学生智能安全随行书包制造技术

本发明专利技术提供了一种学生用智能安全随行书包的实现方法，其重点在于综合利用智能硬件/软件技术、无线遥控技术、红外传输技术、自动控制技术、安全技术和高科技材料技术来设计一种学生用智能书包，以有效地解决学生负重和安全的双重问题。书包本身也可以看做是一种智能机器人。

Student intelligent safety accompanying schoolbag

The invention provides a method for realizing intelligent and safe accompanying schoolbag for students. The key point of the method is to design an intelligent schoolbag for students by using intelligent hardware/software technology, wireless remote control technology, infrared transmission technology, automatic control technology, safety technology and high-tech material technology, so as to effectively solve the students'burden. And security. The schoolbag itself can also be regarded as an intelligent robot.

【技术实现步骤摘要】
学生智能安全随行书包
本专利技术横跨智能物联网（IOT）和智能机器人两个应用领域，涉及智能硬件/软件技术、无线遥控技术、红外传输技术、自动控制技术、人身安全和材料技术等专业领域。
技术介绍
随着社会的发展和进步，进入校园的学生人数越来越多，尤其是广大的中小学生。激烈的竞争导致学业沉重，直接体现在学生的书包上。对广大的小学生、中学生而言，动辄几公斤的负重对他们还没有发育成熟的身体来说是个沉重的负担。另外，书包作为学生最重要的装备，要在一定程度上能够起到安全辅助作用。如何能让小学生们轻轻松松、高高兴兴、安安全全去上学是正是本专利技术要解决的问题。目前市场上已有的智能书包存在以下几个问题：1）基本还是背负式，不能解决负重的问题；2）具有拉杆功能，能在一定程度缓解但不能最大程度地解决负重问题；3）安全功能单一，主要是GPS跟踪/防走失，定位精度很低，根本不能应对突发情况；4）一些日本产品具有钢板抗震、落水漂浮等极少用到的功能，与学生安全没有本质的关系，而且加重了书包本身的重量；5）采用普通材料，书包易破损，而且不具有防护功能。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题是，利用智能硬件/软件技术、无线遥控技术、红外传输技术、自动控制技术、安全技术和高科技材料技术来设计一种学生用智能书包，以有效地解决学生负重和安全的双重问题;书包本身也可以看做是一种智能机器人:1.智能书包内嵌智能硬件平台和安全软件系统，统一管理相关功能，硬件底层加密，确保系统安全；同时具有无线通讯功能，支持广域无线网络和WIFI、BT、GPS、红外等多种局域或近距无线通讯功能;学生和智能书包之间形成安全的一对一的绑定关系，当孩子行走时，智能书包在轮子的带动下即会跟着孩子一同行走，间距默认设置50CM，可调节;孩子左转，书包左转；孩子右转，书包右转；孩子停，书包停；孩子倒退，书包倒退;书包具有智能越障能力，也能够行走在普通楼梯上;2.安全方面，通过红外、BT、Wifi等多种技术在书包和学生（要佩戴相应的手环、鞋子、衣服等穿戴设备）之间形成一对一的绑定关系，私有密码保护;书包和学生之间超过一定距离，书包会产生声/光报警；同时，采取学生主动参与和智能书包自动的方式拨打学生家长电话，进行安全通告;学生家长也可通过手机上的APP及时主动查询学生状况;采用GPS、WIFI、BT、红外等多种方式对学生和书包进行综合定位，保证了定位的精确性;3.控制及互动方面，有几种方式：智能书包具有语音识别功能，能够按照学生的语音指令行动；学生也可以通过手机app，智能手表或手环等其他方式与书包产生互动;4.书包材料，现阶段可采用碳纤维材料，将来可采用石墨烯材料，轻薄坚固，不易变形，耐磨损，不易穿透；在极端、紧急和异常状况下，能够对学生的身体形成较强的防护和支撑作用;材料防水，可以更好地保护书包内部;方便造型，外型可采用各种受欢迎的卡通等造型，后续也可衍生为成人用行李箱、背包等;5.书包内置电池，可使用充电电池或普通干电池，后续可实现太阳能充电;6.机电控制方面书包采用四通道设计，即发射器上分别有控制1、2通道和3、4通道的动作指令;对应左轮轴和右轮轴方向的控制动作进行微调;刹车、倒车和油门共用一个通道;不同通道的发射、接收指令信号，控制X、Y轴的机械动作;孩子踩住鞋子，即是刹车指令，孩子开始走路，即发射书包行驶指令，书包前进/后退，红外感知孩子转弯;以红外技术为例，主要集成电路控制器原理方框图设计如图2所示;该电路由红外发射和红外接收两部分组成，其中发射由编码电路和RF发射电路组成;红外编码电路具有5种编码功能，其中F/B用于控制伺服电动机的前进、后退；L/R用于控制伺服电动机的左转、右转;turbo用于加速;红外光波长一般为0.76~1.5Um，易受可见光的干扰，需使用编解码器;红外发射器中包含指令编码及红外管的驱动两大部分;发射器的指令编码部分可用高频振荡器代替，该振荡器发出的高频振荡信号经放大驱动红外发光管，使红外发光管在脉冲驱动电流的驱动下，发出同频率的脉动红外光;接收器装置在后侧靠下部;是用来接收从发射器传来的指令信号，经过光电转换、频率放大、解码等处理后，指挥轴杆作出与发射机指令相对应的动作;光电转换即为光敏管将收到的红外光转换为电信号，频率选择电路则实现对特定频率作出响应;该接收器在对电信号的红外接收管的输出，经多级前置放大器放大后，输入V02的1脚，当1脚输入信号的频率落在其内部压控振荡器中心频率附近时，逻辑输出的V02脚将由高电平变为低电平，输出一个负脉冲;利用这一脉冲即可置单片机实现跟踪器输出的信号的检测，并由单片机实现轴杆电机的驱动，完成红外跟踪目的;轴杆伺服器，是把从接收器传来的信号转换为机械动作的一种机电一体的装置;主要作用是指导接收器收到的电信号转换成相应的机械动作，以完成方向和速度的控制;电子调速器，是动力输出控制装置;它接收来自接收器的信号，并控制轴杆的转速和正转反转。附图说明图1为本专利技术的结构示意图图2为本专利技术的总原理图图3为硬件控制图图4发射电路内部结构图图5发射电路外形封装图图6解码电路内部结构图图7解码电路外部封装图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明（以红外通讯方式为例，BT/WIFI类似）,如各图所示，本专利技术用到的模块如下：发射模块发射模块在电路中是一个元器件模块，对外引出线有接线桩头;根据其引脚定义进行应用;有5个管脚，对应5种编/解码功能;如图4所示;模块的工作电压为2.5~5.0V，当鞋子启动电源开关时，芯片通电，振荡器开始工作；当鞋子关闭电源开关时，芯片断电，振荡器停止工作，减少工作电流;控制电路的内部结构如图4所示;内部主要由输入电路、编码电路、振荡电路、时序产生器电路和输出电路组成;输入电路有5个输入管脚，分别与5个功能键forward(前进)、backward(后退)、rightward(向右)、leftward(向左)和turbo(加速)相对应;芯片中的编码电路向SO和SC两个输出管脚发送数字码，数字码与定义的功能按键相对应;外形封装如图5所示;编码器SO管脚输出的编码数字信号和输出的数字载波信号同时加到基极后，经调制、滤波后便由天线发射出去;编码电路主要管脚说明管脚号管脚名功能说明1Right带有上拉电阻，该脚接地选择右转功能2Test带有上拉电阻，测试端;此脚用于测试方向3GND电源负极4Backward带有上拉电阻，此脚接地选择后退功能5Forward带有上拉电阻，此脚接地选择前进功能6Turbo带有上拉电阻，此脚接地选择加速功能7SC带有载波频率的编码信号输出端，用于红外遥控8SO不带有载波频率的编码信号输出端，用于红外遥控9Vcc电源正极10PC电源控制输出端11OSCO振荡器输出端12OSCI振荡器输入端13NC空脚14Left带有上拉电阻，此脚接地选择左转功能接收模块解码电路如图6所示;该解码电路内部主要由3组放大器、信号取样和误码检测、解码电路、控制逻辑电路、振荡器、时序产生器、锁存器、输出电路组成;模块有5个输出管脚，分别具有5种功能;接收信号由三级放大器放大后对其进行信号滤波，然后得到基带信号;当系统在对该信号进行取样、误码检测后，解码逻辑便可以提取F/B、L/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.学生智能安全随行书包,其特征在于：内置智能硬件平台和安全软件系统，具有无线通讯功能，支持广域无线网络和WIFI、BT、GPS、红外等多种局域或近距无线通讯功能;通过红外、BT、Wifi等多种技术在书包和学生（要佩戴相应的手环、鞋子、衣服等穿戴设备）之间形成安全的一对一的绑定关系，具有硬件级别的加密及密码保护功能;当学生行走时，智能书包在轮子的带动下即会跟着学生一同行走. 书包具有智能越障功能，也能够行走在普通楼梯上;书包和学生之间超过一定距离，书包会产生声/光报警；同时，采取学生主动参与和智能书包自动的方式拨打学生家长电话，进行安全通告;学生家长也可通过手机上的APP及时主动查询学生状况;采用GPS、WIFI、BT、红外等多种方式对学生和书包进行综合定位，保证了定位的精确性;智能书包具有语音识别功能，能够按照学生的语音指令行动；学生也可以通过手机app，智能手表或手环等其他方式与书包产生互动;智能书包具有智能机器人的特点。

【技术特征摘要】
1.学生智能安全随行书包,其特征在于：内置智能硬件平台和安全软件系统，具有无线通讯功能，支持广域无线网络和WIFI、BT、GPS、红外等多种局域或近距无线通讯功能;通过红外、BT、Wifi等多种技术在书包和学生（要佩戴相应的手环、鞋子、衣服等穿戴设备）之间形成安全的一对一的绑定关系，具有硬件级别的加密及密码保护功能;当学生行走时，智能书包在轮子的带动下即会跟着学生一同行走.书包具有智能越障功能，也能够行走在普通楼梯上;书包和学生之间超过一定距离，书包会产生声/光报警；同时，采取学生主动参与和智能书包自动的方式拨打学生家长电话，进行安全通告;学生家长也可通过手机上的APP及时主动查询学生状况;采用GPS、WIFI、BT、红外等多种方式对学生和书包进行综合定位，保证了定位的精确性;智能书包具有语音识别功能，能够按照学生的语音指令行动；学生也可以通过手机app，智能手表或手环等其他方式与书包产生互动;智能书包具有智能机器人的特点。2.如权利要求1所述的安全智能随行书包，其特征在于，智能书包和学生之间能够基于安全的硬件及软件基础以红外、BT、WIFI承载的方式形成一对一的绑定功能。3.如权利要求1所述的安全智能随行书包，其特征在于，所述主体具有智能机器人的特性，能够自动跟随主人的行动，并能接收包括语音形式在内的相关指令，并行动。4.如权利要求1所述的安全智能随行书包，其特征在于，所述主体具有智能报警功能，产生声/光报警；同时，采取...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹芙蓉，
申请(专利权)人：禹芙蓉，
类型：发明
国别省市：广东,44