多功能智能跟随行李箱控制系统设计

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基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计智能行李箱是一种结合了现代科技与智能化设计的行李箱产品。

随着人们的生活水平的提高和对便利性的追求,智能行李箱的需求也日益增加。

本文将采用单片机技术设计一款多功能智能行李箱,可以实现智能锁定、重力感应、远程控制等功能。

1. 智能锁定功能智能锁定功能是智能行李箱的核心功能之一,可以通过指纹识别、密码输入或者RFID 卡等方式进行解锁。

在本设计中,我们将采用指纹识别技术,用户只需要将指纹放置在指纹识别器上,即可实现行李箱的解锁。

行李箱的锁定状态也可以通过手机App进行远程控制,确保行李箱的安全使用。

2. 重力感应功能重力感应功能可以实现行李箱的智能提醒和报警功能。

当行李箱被移动或者震动时,重力感应器将会触发报警,同时向用户发送警报信息,并通过手机App进行实时监控。

这可以有效防止行李箱被盗或者意外遗失的情况发生,提高行李箱的安全性。

3. 远程控制功能本设计还将采用无线通信模块,可以实现远程控制功能。

用户可以通过手机App远程开锁、关闭锁、重置密码等操作,使行李箱的使用更加便利。

用户还可以实时监控行李箱的状态,并在行李箱被移动或者遭到震动时收到警报信息,保障行李箱的安全使用。

4. 电源管理功能为了保障智能行李箱的长时间稳定运行,本设计还将加入电源管理功能,采用低功耗的单片机,通过睡眠和唤醒模式进行电源管理,有效延长电池的使用寿命。

设计一种便捷的充电方式,如USB充电接口,方便用户进行充电操作。

5. 多功能显示屏为了提高用户的体验感,本设计还将在智能行李箱中加入多功能的显示屏。

用户可以通过显示屏查看行李箱的锁定状态、电量、报警信息等,同时还支持触摸屏操作,方便用户进行设置和操作。

通过以上多种功能的结合,本设计可以实现智能行李箱的智能化、安全性和便利性。

采用单片机技术设计,可以大大降低成本,提高稳定性,使得智能行李箱产品更加具有竞争力。

希望本设计能够为智能行李箱的发展提供一些有益的参考。

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计随着社会的发展,人们出行的频率越来越高,而行李箱作为出行必备的物品也在不断地更新换代。

为了更好地适应现代人的出行需求,基于单片机的多功能智能行李箱应运而生。

这种智能行李箱集合了多种实用功能,使出行更加便捷和舒适。

本文将从设计思路、功能特点、实现原理等多个方面对基于单片机的多功能智能行李箱进行介绍。

一、设计思路基于单片机的多功能智能行李箱的设计思路主要是以便捷、实用、安全为核心。

在出行过程中,人们往往需要携带大量的物品,但传统的行李箱只是简单地提供了存放空间,无法满足人们日益增长的需求。

设计一款多功能的智能行李箱,可以为人们提供更多的便利和舒适。

在设计中,围绕行李箱的使用场景和人们的实际需求,我们考虑了以下几个方面:1. 安全性:行李箱内的物品需要保证安全,因此需要设计智能的开锁系统,能够防止被盗或遗失。

2. 智能化:通过搭载单片机,使行李箱具备智能化的功能,能够自动感应、自动调节和自动提升旅行的便捷性。

3. 多功能:行李箱不仅仅是一个简单的存放物品的容器,还需要具备多功能,比如称重、充电、防盗等功能。

基于以上设计思路,我们设计出了一款基于单片机的多功能智能行李箱,满足了人们在实际出行中的需求。

二、功能特点基于单片机的多功能智能行李箱主要包括以下几个功能:1. 智能开锁系统:利用单片机和指纹识别技术,可以实现智能的开锁系统,无需携带繁琐的钥匙或密码。

只需将手指按在指定位置,即可打开行李箱,提高了出行的便捷性。

2. 称重功能:通过在行李箱内部安装重量传感器,可以实现对行李箱内物品的重量实时监测,帮助人们合理安排行李,避免超重。

利用单片机的计算功能,还可以通过显示屏直观地显示行李箱内物品的重量。

3. USB充电接口:在行李箱的侧面或底部设计USB充电接口,能够为出行中的手机、平板等电子设备提供充电便利,免去了寻找插座的烦恼。

4. 防盗报警功能:通过安装震动传感器和声光报警器,可以实现一旦被盗或者行李箱受到撞击,即可自动报警,提醒主人注意。

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计随着智能科技的不断发展,智能化产品在日常生活中逐渐普及,而智能行李箱作为出行必备品也逐渐受到消费者的青睐。

基于单片机的多功能智能行李箱设计将传统的行李箱与智能化技术相结合,为消费者提供更为便利的出行体验。

本文将从需求分析、设计方案、技术实现等方面详细介绍基于单片机的多功能智能行李箱设计。

一、需求分析1、安全性需求智能行李箱需要保障用户的行李物品的安全,防止被盗或者意外损坏。

智能行李箱需要配备高安全性的密码锁或者指纹解锁功能,以确保只有合法的用户才能打开行李箱。

2、便携性需求作为行李箱,便携性是其基本属性之一。

智能行李箱需要轻便且结实耐用,在保证质量的前提下尽可能减少自身重量。

行李箱还需要配备方便携带的手柄或者轮子,方便用户携带。

3、智能化需求智能行李箱需要具备智能化的功能,例如智能定位、远程解锁、防丢失等功能,以提高用户的使用体验。

通过智能化技术,用户可以在手机上实时查看行李箱的位置,及时发现行李箱的丢失情况。

二、设计方案基于单片机的多功能智能行李箱设计需要以单片机作为核心控制系统,结合各种传感器和执行器,实现智能化功能。

通过单片机与手机APP的联动,可以实现对行李箱的远程控制和监控。

1、硬件设计(a)密码锁或指纹解锁:为了保障行李箱的安全性,可以设计一种密码锁或者指纹解锁功能,只有输入了正确的密码或者指纹才能开启行李箱。

(b)智能定位系统:通过GPS模块实现行李箱的定位功能,用户可以通过手机APP实时查看行李箱的位置,万一行李箱丢失,也能及时定位。

(c)防盗报警器:在行李箱内部设置震动传感器和声音报警器,一旦行李箱发生异常震动,会立即触发报警器发出警报,提醒用户注意行李安全。

(d)智能防丢失:通过蓝牙模块和手机APP实现智能防丢失功能,当行李箱与手机失去连接时,将自动发送警报提醒用户。

(e)USB充电接口:为了方便用户在旅途中充电,可以在行李箱上设计USB充电接口,方便用户给手机或其他电子设备充电。

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计随着旅游行业的发展,人们越来越注重旅行的舒适和便利,而行李箱作为旅行中必不可少的物品,也越来越受到人们的关注。

本文将介绍一款基于单片机的智能行李箱设计,该设计可以实现多种功能,能够很好地满足人们在旅行中的需求。

这款智能行李箱主要分为三个功能模块,分别为防盗模块、温度控制模块和智能提醒模块。

其中,防盗模块主要实现行李箱的防盗功能,温度控制模块则可以控制行李箱内部的温度,智能提醒模块则能够提醒人们注意行李箱的安全和健康。

首先,介绍防盗模块。

该模块采用了单片机控制芯片,整合了多种防盗功能。

一旦有人试图破坏行李箱或者移动行李箱,就会触发行李箱内部的传感器,单片机就会向主人发送提示信息。

除此之外,该模块还可以锁定行李箱,只有主人使用指纹解锁才能打开。

接着,是温度控制模块。

旅途中,人们经常需要保持饮料或者食物的温度,因此该模块可以实现行李箱内的温度控制。

该模块采用了温度传感器来实时监测行李箱内部的温度,并且可以通过单片机控制芯片来控制制冷系统,从而保持行李箱内的温度在适宜的范围内,让人们在旅行时能够享受到高品质的食物和饮料。

最后,是智能提醒模块。

该模块可以实现多种提醒功能,比如,当行李箱内的温度过高或者过低时,就会向主人发送手机短信。

同时,该模块还可以自动检测行李箱内部的湿度和空气质量,并且会发出提示信息,提醒主人及时扫除残留食物、整理衣物、更换行李箱内的空气等,保持行李箱内清洁、健康。

总而言之,这款基于单片机的智能行李箱设计通过多种功能模块的整合,可以实现行李箱的防盗、温度控制和智能提醒等多种功能,为旅行者带来了极大的便利和舒适。

相信在不久的将来,这样的智能行李箱将会成为旅行者的必备装备。

基于Arduino的多功能自动跟随行李箱设计

基于Arduino的多功能自动跟随行李箱设计

0 引言随着人们的生活水平不断提高,消费者对行李箱的需求也呈现出多样化的倾向,过去比较单一的使用方式已经不能满足人们的需求。

为了缓解旅客在拖拉行李箱时造成的疲劳,市场上出现了智能跟随式行李箱,许多学者对其进行了相关研究。

文献[1-5]分别从优化设计、跟随系统、控制系统、传输系统等方面进行研究,取得了一定成果。

然而,目前的跟随式行李箱相比传统行李箱由于增加了驱动系统、控制系统等,无疑减小了使用空间,增加了产品重量。

这就使得跟随式行李箱的功能需要进一步完善,使其满足消费者的需求。

随着控制技术[6]、监控系统[7]、定位技术[8]等电子技术的飞速发展,尤其是结构简单、功能强大的Arduino开源单片机的发展[9],为跟随式行李箱的智能化设计提供了新的思路。

因此,本文将对自动跟随行李箱的功能需求进行分析,并对行李箱的总体结构进行设计,使其满足相应的功能。

根据自动跟随行李箱的结构特点,选用Arduino单片机作为主控制器,并采用相关元器件对行李箱控制系统的硬件和软件进行设计,从而完成自动跟随行李箱的整体设计。

1 自动跟随行李箱总体结构设计1.1 功能需求分析目前,自动跟随式行李箱由于采用了驱动机构和相关的电控元件,缩小了内部的使用空间。

消费者行李较少时,需要的空间小,而行李较多时,需要更大的空间用以装载更多物品。

因此,实现行李箱内部空间自动变化是一重要的功能需求。

自动跟随式行李箱在运动过程中,尤其是在楼梯、电梯、人多、粗糙路面等不适宜“自动跟随”的场合,需要将驱动轮自动收缩,从而完成自动/手动切换;另外,行李箱的拉杆需要人力拉出,其自动化、智能化水平受到了一定限制。

通过对自动跟随行李箱的功能需求进行分析可知,本设计需要实现的功能有内部空间自适应变化、自动/手动自由切换、拉杆自动弹出等。

1.2 结构组成及工作原理利用三维建模软件Solidworks对多功能自动跟随式行李箱的结构进行设计。

如图1所示为自动跟随行李箱的总体结构三维示意图,与普通行李箱的外观类似,同样拥有拉杆、密码锁、行李箱本体、万向轮等;此外,在行李箱本体上端的四个面装有四个红外传感器,通过四个红外传感器可以检测操作者的操作状态。

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计随着旅游方式的多样化和人们对便利性和安全性的要求不断提高,智能行李箱成为了现代旅行的必备物品之一。

基于单片机的多功能智能行李箱设计能够满足人们在旅行中的各种需求,不仅可以提供智能化的安全保护,还能够具备多种实用功能,为旅行者提供更加便利的出行体验。

一、智能锁设计智能行李箱的最基本功能之一就是提供安全锁保护,而基于单片机的设计能够使智能锁功能更加智能化和便利化。

智能锁可以通过密码、指纹识别或者手机APP进行解锁,这样不仅避免了忘记密码的尴尬情况,也大大增强了行李箱的安全性。

智能锁还可以和手机APP进行连接,当行李箱被移动或者被撬开时,手机APP会自动发出提醒,及时通知用户行李箱的安全状态,保障行李的安全。

基于单片机的智能行李箱设计还可以加入称重功能,通过安装传感器,可以实现测量行李箱内物品的重量。

在购物时,行李箱的称重功能可以帮助旅行者准确地估算购物物品的重量,避免超重带来的麻烦和额外的费用。

在登机时,称重功能可以帮助用户快速准确地确认行李箱的重量,避免超重的情况发生,为旅行者提供更加便利的出行体验。

随着智能设备的普及和使用频率的增加,智能行李箱还可以加入充电功能,为旅行者的智能设备提供充电便利。

基于单片机设计的智能行李箱可以搭载充电线路和充电宝,为旅行者提供多种充电接口,可以充电手机、平板电脑等设备。

这种设计不仅为旅行者提供了充电便利,同时也避免了在外出旅行时找不到充电插座的尴尬情况。

在旅行过程中,行李箱的丢失是一个非常麻烦的问题,而基于单片机的智能行李箱设计可以加入智能定位功能,通过GPS模块实时追踪行李箱的位置。

如果行李箱离开旅行者一定范围时,手机APP会自动提醒,防止遗忘或者被盗。

如果遗失行李箱,可以通过手机APP快速准确地定位行李箱的位置,为找回行李箱提供了更多的便利。

基于单片机的智能行李箱设计还可以加入语音交互功能,通过搭载语音识别模块和语音合成模块实现与智能行李箱的交互。

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计摘要本文主要介绍了一种基于单片机的多功能智能行李箱设计。

该行李箱具备自动测重、指纹解锁、防盗报警、智能充电等功能。

通过单片机控制,能够实现这些功能以提高行李箱的便捷性和安全性。

实验结果表明,设计的多功能智能行李箱能够实现稳定可靠的运行,具有很好的应用效果。

关键词:单片机;智能行李箱;自动测重;指纹解锁;防盗报警;智能充电1. 引言随着人们生活水平的提高,旅行逐渐成为人们的一种日常活动。

作为旅行的必需品,行李箱的设计和功能也逐渐得到了人们的关注和追求。

本文设计了一种基于单片机的多功能智能行李箱,旨在提供更便捷、安全的行李箱使用体验。

2. 设计思路本文设计的多功能智能行李箱主要包括以下几个功能:自动测重、指纹解锁、防盗报警、智能充电。

自动测重功能可以帮助用户准确预估行李重量,避免超重情况的发生;指纹解锁功能可以保证行李箱的安全性,只有通过指纹认证的用户才能解锁行李箱;防盗报警功能可以在行李箱遭到偷盗时发出报警信号,提醒用户;智能充电功能可以为用户的手机、平板等电子设备提供便捷的充电方式。

3. 系统设计本文设计的多功能智能行李箱的硬件部分主要包括:称重传感器、指纹识别模块、报警器、充电器等。

软件部分则采用单片机进行控制。

具体来说,单片机通过称重传感器实时监测行李重量,当行李重量超过设定值时,会通过报警器发出警报。

用户可以通过指纹识别模块进行解锁操作,只有通过指纹认证的用户才能解锁行李箱。

行李箱还配备了智能充电器,用户只需将手机等电子设备连接到行李箱的充电器接口,即可实现充电。

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计

基于单片机的多功能智能行李箱设计一个方便、安全和智能的行李箱对于旅行者来说是非常重要的。

在这里,我们将介绍一个基于单片机的多功能智能行李箱的设计。

这个行李箱配备了智能指纹锁。

用户可以通过事先设置的指纹来打开行李箱,避免了忘记密码或者丢失钥匙的尴尬。

这样一来,只有授权的人员才能够打开行李箱,大大增加了行李的安全性。

行李箱内部还设置了一个智能温度控制系统。

这个系统可以根据用户的需求,调节行李箱内的温度。

当外面温度较高时,用户可以将行李箱设置为制冷模式,保持行李箱内的物品不受高温影响。

反之,当外面温度较低时,用户可以将行李箱设置为制热模式,确保行李箱内的物品不受低温的影响。

行李箱还配备了智能称重系统。

通过内置的传感器,用户可以随时了解行李箱内物品的重量。

这对于避免超重行李费非常有帮助。

用户可以在出发前就知道行李是否超重,避免不必要的麻烦。

行李箱还具备智能追踪功能。

用户可以通过手机上的应用程序,实时了解行李箱的位置。

无论是在机场还是在旅途中,用户都可以随时追踪行李箱的位置,确保行李箱不会丢失或者被盗。

行李箱还配备了USB充电插口。

用户可以通过行李箱内部的USB充电插口为手机、平板电脑等设备充电。

这样一来,用户不需要额外的充电器,方便了旅行时的用电需求。

行李箱还具备智能防盗功能。

当行李箱受到震动或者移动时,智能防盗系统会自动触发警报。

这样一来,即使行李箱被盗,用户也可以及时得到通知,采取相应的措施。

这个基于单片机的多功能智能行李箱能够提供方便、安全和智能化的旅行体验。

无论是旅行还是出差,用户都可以放心地使用这个智能行李箱,享受更加便捷和舒适的旅行。

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多功能智能跟随行李箱控制系统设计一、选题的依据及意义行李箱是人们旅途中的好帮手,最早的行李箱可追溯到20世纪20年代的木制手提箱,随着航空业的发展,轮式行李箱于1972年在美国问世[1]。

直至1987年才出现了装上了轮子和拉杆的立式拉杆箱,解决了乘务人员到处跑的困难,逐渐普及到全球市场。

行李箱极大地方便了人们的出行,如今的行李箱不只是设计的更美观更人性化,万向轮的使用也让拖行更加方便。

而在当今的移动互联时代,各种智能化设备一步步融入人们日常生活的各个领域,智能行李箱也不例外。

定位防盗、自动跟随、智能称重、USB充电等功能通过智能硬件都可以集成在行李箱上,尤其是自动跟随功能,能让你解放双手、边走边玩,智能行李箱的问世是行李箱发展史上的一次重大突破。

故而本产品——多功能智能跟随行李箱的设计,符合党的十九届五中全会提出的“强化国家科技力量、提升企业科技创新水平,以创新驱动、高质量供给创造新需求,打造经济发展新动能”的时代要求,具有助力科技进步、方便人民生活的社会意义,在实现成本减少后,销量的增加也能带来可观的成本,创造商业价值。

二、国内外研究现状及发展趋势1.国外智能跟随行李箱研究现状国外智能跟随行李箱的发展相对较早,在2015年4月,以色列AI Robotics公司曾向公众发布了一款机器人旅行箱产品的概念模型,箱子内置摄像头和动力驱动装置,可以通过蓝牙与用户手机连接,具有自主跟随用户行走并与用户进行互动交流的功能,而且箱子可以自动检测内部物品的重量,让用户在旅途中快速了解行李是否超重,同时具有防盗报警器功能,超过预定的安全距离就会报警,除此之外还能通过内置充电系统为手机和其他电子设备充电。

但AI Robotics公司众筹200万美元之后,至今尚未将产品交付给消费者,目前在做无人飞行器产品。

2016年,美国的Blue smart公司向公众推出了第一代智能旅行箱产品Blue smart One,相比以色列AI Robotics公司的机器人旅行箱概念模型,Blue smart One多出了使用手机app对箱子进行GPS定位追踪、手机操控上锁解锁、记录飞行距离和降落机场等更加丰富的功能。

它的出现使得旅行箱进入到智能物联网时代,试图让行李箱成为人们旅途中的有力助手。

在Blue smart之后,国内外多家科技型创业公司相继推出了类似的产品,其中甚至包括美国新秀丽、德国RIMOWA(日默瓦)等国际知名箱包大牌企业,但功能水平参差不齐,存在着稳定性不高、实用性欠佳、性价比不高等诸多问题。

2.国内智能跟随行李箱研究现状国内行李箱的发展可以追溯到2016年,安徽的一家机器人初创公司酷哇机器人,在2016年4月展示了一款名叫“COWROBOTR1”的智能行李箱概念模型,并开始众筹。

它能够实现自动跟随及自主避障,行李箱的外观和普通行李箱相差无几,最大的创新点是其驱动轮放置在了行李箱底部的中间位置且能够自动升降,应用了飞机起落架原理。

在使用中,用户能够随时切换自动跟随与手动模式。

与众多国外产品一样,COWROBOTR1有GPS定位系统、距离感应系统、可拆卸的便携式移动电源USB供电等功能。

30天的总共筹得58345美金,2018年产品做出后售价一度高达万元,后来公司对功能减配来降低成本,最终公司对产品实际效果和市场并不满意,目前酷哇机器人公司已经停止对智能行李箱的研究,现专注于城市复杂场景下智能驾驶和智能网联技术的研发及应用。

继COWROBOTR1之后,国内曾出现过多家研发和销售智能跟随行李箱的企业,包括上海润米科技有限公司、北京灵动科技有限公司、常州爱尔威智能科技有限公司、深圳市爱途仕智能科技有限公司等。

目前除了上海润米科技发布了90FUN自平衡智能跟随行李箱后没有继续研发新品的相关媒体报道外,其余三家公司仍在继续研发和销售智能跟随行李箱,其中做的最好的是灵动科技的OVIS智能跟随行李箱,有着较强的自主跟随稳定性和丰富的人性化功能。

国内四款行李箱,从左到右依次为:爱途仕、酷哇、爱尔威、灵动科技智能行李箱产品发展至今,虽相对于初代产品有了很大的改进和优化,但在功能跟上、性价比上仍有很大缺陷,部分品牌行李箱还存在着控制效果不好的情况。

如:酷哇智能跟随行李箱是采用激光雷达与摄像头的技术,扫描距离箱子最近的一个人,很容易跟错人;爱途仕使用蓝牙信号定位跟踪,但存在配对麻烦、动力不线性、容易跟丢、手动时只能纵向推动等严重影响用户使用体验。

智能行李箱的发展才刚刚开始,市场上的智能行李箱有稳定性不佳、性价比不高的缺点。

本文设计的多功能智能跟随行李箱亦为一种自动跟随行李箱,而且有指纹解锁、USB充电、超距报警、智能称重等实用功能。

三、项目的具体内容本项目通过分析市场上已存在的多功能智能跟随行李箱产品的稳定性、可靠性、功能的丰富性以及是否符合人性化的设计,针对行李箱的定位跟随系统进行了优化设计,保证了行李箱自动跟随的稳定可靠。

在人性化设计方面,增加了指纹解锁、自动称重、超距离报警、USB 双向快充四大功能,充分解决了用户的使用需求。

本项目的研究重点是自动跟随,行李箱自动跟随用户的实现是基于定位技术、动力驱动和定位跟随算法的,项目人员通过分析GPS、机器视觉、UWB等七种主要的定位技术和TOA、TOF、AOA等五种定位跟随方法,对比选择出适合室外定位且具有精准度高、稳定性高、抗干扰能力强的技术方法。

并针对行李箱的自动跟随功能,建立了行李箱运动模型,以便自动跟随软件编程的实现。

在动力驱动设计中,利用简化理想模型对动力电机的扭矩和转速进行了计算,以便行李箱的动力满足用户正常的行走速度。

在控制方案的选择中,基于较高的实时性和可靠性需求,选择多处理器分布式控制,同时便于控制系统的升级与维护。

在其他功能的实现上,通过对相关参考文献的研读,分析了各功能实现的相关技术原理,然后进行硬、软件设计。

硬件设计包括模块选型和电路设计,模块选型时,本设计基于小体积、小重量、低功耗、较高的抗干扰能力和防水能力、较高的集成能力等原则,选择出适合安装于行李箱中的模块器件。

在电路设计中根据自身的知识储备以及相关硬件的用户手册、数据手册,设计出合理了的硬件方案。

软件设计包括自动跟随系统软件设计、指纹解锁软件设计、智能称重软件设计三大部分,软件设计中基于硬件电路和控制器对各功能部分进行了设计。

最后,对系统各功能部分进行了测试分析,在功能模块单独测试无误条件下,综合各部分模块进行联调联试,分析多功能智能跟随行李箱的综合性能。

四、本项目的实施方案1.系统总体设计原理分析1.1总体功能需求分析根据对市场上智能跟随行李箱的调查研究以及用户的反馈,本项目设计的主要内容包括对定位跟随、自动避障、指纹解锁、自动称重、超距离报警、USB双向快充的设计。

其中定位跟随与自动避障功能需要达到精确定位和稳定跟随,是本项目主要的研究对象。

以下对几种技术进行介绍:定位跟随:首先通过定位技术,确定行李箱与用户之间的相对位置,进而通过自动跟随算法,驱动箱体底部的动力电机,最终达到跟随效果。

(2)自动避障:利用超声波、激光雷达等测距传感器识别障碍物,进而做出躲避抉择,通过驱动箱体底部的动力电机,最终达到避障效果。

(3)指纹解锁:通过光电式或电容式指纹传感器进行指纹信息的采集和识别,以指纹解锁的方式提高行李箱的安全性能。

(4)自动称重:通过设计在行李箱侧面的称重传感器,自动测量行李箱及箱内物品的整体重量。

(5)超距离报警:以定位技术为前提,识别到行李箱与用户的距离超过预定的距离后,自动发出报警信号,可显著提高行李箱安全性能。

其报警分为两个距离段:距离超过1.5m时,产生一小段报警声;距离超过2.5m时,不断产生报警声,直至距离恢复至1.5m内。

(6)USB双向快充:采用USB双向快充技术,通过便携式可拆卸电源,实现为行李箱供电的同时,还可为用户的智能设备应急供电。

其中快充技术的实现能够极大的节省用户充电的等待时间。

1.2定位技术分析定位技术总体上分为两类:视觉定位和非视觉定位。

下面对主要的定位技术进行分析。

视觉定位技术优点:可识别用户体态特征,运用灵活,不用携带信号源或遥控器缺点:视觉控制系统和图像处理系统算法复杂,开发难度大;成本高GPS定位技术优点:技术成熟稳定,不受天气影响,卫星有效覆盖范围大缺点:GPS信号受建筑物影响大,且定位精度低蓝牙定位技术优点:受环境干扰较小,功耗低缺点:作用距离短,定位精度低,不便于整合到其他系统中超声波定位技术优点:精度比较高,成本低缺点:容易受环境影响;传输过程中衰减明显UWB超宽带技术超宽带(UWB技术)是一种无线电技术,通过标签、基站之间相互发送电磁波进行通信,进而准确地测量无线电信号的飞行时间,从而实现厘米精度的距离、位置测量。

优点:实时性好、系统复杂度低、定位精度高、抗多能力强。

缺点:模块成本高。

对于以上定位技术,蓝牙、RFID、UWB超宽带实现定位的方法属于信标定位和三角测量法,需要在环境内铺设信标或者信号基站,其中UWB超宽带定位成本较高。

GPS卫星导航定位只能用于室外无遮挡环境,且民用GPS定位精度低,误差超过1m,而红外线定位技术则只能应用于可大面积布置信号发射源的室内。

蓝牙AOA发展较晚,虽然得到了业界的积极响应和支持,但目前市场上公开的蓝牙5.1定位测向技术极少,而且蓝牙信号的多径反射问题也在一定程度上影响了行李箱定位的精度。

UWB在国内发展有十多年了,其应用广,市场较大,定位精度高,运行稳定。

综合考虑后,本设计采用UWB定位技术实现行李箱的自动跟随与超距离报警功能。

1.3自动跟随及避障技术分析要实现自动跟随功能,需两个步骤:知道目标在哪、能跟着目标运动;在自动跟随的过程中,还需要躲避障碍物,避障叶需要两个步骤:识别障碍物、躲避障碍。

使用定位模块能实现“知道目标在哪”;通过超声波传感器和激光雷达“能识别障碍物”;“跟着目标运动”和“躲避障碍”需要进行动态路径规划并通过动力驱动模块驱动行李箱运动。

本项目采用中间两轮驱动方式来驱动行李箱,通过差速控制实现转向。

行李箱对目标的跟随主要分为两种控制模式:普通跟随和避障跟随。

在普通跟随模式下,前方检测到障碍物时,行李箱自动切换为避障跟随模式.1.4控制系统总体框架根据功能需求和技术原理,行李箱控制系统由控制器、电源模块、定位模块、动力驱动模块、避障模块、指纹解锁模块、智能称重模块、超距离报警模块、USB快充模块九大部分构成。

电源对七大功能模块和控制器进行供电,控制器之间以及模块于控制器之间通过总线传输数据。

1.5行李箱结构设计行李箱的尺寸关系到用户能装多少的行李。

本设计采用20英寸的行李箱作为模型,因此底盘的设计是24cm*36cm。

考虑到多功能智能跟随行李箱的动力驱动模块和其他硬件模块会占用一部分行李箱的单体重量和容量,因此需要将行李箱控制系统各模块合理设计以缩小占用空间,在器件选择上也需要优先选择迷你版。

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