幫手。除了防盜、測重等基礎(chǔ)功能外，智能行李箱的專屬 APP 還可以提供旅行統(tǒng)計功能，為用戶提供詳細(xì)的航班信息及狀態(tài)，并且可根據(jù)需要將自己的旅程信息、航班狀態(tài)分享給好友。

智能行李箱的各部分構(gòu)成要素包括紅外感應(yīng)模塊、GPS 模塊、藍(lán)牙模塊和 APP，這些構(gòu)成要素和 APP 的數(shù)據(jù)實時互通，通過 APP 可以查看傳感器傳輸來的行李箱數(shù)據(jù)，因此相關(guān)傳感器的選擇尤為重要。它們之間相輔相成，構(gòu)成一個有機(jī)整體。如今，人們的生活方式在慢慢改變，開始追求個性化、舒適化。人們的生活水平逐漸提高，生活越來越富裕，城鄉(xiāng)差距在縮小，越來越多的人有能力選擇一場“說走就走”的旅行，探尋外面的大千世界，為了滿足這一需求，智能化產(chǎn)品層出不窮。

傳統(tǒng)行李箱在質(zhì)量、使用體驗上基本趨于成熟，在設(shè)計時采用了碳纖維、塑鋼、鋁合金等材質(zhì)，也安裝了拖行方便的萬向輪，產(chǎn)生了各種經(jīng)典設(shè)計，以上是設(shè)計智能行李箱的前提條件，若要擁有更好的出行體驗，智能化是一種趨勢。因此，智能行李箱不是在特定條件下誕生的，而是無數(shù)個元素相互聯(lián)系、相互配合的結(jié)果。

2.2.3使用流程

（1）信息錄入。信息錄入之前，進(jìn)行初始化操作，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)備信息判斷是否建立連接，如果沒有建立連接，將通過藍(lán)牙定位進(jìn)行初步連接，用戶通過 APP 設(shè)置其需要的屬性和功能;如果檢測到設(shè)備已建立連接，系統(tǒng)將會保存相關(guān)數(shù)據(jù)，可直接進(jìn)行藍(lán)牙連接，載入云端服務(wù)器的用戶信息，APP 也會自動保存用戶設(shè)置的屬性信息。針對以上所有個性化功能，用戶均可根據(jù)自己的需求進(jìn)行設(shè)置，以方便使用。

（2）開始運(yùn)行。用戶可通過客戶端 APP 頁面進(jìn)行功能的選擇和設(shè)置，其中包括伸縮空間、是否需要自動跟隨、省力上下樓梯，以及是否需要通過語音控制智能行李箱。

（3）行李箱工作。紅外線感應(yīng)功能可自動檢測周圍環(huán)境，行李箱在移動時可自動避開障礙物，防止碰撞;可根據(jù)用戶的具體需求來開啟手動/自動轉(zhuǎn)換功能，便于用戶自由選擇使用;智能語音功能的實現(xiàn)基于手機(jī)遠(yuǎn)程連接行李箱，用戶將自己的聲音傳遞給行李箱，讓其發(fā)出聲音，方便在找不到時進(jìn)行搜尋;指紋功能可預(yù)存用戶指紋，只有通過指紋驗證的用戶才可打開行李箱，保證其安全性和隱私性;利用 GPS 定位功能，用戶可在諸多行李箱中定位到自己的行李箱，也是報警系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能;報警功能是 GPS 功能的拓展和延伸，用戶定義其距離，若行李箱超過其規(guī)定距離則會自動報警，其安全性得到了保證。

（4）使用結(jié)束。用戶通過語音控制或者通過 APP 進(jìn)行關(guān)閉操作，結(jié)束行李箱的使用，還可以根據(jù)用戶的需求，自動選擇是返回到用戶的身邊還是停留在固定位置[6]。

3產(chǎn)品功能及產(chǎn)品特點

3.1產(chǎn)品功能

通過智能手機(jī)的藍(lán)牙功能可以與行李箱進(jìn)行藍(lán)牙連接，以實現(xiàn)行李箱自動跟隨藍(lán)牙設(shè)備，同時行李箱加裝紅外掃描系統(tǒng)，可以智能掃描道路以及障礙物，進(jìn)行精準(zhǔn)避障，從而在道路上安全行進(jìn)，不僅操作更加便捷，而且省時省力。

開發(fā)出手機(jī)與行李箱實現(xiàn)特定連接的 APP ，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程定位，基于 APP 界面進(jìn)行行李箱加鎖或解鎖，并加裝語音識別系統(tǒng)，有助于找到行李箱的準(zhǔn)確位置，從而提高行李箱的安全性。即使在旅途中不慎丟失，也不會被他人輕易破解開箱而帶走行李箱中的重要文件及物品，同時可以方便自己進(jìn)行尋找，也為后續(xù)尋求警察援助提供便利[7]。

行李箱有兩種解鎖方式：一是在 APP 上輸入密碼遠(yuǎn)程解鎖;二是在離線或者手機(jī)沒電時，使用行李箱自帶的指紋功能進(jìn)行解鎖。為了實現(xiàn)指紋解鎖功能，用戶需要提前將指紋錄入指紋識別系統(tǒng)，保證隨時隨地使用行李箱，不會因外界環(huán)境的變化導(dǎo)致行李箱無法使用。

3.2產(chǎn)品特點

行李箱的主要功能如圖2所示，具體包括：（1）手機(jī)遠(yuǎn)程控制功能，不受距離的限制，更加方便快捷;（2）指紋檢索功能，安全性得到顯著增強(qiáng);（3） GPS 定位和報警功能，在現(xiàn)有技術(shù)的支持下確保行李箱的定位更精準(zhǔn);（4）在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可離線定位行李箱的位置;（5）自動避障和跟隨功能，可以為出行人員緩解攜帶行李的壓力，同時為老人和殘障人士提供幫助，方便其日常出行。

4結(jié)論

智能技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，可以預(yù)想在未來的某一天，智能化產(chǎn)品可以應(yīng)用到各行各業(yè)，可能大到飛機(jī)、高鐵，小到家用電器，皆可實現(xiàn)人工智能控制，最終實現(xiàn)萬物互聯(lián)。人們的生活也在向著智能化方向發(fā)展，從一開始的智能手表，到如今的智能家居、智能家電，都在慢慢地被人們所接受，并逐漸走進(jìn)人們的生活，智能化已經(jīng)成為一個時代發(fā)展的潮流和趨勢。由此觀之，智能行李箱領(lǐng)域還有待開發(fā)，智能箱包產(chǎn)業(yè)還有較大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

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[7]張豐，李順霖，陳仁，等.基于自動跟隨系統(tǒng)的智能行李箱[J].智能計算機(jī)與應(yīng)用，2019，9（3）：156?158.

作者簡介：

薛亮余（2001—），本科，研究方向：計算機(jī)圖像。

謝穎（1980—），碩士，講師，研究方向：計算機(jī)圖像（通信作者）。