基于蓝牙定位技术的多功能行李箱的研究与设计

2017-04-08邱绪林

数字技术与应用 2017年2期

邱绪林

摘要：本文研究的是一种基于蓝牙定位技术的多功能行李箱，它并不是传统意义上的行李箱，而是为了方便所有购物人群而设计的一款自动行走、可承载重物的购物车，不仅解决人们购物时拎着重物的烦恼，而且可以解决防丢问题，还可以有助于残障人士平时出行时拿行李不便等问题。

关键词：蓝牙定位；运输车；多功能；行李箱

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0188-01

1 系统操作流程

为了实现一种能够有效高精度跟踪并且能减轻出行负担的自主多功能行李箱，人们携带蓝牙4.0基站与车载蓝牙设备相对应，陀螺仪数据传给行人携带的蓝牙基站并由蓝牙基站向外广播，车载蓝牙得广播中的陀螺仪的数据，并结合蓝牙信号自身的RSSI值，传给运输车上处理器运算，两项数据相互校正从而控制运输车精确跟踪。

系统的总体控制流程为：

步骤1：启动运输车上系统总电源；

步骤2：开启用户携带设备；

步骤3：使用用户携带设备进行身份验证来启动运输车的定位系统以及动力系统；

步骤4：等待适当时间，进行系统初始化及自校正；

步骤5：运输车端读取数据并进行运算控制；

循环第5步，从而控制整个运输车的运行。

使用结束后只需关闭携带设备电源并关闭运输车总电源后即可。

2 系统功能介绍

系统包括定位数据采集系统以及信息识别装置，负重智能运输车包括定位控制系统、信息识别系统和车辆动力系统。

定位控制系统包括：蓝牙主机、加速度计、陀螺仪、电源模块、LED状态信号指示灯和FPGA处理器，通过蓝牙主机得到距离值及加速度计值。电源模块通过DC-DC稳压电路与鋰电池相连输出为系统供电，指示灯显示其工作状态，蓝牙系统将信息传递给FPGA处理器。FPGA处理器对获得的数据进行并行处理，并通过一定的算法计算出人的方位。以此来实现自主跟踪导航。

信息识别系统主要由电磁继电器以及NFC模块组成，NFC模块由电源模块供电并与FPGA相连接。在将系统电源打开后本系统并不立即工作，使用者需使用人体携带装置中的NFC模块与车载NFC进行互相识别后才能启动系统，进一步提高了系统的安全性。并且从方便使用的角度，现在的智能手机大部分集成了NFC模块，因此同时提供手机APP来方便人们进行身份识别。为了进一步提高系统的安全性，防止运输车被人偷走等情况发生，手机APP同时提供报警功能，在蓝牙信号消失后会向使用者发出警报以提醒使用者运输车已经丢失，并且在运输车内内置一个小型电源GPS系统，在主电源被切断的情况下依然可以发出定位信息。

车辆动力系统主要由特制车轮，直流电机，直流电机控制板，稳压电路以及36V锂电池组组成，锂电池组通过稳压电路为直流电机控制板以及直流电机供电，FPGA控制直流电机的转速。不同的转速对应加速，减速，转向等不同的运动方式。

人体携带装置包括定位数据采集系统以及信息识别系统。

数据采集系统由腰带，蓝牙4.0基站、陀螺仪、加速度计、电源模块、LED状态信号指示灯组成，装置整体被封装在腰带中，借此固定在人体腰部。因为腰部是人体的运动中心。从而陀螺仪获取人体转向信息，加速度计获取人体移动信息。信息识别系统由NFC组成，通过与车载的NFC进行配对来进行身份验证从而完成运输车的启动以及运输箱开启等行为。

3 技术模块介绍

3.1 蓝牙定位技术

蓝牙定位技术主要用于短距离无线通信，它将无线连接取代有线连接，将固定和移动信息设备组成个人局域网，实现设备之间低功耗、低成本的无线通信。

3.2 超声波避障技术

利用超声波来检测小车的前方是否有障碍物，小车前方放一个超声波发生器、一个超声波接收器，当超声波发生器发出去的声波遇到障碍物时，这些声波就会被反射回来，这时就利用超声波接收器接受被反射回来的声波，然后再在小车身上面按装一个声波转化器，就可以把反射回来的声波转化成其他的信号。

3.3 GPS定位技术

GPS是全球定位系统的简称，在跟踪车距离用户有一定距离时，使用GPS来进行定位处理，主要在有人流量较大时使用。

3.4 爬楼结构

利用一个多支撑的结构，通过中心旋转带动车体前进从而完成上楼的任务，并通过控制端分析地形在爬楼与平地行驶两种模式之间智能切换。

4 结语

该系统改变了人们传统的购物和外出习惯，使人们不必担心在上街购物或者出行时拎着重物，只需将物品放在我们的系统箱子内便可以实现轻松购物行走。不仅方便、快捷，而且安全、环保。此系统使用蓝牙技术，不用像普通箱子那样被拖着走，而是能追踪到手机的蓝牙信号，自动跟在主人后面，轻松、省力又安全。

参考文献