基于藍(lán)牙定位技術(shù)的多功能行李箱的研究與設(shè)計(jì)

邱緒林

摘要：本文研究的是一種基于藍(lán)牙定位技術(shù)的多功能行李箱，它并不是傳統(tǒng)意義上的行李箱，而是為了方便所有購(gòu)物人群而設(shè)計(jì)的一款自動(dòng)行走、可承載重物的購(gòu)物車，不僅解決人們購(gòu)物時(shí)拎著重物的煩惱，而且可以解決防丟問題，還可以有助于殘障人士平時(shí)出行時(shí)拿行李不便等問題。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙定位；運(yùn)輸車；多功能；行李箱

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0188-01

1 系統(tǒng)操作流程

為了實(shí)現(xiàn)一種能夠有效高精度跟蹤并且能減輕出行負(fù)擔(dān)的自主多功能行李箱，人們攜帶藍(lán)牙4.0基站與車載藍(lán)牙設(shè)備相對(duì)應(yīng)，陀螺儀數(shù)據(jù)傳給行人攜帶的藍(lán)牙基站并由藍(lán)牙基站向外廣播，車載藍(lán)牙得廣播中的陀螺儀的數(shù)據(jù)，并結(jié)合藍(lán)牙信號(hào)自身的RSSI值，傳給運(yùn)輸車上處理器運(yùn)算，兩項(xiàng)數(shù)據(jù)相互校正從而控制運(yùn)輸車精確跟蹤。

系統(tǒng)的總體控制流程為：

步驟1：?jiǎn)?dòng)運(yùn)輸車上系統(tǒng)總電源；

步驟2：開啟用戶攜帶設(shè)備；

步驟3：使用用戶攜帶設(shè)備進(jìn)行身份驗(yàn)證來啟動(dòng)運(yùn)輸車的定位系統(tǒng)以及動(dòng)力系統(tǒng)；

步驟4：等待適當(dāng)時(shí)間，進(jìn)行系統(tǒng)初始化及自校正；

步驟5：運(yùn)輸車端讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算控制；

循環(huán)第5步，從而控制整個(gè)運(yùn)輸車的運(yùn)行。

使用結(jié)束后只需關(guān)閉攜帶設(shè)備電源并關(guān)閉運(yùn)輸車總電源后即可。

2 系統(tǒng)功能介紹

系統(tǒng)包括定位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及信息識(shí)別裝置，負(fù)重智能運(yùn)輸車包括定位控制系統(tǒng)、信息識(shí)別系統(tǒng)和車輛動(dòng)力系統(tǒng)。

定位控制系統(tǒng)包括：藍(lán)牙主機(jī)、加速度計(jì)、陀螺儀、電源模塊、LED狀態(tài)信號(hào)指示燈和FPGA處理器，通過藍(lán)牙主機(jī)得到距離值及加速度計(jì)值。電源模塊通過DC-DC穩(wěn)壓電路與鋰電池相連輸出為系統(tǒng)供電，指示燈顯示其工作狀態(tài)，藍(lán)牙系統(tǒng)將信息傳遞給FPGA處理器。FPGA處理器對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理，并通過一定的算法計(jì)算出人的方位。以此來實(shí)現(xiàn)自主跟蹤導(dǎo)航。

信息識(shí)別系統(tǒng)主要由電磁繼電器以及NFC模塊組成，NFC模塊由電源模塊供電并與FPGA相連接。在將系統(tǒng)電源打開后本系統(tǒng)并不立即工作，使用者需使用人體攜帶裝置中的NFC模塊與車載NFC進(jìn)行互相識(shí)別后才能啟動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。并且從方便使用的角度，現(xiàn)在的智能手機(jī)大部分集成了NFC模塊，因此同時(shí)提供手機(jī)APP來方便人們進(jìn)行身份識(shí)別。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性，防止運(yùn)輸車被人偷走等情況發(fā)生，手機(jī)APP同時(shí)提供報(bào)警功能，在藍(lán)牙信號(hào)消失后會(huì)向使用者發(fā)出警報(bào)以提醒使用者運(yùn)輸車已經(jīng)丟失，并且在運(yùn)輸車內(nèi)內(nèi)置一個(gè)小型電源GPS系統(tǒng)，在主電源被切斷的情況下依然可以發(fā)出定位信息。

車輛動(dòng)力系統(tǒng)主要由特制車輪，直流電機(jī)，直流電機(jī)控制板，穩(wěn)壓電路以及36V鋰電池組組成，鋰電池組通過穩(wěn)壓電路為直流電機(jī)控制板以及直流電機(jī)供電，F(xiàn)PGA控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。不同的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)加速，減速，轉(zhuǎn)向等不同的運(yùn)動(dòng)方式。

人體攜帶裝置包括定位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及信息識(shí)別系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由腰帶，藍(lán)牙4.0基站、陀螺儀、加速度計(jì)、電源模塊、LED狀態(tài)信號(hào)指示燈組成，裝置整體被封裝在腰帶中，借此固定在人體腰部。因?yàn)檠渴侨梭w的運(yùn)動(dòng)中心。從而陀螺儀獲取人體轉(zhuǎn)向信息，加速度計(jì)獲取人體移動(dòng)信息。信息識(shí)別系統(tǒng)由NFC組成，通過與車載的NFC進(jìn)行配對(duì)來進(jìn)行身份驗(yàn)證從而完成運(yùn)輸車的啟動(dòng)以及運(yùn)輸箱開啟等行為。

3 技術(shù)模塊介紹

3.1 藍(lán)牙定位技術(shù)

藍(lán)牙定位技術(shù)主要用于短距離無(wú)線通信，它將無(wú)線連接取代有線連接，將固定和移動(dòng)信息設(shè)備組成個(gè)人局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間低功耗、低成本的無(wú)線通信。

3.2 超聲波避障技術(shù)

利用超聲波來檢測(cè)小車的前方是否有障礙物，小車前方放一個(gè)超聲波發(fā)生器、一個(gè)超聲波接收器，當(dāng)超聲波發(fā)生器發(fā)出去的聲波遇到障礙物時(shí)，這些聲波就會(huì)被反射回來，這時(shí)就利用超聲波接收器接受被反射回來的聲波，然后再在小車身上面按裝一個(gè)聲波轉(zhuǎn)化器，就可以把反射回來的聲波轉(zhuǎn)化成其他的信號(hào)。

3.3 GPS定位技術(shù)

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，在跟蹤車距離用戶有一定距離時(shí)，使用GPS來進(jìn)行定位處理，主要在有人流量較大時(shí)使用。

3.4 爬樓結(jié)構(gòu)

利用一個(gè)多支撐的結(jié)構(gòu)，通過中心旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車體前進(jìn)從而完成上樓的任務(wù)，并通過控制端分析地形在爬樓與平地行駛兩種模式之間智能切換。

4 結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)改變了人們傳統(tǒng)的購(gòu)物和外出習(xí)慣，使人們不必?fù)?dān)心在上街購(gòu)物或者出行時(shí)拎著重物，只需將物品放在我們的系統(tǒng)箱子內(nèi)便可以實(shí)現(xiàn)輕松購(gòu)物行走。不僅方便、快捷，而且安全、環(huán)保。此系統(tǒng)使用藍(lán)牙技術(shù)，不用像普通箱子那樣被拖著走，而是能追蹤到手機(jī)的藍(lán)牙信號(hào)，自動(dòng)跟在主人后面，輕松、省力又安全。

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