智能助力行李箱的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

薛亮余 謝穎

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人選擇獨(dú)自出行、旅游。而由于外出時(shí)行李繁重、安檢過(guò)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(wèn)題，文章設(shè)計(jì)了一款可自動(dòng)跟隨、具備伸縮空間，并且在搬運(yùn)過(guò)程中省時(shí)省力的行李箱。在自動(dòng)跟隨的過(guò)程中可通過(guò)移動(dòng)端藍(lán)牙設(shè)備與其連接，同時(shí)具備紅外線感應(yīng)功能，可自動(dòng)識(shí)別并避開(kāi)障礙，具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，當(dāng)行李箱離開(kāi)通信設(shè)備范圍超過(guò)5米時(shí)便觸發(fā)警報(bào)。在丟失后，可通過(guò)手機(jī)定位自動(dòng)將其位置信息發(fā)送至APP。

關(guān)鍵詞：智能;省力;自動(dòng)識(shí)別

中圖法分類號(hào)：TP368文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shí)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(shí)，更多地會(huì)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?cè)谛量鄬W(xué)習(xí)一天或者工作一天后，無(wú)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(shí)，可以使用智能行李箱攜帶相關(guān)物品;更可以對(duì)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(shí)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(guò)語(yǔ)音控制，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的私人定制設(shè)計(jì)[1]。

1.2未來(lái)前景

遙望未來(lái)，是個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，智能通信在生活中無(wú)所不在。移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，“智能”在一步步改造日常生活的各個(gè)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(shí)現(xiàn)智能化、智慧化。智能化是箱包行業(yè)的一個(gè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，越來(lái)越多的箱包企業(yè)開(kāi)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(huì)價(jià)值

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

為了解決以上問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了這款可自動(dòng)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(shí)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?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2設(shè)計(jì)解決方案及流程

2.1設(shè)計(jì)流程

圖1為該智能助力行李箱的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。

2.2設(shè)計(jì)方案

2.2.1研究?jī)?nèi)容

手機(jī)藍(lán)牙可以與行李箱進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)行李箱自動(dòng)跟隨藍(lán)牙設(shè)備，同時(shí)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(guò)研發(fā)手機(jī)端特定的與行李箱連接的 APP ，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定位，基于 APP 界面進(jìn)行行李箱解鎖，加裝語(yǔ)音識(shí)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(méi)電時(shí)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(shí)別系統(tǒng)，保證隨時(shí)隨地能夠開(kāi)啟和關(guān)閉行李箱[4]。

2.2.2設(shè)計(jì)方式

藍(lán)牙連接、APP 應(yīng)用服務(wù)：?jiǎn)纹瑱C(jī)將讀取到的數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器，其中實(shí)時(shí)收集到的數(shù)據(jù)和定義的設(shè)置屬性將會(huì)打包發(fā)送至客戶端，并可在 APP 中查看，實(shí)現(xiàn)了用戶通過(guò) 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(shí)[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(shí)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(kāi)啟或關(guān)閉記錄，并可以用指紋、手機(jī)開(kāi)鎖。此外，行李箱內(nèi)置了大容量移動(dòng)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(shí)尚旅游族的智能小幫手。除了防盜、測(cè)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(jì)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(shí)時(shí)互通，通過(guò) APP 可以查看傳感器傳輸來(lái)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(gè)有機(jī)整體。如今，人們的生活方式在慢慢改變，開(kāi)始追求個(gè)性化、舒適化。人們的生活水平逐漸提高，生活越來(lái)越富裕，城鄉(xiāng)差距在縮小，越來(lái)越多的人有能力選擇一場(chǎng)“說(shuō)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(yàn)上基本趨于成熟，在設(shè)計(jì)時(shí)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(wàn)向輪，產(chǎn)生了各種經(jīng)典設(shè)計(jì)，以上是設(shè)計(jì)智能行李箱的前提條件，若要擁有更好的出行體驗(yàn)，智能化是一種趨勢(shì)。因此，智能行李箱不是在特定條件下誕生的，而是無(wú)數(shù)個(gè)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(huì)根據(jù)設(shè)備信息判斷是否建立連接，如果沒(méi)有建立連接，將通過(guò)藍(lán)牙定位進(jìn)行初步連接，用戶通過(guò) APP 設(shè)置其需要的屬性和功能;如果檢測(cè)到設(shè)備已建立連接，系統(tǒng)將會(huì)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(huì)自動(dòng)保存用戶設(shè)置的屬性信息。針對(duì)以上所有個(gè)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(kāi)始運(yùn)行。用戶可通過(guò)客戶端 APP 頁(yè)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(dòng)跟隨、省力上下樓梯，以及是否需要通過(guò)語(yǔ)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(dòng)檢測(cè)周圍環(huán)境，行李箱在移動(dòng)時(shí)可自動(dòng)避開(kāi)障礙物，防止碰撞;可根據(jù)用戶的具體需求來(lái)開(kāi)啟手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，便于用戶自由選擇使用;智能語(yǔ)音功能的實(shí)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(shí)進(jìn)行搜尋;指紋功能可預(yù)存用戶指紋，只有通過(guò)指紋驗(yàn)證的用戶才可打開(kāi)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(bào)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能;報(bào)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(guò)其規(guī)定距離則會(huì)自動(dòng)報(bào)警，其安全性得到了保證。

（4）使用結(jié)束。用戶通過(guò)語(yǔ)音控制或者通過(guò) 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(dòng)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(diǎn)

3.1產(chǎn)品功能

通過(guò)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(shí)現(xiàn)行李箱自動(dòng)跟隨藍(lán)牙設(shè)備，同時(shí)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(shí)省力。

開(kāi)發(fā)出手機(jī)與行李箱實(shí)現(xiàn)特定連接的 APP ，可以實(shí)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(yǔ)音識(shí)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(huì)被他人輕易破解開(kāi)箱而帶走行李箱中的重要文件及物品，同時(shí)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(méi)電時(shí)，使用行李箱自帶的指紋功能進(jìn)行解鎖。為了實(shí)現(xiàn)指紋解鎖功能，用戶需要提前將指紋錄入指紋識(shí)別系統(tǒng)，保證隨時(shí)隨地使用行李箱，不會(huì)因外界環(huán)境的變化導(dǎo)致行李箱無(wú)法使用。

3.2產(chǎn)品特點(diǎn)

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(bào)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(wú)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可離線定位行李箱的位置;（5）自動(dòng)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(shí)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(lái)越快，可以預(yù)想在未來(lái)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(shí)現(xiàn)人工智能控制，最終實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。人們的生活也在向著智能化方向發(fā)展，從一開(kāi)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(gè)時(shí)代發(fā)展的潮流和趨勢(shì)。由此觀之，智能行李箱領(lǐng)域還有待開(kāi)發(fā)，智能箱包產(chǎn)業(yè)還有較大的發(fā)展空間。

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作者簡(jiǎn)介：

薛亮余（2001—），本科，研究方向：計(jì)算機(jī)圖像。

謝穎（1980—），碩士，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)圖像（通信作者）。