CN209644172U - 一种智能警示箱包及智能警示*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种智能警示箱包，包括箱包本体，以及箱包本体上设置的Arduino主机，以及与所述Arduino主机连接的按键、磁控模块、状态指示灯、供电模块、报警模块、存储模块、RFID模块、运动传感器模块和显示模块。进一步包括***头。本实用新型还提出了一种智能警示***。本实用新型解决使用者遗忘物品或带错物品的问题，且对箱包内的物品进行智能化防盗警示保护。

Description

一种智能警示箱包及智能警示***

技术领域

本实用新型涉及箱包与智能技术领域，具体涉及一种智能警示箱包及智能警示***。

背景技术

信息技术发展迅速，新技术层出不穷且应用广泛，很多传统产品结合应用了信息技术。目前市场上出现了利用新技术来实现物品识别、称重、定位、防盗等新功能的各类箱包产品。例如，在箱包产品中，通过RFID模块识别放置在箱包内的设置在书本或其他物品内的无线标签，从而识别出放置在箱包中的书本或其他物品。例如，在箱包中设置能够实现对箱包拉链状态进行监测的防盗装置。但是，前述现有技术仍存在很多问题，例如，现有箱包产品中虽然可以识别包内物品，但是无法实现将包内物品与物品清单进行比对，将包内放置的书本与学习课程表进行比对。例如，现有技术虽然可以对箱包的拉链进行实时检测，但是无法实时监测该箱包的运动状态/该箱包是否发生了位移，因此无法向箱包使用者提供智能化的提示与报警。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明人从提出问题、分析问题、解决问题出发，对现有产品作了检索查新分析，结合学校老师的指导，创新设计了一种智能警示箱包，其可以实现物品识别与比对及提示、感知箱包状态和拉链状态，并根据不同手势，使箱包开启或退出保护状态，且根据箱包的使用场景给予使用者智能化防盗提示等功能。

本实用新型提出的一种智能警示箱包，采用单片机开发，且同时对无线标签、运动感知、磁控开关等进行综合集成开发的技术产品。本实用新型智能警示箱包集合采用了Arduino单片机并结合了RFID模块、运动传感器模块、时钟模块、存储模块、磁控模块、显示模块、灯光及声音报警模块、***头模块等，既具有防遗漏包内物品的提示功能，又具有防盗警示功能，更具有报警时记录相关影像的功能。

本实用新型提出的智能警示箱包，其包括箱包本体，以及设置在所述箱包本体上的Arduino主机，以及与所述Arduino主机连接的按键、磁控模块、状态指示灯、供电模块、报警模块、存储模块、RFID模块、运动传感器模块、显示模块。

本实用新型还提出了一种智能警示***，其中，所述智能警示***包括Arduino主机，以及与所述Arduino主机连接的按键、磁控模块、状态指示灯、供电模块、报警模块、存储模块、RFID模块、运动传感器模块、显示模块。所述智能警示***可应用于箱包中。

其中，所述按键用于控制所述智能警示***的开启和关闭。

其中，所述供电模块用于向所述智能警示***提供电源。

其中，所述RFID模块设有RFID天线和RFID标签；优选地，所述RFID标签为无线标签。其中，所述RFID标签设置在物品上，其包含有对应物品的信息；所述RFID天线识别相应的设置在物品上的RFID标签(物品标签)的信息，并将该识别的信息传输给Arduino主机。

其中，所述存储模块为SD卡，用于存储放置于箱包内的一个或多个物品的RFID标签信息以及物品清单上所列示的信息。例如，分别在每一本课本上设置有物品RFID标签信息，课本的数量可以是一本或一本以上，与物品清单上的物品数量相对应。

其中，所述Arduino主机将接收到的由RFID模块传输的信息与存储模块(SD卡)中的物品清单进行比较，给出需要但还未放入包内的物品，不需要但已放入包内物品的提示，并通过显示模块进行显示。

其中，所述显示模块为液晶显示屏，用于显示存储模块存储的物品清单信息(即应当携带的物品信息)，以及上述物品的比对信息(即放置于箱包内的实际携带物品是否与应当携带物品保持一致)等提示。显示模块还可以是通过无线信号传输模块与Arduino主机连接的移动终端，用来显示信息。

其中，所述运动传感器模块用于感知箱包的运动状态(即“行走”)或静止状态(即“停止”)，并对走动步数进行计数，获得的状态信息和步数信息传输给Arduino主机，可以用于进一步提供智能化的防盗提示。

其中，所述磁控模块包括成对的磁控开关和磁铁；其中，所述磁控开关设置在拉链的闭合位置处，磁铁设置在拉链的拉环内侧。一个磁控开关和一个磁铁相对应，成组后对一条拉链的开合状态进行监测，其通过感应拉链拉环内侧的磁铁，来感知拉链距离磁铁的位置，以检测拉链是否完全闭合。磁控开关、磁铁的数量可以为一个或多个。优选地，所述智能警示箱包设置有两个磁控开关。监测获得的拉链开合状态信息传输给Arduino主机，该信息可以通过显示模块进行显示。

其中，所述智能警示箱包进一步包括与所述Arduino主机连接的行走指示灯。

Arduino主机接收到的由运动传感器模块和磁控模块传输的信息，通过状态指示灯进行提示，即提示所述智能警示箱包是处于运动状态即“行走”还是处于静止状态即“停止”、拉链是打开状态还是闭合状态。例如，状态指示灯可设置有四种状态，包括分别显示“绿色”、“蓝色”、“红色”的打开状态、“状态灯全部关闭”的闭合状态。当所有拉链均为闭合状态时，状态指示灯指示“关闭”；当有拉链处于拉开状态并且处于“停止”状态时，状态指示灯为“绿色”；当有拉链拉开并且处于“行走”状态且在五步以内时，状态指示灯为“蓝色”；当有拉链拉开并且处于“行走”状态并且行走超过五步以上之时，状态指示灯为“红色”，并且同时触发报警模块给出报警提示。

其中，所述报警模块设有喇叭和/或报警灯带。其可以给出所述箱包的上述物品信息和防盗保护提示等。

其中，所述智能警示箱包进一步包括与所述Arduino主机连接的时钟模块，用于读取当时日期与时间，如，根据当天日期、当天所在的周或月读取相对应的课程表，或者根据时间读取相对应的会议资料清单，即，可根据不同时间，给出更符合用户需求的物品清单信息。

其中，所述智能警示箱包进一步包括与所述Arduino主机连接的***头；所述***头设置在箱包本体外部。

本实用新型中，液晶显示屏、运动传感器、时钟模块是通过标准的I2C(Inter-integrated Circuit总线支持设备之间的短距离通信，用于处理器和一些***设备之间的接口)接口与Arduino主机进行联接。RFID模块通过标准的COM(串口通信协议)接口与Arduino主机进行联接。SD卡模块是通过SPI(Serial Perripheral Interface,串行***设备接口)与Arduino主机进行联接。其他的如按键、磁控模块/磁控开关、状态指示灯、报警模块等全部接在Arduino主机的数字接口上。以上各模块通过运行在Arduino主机上的软件予以统一管理与使用。移动电源通过USB向Arduino主机供电。

在一个具体实施方案中，本实用新型智能警示箱包及智能警示***中，包括：

a)SD卡，其存储了物品(课本)标签信息与物品清单的信息。

箱包中应当放置或已经放置的物品与物品清单的内容形成对应关系。例如，一个在校学生的书包中，在箱包内实际放置的一件或数件物品(如，一本或多本的学习课本)，物品清单是指一份与学校规定的课表信息相对应的该学生应当携带的课本的清单。

本实用新型中，箱包的使用者包括学生、成年人、公务人员、企业管理人员、通勤者、老人等任何年龄或任何职业的人。箱包中可放置的物品，包括但不局限于课本、作业本、重要公文与商务文件、工具、食品、钥匙、手机、衣物等任何用品。

本实用新型中，设置在物品上的RFID标签与物品之间是方便拆卸安装或取下的。

b)RFID天线，其负责检测箱包内实际上是否包括了/带齐了所需要的物品(课本)的全部的标签，将识别出的包内的物品标签信息传输给Arduino主机。

c)Arduino主机，其负责读取SD卡中的物品清单信息(如课程表)，检测按键外部中断，并控制RFID模块识别，RFID模块负责识别包内物品并将信息传送到Arduino主机，由Arduino主机与SD卡中的物品清单进行比较，给出需要但还未放入包内的物品，不需要但已放入包内物品的提示。例如，如果所述箱包为书包，则根据时间查看当天课程表(SD卡中)，给出当天需要但还未放入包内的课本信息，当天不需要但已放入包内的课本信息的提示，这些信息由液晶显示屏显示。

d)液晶显示屏，其在收到来自Arduino主机的提示信息后，可以显示并告知使用者该箱包中的物品(如课本)携带情况。具体来说，通过液晶显示屏给出需要或不需要携带的提示。如，应当/需要携带的物品但包内没有的，则会在液晶显示屏上显示“+物品名称”。如，不需要携带的但已放置在包内的物品，则会在液晶显示屏上显示“-物品名称”。当箱包内放置的物品正好与物品清单(今日课程表)一致，则显示“物品携带正确(OK)”。上述信息也可以通过移动终端来实现，或通过报警模块给出提示语音。

e)运动传感器，用于实时监测箱包的状态，包括“静止”、“行走”状态，目的是提供智能化的报警模式。具体来说，如，当箱包处于普通模式(适用于教室或会议室)时，并且监测箱包处于“静止”状态时，拉链被拉开的情形下，为使用者正常取放物品的动作，因此不予声音报警，但通过灯带的亮灭闪烁给与提示。如，当箱包处于保护模式时，箱包处于“静止”情况下，拉链被拉开的情形下，即进行声音与灯带的报警。如，当监测箱包处于“行走”状态时，若拉链被拉开，并且累计步数超过五步的情形下，即进行报警；报警后，当拉链被合上，报警即停止。此外，当用户听到报警后停止脚步，检查箱包，这时警报会延时五秒后停止。

f)磁控模块中，磁控开关通过感应拉链拉环内侧的磁铁，来感知拉链距离磁铁的位置，以检测拉链是否完全闭合。

g)声音报警模块，其通过播放特定的警报声音，提示使用者(例如，学生)箱包拉链未完全闭合。物品未带齐的情形下，也可采用声音报警，但具体缺失的物品名称可以由液晶显示屏来提示。

h)***头可起多个作用，包括：一，记录相关影像。如，可以在警报响起时，记录箱包后部的相关影像。二，Arduino主机可以通过***头采集的特定信息(如，使用者预先设定的手势、人脸表情或其他图像等信息)使箱包进入不同的模式，包括普通模式和保护模式，开启或关闭保护模式。如，当箱包正常使用时，当箱包拉链全部拉上后，在***头前展示“拳头”手势，即可使箱包进入保护模式；当在***头前展示“V”手势，即可使箱包退出保护模式返回普通模式。所述特定信息与箱包模式(普通模式和保护模式)的对应关系，可事先录入智能警示***。

i)状态指示灯，其提示箱包是否处于“行走”状态，并提示拉链开合状态。例如，状态指示灯分成绿、蓝、红三色与关闭，即四种状态。当所有拉链闭合时，状态指示灯关闭；当有拉链拉开，并处于“停止”状态时，状态指示灯为绿色；当有拉链拉开，并处于“行走”状态且在五步以内时，状态指示灯为蓝色；当有拉链拉开并处于“行走”模式并行走五步以上，状态指示灯为红色，并触发报警。

j)行走指示灯，当箱包处于“行走”状态时，行走指示灯根据步行节奏呈现出交替闪亮状态。

k)供电模块即电源，其可以采用手机移动电源供电。供电的方式不受局限，可以采用现有技术中任何可行的方式。

本实用新型的有益效果包括如下：

本发明人和指导老师作为共同发明人提出了一种创新设计的智能警示箱包及一种智能警示***，通过技术开发整合，合成为一个***整体，使用户使用更为方便，为用户提供了完善的物品遗忘提醒功能，为用户提供了箱包的智能化防盗功能。

本实用新型中，通过检测箱包中的物品并与物品清单进行对比，通过液晶屏给出相应提示。以上功能可以扩展为在书包中的应用，检测书包中的课本，并与当天课程表进行比对，提示哪些课本未携带、哪些课本多带。也可以扩展为公文包，确保不会遗忘重要公文。也可以扩展为旅行箱，确保不会遗忘重要旅行物品。本实用新型智能警示箱包及智能警示***能够实时监测书包拉链状态与所处的行走或静止状态，并给与智能化的防盗提示。

区别于现有技术，本实用新型中，采用RFID技术与物品清单或课程表相结合，并给出少带或多带物品的提示。本实用新型中采用磁控开关对拉链进行监测，并结合智能化的运动传感器感知箱包的运动或静止状态，并给与智能化的防盗提示。

本实用新型中，将以上技术与功能集成到一个箱包产品中，可以解决用户遗忘或带错物品的痛点，同时在箱包的使用全过程中，对箱包内的物品进行智能化的防盗保护。

本实用新型中，将箱包物品识别技术与物品清单(例如，课本与课程表)进行比对，智能化地给出使用者应当携带、应当正确携带的物品的携带提示，确保不带错物品或不遗漏物品。

本实用新型中，除了实时监测箱包的拉链状态，同时实时监测箱包的运动状态，综合拉链与箱包的运动状态，根据不同的运动状态智能化的进行声音与灯光报警。

本实用新型中，以上两个功能还可以进一步整合***头，当拉链拉开后持续记录相关影像并保存到SD卡中，如发生物品遗失，可通过调阅影像取得相关证据。同时***头还可用于智能信息识别(如手势识别)，通过手势识别可以开启保护模式与关闭保护模式。

附图说明

图1是本实用新型智能警示箱包及智能警示***的组成部件与Arduino主机的连接关系示意图。

图2是本实用新型智能警示箱包及智能警示***的原型机结构图。

图3a是本实用新型箱包本体背面的示意图。

图3b是本实用新型箱包本体背面内部的示意图。

图3c是本实用新型箱包本体侧面的示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。

如图1、2、3a、3b、3c中，1-Arduino主机；2-按键；3-磁控开关；31-磁铁；4-状态指示灯；5-供电模块；6-报警模块；61-喇叭；62-报警灯带；7-存储模块；8-RFID模块；81-RFID天线；82-RFID标签；9-运动传感器模块；10-显示模块；11-时钟模块；12-***头；13-无线信号传输模块；14-行走指示灯；a-背带；15－箱包本体。

如图1、2、3a、3b、3c所示，本实用新型智能警示箱包，包括箱包本体15，以及在箱包本体上设置的Arduino主机1、扩展板(含SD卡)、运动传感器模块9、时钟模块11、报警模块6、RFID模块8、状态指示灯4、供电模块5。优选地，这些组成部件也可以整合在一个设备盒中，将该设备盒安装在箱包本体夹层内，优选地，安装的夹层具***置可以依据箱包的不同类型或需求进行调整。

本实用新型智能警示***，如图1、2、3a、3b、3c所示，包括Arduino主机1，以及与所述Arduino主机连接的按键、磁控模块、状态指示灯、供电模块、报警模块、存储模块、RFID模块、运动传感器模块、显示模块。所述智能警示***可用于箱包中。

其中，按键2、液晶显示屏10，设置在智能警示箱包内，优选地，可设置在箱包内或箱包上的便于使用者操作与阅读的位置。所述按键2用于识别箱包的物品并与物品清单进行比对，显示模块10如液晶显示屏用于显示比对后的提示信息。

其中，在智能警示箱包的拉链拉环内侧设置磁铁31，在拉链闭合位置处设置磁控开关3，一个磁控开关3和磁铁31成组后对一条拉链开合状态进行监测。磁铁与磁控开关的数量可以一个或多个，可成对设置。具体设置的数量可以根据箱包的拉链数量而设置。

其中，报警模块6的喇叭装置61设置在箱包内。优选地，如图3C，在安装喇叭装置61的相应位置处可设有传声孔，以便于让报警声音向外传送播放。

其中，报警模块的报警灯带62设置在箱包外部或背包的前背包带，如图3C中所示的背带a上，方便箱包用户或路人观察到。

其中，***头12设置在智能警示箱包的中上部，报警时用于记录现场的相关影像。

其中，RFID标签82设置在智能警示箱包内的物品(如书本上)，或放置在箱包内部。优选地，为无线标签。

本实用新型智能警示箱包内上述部件相互之间的连接关系，如图1所示，本实用新型智能警示箱包中的各个组成部件与主机的连接关系示意。软件集成开发是在此联接的基础上完成的。液晶显示屏、运动传感器、时钟模块是通过标准的I2C(Inter-integratedCircuit总线支持设备之间的短距离通信，用于处理器和一些***设备之间的接口)接口与Arduino主机进行联接。RFID模块通过标准的COM(串口通信协议)接口与Arduino主机进行联接。SD卡模块是通过SPI(Serial Perripheral Interface,串行***设备接口)与Arduino主机进行联接。其他的按键、磁控模块/磁控开关、状态指示灯、报警模块全部接在Arduino主机的数字接口上。以上模块通过运行在Arduino主机上的软件予以统一管理与使用。移动电源通过USB向Arduino主机供电。

如图2所示，为了将Arduino主机与各类模块搭建成原型样机，用于开发调试，实线框表示第一层，虚线框表示在第二层。考虑到可靠性、使用便利性、尺寸等因素，因此采用以下思路进行设计制作。优选地，底板采用亚克力玻璃，通过铜柱及螺丝将各模块固定在亚克力玻璃底板上。模块间通过接插线进行电路联接。优选地，为了缩小尺寸，将开发调试时不需要观察的模块放在其他模块之下(如：时钟模块、运动传感器、喇叭等)。优选地，同时将按键与液晶显示屏布置在一起，将二个磁控开关布置在一起，方便开发调试时的操作。

本实用新型智能警示箱包的使用及工作流程，如：

a)***初始化；

b)读取SD卡中的物品清单或课表信息；

c)显示课表，或显示需要添加进包与移出包的物品(课本)信息；

d)触发按键读取课本RFID标签；

e)通过惯性运动传感器，实时监测书包是否处于“行走”状态。

f)通过磁控开关，实时监测拉链是否完全闭合。

根据拉链是否闭合，结合“行走/静止”状态，通过声音模块予以报警。见下表1。

表1

一实施例中，本实用新型的使用操作，如下：

1.将本次外出需要携带的物品清单(如，学生可以根据时间读取当天课程表，确定当天上学应当携带的课本或作业本的清单)导入SD卡中，将SD卡***卡槽，接入移动电源，智能警示箱包的警示***开始启动。

2.液晶显示屏上会显示应当/需要携带物品的名称(例如，显示今天需要携带的课本的清单)。

3.按键开启后，RFID模块与天线会扫描箱包内实际上已经放置在内的物品(如，一本或多本课本)，该物品上设置有标签，同时，与物品清单(如，与该学生的当天课程表相对应的应当携带的物品清单)进行比对。此时，液晶屏上出现提示信息，提示信息包括：应当/需要携带的但还没有放入箱包内的物品名称，不需要携带的但却已经被放置在箱包内的物品名称等信息。此时，使用者(学生)可依据提示重新放置箱包内的物品。在重新调整箱包内的物品之后，使用者再次重新开启按键，并再次进行扫描、比对，直至确认携带的物品完全正确为止。

4.箱包的智能化防盗模式：当箱包处于“行走”模式之时，同时监测拉链的状态，即进行智能化的防盗模式。智能化的防盗模式是指结合了运动传感器，并对走动步数进行计数；只有当拉链被拉开并“行走”的走动步数达到五步以上(包括五步)才予以报警。进一步地，当报警发生之后且“静止”五秒后才予以停止声音报警，但灯带交替闪烁报警将持续，直到将拉链重新合上。以上设计，主要考虑到在公共场合长时间开启声音报警可能会影响周边人群，因此当箱包主人听到警报并停下后5秒关闭警报，但仍采用灯带进行警示。如在拉链未闭合前，箱包主人再次行走，警报将再次响起。通过提供这些功能，使报警更符合箱包用户的使用场景，给予用户更好的体验。

本实用新型采用单片机开发技术，通过将时钟模块、SD卡、RFID模块、液晶显示屏、运动传感器、磁控模块/磁控开关、报警模块、状态指示灯等模块进行有机集成。特别是将物品清单(如与课程表对应的应当携带的物品清单)存入SD卡中，可以与箱包内的物品进行比对。同时将对拉链实时监测与运动传感器相结合，根据箱包的运动状态给予智能化报警提示。本实用新型的创新改进及应用，可以大幅度提高智能警示箱包的使用效果与体验。

本实用新型保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，且以所附权利要求书为保护范围。

Claims (10)

1.一种智能警示箱包，包括箱包本体，其特征在于，所述箱包本体内设置有Arduino主机，以及与所述Arduino主机连接的按键、磁控模块、状态指示灯、供电模块、报警模块、存储模块、RFID模块、运动传感器模块和显示模块。

2.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述磁控模块包括磁控开关和磁铁；所述磁控开关设置在箱包本体拉链的闭合位置处，所述磁铁设置在所述拉链的拉环内侧。

3.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述报警模块包括喇叭和/或报警灯带；所述报警灯带固定在箱包本体的背带上。

4.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述存储模块为SD卡。

5.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述RFID模块包括RFID天线和RFID标签。

6.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述显示模块为：设置在箱包本体上的液晶显示屏、和/或通过无线信号传输模块与所述Arduino主机连接的移动终端。

7.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述智能警示箱包进一步包括与所述Arduino主机连接的时钟模块。

8.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述智能警示箱包进一步包括与所述Arduino主机连接的***头。

9.如权利要求1所述的智能警示箱包，其特征在于，所述智能警示箱包进一步包括与所述Arduino主机连接的行走指示灯。

10.一种智能警示***，其特征在于，所述智能警示***包括Arduino主机、与Arduino主机连接的按键、磁控模块、状态指示灯、供电模块、报警模块、存储模块、RFID模块、运动传感器模块和显示模块。