CN108813869A - 自动跟人行李箱及其工作方法 - Google Patents

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CN108813869A CN201810662294.2A CN201810662294A CN108813869A CN 108813869 A CN108813869 A CN 108813869A CN 201810662294 A CN201810662294 A CN 201810662294A CN 108813869 A CN108813869 A CN 108813869A
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赵长乐
刘天羽
宋学伟
范亚楠
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Abstract

本发明提供一种自动跟人行李箱及其工作方法，其中行李箱包括：包括行李箱本体、两直流电机、微处理器、电池组、多个信号交互器和信号发射终端；行李箱本体包括箱体、拖杆、两主动轮和两从动轮；拖杆固定于箱体的第一侧，两从动轮安装于箱体的第一侧的底部，两主动轮安装于箱体第二侧的底部；微处理器和电池组固定于箱体内侧的底部，信号交互器分别固定于箱体外侧顶部的不同顶角，信号交互器、电池组和两直流电机连接微处理器，信号交互器接收信号发射终端发射的信号，两直流电机分别与一主动轮传动连接。本发明的一种自动跟人行李箱及其工作方法，可自动跟随用户行进，并具有可为移动设备充电、可测重、GPS定位和/或可防盗报警多种功能。

Description

自动跟人行李箱及其工作方法
技术领域
本发明涉及行李箱领域，尤其涉及一种自动跟人行李箱及其工作方法。
背景技术
目前，在现有的传统式手拉行李箱的基础上，个别科技公司利用智能电器产品的思想生产的智能行李箱，其普遍功能较为单一，一般只包含定位、称重或智能锁功能。尚缺乏一种可解放用户双手，自动跟随用户行进的行李箱。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种自动跟人行李箱及其工作方法，可自动跟随用户行进，并具有可为移动设备充电、可测重、GPS定位和/或可防盗报警多种功能。
为了实现上述目的，本发明提供一种自动跟人行李箱，包括一行李箱本体、两直流电机、一微处理器、一电池组、多个信号交互器和一信号发射终端；所述行李箱本体包括一箱体、一拖杆、两主动轮和两从动轮；所述拖杆固定于所述箱体的第一侧，两所述从动轮安装于所述箱体的第一侧的底部，两所述主动轮安装于所述箱体与所述第一侧对置的第二侧的底部；所述微处理器和所述电池组固定于所述箱体内侧的底部，所述信号交互器分别固定于所述箱体外侧顶部的不同顶角，所述信号交互器、所述电池组和两所述直流电机连接所述微处理器，所述信号交互器接收所述信号发射终端发射的信号，两所述直流电机分别与一所述主动轮传动连接。
优选地，包括四个信号交互器，所述信号交互器分别固定于所述箱体外侧顶部的四角，所述信号交互器采用UWB发射交互器。
优选地，还包括一GPS定位***和一GSM通信模块，所述GSM通信模块连接所述微处理器，所述微处理器通过所述GSM通信模块与一服务器通信连接，所述服务器与至少一移动智能终端通信连接。
优选地，还包括至少一应力传感器和一LED显示器，所述行李箱本体还包括一把手，所述把手连接所述箱体的顶部，所述应力传感器安装于所述把手的底面，所述LED显示器固定于所述箱体表面，所述应力传感器和所述LED显示器连接所述微处理器。
优选地，所述应力传感器采用半导体压阻型压力传感器。
优选地，还包括一USB接口组件，所述USB接口组件连接所述微处理器。
优选地，所述从动轮采用万向轮。
优选地，还包括一报警装置，所述报警装置连接所述微处理器。
本发明的一种基于本发明所述的自动跟人行李箱的工作方法，包括步骤：
S1：多个所述信号交互器接收所述信号发射终端的高频波信号并发送给所述微处理器；
S2：所述微处理器根据所述高频波信号并利用基于RSS接收信号强度法和TDA到达时间差法计算获得所述箱体与所述信号发射终端之间的距离及位置参数；
S3：将所述距离和所述位置参数置于一三维笛卡尔坐标系中，实现对所述信号发射终端的定位；
S4：所述微处理器驱动所述直流电机控制所述主动轮向所述信号发射终端的方向滚动；
S5：所述GPS定位***记录所述箱体的行径路线，并通过所述GSM通信模块上传至一服务器；
S6：当所述距离大于一预设值时，通过所述微处理器控制一报警装置发出报警信号。
优选地，上提所述把手，所述应力传感器获取所述箱体的重量数据并将所述重量数据发送给所述微处理器，所述微处理器控制所述LED显示器显示所述重量数据。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
通过直流电机、微处理器、四个信号交互器和信号发射终端的配合，为实现行李箱本体自动跟随用户行进提供了硬件基础。四个UWB发射交互器用于实时测得箱体与信号发射终端信号匹配的具体空间坐标位置实时反馈，实现智能定位跟踪与防盗报警。两直流电机分别与一主动轮传动连接，可通过两直流电机的速差率实现箱体的万向旋转。从动轮在电池组没电时，可以将从动轮作为支点，像使用普通行李箱一样用手拉着行李箱行走。微处理器和电池组固定于箱体内侧的底部从而不会影响箱体的正常使用。应力传感器安装于把手的底面，只有在用户上提把手时才进行工作，可大大延长应力传感器的使用寿命，同时LED显示器可显示箱体的重量，可使得用户方便直观地获知箱体的整体重量。USB接口组件的采用，使得用户可以便捷地给智能电子产品充电。
附图说明
图1为本发明实施例的自动跟人行李箱的上半部结构示意图；
图2为本发明实施例的自动跟人行李箱打开状态的结构示意图；
图3为本发明实施例的自动跟人行李箱的底部结构示意图；
图4为本发明实施例的自动跟人行李箱的工作方法的流程图。
具体实施方式
下面根据附图1～图4，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
请参阅图1，本发明提供一种自动跟人行李箱，包括一行李箱本体1、两直流电机2、一微处理器、一电池组、四个信号交互器和一信号发射终端(图中未示)；行李箱本体1包括一箱体11、一拖杆12、两主动轮13和两从动轮14；拖杆12固定于箱体11的第一侧，两从动轮14安装于箱体11的第一侧的底部，两主动轮13安装于箱体11与第一侧对置的第二侧的底部；微处理器和电池组固定于箱体11内侧的底部，信号交互器分别固定于箱体11外侧顶部的四角，信号交互器采用UWB发射交互器；信号交互器、电池组和两直流电机2连接微处理器，信号交互器接收信号发射终端发射的信号，两直流电机2分别与一主动轮13传动连接。从动轮14采用万向轮。
使用本发明时，用户需佩戴信号发射终端，通过直流电机2、微处理器、四个信号交互器和信号发射终端的配合，为实现行李箱本体1自动跟随用户行进提供了硬件基础。
四个UWB发射交互器用于实时测得箱体11与信号发射终端信号匹配的具体空间坐标位置实时反馈，实现智能定位跟踪与防盗报警。
两直流电机2分别与一主动轮13传动连接，可通过两直流电机2的速差率实现箱体11的万向旋转。从动轮14在电池组没电时，可以将从动轮14作为支点，像使用普通行李箱一样用手拉着行李箱行走。
微处理器和电池组固定于箱体11内侧的底部从而不会影响箱体11的正常使用。
本实施例中，还包括一GPS定位***和一GSM通信模块，GSM通信模块连接微处理器，微处理器通过GSM通信模块与一服务器通信连接，服务器与至少一移动智能终端通信连接。
还包括至少一应力传感器和一LED显示器3，行李箱本体1还包括一把手15，把手15连接箱体11的顶部，应力传感器安装于把手15的底面，LED显示器3固定于箱体11表面，应力传感器和LED显示器3连接微处理器。本实施例中，应力传感器采用半导体压阻型压力传感器。
应力传感器安装于把手15的底面，只有在用户上提把手15时才进行工作，可大大延长应力传感器的使用寿命，同时LED显示器3可显示箱体11的重量，可使得用户方便直观地获知箱体11的整体重量。
还包括一USB接口组件4，USB接口组件4连接微处理器。USB接口组件4的采用，使得用户可以便捷地给智能电子产品充电。
还包括一报警装置，报警装置连接微处理器。报警装置可用于当箱体11与信号发射终端之间的距离大于预设值时，发起报警，起到防盗和防丢失的作用。
本发明实施例采用ARM微处理器，利用应力传感器检测箱体11的重量；称重信号经过微处理器数字处理后，可发送给手机等智能移动端。使用者佩戴信号发射终端，置于箱体11顶角的信号交互器不断接收到来自信号发射终端的高频波，采用基于RSS接收信号强度法和TDA到达时间差法相结合的算法实现测距，并将距离参数置于三维笛卡尔坐标系中分析计算实现定位。
GPS定位***记录箱体11所经过的路径，并将数据上传至云端。用户可以通过手机APP查看自己的行程。当箱子不慎丢失时，安装于箱体11和/或信号发射终端的报警装置可分别发出报警信号，用户通过移动智能终端预装的APP软件，便可以快速锁定箱子所在的位置。
基于时间的UWB测距技术：
TOA测距双程测距(TWR，Two Way Ranging)是指在节点间没有公共时钟的情况下，可以利用收发节点间的往返时间来估计这两个节点间的距离。
例如：节点A在T0时刻发送含有时间标记信息的包给节点B，等节点B和此时间标记信息做好同步后，便会回送一个信号给节点A，以表示同步完成，节点A根据收到的信号来决定传播时间。
使用者佩戴信号发射终端，置于箱体11顶角的信号交互器不断接收到来自信号发射终端的高频波，采用基于RSS接收信号强度法和TDA到达时间差法相结合的算法实现测距，并将距离参数置于三维笛卡尔坐标系中分析计算实现定位。另外，各模块过一总线与微处理器连接实现信号的双工传输，反馈信号与反馈指令同步进行，保证了***的连贯性与稳定性。
箱体11底部含有大容量锂电池组。本实施例中，电池组采用锂电池电芯，电源管理***主要由国际知名IC厂家的锂电池电源管理芯片和USB智能充放电控制芯片组成，保证了行李箱续航的时间和电源转换的高效率、可靠性与安全性。
箱体11控制板整合带GPS功能的GSM模块，用于坐标定位和各种信息传输。
本发明的一种基于本发明的自动跟人行李箱的工作方法，包括步骤：
S1：多个信号交互器接收信号发射终端的高频波信号并发送给微处理器；本实施例中，微处理器设置有ERP管理***，可对资源进行有效的集成整合；
S2：微处理器根据高频波信号并利用基于RSS接收信号强度法和TDA到达时间差法计算获得箱体11与信号发射终端之间的距离及位置参数；
S3：将距离和位置参数置于一三维笛卡尔坐标系中，实现对信号发射终端的定位；
S4：微处理器驱动直流电机2控制主动轮13向信号发射终端的方向滚动；
S5：GPS定位***记录箱体11的行径路线，并通过GSM通信模块上传至一服务器；
S6：当距离大于一预设值时，通过微处理器控制一报警装置发出报警信号。
上提把手15，应力传感器获取箱体11的重量数据并将重量数据发送给微处理器，微处理器控制LED显示器3显示重量数据。本实施例中，LED显示器3会亮10秒，然后自动熄灭。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动跟人行李箱，其特征在于，包括一行李箱本体、两直流电机、一微处理器、一电池组、多个信号交互器和一信号发射终端；所述行李箱本体包括一箱体、一拖杆、两主动轮和两从动轮；所述拖杆固定于所述箱体的第一侧，两所述从动轮安装于所述箱体的第一侧的底部，两所述主动轮安装于所述箱体与所述第一侧对置的第二侧的底部；所述微处理器和所述电池组固定于所述箱体内侧的底部，所述信号交互器分别固定于所述箱体外侧顶部的不同顶角，所述信号交互器、所述电池组和两所述直流电机连接所述微处理器，所述信号交互器接收所述信号发射终端发射的信号，两所述直流电机分别与一所述主动轮传动连接。
2.根据权利要求1所述的自动跟人行李箱，其特征在于，包括四个信号交互器，所述信号交互器分别固定于所述箱体外侧顶部的四角，所述信号交互器采用UWB发射交互器。
3.根据权利要求2所述的自动跟人行李箱，其特征在于，还包括一GPS定位***和一GSM通信模块，所述GSM通信模块连接所述微处理器，所述微处理器通过所述GSM通信模块与一服务器通信连接，所述服务器与至少一移动智能终端通信连接。
4.根据权利要求3所述的自动跟人行李箱，其特征在于，还包括至少一应力传感器和一LED显示器，所述行李箱本体还包括一把手，所述把手连接所述箱体的顶部，所述应力传感器安装于所述把手的底面，所述LED显示器固定于所述箱体表面，所述应力传感器和所述LED显示器连接所述微处理器。
5.根据权利要求4所述的自动跟人行李箱，其特征在于，所述应力传感器采用半导体压阻型压力传感器。
6.根据权利要求4所述的自动跟人行李箱，其特征在于，还包括一USB接口组件，所述USB接口组件连接所述微处理器。
7.根据权利要求4所述的自动跟人行李箱，其特征在于，所述从动轮采用万向轮。
8.根据权利要求4所述的自动跟人行李箱，其特征在于，还包括一报警装置，所述报警装置连接所述微处理器。
9.一种基于权利要求4所述的自动跟人行李箱的工作方法，包括步骤：
S1：多个所述信号交互器接收所述信号发射终端的高频波信号并发送给所述微处理器；
S2：所述微处理器根据所述高频波信号并利用基于RSS接收信号强度法和TDA到达时间差法计算获得所述箱体与所述信号发射终端之间的距离及位置参数；
S3：将所述距离和所述位置参数置于一三维笛卡尔坐标系中，实现对所述信号发射终端的定位；
S4：所述微处理器驱动所述直流电机控制所述主动轮向所述信号发射终端的方向滚动；
S5：所述GPS定位***记录所述箱体的行径路线，并通过所述GSM通信模块上传至一服务器；
S6：当所述距离大于一预设值时，通过所述微处理器控制一报警装置发出报警信号。
10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于，还包括步骤：上提所述把手，所述应力传感器获取所述箱体的重量数据并将所述重量数据发送给所述微处理器，所述微处理器控制所述LED显示器显示所述重量数据。
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