物聯網是在互聯網基礎上發展起來的,能夠將萬物通聯的技術。智能跟隨定位系統是基于 UWB 原理,采用 PID 控制的一種定位系統,其能實現在精確定位的基礎上進行路徑跟蹤。將智能定位系統應用于行李跟隨中能夠有效提升行李的安全性。同時,調整自動為手動,依據行人速度與位移做出相應的調整, 能減少旅行的負擔,增加旅行的趣味。本次研究基于物聯網的視角,對智能跟隨系統在行李箱中的應用進行了分析,具體分析了設計原理與其基于物聯網的應用。
一、智能定位跟隨系統與物聯網
智能跟隨系統是基于 UWB 原理,采用 PID 控制方法設計而成的一項定位系統。UWB 是一種采用脈沖方法進行信息傳遞的通信技術。其標準規格被限定為 3.1GHz 至 10.6GHz 之間。依據 UWB 原理設計的定位、測距系統共有三部分組成,具體為供電系統、基站與信號源。在具體傳輸的過程中,由信號發射源發射信號,基站接收后,將信息傳遞給處理平臺,同時對傳輸距離進行的測量,確定數據后上傳到控制中心,最終發生信號至接受位置。PID 控制系統是目前實務中應用范圍最的一項控制器 [1]。其獨特的 PID 算法是支撐其取得市場的關鍵因素。PID 的技術最初主要被應用于車輛測量中,其實務目標被設定為測定對象與車之間的距離。并控制其距離維持在 0.1ms 的周期時間內。PID 運算系統必須在對應時間內給出計算結果。運算結束后,PID 系統將運算結果傳輸到 PWM 上,從而通過 PWM 系統實現對電機的控制,從而保障車速,維護安全。
物理網技術是基于互聯網技術而發展起來的,直接針對的事物本身的新型信息技術的重要組成部分。物理網的核心在于強調物與物之間的聯系,其實現需要依靠先進的技術支持,智能定位跟隨系統是能夠支持物聯實現的一項重要技術手段,其能夠通過技術實現基站(物)與箱包(物)之間的互聯。
二、物聯網視角下智能定位跟隨系統在行李箱中的應用
在智能定位跟蹤系統應用在行李箱時的程序設計中,其設計內容可表述為:第一、主控制中心針對的標定的位置實現定位;第二、UWB 系統與基站系統分別對間隔距離進行測量;第三、將定位情況傳輸到電機控制系統上,通過電機開工至系統的驅動物體運動。其具體的歷程圖如圖 1 所示。
圖1 智能定位跟蹤系統應用與行李箱中的程序圖
開始后,首先對運行系統進行初始化操作,其后進行 UWB的查找,若能搜索到 UWB 標簽怎進行下一步計算操作。若無法搜索到 UWB 標簽,則應延遲 100ms 后繼續對標簽進行搜索。在搜索到具體標簽后,則進入到距離計算階段,由系統計算出被標定位置箱包的垂直距離與其移動位移。其后,針對測定的距離時序調整 PWM 所占用的空間。在等待 100ms 后,繼續對對標定點的位置進行反復測定。
實現后的效果如圖 2 所示。設計與裝配完成后,打開箱包內的電源。箱包的標簽被基站與 UWB 系統標定了出來。而隨著系統的運行,箱包始終在主人的 0.5 米范圍左右伴隨移動,其最大跟隨距離達到了 3.5 米。而當距離過大時,電機則會驅動輪胎加速運轉。當距離恢復到合理范圍后,輪胎的運行速度又會恢復正常。測定結果顯示:箱包的運行速度最大可達到 3m/s。基于上述實現結果可以認定標定標簽與 UWB 基站之間的準確定位。同時,通過算法的運作,能夠實現自動跟隨系統的要求。
圖2 箱包內部整體結構與樣機
(二)物理網視角智能定位跟隨系統在行李箱中的應用 物聯網的主要內容涉及傳感網、M2M 技術及兩化融合系統。
傳感網是物聯網的重要組成部分,其由傳感器、數據處理器的及通信系統組成,并通過自組的方式構建了供其服務自身的無限網絡。智能定位系統在行李箱中的應用與傳感網的理念要求具有一致性。其通過UWB,基站與信號源所組成的無限網絡體系與傳感系統所構建的網絡具有相似性。也可以認為智能定位跟隨系統應用于行李箱中也傳感網的一種實務體現。M2M 技術是指機械到機械的一種技術,即通過機械實現對機械的控制,這也是物聯網中物與物相連的重要體現。的MSM 目前主要被應用于移動支付與網絡通信中,是擴展商業邊界的主要手段。而可以預見的是隨著物聯網的發展,MSM 也會被廣泛應用于物聯網中。智能定位跟蹤系統應用于行李箱中,是實現UWB 系統對箱包中電機控制的主要手段,從一定程度上實現了MSM 規劃的從機械到機械的目標。兩化融合是物聯網的重要內容,其強調將信息化技術應用于工業生產的各個方面。而智能化定位跟蹤系統應用于行李箱中,正是信息技術應用于工業生產中的主要體現。基于此,可以認定在行李箱中應用智能定位跟蹤系統,是物聯網實務應用的具體體現。其不僅有利于促進智能定位跟蹤系統在行李箱中的應用,同時也為物聯網在實務中具體應用提供了經驗。
三、總結
智能化定位跟蹤系統應用于行李箱中,能夠有效促進行李箱智能化的發展。同時也能促進物聯網在實務中的開展。本次研究基于物聯網的視角,對智能跟隨系統在行李箱中的應用進行了分析,具體分析了設計原理與其基于物聯
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