CN215072557U - 一种行李箱监测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种行李箱监测器，包括：距离监测装置以及设置在行李箱箱底的应急反应装置；距离监测装置包括：单片机、蓝牙模块以及RFID测距模块，蓝牙模块、RFID测距模块与单片机连接；应急反应装置包括：支撑框架、弹压板、稳固板、行走轮以及锁定机构。通过距离监测装置与用户携带的手机进行通信，当用户与行李箱之间超距时利用手机进行报警，不仅易引起用户注意，而且无需用户佩戴相关器件，操作方式简洁，用户体验感更好；本实用新型通过应急反应装置实现行李箱侧的防丢操作。

Description

一种行李箱监测器

技术领域

本实用新型属于行李箱外围器件技术领域，尤其涉及一种行李箱监测器。

背景技术

行李箱是人们出行不可缺少的重要元素，由于其携带用户的大部分物品，因此其安全性是用户主要考虑的性能，随着当代社会水平的提高，行李箱逐渐集成各种功能，如定位、防丢失、防潮、杀菌等，其中防丢失功能受到绝大部分用户的关注。

目前行李箱的防丢失功主要通过测距实现，行李箱上安装测距装置，用户身上佩戴回应装置，当测距装置测量的距离大于预设的距离时通过蜂鸣器或灯光进行警报。上述方式存在的技术问题是用户需额外佩戴器件，无疑降低了出行的便捷性，其次是报警方式会影响其他路人，且容易出现误报警，造成尴尬的情况，降低用户体验。除此之外，丢失报警完全依赖于用户的反应，用户还可能会注意不到行李箱的报告示警。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种行李箱监测器。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种行李箱监测器，包括：距离监测装置以及设置在行李箱箱底的应急反应装置；所述距离监测装置包括：单片机、蓝牙模块以及RFID测距模块，所述蓝牙模块、RFID测距模块与所述单片机连接；所述应急反应装置包括：支撑框架、弹压板、稳固板、行走轮以及锁定机构，所述支撑框架上开设弹缩腔，所述行走轮设置在所述稳固板的底端，所述稳固板位于所述弹缩腔内，所述弹压板在对应所述弹缩腔的位置处设置补充块，所述锁定机构的驱动端与锁舌连接，所述弹压板两端开设与所述锁舌适配的锁槽，所述锁槽的槽壁上设置滑动轮组。

进一步的，所述单片机为STM32F103VCT6芯片。

进一步的，所述锁定机构包括：电机、齿轮及齿条，所述齿轮与所述电机的驱动轴连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条与所述锁舌连接。

进一步的，所述的一种行李箱监测器，还包括：若干导向杆，所述导向杆两端与所述支撑框架连接，所述弹压板上开设若干导向通道，所述导向杆穿过所述导向通道。

进一步的，所述滑动轮组包括：并列设置的第一轮组与第二轮组，所述第二轮组位于所述锁槽的内侧且所述第二轮组的轮子处于同一水平高度，所述第一轮组位于所述锁槽的外侧且所述第一轮组的轮子逐渐向所述锁槽的槽壁的一侧靠近。

进一步的，所述的一种行李箱监测器，还包括：设置在所述弹压板两端的复位杆。

本实用新型所带来的有益效果：通过距离监测装置与用户携带的手机进行通信，当用户与行李箱之间超距时利用手机进行报警，不仅易引起用户注意，而且无需用户佩戴相关器件，操作方式简洁，用户体验感更好；本实用新型通过应急反应装置实现行李箱侧的防丢操作，当超距报警时，应急反应装置进行动作收起行走轮，使得行李箱的拖动变得困难，为用户提供丢失反应时间，且本实用新型操作简单，反应迅速，不影响日常的行李箱移动。

附图说明

图1是本实用新型行李箱监测器的原理框图；

图2是本实用新型行李箱监测器的外部结构示意图；

图3是本实用新型单片机与蓝牙模块的连接示意图；

图4是本实用新型RFID标签电路框图；

图5是本实用新型电磁波信号处理框图；

图6是本实用新型应急反应装置其中一种状态的示意图；

图7是本实用新型应急反应装置另一种状态的示意图；

图8是本实用新型锁定机构的示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。

如图1-5所示，在一些说明性的实施例中，提供一种行李箱监测器，包括：距离监测装置1及应急反应装置2，距离监测装置1设置于行李箱内，应急反应装置2设置在行李箱箱底。

距离监测装置1包括：单片机、蓝牙模块以及RFID测距模块；蓝牙模块、RFID测距模块与单片机连接。

单片机为STM32F103VCT6芯片，STM32F103VCT6芯片是基于ARMCortex-M3的32处理器芯片，其运行频率高达73MHz，主要负责对距离监测装置1资源的控制以及各模块的调度。

其中，stm32单片机系统与行李箱内置电源相连，为+5V用于提供电能。

蓝牙模块用于与用户携带的移动终端，如手机进行信息传输，由蓝牙模块连接单片机对应接口实行串口通信。

采用stm32单片机作为距离监测装置1的控制核心，统一调用外部设定好的传感器模块，用户使用手机上的蓝牙通信，近距离对stm32单片机下达指令，stm32单片机接收到用户设置后调用相应模块，比如基于RFID原理进行测距，判断阅读器与标签的距离从而得到用户与行李箱之间的距离。随后stm32单片机将处理好的数据与设定的距离相比对，通过蓝牙模块返回至用户手机，对用户进行提醒，若测量距离远远超出用户设定距离则激活内部报警模块，通过手机APP联动产生手机震动警示用户行李箱处于异常状态，能够有效避免出行行李丢失的麻烦情况，同时操作简单便捷，经济实用。

由Android手机为主机与由异步收发传输器串口的蓝牙模块与报警电路模块组成的监测部分内置于行李箱，与主机通过蓝牙MAC地址进行连接，通过结合Android系统的开放性与专用应用软件帮助，达到用户的手机监测行李当前状态的目的。综合利用现有技术中的蓝牙系统，提供一种基于stm32单片机的行李箱监测器，通过在传统行李箱内添加以stm32单片机为主体的距离监测装置1，实现测距以及报警功能，以降低行李丢失率。

RFID测距模块利用RFID定位的相位式测距方法，结合离散频谱校正技术，通过处理信号相位差，得到测量距离。用户通过手机蓝牙控制stm32单片机，stm32单片机对于用户命令反应并调用RFID测距模块，RFID测距模块通过发生一定频率的波形，自动检测是否存在返回信号，以得出测量距离，stm32单片机通过比对测试距离与设定最大距离以判断是否需要激活报警电路模块。报警电路模块以Android手机为主机由用户携带，用具备UART串口的蓝牙模块与报警电路构成监测模块内置行李箱，两者通过蓝牙连接，失联状态通过判断RFID测距模块所测得距离与用户初始设定距离的大小关系，并由此通过手机app进行报警启示。

本实用新型的RFID测距模块是基于相位是测距的UHF RFID定位方法，由阅读器、应答器以及应用软件系统三个部分构成，阅读器内置于行李箱，以产生电磁波为主，应答器主要由电子标签构成，用于反馈阅读器产生的电磁波并加以返回一定频率的电磁波。其具体工作原理为阅读器发送一定特征电磁波信号，应答器接收后反向散射一定特征电磁波信号，阅读器接收返回电磁波信号并结合离散频谱校正技术提取前后电磁波相位差，得出阅读器与应答器之间的距离。

设定第一段电磁波相位：θ₀＝θ_ko-Δk×π；

第二段电磁波相位：

则相位差：

归一化的频率校正量为：

校正频率为：

其中k为峰值谱线号，N为分析点数，此处可取2，f_s为采样频率，窗函数的频谱模函数为f(x)，y_k为谱线为k时的FFT幅值；

则幅值校正为：

已知哈宁窗幅值校正公式为：

所以可得相位校正量为：

选定阅读器载波频率915MHz，则λc＝c/fc＝0.33m，设定测量距离为0.3～20m，则选择的副载波频率f₀＝C/λ₀＜7.5MHz，根据RFID的相关协议，选择f₀＝2MHz，则对于测量距离其相位变化范围为1.5°～96°，属于正常变换区间。

相关计算公式：

假设发送信号s(t)，接收信号r(t)，分别进行通带采样与A/D转换后得出离散信号s(n)与r(n)，离散频谱校正后得出相位差为

副载波频率为f₀，则阅读器与应答器之间的距离为d：

将蓝牙的MAC地址作为目标机的地址，手机与目标机通过蓝牙配对进行连接。手机收到目标机发送的状态信息后不间断地向目标机发送十六位进制数据0x00，当手机与目标机蓝牙断开后，即超出设定最大距离后，目标机无法接收手机发送的数据，蓝牙模块发送脚TX0工作在空闲模式从而呈现高电平状态，此时目标机开启失联报警，目标机停止向手机发送状态信息。在一定延迟后，手机仍无法接收到来自目标机地状态信息则判定目标机即行李处于异常状态，开启手机振动报警。

在Android手机端进行APP设计时，采用AndroidStudio开发工具，在完成环境设置与工程创建后，将目标机作为服务端，手机作为客户端。根据行李箱要求，APP可分为蓝牙通信发送与接收模块、数据解析与处理模块、失联判断与报警模块以及输入输出界面模块。其中蓝牙通信发送与接收模块主要用于与目标机实现蓝牙信号传输，数据解析与处理模块负责处理用户与目标机的距离以及能否接收到目标机发送的状态信息，即是否处于预设定距离内，失联判断与报警模块用于产生手机报警信息，输入输出界面模块则负责整体APP的布局。根据上述要求编写相应的代码，经过编译调试与测试后，将工程编译成APK文件，即可投入使用。

如图6-8所示，应急反应装置2包括：支撑框架3、弹压板4、稳固板5、行走轮6、锁定机构7、锁舌8、若干导向杆9、复位杆10。

支撑框架3上开设弹缩腔301，弹缩腔301用于在报警启动后容纳缩回的行走轮6，行走轮6设置在稳固板5的底端，稳固板5位于弹缩腔301内，可在弹缩腔301内上下移动。弹压板4在对应弹缩腔301的位置处设置补充块401，补充块401其中一部分位于弹缩腔301内，用于限制稳固板5的移动，以及辅助行走轮6复位。锁定机构7的驱动端与锁舌8连接，弹压板4两端开设与锁舌8适配的锁槽402，当锁舌8伸入锁槽402内时，弹压板4无法移动，行走轮6正常使用，当超距报警时，单片机发送控制信号至锁定机构7，锁定机构7进行动作，带动锁舌8移动，将锁舌8抽出，弹压板4上移，行李箱由于自重落下，行走轮6回缩进入弹缩腔301，从而加大拖行行李箱的难度。

导向杆9两端与支撑框架3连接，弹压板4上开设若干导向通道，导向杆9穿过导向通道，使得弹压板4只可沿着导向杆9进行上下移动，导向杆9起到稳定弹压板4的作用。设置在弹压板4两端的复位杆10的作用是辅助弹压板4复位，当需要使用行走轮时，拨动复位杆10，带动弹压板4回位，从而推出稳固板5，再启动锁定机构7，使得锁舌8伸入锁槽402即可。

锁定机构7包括：电机701、齿轮702及齿条703，齿轮702与电机701的驱动轴连接，齿轮702与齿条703啮合，齿条703与锁舌8连接，当电机701正转/翻转时，带动齿轮702转动，从而带动齿条703左右移动，从而带动锁舌8的拔出和插入。

锁槽402的槽壁上设置滑动轮组。滑动轮组包括：并列设置的第一轮组403与第二轮组404，第二轮组404位于锁槽402的内侧且第二轮组404的轮子处于同一水平高度，第一轮组403位于锁槽402的外侧且第一轮组403的轮子逐渐向锁槽的槽壁的一侧靠近，便于锁舌8伸入锁槽402，起到导向的作用。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种行李箱监测器，其特征在于，包括：距离监测装置以及设置在行李箱箱底的应急反应装置；所述距离监测装置包括：单片机、蓝牙模块以及RFID测距模块，所述蓝牙模块、RFID测距模块与所述单片机连接；所述应急反应装置包括：支撑框架、弹压板、稳固板、行走轮以及锁定机构，所述支撑框架上开设弹缩腔，所述行走轮设置在所述稳固板的底端，所述稳固板位于所述弹缩腔内，所述弹压板在对应所述弹缩腔的位置处设置补充块，所述锁定机构的驱动端与锁舌连接，所述弹压板两端开设与所述锁舌适配的锁槽，所述锁槽的槽壁上设置滑动轮组。

2.根据权利要求1所述的一种行李箱监测器，其特征在于，所述单片机为STM32F103VCT6芯片。

3.根据权利要求2所述的一种行李箱监测器，其特征在于，所述锁定机构包括：电机、齿轮及齿条，所述齿轮与所述电机的驱动轴连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条与所述锁舌连接。

4.根据权利要求3所述的一种行李箱监测器，其特征在于，还包括：若干导向杆，所述导向杆两端与所述支撑框架连接，所述弹压板上开设若干导向通道，所述导向杆穿过所述导向通道。

5.根据权利要求4所述的一种行李箱监测器，其特征在于，所述滑动轮组包括：并列设置的第一轮组与第二轮组，所述第二轮组位于所述锁槽的内侧且所述第二轮组的轮子处于同一水平高度，所述第一轮组位于所述锁槽的外侧且所述第一轮组的轮子逐渐向所述锁槽的槽壁的一侧靠近。

6.根据权利要求5所述的一种行李箱监测器，其特征在于，还包括：设置在所述弹压板两端的复位杆。

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