智能助力行李箱的設計與實現

薛亮余 謝穎

摘要：隨著社會經濟的發展，越來越多的人選擇獨自出行、旅游。而由于外出時行李繁重、安檢過程中行李超重，并且需要根據出行需求選擇尺寸不一的行李箱，這造成了出行不便。為了解決以上問題，文章設計了一款可自動跟隨、具備伸縮空間，并且在搬運過程中省時省力的行李箱。在自動跟隨的過程中可通過移動端藍牙設備與其連接，同時具備紅外線感應功能，可自動識別并避開障礙，具有自動和手動兩種模式，當行李箱離開通信設備范圍超過5米時便觸發警報。在丟失后，可通過手機定位自動將其位置信息發送至APP。

關鍵詞：智能;省力;自動識別

中圖法分類號：TP368文獻標識碼：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現實背景

當前，人們普遍社交冷漠，在遇到學習、婚戀、工作、家庭等瑣事時，更多地會選擇獨自旅游。本文介紹的遠程控制行李箱可為人們的生活起居提供便利。比如，人們在辛苦學習一天或者工作一天后，無須背著沉重的行李繼續趕路;在孤寡老人出行不便且帶較多東西時，可以使用智能行李箱攜帶相關物品;更可以對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，為這些人的獨自出行提供了可靠保障。而為了實現上述功能，人們只需要攜帶一部智能手機，還可以通過語音控制，實現個性化的私人定制設計[1]。

1.2未來前景

遙望未來，是個萬物互聯的時代，智能通信在生活中無所不在。移動互聯時代，“智能”在一步步改造日常生活的各個領域，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，不可避免地要實現智能化、智慧化。智能化是箱包行業的一個未來發展趨勢，越來越多的箱包企業開始引入智能化生產線，箱包智能化更是箱包行業的新變局[2]。

1.3社會價值

近年來，智能旅行箱包的浪潮也逐漸襲來。由于外出時行李繁重，安檢時行李箱超重，上樓梯更是十分艱難，有時還需要根據行李數量購買不同尺寸的行李箱，不僅使用起來十分煩瑣，更使得出行十分不便。

為了解決以上問題，我們設計了這款可自動跟隨、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的負擔[3]。其能夠滿足不同人士的旅行需求，具有重要的研究價值和現實意義。

2設計解決方案及流程

2.1設計流程

圖1為該智能助力行李箱的系統設計流程。

2.2設計方案

2.2.1研究內容

手機藍牙可以與行李箱進行連接，以實現行李箱自動跟隨藍牙設備，同時行李箱加裝紅外掃描系統，可以智能掃描道路以及障礙物，便于跟隨藍牙設備。通過研發手機端特定的與行李箱連接的 APP ，可以實現遠程定位，基于 APP 界面進行行李箱解鎖，加裝語音識別系統，有助于找到行李箱的準確位置。行李箱有兩種解鎖方式—既可以在 APP 上輸入密碼遠程解鎖，也可以在離線或者手機沒電時使用行李箱自帶的指紋功能進行解鎖，要求提前錄入指紋識別系統，保證隨時隨地能夠開啟和關閉行李箱[4]。

2.2.2設計方式

藍牙連接、APP 應用服務：單片機將讀取到的數據上傳到云端服務器，其中實時收集到的數據和定義的設置屬性將會打包發送至客戶端，并可在 APP 中查看，實現了用戶通過 APP 操控行李箱的功能。隨著智能硬件的發展，以前人們天馬行空的想象，現在都已經成為現實[5]。如今，只需要傳感器、GPS 模塊、手機以及行李箱專屬 APP，就能隨時查看行李箱的位置及狀態，顯示行李重量和行李箱的位置、開啟或關閉記錄，并可以用指紋、手機開鎖。此外，行李箱內置了大容量移動電源，不僅能夠供行李箱使用，還可以為手機、相機等旅游必備品充電，成為時尚旅游族的智能小幫手。除了防盜、測重等基礎功能外，智能行李箱的專屬 APP 還可以提供旅行統計功能，為用戶提供詳細的航班信息及狀態，并且可根據需要將自己的旅程信息、航班狀態分享給好友。

智能行李箱的各部分構成要素包括紅外感應模塊、GPS 模塊、藍牙模塊和 APP，這些構成要素和 APP 的數據實時互通，通過 APP 可以查看傳感器傳輸來的行李箱數據，因此相關傳感器的選擇尤為重要。它們之間相輔相成，構成一個有機整體。如今，人們的生活方式在慢慢改變，開始追求個性化、舒適化。人們的生活水平逐漸提高，生活越來越富裕，城鄉差距在縮小，越來越多的人有能力選擇一場“說走就走”的旅行，探尋外面的大千世界，為了滿足這一需求，智能化產品層出不窮。

傳統行李箱在質量、使用體驗上基本趨于成熟，在設計時采用了碳纖維、塑鋼、鋁合金等材質，也安裝了拖行方便的萬向輪，產生了各種經典設計，以上是設計智能行李箱的前提條件，若要擁有更好的出行體驗，智能化是一種趨勢。因此，智能行李箱不是在特定條件下誕生的，而是無數個元素相互聯系、相互配合的結果。

2.2.3使用流程

（1）信息錄入。信息錄入之前，進行初始化操作，系統會根據設備信息判斷是否建立連接，如果沒有建立連接，將通過藍牙定位進行初步連接，用戶通過 APP 設置其需要的屬性和功能;如果檢測到設備已建立連接，系統將會保存相關數據，可直接進行藍牙連接，載入云端服務器的用戶信息，APP 也會自動保存用戶設置的屬性信息。針對以上所有個性化功能，用戶均可根據自己的需求進行設置，以方便使用。

（2）開始運行。用戶可通過客戶端 APP 頁面進行功能的選擇和設置，其中包括伸縮空間、是否需要自動跟隨、省力上下樓梯，以及是否需要通過語音控制智能行李箱。

（3）行李箱工作。紅外線感應功能可自動檢測周圍環境，行李箱在移動時可自動避開障礙物，防止碰撞;可根據用戶的具體需求來開啟手動/自動轉換功能，便于用戶自由選擇使用;智能語音功能的實現基于手機遠程連接行李箱，用戶將自己的聲音傳遞給行李箱，讓其發出聲音，方便在找不到時進行搜尋;指紋功能可預存用戶指紋，只有通過指紋驗證的用戶才可打開行李箱，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，也是報警系統的基礎功能;報警功能是 GPS 功能的拓展和延伸，用戶定義其距離，若行李箱超過其規定距離則會自動報警，其安全性得到了保證。

（4）使用結束。用戶通過語音控制或者通過 APP 進行關閉操作，結束行李箱的使用，還可以根據用戶的需求，自動選擇是返回到用戶的身邊還是停留在固定位置[6]。

3產品功能及產品特點

3.1產品功能

通過智能手機的藍牙功能可以與行李箱進行藍牙連接，以實現行李箱自動跟隨藍牙設備，同時行李箱加裝紅外掃描系統，可以智能掃描道路以及障礙物，進行精準避障，從而在道路上安全行進，不僅操作更加便捷，而且省時省力。

開發出手機與行李箱實現特定連接的 APP ，可以實現遠程定位，基于 APP 界面進行行李箱加鎖或解鎖，并加裝語音識別系統，有助于找到行李箱的準確位置，從而提高行李箱的安全性。即使在旅途中不慎丟失，也不會被他人輕易破解開箱而帶走行李箱中的重要文件及物品，同時可以方便自己進行尋找，也為后續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 上輸入密碼遠程解鎖;二是在離線或者手機沒電時，使用行李箱自帶的指紋功能進行解鎖。為了實現指紋解鎖功能，用戶需要提前將指紋錄入指紋識別系統，保證隨時隨地使用行李箱，不會因外界環境的變化導致行李箱無法使用。

3.2產品特點

行李箱的主要功能如圖2所示，具體包括：（1）手機遠程控制功能，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;（3） GPS 定位和報警功能，在現有技術的支持下確保行李箱的定位更精準;（4）在無網絡環境下，可離線定位行李箱的位置;（5）自動避障和跟隨功能，可以為出行人員緩解攜帶行李的壓力，同時為老人和殘障人士提供幫助，方便其日常出行。

4結論

智能技術的發展速度越來越快，可以預想在未來的某一天，智能化產品可以應用到各行各業，可能大到飛機、高鐵，小到家用電器，皆可實現人工智能控制，最終實現萬物互聯。人們的生活也在向著智能化方向發展，從一開始的智能手表，到如今的智能家居、智能家電，都在慢慢地被人們所接受，并逐漸走進人們的生活，智能化已經成為一個時代發展的潮流和趨勢。由此觀之，智能行李箱領域還有待開發，智能箱包產業還有較大的發展空間。

參考文獻：

[1]辛亞運.一種智能助力行李箱及其控制方法[ P].中國：CN104997262B.2016?12?07.

[2]夏夢琴，陳煜，周毛毛，等.基于單片機的智能跟隨箱包設計[J].現代信息科技，2020，4（14）：160?162.

[3]陳江進.隨行智能行李箱[P].中國：CN210539402U.2020?05?19.

[4]王馨婧，高陽洋，焦悅.智能行李箱的研究[ J].科技風，2019（8）：7.

[5]李宏，李月城.智能行李箱運動狀態控制的研究[J].科技視界，2021（4）：20?21.

[6]劉濤，王佳琦.智能跟隨行李箱定位控制研究[J].計算機產品與流通，2020（9）：186.

[7]張豐，李順霖，陳仁，等.基于自動跟隨系統的智能行李箱[J].智能計算機與應用，2019，9（3）：156?158.

作者簡介：

薛亮余（2001—），本科，研究方向：計算機圖像。

謝穎（1980—），碩士，講師，研究方向：計算機圖像（通信作者）。