CN105901887A - 一种智能行李箱及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能行李箱及其实现方法，解决了现有行李箱功能单一、无法满足使用需求等问题。该智能行李箱包括行李箱本体，中央处理器，用于数据信息的接收和处理；电子标签，存储有行李箱所属主人的信息；数据传输模块，用于所述中央处理器与数据库服务器和移动终端的通信；定位模块，用于定位所述行李箱本体的地理位置信息；电源模块，用于供电；运动感知模块，用于检测所述行李箱本体的运动信息。本发明利用无线通信的技术手段，结合数据库服务器和定位模块，实现对行李箱的远程监控；同时，结合运动感知模块，根据行李箱的移动情况切换系统的工作模式，从而有效地降低了系统的功耗，实现系统的低功耗运行。

Description

一种智能行李箱及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种行李箱，具体的说，是涉及一种智能行李箱及其实现方法。

背景技术

随着人们生活水平的改善，外出旅行的人越来越多，人们对行李箱的需求也越来越大，对行李箱的功能要求也越来越高，特别是经常需要出差的商务人士，行李箱更是一个必不可少的常用品。然而，传统的行李箱仅仅只能装载物品（如：衣服、洗漱用品、办公用品等），行李箱的功能单一，已无法满足人们的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种结构简单、实现方便的智能行李箱。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能行李箱，包括行李箱本体，还包括：

中央处理器，用于数据信息的接收和处理；

电子标签，存储有行李箱所属主人的信息；

数据传输模块，用于所述中央处理器与数据库服务器和移动终端的通信；

定位模块，用于定位所述行李箱本体的地理位置信息；

电源模块，用于供电；

运动感知模块，检测行李箱本体的运动信息；

通过上述技术手段，一方面实现对智能行李箱的实时定位，另一方面，通过电子标签可实现智能行李箱的身份认证和查验，避免错拿、误拿。

进一步的，该智能行李箱还包括用于称取行李箱本体重量称重模块，优选为称重传感器。通过上述技术手段，可实现对行李箱的自主、自动称重。

进一步的，还包括电子锁模块。通过上述技术手段，可实现行李箱的电子上锁，尤其是在发现行李箱被错拿或误拿的情况下，通过电子锁可有效地避免行李箱内物品泄露、丢失。

进一步的，还包括运动感知模块，用于检测所述行李箱本体的运动信息。通过上述技术手段，可以实时判断行李箱的运动状态，根据运动状态确定系统的下一步动作，为系统的科学化运行提供有利的基础。

进一步的，所述运动感知模块为三轴陀螺仪传感器。通过上述技术手段，可以有效地检测行李箱的运动状态，由此确认行李箱是否移动，为下一步动作提供依据和参考。

进一步的，所述电源模块包括电池和电源充放电模块，在所述行李箱本体上设置有USB接口，通过所述USB接口实现电池的充电和放电。通过上述技术手段，一方面可以保证智能行李箱可持续性供电，另一方面，通过电源的放电，可对手机等智能设备进行充电。

进一步的，所述数据传输模块和所述定位模块为GPRS、GPS、GSM、蓝牙的四合一模块。通过上述技术手段，可以简化硬件结构。

进一步的，所述电子标签为RFID标签，存储的行李箱所属主人的信息包括：姓名、联系方式和/或ID。通过上述技术手段，将RFID技术应用到行李箱中，解决了错拿行李箱的问题。

进一步的，还包括自动跟随模块，所述自动跟随模块包括与所述中央处理器连接的用于驱动所述行李箱本体的滚轮的驱动模块，以及超声波传感器和/或蓝牙信号强度检测模块，所述自动跟随模块测量所述行李箱本体与用户的距离，所述中央处理器根据测量的距离决定是否控制所述驱动模块驱动所述行李箱本体。其中，驱动模块包括步进电机和驱动步进电机的电机驱动控制器，电机驱动控制器与中央处理器连接并受其控制。

进一步的，还包括转换传感器信号的HX711 AD转换模块。通过上述技术手段，将传感器输入的模拟信号转换为数字信号，便于中央处理器接收和处理。

智能行李箱的实现方法，包括：

（1）建立数据库服务器，移动终端在数据库服务器上注册；

（2）定位：智能行李箱上传定位的地理位置信息至数据库服务器；然后，移动终端与数据库服务器通信，获取所述的地理位置信息；

（3）识别：移动终端通过扫描电子标签读取存储的行李箱所属主人的信息，根据读取的信息确认智能行李箱的归属。

进一步的，在所述（2）中，中央处理器周期性工作在休眠和监听两种工作状态：初始状态下，中央处理器处于休眠状态，经过周期时间T1后，中央处理器切换为监听状态，监听时间为T2，若中央处理器在监听状态下没有接收到指令，继续休眠，如此周而复始。举例来说，T1为1.98秒，T2为0.02秒，这样客户可以认为中央处理器一直处于工作状态，而其实只有1%的时间处于工作状态，这样为系统节约了99%的功耗。接下来，如果在监听状态接收到指令，根据不同的指令，系统会进入离线模式或在线模式。离线模式下，中央处理器上传了GPS信息后，立即进入休眠模式，而在线模式下，中央处理器会随时准备上报GPS信息，相当于客户随时都可以监控到行李箱的实时数据，当然在这种模式下，行李箱是最耗电的。

进一步的，所述离线状态的流程如下：

（I）运动感知模块进入工作状态；

（II）通过运动感知模块检测智能行李箱是否移动，若是，则执行步骤（III），若否，则执行步骤（VII）；

（III）定位模块进入工作状态；

（IV）通过定位模块获取地理位置信息，并检测智能行李箱的移动距离是否大于设置的阈值，若是，则执行步骤（V），若否，则执行步骤（VII）；

（V）数据传输模块进入工作状态，与数据库服务器建立连接；

（VI）上传定位的地理位置信息至数据库服务器；

（VII）中央处理器进入休眠状态。

进一步的，所述在线状态的流程如下：

（a）运动感知模块进入工作状态；

（b）通过运动感知模块检测智能行李箱是否移动，若是，则执行步骤（c），若否，则执行步骤（g）；

（c）定位模块进入工作状态；

（d）通过定位模块获取地理位置信息，并检测智能行李箱的移动距离是否大于设置的阈值，若是，则执行步骤（e），若否，则执行步骤（g）；

（e）数据传输模块进入工作状态，与数据库服务器建立连接；

（f）上传定位的地理位置信息至数据库服务器；

（g）中央处理器等待指令，是否进入休眠状态，若是，则执行步骤（h），若否，则返回步骤（b）；

（h）中央处理器进入休眠状态。

进一步的，还包括：智能行李箱的自动跟随，其具体步骤如下：

第一步，采用超声波传感器和/或蓝牙信号强度检测模块测量智能行李箱与用户之间的距离；

第二步，测量的距离信息反馈至中央处理器，中央处理器判断测量的距离是否超过设定的智能行李箱与用户之间的距离的阈值；若是，则执行下一步，若否，则返回第一步；

第三步，中央处理器向驱动模块发送控制命令，驱动模块驱动智能行李箱上的滚动移动，使得智能行李箱靠近用户，直至智能行李箱与用户之间的距离不超过所述的阈值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明利用无线通信的技术手段，结合数据库服务器和定位模块，实现对行李箱的远程监控；同时，结合运动感知模块，根据行李箱的移动情况切换系统的工作模式，从而有效地降低了系统的功耗，实现系统的低功耗运行。

（2）本发明申请将电子标签应用在行李箱上，通过电子标签可对行李箱归属进行有效地确认，避免行李箱的错拿和误拿。

附图说明

图1为本发明的应用示意图。

图2为本发明中离线模式程序流程图。

图3为本发明中在线模式程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例1

本实施例提供了一种智能行李箱，该智能行李箱主要包括行李箱本体和集成的智能化系统。其中，行李箱本体并不作特别限定，其可以采用目前市面上常见的行李箱结构，智能化系统嵌入行李箱本体内，其可以是单独的一个集成化的模块，也可以是若干部件构成。本实施例中，通过智能化系统，实现行李箱的多功能化，具体的说，智能化系统包括：中央处理器、电子标签、数据传输模块、定位模块和电源模块。本实施例中，通过智能化系统的构成，一方面实现对智能行李箱的实时定位，另一方面，通过电子标签可实现智能行李箱的身份认证和查验，避免错拿、误拿。

中央处理器，也称CPU，主要负责数据的接收和处理，协调其余各部件的工作，本实施例中，中央处理器采用STC15W4K56S4，应当说明的是，本领域技术人员在本发明申请所公开的技术内容的前提下，也可以采用其余型号的中央处理器，以实现本发明申请中中央处理器需完成和实现的功能。

数据传输模块，用于所述中央处理器与数据库服务器和移动终端的通信；在实际应用中。如图1所示，用户持有的移动终端（如：智能手机、平板电脑、笔记本电脑等）、数据传输模块、数据库服务器三者构成控制的闭环，三者之间的数据传输为无线传输，对于智能行李箱而言，其要实现与数据库服务器的通信，以及与移动终端的通信。其中，智能行李箱与移动终端的通信，短距离采用蓝牙模块，二者实现蓝牙连接，远距离的，则通过GPRS网络通信，同时，智能行李箱与数据库服务器之间的通信也通过GPRS网络实现，在此前提下，智能行李箱上安装物联网卡即可，此时，物联网卡即相当于数据传输模块。

数据库服务器作为行李箱与移动终端通讯的中转，行李箱定时或根据某算法上传定位信息到数据库服务器上，而移动终端注册后，到数据库服务器上取出符合条件的某行李箱的定位信息。

定位模块，用于定位行李箱本体的地理位置信息，定位数据通过数据传输模块传输至数据库服务器，然后由移动终端从数据库服务器上下载。定位模块有多种，如：GPS定位模块、北斗定位模块等，本领域技术人员可以根据实际的需求进行选择。在本实施例中，定位模块选用GPS模块，其获取的定位信息，为GPS信息。在进一步的优选方案中，数据传输模块和所述定位模块为GPRS、GPS、GSM、蓝牙的四合一模块sim808，由此，可以起到简化硬件结构的作用。

电子标签，存储有行李箱所属主人的信息，在应用中，用户通过移动终端或扫描设备扫描电子标签，即可读取电子标签内存储的行李箱所属主人的信息，根据读取的信息判断行李箱的归属。上述信息包括姓名、联系方式和/或ID，基于保密的需求，对于用户姓名采用加密方式存储，避免用户信息泄漏，而联系方式则不加密，方便他人读取后，可以及时根据联系方式与用户取得联系。在本实施例中，电子标签采用RFID标签，由此将射频技术应用到智能行李箱中，相应的，移动终端为具备NFC功能的设备。RFID标签嵌入到行李箱中，用户无法取出或更换，信息中包含的ID为全球唯一的RFID标识，该标识可以取代机场行李托运时使用的条形码，作为行李箱的身份识别码。

电源模块，为系统中各模块的工作供电，其一般采用可充电的锂电池。

智能行李箱的实现方法，包括：（1）建立数据库服务器，移动终端在数据库服务器上注册；（2）定位：智能行李箱上传定位的地理位置信息至数据库服务器；然后，移动终端与数据库服务器通信，获取所述的地理位置信息；（3）识别：移动终端通过扫描电子标签读取存储的行李箱所属主人的信息，根据读取的信息确认智能行李箱的归属。其中，注册的目的在于，绑定用户移动终端与匹配的智能行李箱的信息，只有在数据库服务器上注册成功的移动终端才能从数据库服务器上获取对应的行李箱的定位信息。

通过上述技术手段，移动终端、智能行李箱和数据库服务器三者构成一套系统，智能行李箱上的定位模块实时或定期或间隙提供定位信息（定位的地理位置信息）至数据库服务器，用户持有的移动终端在数据库服务器注册成功后，与数据库服务器建立连接并获取对应的定位信息，以此实现对行李箱轨迹的监控；另一方面，采用电子标签技术，实现对行李箱身份的标识，一方面，可通过唯一的标识码确认行李箱身份，另一方面，电子标签内存储有用户的联系方式，不仅可以进一步作为行李箱身份确认的依据，还可以方便错拿、误拿或捡到行李箱的人通过联系方式联系到用户，以便找回。

实施例2

若系统要定时传GPS数据，同时响应手机的蓝牙指令等，则CPU（中央处理器）都需要处于工作状态，这样整个系统的功耗就非常大，一方面不节能，另一方面，也缩短了智能行李箱可持续性运行的时间。因此，本实施例在上述实施例1的基础上，还设置有运动感知模块，运动感知模块主要用于检测行李箱本体的运动信息，本实施例中，运动感知模块优选为三轴陀螺仪传感器，型号为MPU6050。通过运动感知模块检测智能行李箱的移动状态，基于移动状态来切换系统的工作模式，以实现节能的目的。

本实施例中，通过运动感知模块实现系统工作状态切换的方法如下：

中央处理器周期性工作在休眠和监听两种工作状态：初始状态下，中央处理器处于休眠状态（休眠模式），经过周期时间T后，中央处理器切换为监听状态，若中央处理器在监听状态下接收到移动终端的定位请求，则进入在线状态，保持当前连接状态并实时等待移动终端的定位请求，反之，进入离线状态，断开当前连接。其中，周期时间T为设定的一个值，用户可以根据实际需要来设置，在此不作特别限定。通过几种工作状态的切换工作，可以有效地降低系统能耗，达到节能的目的。在本实施例中，传感器输入的信号通过AD转换模块转换成数字信号，以便于中央处理器接收和处理。中央处理器处于休眠状态时，则其余参与模块则同样处于休眠状态。

其中，如图2所示，离线状态的流程如下：（I）运动感知模块进入工作状态；（II）通过运动感知模块检测智能行李箱是否移动，若是，则执行步骤（III），若否，则执行步骤（VII）；（III）定位模块进入工作状态；（IV）通过定位模块获取地理位置信息，并检测智能行李箱的移动距离是否大于设置的阈值，若是，则执行步骤（V），若否，则执行步骤（VII）；（V）数据传输模块进入工作状态，与数据库服务器建立连接；（VI）上传定位的地理位置信息至数据库服务器；（VII）中央处理器进入休眠状态。其中的阈值为人为设定值，用户可以根据实际需要来设置，在此不作特别限定。

如图3所示，在线状态的流程如下：（a）运动感知模块进入工作状态；（b）通过运动感知模块检测智能行李箱是否移动，若是，则执行步骤（c），若否，则执行步骤（g）；（c）定位模块进入工作状态；（d）通过定位模块获取地理位置信息，并检测智能行李箱的移动距离是否大于设置的阈值，若是，则执行步骤（e），若否，则执行步骤（g）；（e）数据传输模块进入工作状态，与数据库服务器建立连接；（f）上传定位的地理位置信息至数据库服务器；（g）中央处理器等待指令，是否进入休眠状态，若是，则执行步骤（h），若否，则返回步骤（b）；（h）中央处理器进入休眠状态。其中的阈值为人为设定值，用户可以根据实际需要来设置，在此不作特别限定。其中的指令是指用户通过移动终端下达的指令，如：获取定位信息的指令，移动终端通过数据传输模块将指令下达至中央处理器。

通过上述技术手段，系统CPU可以根据行李箱的移动状态来切换自身的工作状态，若判断出无需上报相关的定位信息，则CPU进入休眠模式，在休眠模式下，可以极大地降低能耗，达到节能目的，同时周期性的工作方式，也有利于系统的可持续性运行。实施例3

本实施例在实施例1的基础上，还设置有称重传感器，通过称重传感器可以实现对行李箱自重的称取，称取的重量信息通过数据传输模块传输至移动终端，由此可判断行李箱是否超重。在本实施例中，传感器输入的信号通过HX711，AD转换模块转换成数字信号，以便于中央处理器接收和处理。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上，还设置有电子锁模块，电子锁模块可根据行李箱的状态，如：行李箱是否被错拿、误拿、丢失等，根据当前状态选择对应的上锁策略，以防止行李箱内物品泄露、丢失。

实施例5

本实施例在实施例1 的基础上，电源模块包括电池和电源充放电模块，同时，在行李箱本体上设置有USB接口。作为优选的，本实施例中电池10000mAH的锂电池，应当说明的是，本领域技术人员也可以选用其它电池。电源充放电模块控制电池的充放电，电池的充放电通过USB接口实现，通过上述技术手段，一方面可以保证智能行李箱可持续性供电，另一方面，通过电源的放电，可对手机等智能设备（如手机、电脑）进行充电。

实施例6

本实施例在实施例1 的基础上，还包括自动跟随模块，自动跟随模块包括与中央处理器连接的用于驱动行李箱本体的滚轮的驱动模块，以及超声波传感器和/或蓝牙信号强度检测模块，自动跟随模块测量行李箱本体与用户的距离，中央处理器根据测量的距离决定是否控制驱动模块驱动行李箱本体。其中，驱动模块包括步进电机和驱动步进电机的电机驱动控制器。

智能行李箱的自动跟随方式如下：第一步，采用超声波传感器和/或蓝牙信号强度检测模块测量智能行李箱与用户之间的距离；第二步，测量的距离信息反馈至中央处理器，中央处理器判断测量的距离是否超过设定的智能行李箱与用户之间的距离的阈值；若是，则执行下一步，若否，则返回第一步；第三步，中央处理器向驱动模块发送控制命令，驱动模块驱动智能行李箱上的滚动移动，使得智能行李箱靠近用户，直至智能行李箱与用户之间的距离不超过所述的阈值。通过智能行李箱的自动跟随模式，可以有效地保证智能行李箱与用户之间的安全距离，避免遗失。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构或方法基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能行李箱，包括行李箱本体，其特征在于，还包括：

中央处理器，用于数据信息的接收和处理；

电子标签，存储有行李箱所属主人的信息；

数据传输模块，用于所述中央处理器与数据库服务器和移动终端的通信；

定位模块，用于定位所述行李箱本体的地理位置信息；

电源模块，为所述智能行李箱供电；

运动感知模块，检测行李箱本体的运动信息。

2.根据权利要求1所述的智能行李箱，其特征在于，所述电源模块包括电池和电源充放电模块，在所述行李箱本体上设置有USB接口，通过所述的USB接口实现电池的充电和放电。

3.根据权利要求1所述的智能行李箱，其特征在于，还包括：自动跟随模块，所述自动跟随模块包括与所述中央处理器连接的用于驱动所述行李箱本体的滚轮的驱动模块，以及超声波传感器和/或蓝牙信号强度检测模块，所述自动跟随模块测量所述行李箱本体与用户的距离，所述中央处理器根据测量的距离决定是否控制所述驱动模块驱动所述行李箱本体。

4.根据权利要求1所述的智能行李箱，其特征在于，所述电子标签为RFID标签，存储的行李箱所属主人的信息包括：姓名、联系方式和/或ID。

5.根据权利要求1所述的智能行李箱，其特征在于，还包括：电子锁模块，用于远程对电子锁的打开和关闭，以及用于称取行李箱本体重量的称重模块。

6.根据权利要求1-5任一项所述的智能行李箱的实现方法，其特征在于，包括：

（1）建立数据库服务器，移动终端在数据库服务器上注册；

（2）定位：智能行李箱上传定位的地理位置信息至数据库服务器；然后，移动终端与数据库服务器通信，获取所述的地理位置信息；

（3）识别：移动终端通过扫描电子标签读取存储的行李箱所属主人的信息，根据读取的信息确认智能行李箱的归属。

7.根据权利要求6所述的智能行李箱的实现方法，其特征在于，在所述（2）中，中央处理器周期性工作在休眠和监听两种工作状态：初始状态下，中央处理器处于休眠状态，经过周期时间T1后，中央处理器切换为监听状态，监听时间为T2，若中央处理器在监听状态下没有接收到指令，继续休眠；若中央处理器在监听状态接收到指令，根据不同的指令，中央处理器进入离线模式或在线模式；在离线模式下，中央处理器上传GPS信息后，立即进入休眠模式；在在线模式下，中央处理器实时等待移动端的定位请求并上报GPS信息。

8.根据权利要求7所述的智能行李箱的实现方法，其特征在于，所述离线状态的流程如下：

（I）运动感知模块进入工作状态；

（II）通过运动感知模块检测智能行李箱是否移动，若是，则执行步骤（III），若否，则执行步骤（VII）；

（III）定位模块进入工作状态；

（IV）通过定位模块获取地理位置信息，并检测智能行李箱的移动距离是否大于设置的阈值，若是，则执行步骤（V），若否，则执行步骤（VII）；

（V）数据传输模块进入工作状态，与数据库服务器建立连接；

（VI）上传定位的地理位置信息至数据库服务器；

（VII）中央处理器进入休眠状态。

9.根据权利要求7所述的智能行李箱的实现方法，其特征在于，所述在线状态的流程如下：

（a）运动感知模块进入工作状态；

（b）通过运动感知模块检测智能行李箱是否移动，若是，则执行步骤（c），若否，则执行步骤（g）；

（c）定位模块进入工作状态；

（d）通过定位模块获取地理位置信息，并检测智能行李箱的移动距离是否大于设置的阈值，若是，则执行步骤（e），若否，则执行步骤（g）；

（e）数据传输模块进入工作状态，与数据库服务器建立连接；

（f）上传定位的地理位置信息至数据库服务器；

（g）中央处理器等待指令，是否进入休眠状态，若是，则执行步骤（h），若否，则返回步骤（b）；

（h）中央处理器进入休眠状态。

10.根据权利要求6所述的智能行李箱的实现方法，其特征在于，还包括智能行李箱的自动跟随，具体步骤如下：

第一步，采用超声波传感器和/或蓝牙信号强度检测模块测量智能行李箱与用户之间的距离；

第二步，测量的距离信息反馈至中央处理器，中央处理器判断测量的距离是否超过设定的智能行李箱与用户之间的距离的阈值；若是，则执行下一步，若否，则返回第一步；

第三步，中央处理器向驱动模块发送控制命令，驱动模块驱动智能行李箱上的滚动移动，使得智能行李箱靠近用户，直至智能行李箱与用户之间的距离不超过所述的阈值。