CN108170644A - 一种书包内物品使用情况的统计系统及方法 - Google Patents

一种书包内物品使用情况的统计系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种书包内物品使用情况的统计系统及方法。其系统包括建立书包位置矩阵模块、建立物品的使用矩阵模块、建立物品使用地点矩阵模块、统计物品使用情况模块。建立书包随采样点变化的1×N的位置矩阵Z；根据书包中物品存放数据建立物品的M×N的使用矩阵X；计算M×N的物品使用地点矩阵Y；根据物品使用地点矩阵Y的每一行元素统计物品的使用情况，包括是否使用、使用地点、使用次数。本发明解决了现有书包不能统计书包内物品使用情况的问题。

Description

一种书包内物品使用情况的统计系统及方法
技术领域
本发明属于智能书包领域，特别涉及一种书包内物品使用情况的统计系统及方法。
背景技术
书包用户在使用书包时，会考虑如何用有限的空间来存放最值得携带的物品，经常在多个地方使用的物品最值得携带，而用户需要翻找及回想书包内物品才能够弄清楚物品在哪些地方使用过，从而才能够对物品的携带做出决策。目前的书包不能统计书包内物品的使用情况。为此本专利提出一种书包内物品使用情况的统计系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有书包不能统计书包内物品使用情况的问题，提出一种书包内物品使用情况的统计系统及方法。本发明所述的书包内物品使用情况包括是否使用、使用地点、使用次数等。
本发明事先设置采样周期T，每个采样周期T内包括N个采样点，N是正整数，采样点按照时间顺序排列，用变量n表示采样点序号。
本发明事先设置记录书包内物品存放情况和书包位置的书包数据库，书包内物品存放情况用(w,q,n)表示，其中，用变量i表示物品序号，i∈[1,M]，M为书包中的物品总数量，w为物品重量，q为物品的存放情况，q＝1表示存放在书包，q＝0表示没有存放在书包；书包位置用(ψ,λ,n)表示，ψ为经度，λ为纬度。
本发明的一种书包内物品使用情况的统计系统，包括建立书包位置矩阵模块、建立物品的使用矩阵模块、建立物品使用地点矩阵模块、统计物品使用情况模块。
建立书包位置矩阵模块：定时读取采样周期T内书包数据库中物品的存放数据(w,q,n)和书包位置数据(ψ,λ,n)；根据位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；建立距离函数 其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值；若d(n)中存在连续相等的值，则书包在对应的采样点内没有移动位置，否则书包在非连续相等的值对应的采样点内移动位置；建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值。
建立物品的使用矩阵模块：根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立M×N的物品的使用矩阵X，矩阵的元素1≤i≤M，1≤n≤N，当q＝0时，当q＝1时，
建立物品使用地点矩阵模块：建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N；统计矩阵Y每行中不同非零值的个数，记为gi，1≤i≤M。
统计物品使用情况模块：分析物品使用地点矩阵Y的每一行元素：当元素值全为零时，则判定该物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过，当元素值不全为零且最后一个元素值为零时，则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后放回书包，否则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后没有放回书包；根据书包位置矩阵中非零值对应的书包位置数据得到物品的使用地点。
本发明的一种书包内物品使用情况的统计系统框图如图1所示。
本发明的一种书包内物品使用情况的统计方法，其按如下步骤：
步骤1、建立书包位置矩阵。
定时读取采样周期T内书包数据库中物品的存放数据(w,q,n)和书包位置数据(ψ,λ,n)；根据位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；建立距离函数其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值；若d(n)中存在连续相等的值，则书包在对应的采样点内没有移动位置，否则书包在非连续相等的值对应的采样点内移动位置；建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值。
步骤2、建立物品的使用矩阵。
根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立M×N的物品的使用矩阵X，矩阵的元素1≤i≤M，1≤n≤N，当q＝0时，当q＝1时，
步骤3、建立物品使用地点矩阵。
建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N；统计矩阵Y每行中不同非零值的个数，记为gi，1≤i≤M。
步骤4、统计书包使用情况。
分析物品使用地点矩阵Y的每一行元素：当元素值全为零时，则判定该物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过，当元素值不全为零且最后一个元素值为零时，则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后放回书包，否则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后没有放回书包；根据书包位置矩阵中非零值对应的书包位置数据得到物品的使用地点。
本发明的一种书包内物品使用情况的统计方法流程图如图2所示。
本发明的方法及系统具有的优点是：根据书包位置信息计算出书包使用地点及对应的物品存放情况，有效统计书包内不同物品在不同地点的使用情况。
附图说明
图1为本发明的一种书包内物品使用情况的统计系统框图；
图2为本发明的一种书包内物品使用情况的统计方法流程图；
图3为本发明实施例中的书包位置矩阵Z的示意图；
图4为本发明实施例中物品的使用矩阵X的示意图；
图5为本发明实施例中物品使用地点矩阵Y的示意图。
具体实施方式
下面对本发明优选实施例作详细说明。
本发明事先设置采样周期T，每个采样周期T内包括N个采样点，N是正整数，采样点按照时间顺序排列，用变量n表示采样点序号。本实施例中，采样周期T＝24小时，采样点数量N＝24×60＝1440，采样点按照时间顺序排列，用n表示采样点序号。
本发明事先设置记录书包内物品存放情况和记录书包位置的书包数据库。书包内物品存放情况用(w,q,n)表示，其中，用变量i表示物品序号，i∈[1,M]，M为书包中的物品总数量，w为物品重量，q为物品的存放情况，包括存放在书包(用q＝1表示)和没有存放在书包(用q＝0表示)两种情况。书包位置用(ψ,λ,n)表示，其中，ψ为经度，λ为纬度。本实施例中，书包中的物品有5个，M＝5。
本发明的一种书包内物品使用情况的统计系统，包括建立书包位置矩阵模块、建立物品的使用矩阵模块、建立物品使用地点矩阵模块、统计物品使用情况模块。
建立书包位置矩阵模块：定时读取采样周期T内书包数据库中物品的存放数据(w,q,n)和书包位置数据(ψ,λ,n)；根据位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；建立距离函数 其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值；若d(n)中存在连续相等的值，则书包在对应的采样点内没有移动位置，否则书包在非连续相等的值对应的采样点内移动位置；建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值。本实施例中，根据某采样间隔T的书包位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；以(ψ(0),λ(0))为原点，建立时间距离函数 其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值。建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，N＝1440，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值。此时矩阵Z的示意图如图3所示，同一部分内元素值相同且合并显示，不同部分的元素值用不同的非零值表示。
建立物品的使用矩阵模块：根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立M×N的物品的使用矩阵X，矩阵的元素1≤i≤M，1≤n≤N，当q＝0时，当q＝1时，本实施例中，根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立物品的M×N的使用矩阵X，矩阵的元素此时矩阵X的示意图如图4所示。
建立物品使用地点矩阵模块：建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N；统计矩阵Y每行中不同非零值的个数，记为gi，1≤i≤M。本实施例中，建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N，矩阵Y的示意图如图5所示。统计矩阵Y每行中不同非零值的个数分别为g1＝0，g2＝2，g3＝2，g4＝1，g5＝3。
统计物品使用情况模块：分析物品使用地点矩阵Y的每一行元素：当元素值全为零时，则判定该物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过，当元素值不全为零且最后一个元素值为零时，则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后放回书包，否则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后没有放回书包；根据书包位置矩阵中非零值对应的书包位置数据得到物品的使用地点。本实施例中，第1行元素全为零，则判定第1行对应物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过；第2行、第4行和第5行的元素值不全为零且最后一个元素值为零，则判定其对应的物品在采样周期中分别在2个、1个和3个地点使用过，并且最后放回书包，此时读取书包位置矩阵Z中非零值对应的书包位置数据，得到第2行、第4行和第5行对应物品在采样周期中的使用地点；第3行元素值不全为零且且最后一个值不为零，判定第3行对应的物品采样周期中在2个地点使用过，并且最后没有放回书包，此时读取书包位置矩阵Z中非零值对应的书包位置数据，得到第3行对应物品在采样周期中的使用地点。
本发明的一种书包内物品使用情况的统计方法，其按如下步骤：
步骤1、建立书包位置矩阵。
定时读取采样周期T内书包数据库中物品的存放数据(w,q,n)和书包位置数据(ψ,λ,n)；根据位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；建立距离函数其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值；若d(n)中存在连续相等的值，则书包在对应的采样点内没有移动位置，否则书包在非连续相等的值对应的采样点内移动位置；建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值。本实施例中，根据某采样间隔T的书包位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；以(ψ(0),λ(0))为原点，建立时间距离函数 其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值。建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，N＝1440，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值。此时矩阵Z的示意图如图3所示，同一部分内元素值相同且合并显示，不同部分的元素值用不同的非零值表示。
步骤2、建立物品的使用矩阵。
根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立M×N的物品的使用矩阵X，矩阵的元素1≤i≤M，1≤n≤N，当q＝0时，当q＝1时，本实施例中，根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立物品的M×N的使用矩阵X，矩阵的元素此时矩阵X的示意图如图4所示。
步骤3、建立物品使用地点矩阵。
建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N；统计矩阵Y每行中不同非零值的个数，记为gi，1≤i≤M。本实施例中，建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N，矩阵Y的示意图如图5所示。统计矩阵Y每行中不同非零值的个数分别为g1＝0，g2＝2，g3＝2，g4＝1，g5＝3。
步骤4、统计书包使用情况。
分析物品使用地点矩阵Y的每一行元素：当元素值全为零时，则判定该物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过，当元素值不全为零且最后一个元素值为零时，则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后放回书包，否则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后没有放回书包；根据书包位置矩阵中非零值对应的书包位置数据得到物品的使用地点。本实施例中，第1行元素全为零，则判定第1行对应物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过；第2行、第4行和第5行的元素值不全为零且最后一个元素值为零，则判定其对应的物品在采样周期中分别在2个、1个和3个地点使用过，并且最后放回书包，此时读取书包位置矩阵Z中非零值对应的书包位置数据，得到第2行、第4行和第5行对应物品在采样周期中的使用地点；第3行元素值不全为零且且最后一个值不为零，判定第3行对应的物品采样周期中在2个地点使用过，并且最后没有放回书包，此时读取书包位置矩阵Z中非零值对应的书包位置数据，得到第3行对应物品在采样周期中的使用地点。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种书包内物品使用情况的统计系统，其特征在于，包括建立书包位置矩阵模块、建立物品的使用矩阵模块、建立物品使用地点矩阵模块、统计物品使用情况模块；
建立书包位置矩阵模块：定时读取采样周期T内书包数据库中物品的存放数据(w,q,n)和书包位置数据(ψ,λ,n)，其中采样周期T、存放数据(w,q,n)和位置数据(ψ,λ,n)事先设置，变量n为采样点序号；根据位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；建立距离函数 其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值；若d(n)中存在连续相等的值，则书包在对应的采样点内没有移动位置，否则书包在非连续相等的值对应的采样点内移动位置；建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，N为采样点数量，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值；
建立物品的使用矩阵模块：根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立M×N的物品的使用矩阵X，矩阵的元素其中变量i表示物品序号，1≤i≤M，M是物品总数量，1≤n≤N，q是在书包数据库中记录的物品存放情况，q＝1表示存放在书包，q＝0表示没有存放在书包，当q＝0时，当q＝1时，
建立物品使用地点矩阵模块：建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N；统计矩阵Y每行中不同非零值的个数，记为gi，1≤i≤M；
统计物品使用情况模块：分析物品使用地点矩阵Y的每一行元素：当元素值全为零时，则判定该物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过，当元素值不全为零且最后一个元素值为零时，则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后放回书包，否则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后没有放回书包；根据书包位置矩阵中非零值对应的书包位置数据得到物品的使用地点。
2.根据权利要求1所述的一种书包内物品使用情况的统计系统，其特征在于，事先设置采样周期T，每个采样周期T内包括N个采样点，N是正整数，采样点按照时间顺序排列，用变量n表示采样点序号。
3.根据权利要求1所述的一种书包内物品使用情况的统计系统，其特征在于，事先设置记录书包内物品存放情况和书包位置的书包数据库，书包内物品存放情况用(w,q,n)表示，其中，用变量i表示物品序号，i∈[1,M]，M为书包中的物品总数量，w为物品重量，q为物品的存放情况，q＝1表示存放在书包，q＝0表示没有存放在书包；书包位置用(ψ,λ,n)表示，ψ为经度，λ为纬度。
4.一种书包内物品使用情况的统计方法，其特征在于，包括：
步骤1、定时读取采样周期T内书包数据库中物品的存放数据(w,q,n)和书包位置数据(ψ,λ,n)，其中采样周期T、存放数据(w,q,n)和位置数据(ψ,λ,n)事先设置，变量n为采样点序号；根据位置数据(ψ,λ,n)建立经度函数ψ(n)和纬度函数λ(n)；建立距离函数 其中，R为地球半径，经度ψ(n)以0度经线基准，东经取正值，西经取负值，纬度λ(n)按照北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值；若d(n)中存在连续相等的值，则书包在对应的采样点内没有移动位置，否则书包在非连续相等的值对应的采样点内移动位置；建立1×N的位置矩阵Z，矩阵Z的元素为zn，1≤n≤N，N为采样点数量，zn与d(n)的值一一对应；将d(n)中非连续相等的值对应的zn均设置为0，矩阵Z中值为0的元素将矩阵Z分割成多个部分，不同部分的元素值设置为不同的非零值，同一部分内的元素值设置为相同的非零值；
步骤2、根据书包中物品存放数据(w,q,n)建立M×N的物品的使用矩阵X，矩阵的元素其中变量i表示物品序号，1≤i≤M，M是物品总数量，1≤n≤N，q是在书包数据库中记录的物品存放情况，q＝1表示存放在书包，q＝0表示没有存放在书包，当q＝0时，当q＝1时，
步骤3、建立M×N的物品使用地点矩阵Y，矩阵中的元素yin＝xin×zn，1≤i≤M，1≤n≤N；统计矩阵Y每行中不同非零值的个数，记为gi，1≤i≤M；
步骤4、分析物品使用地点矩阵Y的每一行元素：当元素值全为零时，则判定该物品在采样周期内一直存放在书包中，没有拿出使用过，当元素值不全为零且最后一个元素值为零时，则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后放回书包，否则判定该物品在采样周期中在gi个地点使用过，并且最后没有放回书包；根据书包位置矩阵中非零值对应的书包位置数据得到物品的使用地点。
5.根据权利要求4所述的一种书包内物品使用情况的统计方法，其特征在于，事先设置采样周期T，每个采样周期T内包括N个采样点，N是正整数，采样点按照时间顺序排列，用变量n表示采样点序号。
6.根据权利要求4所述的一种书包内物品使用情况的统计方法，其特征在于，事先设置记录书包内物品存放情况和书包位置的书包数据库，书包内物品存放情况用(w,q,n)表示，其中，用变量i表示物品序号，i∈[1,M]，M为书包中的物品总数量，w为物品重量，q为物品的存放情况，q＝1表示存放在书包，q＝0表示没有存放在书包；书包位置用(ψ,λ,n)表示，ψ为经度，λ为纬度。
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