CN108268610A - 一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法 - Google Patents

一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法，其系统包括建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分模块、计算物品混乱程度影响值模块、计算包袋内物品存放混乱程度模块、根据书包内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块。在服务器中建立物品信息数据库和包袋信息数据库；携带电子标签的物品靠近书包时，书包入口标签感应器识别物品电子标签编码并发送至服务器，服务器识别物品引导建议，通过设置包袋重要性加权矩阵和包袋混乱程度容忍度矩阵计算包袋混乱度矩阵。本发明解决了现有书包不能计算包袋内物品存放混乱程度的问题。

Description

一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法
技术领域
本发明属于智能书包领域，特别涉及一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法。
背景技术
传统书包通常由用于存放物品的多个不同类别和大小的包袋组成，不能识别所要存放的物品信息，不能统计目前书包中已有物品的信息，不能指导用户合理存放物品。尤其是当不同类型和尺寸的物品放在同一包袋时，会引起包袋内物品存放混乱。目前没有计算包袋内物品存放混乱程度的技术方案，为此本专利提出一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有书包不能计算包袋内物品存放混乱程度的问题，提出一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统及方法。
本发明基于物联网的书包结构示意图如图1所示，在书包的入口处配备标签感应器(称为入口标签感应器)，书包的每个包袋中配备包袋感应器，书包配备包含物品信息数据库和包袋信息数据库的服务器，书包中存入或取出的每个物品都携带电子标签，标签感应器获取物品的电子标签编码并发送至服务器，服务器根据标签编码识别出对应的物品信息。
本发明的基础是事先设置的包袋信息数据库中包括各包袋信息及包袋中已存放物品的信息，其中，各包袋已存放物品的信息包括物品名称、物品体积、物品的存放状态标识。
事先设置每个包袋的混乱程度容忍度aj，1≤j≤N，N是书包中包袋的数量，构成包袋混乱程度容忍度矩阵A＝[a1 a2 ... aN]。
一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，包括设置物品存放状态标识及计分参数模块、计算物品混乱程度影响值模块、计算包袋内物品存放混乱程度模块、根据书包内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块。其中，根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块是可选模块。
建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分模块：读取包袋信息数据库中N个包袋的信息，N为正整数，对包袋从1到N进行编号，编号用变量j表示，各包袋的容量记为cj，1≤j≤N；建立包袋重要性加权矩阵其中C＝c1+c2+...+cN；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量，记为nj，nj为正整数；读取包袋信息数据库中各包袋存放物品的存放状态标识，设置每种存放状态标识对应的计分，记为xk，1≤k≤nj。
计算物品混乱程度影响值模块：计算包袋内存放的每个物品的混乱程度影响值Yjk＝xk×vk，1≤j≤N，1≤k≤nj，其中，xk是物品存放状态标识对应的计分，vk是包袋信息数据库中记录的物品体积。
计算包袋内物品存放混乱程度模块：计算每个包袋的混乱程度影响值 1≤j≤N，1≤k≤nj，构成包袋混乱程度影响矩阵S＝[s1 s2 ... sN]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1 b2 ... bN]，即各包袋内物品存放混乱程度值
根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块：当有物品进入包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj+1，对进入物品的存放状态进行标识；当有物品离开包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj-1。
识别混乱程度超过容忍度的包袋模块：将包袋混乱度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A，其中包袋混乱程度容忍度矩阵A事先设置；矩阵D中大于零的元素对应的包袋即为混乱程度超过容忍度的包袋。
包袋内物品存放混乱程度的计算系统框图如图2和图3所示。其中，图2中不包括根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块，图3中包括根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块。
本发明提出一种包袋内物品存放混乱程度的计算方法，其按如下步骤：
步骤1、建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分。
读取包袋信息数据库中N个包袋的信息，N为正整数，对包袋从1到N进行编号，编号用变量j表示，各包袋的容量记为cj，1≤j≤N；建立包袋重要性加权矩阵其中C＝c1+c2+...+cN；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量，记为nj，nj为正整数；读取包袋信息数据库中各包袋存放物品的存放状态标识，设置每种存放状态标识对应的计分，记为xk，1≤k≤nj。
步骤2、计算物品混乱程度影响值。
计算包袋内存放的每个物品的混乱程度影响值yjk＝xk×vk，1≤j≤N，1≤k≤nj，其中，xk是物品存放状态标识对应的计分，vk为包袋信息数据库中记录的物品体积。
步骤3、计算包袋内物品存放混乱程度。
计算每个包袋的混乱程度影响值1≤j≤N，1≤k≤nj，构成包袋混乱程度影响矩阵S＝[s1 s2 ... sN]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1 b2 ... bN]，即各包袋内物品存放混乱程度值1≤j≤N。
步骤4、根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库。(可选步骤)
当有物品进入包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj+1，对进入物品的存放状态进行标识；当有物品离开包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj-1。
步骤5、识别混乱程度超过容忍度的包袋。(可选步骤)
将包袋混乱度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A，其中包袋混乱程度容忍度矩阵A事先设置；矩阵D中大于零的元素对应的包袋即为混乱程度超过容忍度的包袋。
步骤6、将混乱程度超过容忍度的包袋序号反馈给用户。(可选步骤)
将混乱程度超过容忍度的包袋的序号反馈给用户；反馈的方式包括但不限于显示、亮灯、响铃等。
包袋内物品存放混乱程度的计算方法流程图如图4所示。图4中不包括步骤4、步骤5和步骤6(可选步骤)。
本发明方法具有的优点是：
(1)通过计算包袋内物品存放混乱程度可以简洁地显示包袋物品的存放情况。
(2)通过向用户反馈混乱程度超过容忍度的包袋序号，可以有效地提醒用户整理书包及包袋。
附图说明
图1是本发明的基于物联网的书包结构示意图；
图2是本发明的不包括可选模块的包袋内物品存放混乱程度的计算系统框图；
图3是本发明的包括可选模块的包袋内物品存放混乱程度的计算系统框图
图4是本发明的包袋内物品存放混乱程度的计算方法流程图；
图5是本发明实施例中物品存放标识计分表的示意图。
具体实施方式
下面对本发明优选实施例作详细说明。
本发明基于物联网的书包结构示意图如图1所示，在书包的入口处配备标签感应器(称为入口标签感应器)，书包的每个包袋中配备包袋感应器，书包配备包含物品信息数据库和包袋信息数据库的服务器，书包中存入或取出的每个物品都携带电子标签，标签感应器获取物品的电子标签编码并发送至服务器，服务器根据标签编码识别出对应的物品信息。
本发明的基础是事先设置的包袋信息数据库中包括各包袋信息及包袋中已存放物品的信息，其中，各包袋已存放物品的信息包括物品名称、物品的存放状态标识。本实施例中，某书包有3个包袋，即N＝3，对3个包袋按照一定顺序分别编号为1、2、3，标号用j表示；事先设置的包袋信息数据库中包括各包袋信息及包袋中已存放物品的信息，各包袋已存放物品的信息包括物品名称、物品的存放状态标识。其中，对物品的存放状态表示分为三种，分别是“最佳”、“可用”和“错误”。
事先设置每个包袋的混乱程度容忍度aj，1≤j≤N，N是书包中包袋的数量，构成包袋混乱程度容忍度矩阵A＝[a1 a2 ... aN]。本实施例中，设置3个包袋的容忍度分别为a1＝10，a2＝5，a3＝5，构成包袋混乱程度容忍度矩阵A＝[10 5 5]。
一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，包括设置物品存放状态标识及计分参数模块、计算物品混乱程度影响值模块、计算包袋内物品存放混乱程度模块、根据书包内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块。其中，根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块和识别混乱程度超过容忍度的包袋模块是可选模块。
建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分模块：读取包袋信息数据库中N个包袋的信息，N为正整数，对包袋从1到N进行编号，编号用变量j表示，各包袋的容量记为cj，1≤j≤N；建立包袋重要性加权矩阵其中C＝c1+c2+...+cN；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量，记为nj，nj为正整数；读取包袋信息数据库中各包袋存放物品的存放状态标识，设置每种存放状态标识对应的计分，记为xk，1≤k≤nj。本实施例中，读取3个包袋的包袋容量分别为c1＝10、c2＝5、c3＝5，建立包袋重要性加权矩阵其中C＝10+5+5＝20；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量分别为n1＝0，n2＝3，n3＝0；设置包袋2中3个物品分别标识为“最佳”、“可用”和“错误”，设置3种物品存放状态标识的计分x1＝1，x2＝5，x3＝10，构成物品标识计分表P，如图5所示。
计算物品混乱程度影响值模块：计算包袋内存放的每个物品的混乱程度影响值Yjk＝xk×vk，1≤j≤N，1≤k≤nj，其中，xk是物品存放状态标识对应的计分，vk是包袋信息数据库中记录的物品体积。本实施例中，包袋1和包袋3中没有物品，包袋2内标识为“最佳”的物品体积为1立方分米，包袋2内标识为“可用”的物品体积为0.4立方分米，包袋2内标识为“错误”的物品体积为0.25立方分米，则计算包袋2内存放的每个物品的混乱程度影响值y21＝1×1＝1，y22＝5×0.4＝2，y23＝10×0.25＝2.5。
计算包袋内物品存放混乱程度模块：计算每个包袋的混乱程度影响值 1≤j≤N，1≤k≤nj，构成包袋混乱程度影响矩阵S＝[s1 s2 ... sN]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1 b2... bN]，即各包袋内物品存放混乱程度值1≤j≤N。本实施例中，计算各个包袋的混乱程度影响值sj，包袋1和包袋3中没有物品，则s1＝s3＝0，s2＝Y21+Y22+Y23＝1+2+2.5＝5.5，S＝[0 5.5 0]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1 b2 ... bN]＝[0 1.375 0]，其中
根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块：当有物品进入包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj+1，对进入物品的存放状态进行标识；当有物品离开包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj-1。本实施例中，有物品进入包袋时，服务器获取包袋感应器发送的物品标签编码和包袋感应器编码，识别包袋，读取包袋内已存放物品的数量，令nj＝nj+1；有物品离开包袋时，服务器获取包袋感应器发送的物品标签编码和包袋感应器编码，识别包袋，读取包袋内已存放物品的数量，令nj＝nj-1。
识别混乱程度超过容忍度的包袋模块：将包袋混乱度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A，其中包袋混乱程度容忍度矩阵A事先设置；矩阵D中大于零的元素对应的包袋即为混乱程度超过容忍度的包袋。本实施例中，将包袋混乱程度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A＝[-10-3.625-5]，矩阵D中元素均小于0，则判定没有混乱程度超过容忍度的包袋。
本发明提出包袋内物品存放混乱程度的计算方法，其按如下步骤：
步骤1、建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分。
读取包袋信息数据库中N个包袋的信息，N为正整数，对包袋从1到N进行编号，编号用变量j表示，各包袋的容量记为cj，1≤j≤N；建立包袋重要性加权矩阵其中C＝c1+c2+…+cN；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量，记为nj，nj为正整数；读取包袋信息数据库中各包袋存放物品的存放状态标识，设置每种存放状态标识对应的计分，记为xk，1≤k≤nj。本实施例中，读取3个包袋的包袋容量分别为c1＝10、c2＝5、c3＝5，建立包袋重要性加权矩阵其中C＝10+5+5＝20；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量分别为n1＝0，n2＝3，n3＝0；设置包袋2中3个物品分别标识为“最佳”、“可用”和“错误”，设置3种物品存放状态标识的计分x1＝1，x2＝5，x3＝10，构成物品标识计分表P，如图5所示。
步骤2、计算物品混乱程度影响值。
计算包袋内存放的每个物品的混乱程度影响值yjk＝xk×vk，1≤j≤N，1≤k≤nj，其中，xk是物品存放状态标识对应的计分，vk是包袋信息数据库中记录的物品体积。本实施例中，包袋1和包袋3中没有物品，包袋2内标识为“最佳”的物品体积为1立方分米，包袋2内标识为“可用”的物品体积为0.4立方分米，包袋2内标识为“错误”的物品体积为0.25立方分米，则计算包袋2内存放的每个物品的混乱程度影响值y21＝1×1＝1，Y22＝5×0.4＝2，Y23＝10×0.25＝2.5。
步骤3、计算包袋内物品存放混乱程度。
计算每个包袋的混乱程度影响值1≤j≤N，1≤k≤nj，构成包袋混乱程度影响矩阵S＝[s1 s2 ... sN]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1 b2 ... bN]，即各包袋内物品存放混乱程度值1≤j≤N。本实施例中，计算各个包袋的混乱程度影响值sj，包袋1和包袋3中没有物品，则s1＝s3＝0，s2＝y21+y22+y23＝1+2+2.5＝5.5，S＝[0 5.5 0]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1 b2 ... bN]＝[0 1.375 0]，其中
步骤4、根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库。(可选步骤)
当有物品进入包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj+1，对进入物品的存放状态进行标识；当有物品离开包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj-1。本实施例中，有物品进入包袋时，服务器获取包袋感应器发送的物品标签编码和包袋感应器编码，识别包袋，读取包袋内已存放物品的数量，令nj＝nj+1；有物品离开包袋时，服务器获取包袋感应器发送的物品标签编码和包袋感应器编码，识别包袋，读取包袋内已存放物品的数量，令nj＝nj-1。
步骤5、识别混乱程度超过容忍度的包袋。(可选步骤)
将包袋混乱度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A，其中包袋混乱程度容忍度矩阵A事先设置；矩阵D中大于零的元素对应的包袋即为混乱程度超过容忍度的包袋。本实施例中，将包袋混乱程度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A＝[-10 -3.625 -5]，矩阵D中元素均小于0，则判定没有混乱程度超过容忍度的包袋。
步骤6、将混乱程度超过容忍度的包袋序号反馈给用户。(可选步骤)
将混乱程度超过容忍度的包袋的序号反馈给用户；反馈的方式包括但不限于显示、亮灯、响铃等。本实施例，采用亮灯的方式将混乱程度超过容忍度的包袋的序号反馈给用户，此时没有混乱程度超过容忍度的包袋，没有反馈。
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 (10)

1.一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，包括建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分模块、计算物品混乱程度影响值模块、计算包袋内物品存放混乱程度模块；
建立包袋重要性加权矩阵及设置物品存放状态计分模块：读取包袋信息数据库中N个包袋的信息，N为正整数，对包袋从1到N进行编号，编号用变量j表示，各包袋的容量记为cj，1≤j≤N；建立包袋重要性加权矩阵其中C＝c1+c2+…+cN；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量，记为nj，nj为正整数；读取包袋信息数据库中各包袋存放物品的存放状态标识，设置每种存放状态标识对应的计分，记为xk，1≤k≤nj；
计算物品混乱程度影响值模块：计算包袋内存放的每个物品的混乱程度影响值yjk＝xk×vk，1≤j≤N，1≤k≤nj，其中，xk是物品存放状态标识对应的计分，vk是包袋信息数据库中记录的物品体积；
计算包袋内物品存放混乱程度模块：计算每个包袋的混乱程度影响值 1≤j≤N，1≤k≤nj，构成包袋混乱程度影响矩阵S＝[s1s2...sN]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1b2...bN]，即各包袋内物品存放混乱程度值1≤j≤N。
2.根据权利要求1所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，还包括根据包袋内物品的变化更新包袋信息数据库模块：当有物品进入包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj+1，对进入物品的存放状态进行标识；当有物品离开包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj-1。
3.根据权利要求1所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，还包括识别混乱程度超过容忍度的包袋模块：将包袋混乱度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A，其中包袋混乱程度容忍度矩阵A事先设置；识别矩阵D中大于零的元素对应的包袋即为混乱程度超过容忍度的包袋。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，事先设置的包袋信息数据库中包括各包袋信息及包袋中已存放物品的信息，其中，各包袋已存放物品的信息包括物品名称、物品体积、物品的存放状态标识。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，事先设置每个包袋的混乱程度容忍度aj，1≤j≤N，N是正整数，构成包袋混乱程度容忍度矩阵A＝[a1a2...aN]。
6.一种包袋内物品存放混乱程度的计算方法，其特征在于，包括：
步骤1、读取包袋信息数据库中N个包袋的信息，N为正整数，对包袋从1到N进行编号，编号用变量j表示，各包袋的容量记为cj，1≤j≤N；建立包袋重要性加权矩阵其中C＝c1+c2+…+cN；读取包袋信息数据库中每个包袋已存放物品的数量，记为nj，nj为正整数；读取包袋信息数据库中各包袋存放物品的存放状态标识，设置每种存放状态标识对应的计分，记为xk，1≤k≤nj；
步骤2、计算包袋内存放的每个物品的混乱程度影响值y)k＝xk×vk，1≤j≤N，1≤k≤nj，其中，xk是物品存放状态标识对应的计分，vk为包袋信息数据库中记录的物品体积；
步骤3、计算每个包袋的混乱程度影响值1≤j≤N，1≤k≤nj，构成包袋混乱程度影响矩阵S＝[s1s2...sN]；将包袋混乱程度影响矩阵S与包袋重要性加权矩阵W中对应位置的元素相乘得到包袋混乱程度矩阵B＝[b1b2...bN]，即各包袋内物品存放混乱程度值1≤j≤N。
7.根据权利要求6所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算方法，其特征在于：还包括步骤4，当有物品进入包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj+1，对进入物品的存放状态进行标识；当有物品离开包袋时，则该包袋已存放物品的数量nj＝nj-1。
8.根据权利要求7所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算方法，其特征在于，还包括步骤5，将包袋混乱度矩阵B减去包袋混乱程度容忍度矩阵A得到结果矩阵D，即D＝B-A，其中包袋混乱程度容忍度矩阵A事先设置；识别矩阵D中大于零的元素对应的包袋即为混乱程度超过容忍度的包袋。
9.根据权利要求6-8任一项所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，事先设置的包袋信息数据库中包括各包袋信息及包袋中已存放物品的信息，其中，各包袋已存放物品的信息包括物品名称、物品体积、物品的存放状态标识。
10.根据权利要求6-8任一项所述的一种包袋内物品存放混乱程度的计算系统，其特征在于，事先设置每个包袋的混乱程度容忍度aj，1≤j≤N，N是正整数，构成包袋混乱程度容忍度矩阵A＝[a1a2...aN]。
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