户外智能帐篷Thinktent

熊辉 叶雨鑫 罗晓通 刘志谱 张昊坤

摘 要：Thinktent是将传统帐篷与“互联网+”理念相结合的多功能户外智能帐篷，通过手机APP一键控制，可监测外界信息、实现远程通信、检测外界环境状况、进行户外供电等，具有高智能、安全、携带方便等特点。

关键词：Thinktent；互联网+

1 作品简介

Thinktent是一款多功能的户外智能帐篷。该作品由STM32单片机、太阳能电池板、4G模块、360°可旋转红外摄像头、红外报警器、GPS、温湿度传感器、蓝牙等构成。Thinktent帐篷以STM32单片机系统为依托，控制各种外设的工作。利用太阳能最大功率点跟踪技术，最大化存储电能。帐篷顶部装有360°可旋转红外摄像头，用以监测外界信息，采用ARM单片机，将拍摄到的视频通过4G传输到主服务器，用户可以调取视频，实现远程通信。帐篷外装有红外报警模块，当危险物体靠近时报警。GPS实时定位当前位置，温湿度传感器检测当前环境状况。以上功能都可通过手机APP进行一键化操控。实物如图1所示。

总体来说，Thinktent是一種全新的创意。同时Thinktent还有很大的发展空间，我们期待将柔性太阳能板和帐篷一体化、设置帐篷自动展开装置。相信在不久的将来，Thinktent将成为大众的户外之家！

2 工作原理

从电源角度来看，Thinktent智能系统由太阳能电池板供电，利用先进的基于蚁群算法的局部阴影下光伏阵列全局MPPT方法可以大大提高太阳能转化效率，相比普通的MPPT方法提高了30%，为整个系统以及手机、平板电脑供电；从系统的控制角度来看，Thinktent智能系统以STM32F103ZET6单片机为控制中心，控制各种外设的工作；从手机APP的角度来看，手机APP通过蓝牙与智能系统进行通信，用户可从手机发送指令给STM32单片机，单片机根据所接收到的指令做出相应的判断，控制外设的工作，如LED灯、温湿度传感器、GPS等，单片机还可将外设的数据信息通过蓝牙传输到手机，方便用户实时掌握当前的状态信息，如温湿度数据、GPS定位信息等；从服务器的角度来看，温湿度数据和GPS数据会通过RS485总线传到红外摄像头的传输模块，然后通过系统自带的4G网传到服务器，服务器根据接收到的数据，定期向用户发送当地的最新动态，温馨提示用户的出行，同时，如果用户有危险或迷路，服务器会根据GPS定位情况向警方发出SOS信号；从视频角度来看，红外摄像头拍摄到的视频数据可通过无线局域网发送到手机，用户可实时查看外部情况，用于娱乐消遣，还可通过4G网传输到服务器，用户的家人可从服务器调取相应的视频，实现了居住地与家的远程沟通；从安全角度来看，帐篷带有一种智能自主报警模式，当用户处于睡眠状态时，服务器会根据摄像头拍摄到的画面进行智能识别，若识别到危险动物出现时，会发送报警信号到单片机，驱动蜂鸣器报警，提醒用户注意安全。各部件装置如图2所示。

该智能帐篷各模块分工明确，实现了模块的集成化，符合智能化产品的发展趋势。系统结构如图3所示。

3 创新点

3.1 太阳能模块

在余博士的指导下，目前该项目已成功申请专利（专利号：CIN104793691A），其先进的基于蚁群算法的局部阴影下光伏阵列全局MPPT方法可以使太阳能转换效率较普通太阳能板提高30%。另外，能为系统和手机、平板电脑供电，节能环保，解决了户外用电短缺的问题。

3.2 预警模块

利用图像识别技术，将摄像头拍摄到的画面传送到核心板进行数据分析，识别出危险动物，发送信息到PC端，得到更为详细的危险物信息，及时提醒帐篷里的人规避危险。

3.3 4G模块

实现旅行地和家的远程通信，克服手机信号弱的缺点，远方的家人可以通过摄像头看到用户所在的地理环境。

3.4 定位与感知模块

根据服务器接收到的GPS与温湿度数据，向用户推送当地的最新环境动态。

3.5 通信模块

智能帐篷的功能都可通过手机APP一键化控制，简单方便；“互联网+”技术与帐篷巧妙结合，符合发展趋势。

4 市场前景

4.1 市场容量

近年来，中国的户外行业发展迅猛。户外行业零售总额从2003年的3亿元增长到2015年的284亿元，其中户外露营行业约占20%，并且保持每年25%的增速。然而户外露营装置仍存在许多缺点：

（1）帐篷智能化不足，功能单一，仅供住宿；

（2）户外安全体系不成熟，与人们安全意识的提高形成矛盾；

（3）户外旅游中常受到电源不足的困扰。

4.2 市场调研

通过市场调研分析可知：

（1）目前市场上还未出现针对户外帐篷的智能产品；

（2）82.9%的人更愿意尝试Thinktent智能帐篷；

（3）Thinktent独具一格的“保姆”式服务对户外旅游者具有很强的吸引力。

4.3 PEST模型

Thinktent公司采用PEST模型对以下四个因素展开宏观环境的分析，并从中挖掘出外部环境给企业带来的机会和威胁。PEST模型如图4所示。

4.3.1 政策

（1）2013年2月国务院公布的《国民旅游休闲纲要（2013—2020年）》中提出加快推动户外旅游行业的发展，将大大推动户外用品行业的发展。

（2）2015年3月5日，李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”行动计划，支持发展移动互联网、物联网科技等战略性新兴产业。

4.3.2经济

（1）我国经济持续快速增长。从2009年到2014年，我国经济增长率一直保持在7.4%以上，2014年GDP为636 463亿。

（2）户外行业发展迅速。2016年市场容量达550亿元，预期未来5年内行业年均增速约25%。

4.3.3 社会

（1）市场需求和国家政策带动企业朝着科技智能化方向发展。

（2）居民消费理念的转变为户外行业发展提供了良好的消费氛围。

4.3.4 技术

Thinktent公司所研发的Thinktent在户外行业中属于新兴科技产品。目前已申请专利5项，授权1项。此产品开辟了新的户外用品市场，生产成本大大降低，技术工艺在市场中处于领先地位。

5 结 语

Thinktent具有高智能、安全、携带方便等特点。目前，国内还没有其他类似产品，所面临的竞争比较弱，但存在被模仿赶超的威胁。相应的应对措施有：加快技术的改进和产品更新；申请知识产权保护；提供高质量的“保姆式”服务以吸引更多客户。