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文檔簡介

1、智能旅行箱初步設(shè)計方案目錄第一章 設(shè)計背景概述在物聯(lián)網(wǎng)大行其道的時代,出現(xiàn)了百花爭鳴的智能設(shè)備創(chuàng)新階段,無論個人還是單位,公司規(guī)模相繼投資研發(fā)新的智能設(shè)備。而智能旅行箱從第一代問世至今還不足5年,就目前而言在國內(nèi)能夠推出該設(shè)備的企業(yè)僅有幾家,而在國外已經(jīng)有數(shù)十家科技企業(yè)研發(fā)出了該設(shè)備,而且在技術(shù)上驗證了是可行的。就市場規(guī)模而言,估計全球范圍內(nèi)有200億美元的市場。智能旅行箱是針對經(jīng)常出差旅行的用戶而設(shè)計的,國內(nèi)約有100多萬白領(lǐng)階層人士經(jīng)常異地出差,傳統(tǒng)的旅行箱經(jīng)常出現(xiàn)丟失,損壞,無法高效利用剩余資源,給用戶造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。而且就國內(nèi)而言,還是個新興市場。若是早能進(jìn)入該市場,就能主導(dǎo)市場

2、的發(fā)展。短期內(nèi),就本項目而言主要是通過技術(shù)上驗證可行性。第二章 功能設(shè)計與實施方案概述序號功能實現(xiàn)原理1位置分享,位置分享可分為近距離(10米以內(nèi))和遠(yuǎn)距離(全球范圍內(nèi))。用戶可以通過手機(jī)終端或其他終端實時查看箱體當(dāng)前所處的位置。并且提供相應(yīng)的距離報警提示功能。近距離可以通過藍(lán)牙技術(shù)和室內(nèi)定位技術(shù)實現(xiàn);遠(yuǎn)距離是通過GPS或北斗定位系統(tǒng)實現(xiàn)。2遠(yuǎn)程控制,在聯(lián)機(jī)模式下可以通過手機(jī)等智能終端進(jìn)行加密、解鎖和行駛控制。通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)控制終端和箱體之間的實時通信。3自動行駛、導(dǎo)航功能。當(dāng)用戶設(shè)定目的地之后,首先自動規(guī)劃行駛路徑,用戶可以在終端實時查看行駛情況。另外,可以自動跟蹤用戶的位置,自己駕駛過去

3、。在聯(lián)機(jī)模式下,將經(jīng)緯度信息發(fā)給百度地圖,通過百度地圖功能自動選擇行駛路徑,需要通過百度地圖API實現(xiàn)。在脫機(jī)模式下,需要用到模式識別和機(jī)器學(xué)習(xí)功能,用于自動識別路線信息,并且可以在復(fù)雜道路環(huán)境下運行。此模式為后期開發(fā)功能。4自動蔽障功能,可以自動探測10米以內(nèi)障礙物體,包括路線寬度是否達(dá)到正常行駛要求,結(jié)合GPS定位系統(tǒng),提前修正行駛路線。利用超聲波、紅外線、攝像頭等測距設(shè)備。5代步車功能,當(dāng)用戶需要代步時,可以直接坐在箱體上將其運送至目的地。載重負(fù)荷設(shè)計在200kg左右,在用戶操控模式下最高時速達(dá)15公里,在自動模式下最高10公里。需要一個體積小、輸出功率大的電機(jī)系統(tǒng)。6自動充電功能,當(dāng)用

4、戶手推箱體時會自動給內(nèi)置電池充電,達(dá)到高效利用能源功能。其次還可以給其他智能設(shè)備充電。首先,配備一定的傳感器用于判斷用戶是否手推,其次需要一個高效率的發(fā)電系統(tǒng)。以便將動能轉(zhuǎn)化為電能,以滿足充電要求。7汽車站識別、機(jī)場、港口、碼頭以及火車站識別等功能。這部分功能主要是為了迎合公共設(shè)施智能化發(fā)展趨勢。借助GPS定位系統(tǒng)判斷當(dāng)前位置是否在目的場合內(nèi),例如智能機(jī)場,當(dāng)箱體從外界進(jìn)入機(jī)場后,智能機(jī)場會自動分發(fā)一些有用信息給其,如3D地圖,它會根據(jù)該地圖獲取導(dǎo)航路線,并提供用戶需要的服務(wù)。8 稱重功能,當(dāng)用戶所攜帶的物品重量超過額定值時,就會自動關(guān)閉電源。防止用戶非法使用。通過力學(xué)傳感器實現(xiàn)。9年齡管理功

5、能,當(dāng)錄入用戶年齡、體力等數(shù)據(jù)之后,它會自動限制箱體負(fù)載以方便用戶托運。例如當(dāng)老弱病殘用戶使用該旅行箱時,會自動限制負(fù)載重量。通過力學(xué)傳感器、用戶數(shù)據(jù)管理軟件實現(xiàn)。高級功能提供圖像識別年齡功能。第三章 系統(tǒng)設(shè)計概述圖3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化圖如圖3.1所示為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化圖,該系統(tǒng)可分為本地和遠(yuǎn)程兩大部分。本地是指由智能旅行箱體構(gòu)成的獨立系統(tǒng);遠(yuǎn)程是由衛(wèi)星、百度地圖服務(wù)器和安卓智能手機(jī)客戶端構(gòu)成。本地和遠(yuǎn)程可通過GPS、WIFI、藍(lán)牙和移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接,并且設(shè)備必須能夠訪問網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)對百度服務(wù)器的訪問。在本地中,主要由圖中左半部分子系統(tǒng)構(gòu)成。大致工作流程如下:1、 硬件啟動、自檢。2、 微處理器加

6、載操作系統(tǒng),并運行本系統(tǒng)應(yīng)用程序。3、 連接網(wǎng)絡(luò)以獲取GPS定位數(shù)據(jù)、加載離線或線上地圖、連接客戶端。4、 獲取傳感器數(shù)據(jù),包括圖像、距離、重力數(shù)據(jù)。5、 等待用戶指令。6、 收到關(guān)機(jī)指令、硬件故障等會關(guān)機(jī)。以上步驟在正常情況下都會執(zhí)行。一、 硬件設(shè)計參考1開發(fā)套件NI MyRIO嵌入式板卡Intel Edison2微處理器取決于套件3內(nèi)存設(shè)備取決于套件4攝像頭USB2.0 1280*800+6顯示器尺寸:0.99寸 材質(zhì):LED/LCD 接口:SPI/UART7鍵盤定制8指紋識別模塊R301(暫定)9箱體底盤定制10重力傳感器11WIFI模塊取決于開發(fā)套件(802.b/n/g)12藍(lán)牙模塊取

7、決于開發(fā)套件13GPS模塊UBLOX144G通信模塊龍尚U8300 LTE(待選)二、 軟件設(shè)計參考1本地操作系統(tǒng)WindowsLinux2本地應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境LabVIEW/VS2015Eclipse3本地驅(qū)動程序開發(fā)環(huán)境取決于套件4安卓移動客戶端開發(fā)環(huán)境Eclipse或同等開發(fā)環(huán)境5百度地圖API服務(wù)所支持的接口Web安卓和IOS6前期算法驗證LabVIEW7路況(模式)識別等高級功能LabVIEW8第四章 研究計劃一、日程計劃2016年1月至3月完善初步設(shè)計方案,包括初步功能實現(xiàn)目標(biāo)、本遠(yuǎn)程設(shè)計方案細(xì)則2016年4月根據(jù)情況購買硬件2016年5月-6月制定模塊調(diào)試計劃,并且按照計劃施行2

8、016年7月-8月系統(tǒng)調(diào)試2016年9月完成第一期開發(fā)根據(jù)當(dāng)時情況是否進(jìn)行功能升級如果在此過程中,若遇到有新的比賽項目,可以適當(dāng)調(diào)整項目進(jìn)程,協(xié)調(diào)好時間。二、 功能規(guī)劃序號期功能備注11通過本地控制面板實現(xiàn)指紋加鎖、解鎖、快速解鎖快速解鎖僅限于緊急情況下使用21通過手機(jī)解鎖、加鎖31通過手機(jī)控制箱體運動方向?qū)儆陂_環(huán)控制41本地以藍(lán)牙、GPS、WIFI、移動網(wǎng)絡(luò)的方式與手機(jī)客戶端通信位置共享、距離檢測51本地通過百度地圖API函數(shù)實現(xiàn)位置共享、路徑規(guī)劃、自動導(dǎo)航61本地驅(qū)動測距儀獲取周圍環(huán)境紋理信息、空間信息空間信息以箱體為中心,方圓10米以內(nèi)幾何體信息71本地驅(qū)動編碼器實現(xiàn)自動測速81本地驅(qū)動

9、伺服驅(qū)動系統(tǒng)執(zhí)行用戶控制命令或?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)速用戶控制屬于開環(huán)控制,自動調(diào)速屬于閉環(huán)控制91本地驅(qū)動剎車系統(tǒng)執(zhí)行用戶加鎖命令、解鎖命令在加鎖狀態(tài)下,不僅不能打開箱蓋,而且制動車輪,使之不便于搬運101本地驅(qū)動力學(xué)傳感器實現(xiàn)重量檢測111本地驅(qū)動圖像傳感器實現(xiàn)拍攝圖像簡易汽車記錄儀121本地驅(qū)動供電系統(tǒng)實現(xiàn)電池監(jiān)控狀態(tài)檢測與管理剩余電量、充電檢測、電壓檢測、電流檢測131本地驅(qū)動發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)充電在用戶推箱體時,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并為內(nèi)置電池充電141手機(jī)端共享內(nèi)容:位置信息、解鎖狀態(tài)、百度地圖截圖(自動更新)、行徑路線、剩余電量、電池狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)、速度、圖像信息(僅限于WIFI網(wǎng)絡(luò))、箱體負(fù)載

10、質(zhì)量手機(jī)端主要通過安卓服務(wù)訪問百度地圖API151手機(jī)操作內(nèi)容:運動方向、解鎖、加鎖、設(shè)定報警距離、負(fù)載上限、控制模式自動/手動、年齡權(quán)限管理161LabVIEW上位機(jī)共享內(nèi)容:相對于手機(jī)端,增加了紋理信息LabVIEW和本地主要通過Web服務(wù)訪問百度地圖API172基于labVIEW平臺自動建立3D模型182基于labVIEW平臺機(jī)器學(xué)習(xí)功能、數(shù)據(jù)挖掘在離線狀態(tài)下,行駛到新的環(huán)境,首先搜索是否曾經(jīng)遇到過,若遇到過將之前的3D導(dǎo)入,再規(guī)劃行徑路線1923D模型共享,將數(shù)據(jù)信息共享給企業(yè)應(yīng)用,進(jìn)一步挖掘分析。幫助地圖服務(wù)商采集實時地理信息201本地界面操作內(nèi)容:運動方向控制、解鎖、加鎖控制、快速解鎖、開關(guān)機(jī)注:1表示第一期目標(biāo);2表示第二期目標(biāo)三、 其他計劃1發(fā)表一篇國家

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