智行包的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能包，尤其是一种基于惯性传感器、无线自组网和分布式计算实现室内定位、导航、导游、导购，基于惯性传感器人体姿态动作捕捉和位移检测系统进行智能体感控制，基于屏幕、振动、定向声波传输实现人机交互、动态外观、拟人表情和电子宠物，附加有电动滑板或作为普通滑板车智能改装配件，作为智能城市交通系统物联网终端件的智行包。
【背景技术】
[0002]—、智能手机是目前主流的智能终端。然而，智能手机人机交互的信息呈现方式是二维的信息浏览，受其屏幕亮度、电池续航能力和低头浏览导致的安全隐患制约，智能手机并非适合出行的智能终端。
[0003]二、室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有:W1-F1、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。目前商用技术基本采用WIF1、RFID等无线通讯基站方案，针对应急救援主要采用惯性导航等技术方案。然而这些方案均存在各种问题:
1.基于专用设备的室内定位:通过在指定区域部署大量的专用硬件设施的同时，还需要用户佩戴专有设备以实现定位，部署成本和维护成本非常高。
[0004]2.基于W1-Fi信号测距:W1-Fi的信号强度随着距离变大是在衰减的，通过衰减模型和三边定位可以确定位置。但这种方法也难以投入使用，原因是这个衰减模型并非简单线性，事实上用RSS来估测距离非常难，即使你通晓其衰减规律，建立了一个衰减模型，依然有很多参数等待实地考察来确定，而这些参数很容易受环境影响，所以成本依然很高，精度也不准。
[0005]3.基于W1-Fi指纹的定位:这种方法是目前最普遍、最常见的了。比如你在位置A测到路由器12345的信号强度是abcde，那你在另一个位置B测出来的强度一般是不一样的。于是你可以每隔几米测一次，存到一个巨大的指纹数据库里，对于下一次的输入寻找余弦相似度最高的就够了。但是这种方法部署难，维护强度大，成本高。而且一旦其中某路由器损坏或变化，指纹数据库中有关该锚节点的数据项也就失效了，需要重新测量，无法时时刻刻保证定位的精度。
[0006]4.基于蓝牙做定位，苹果力推的iBeacon就是蓝牙技术，使用蓝牙定位的方法和W1-Fi定位类似，这些蓝牙beacon需要专门部署，由于蓝牙的传输距离一般在20?30米左右，覆盖相同区域所需要的蓝牙beacon要多于W1-Fi AP，而且蓝牙beacon需用电池供电，这也意味着过一段时间就需要换电池。此时间视beacon的型号和设置而定，从几个月到几年不等，网络部署难，维护成本高。
[0007]5.随着手机升级，手机上的传感器如MU(加速度传感器、三轴陀螺仪、磁力计)、电子罗盘、气压计等也可用于定位，比较常用的方法是惯性导航，即基于已知位置，加速度，速度，方向信息，来估算下一位置信息的系统。由于每一个新的位置都是基于前一时刻的位置推算，而传感器的测量结果有误差，故惯导短距离比较精确，但是累计误差比较大。
[0008]6.由于地磁信息测量容易受到室内环境的干扰，在不同位置的磁力传感器的数据也可以作为位置指纹。但这种技术使用麻烦，例如百度投资的indoorAtlas，首先需要用户上传建筑平面图，然后还需要你拿着移动设备绕场地一周，记录下各个位置的地磁信号特征，这些信息还需要上传到服务商服务器。最后，还需要下载服务商的工具包开发一个应用才能使用。用户上传的建筑平面图难以覆盖足够范围。隐私和安全问题也制约了用户上传数据，另一个问题是，建筑内的商业生态是不断变化的，用户上传的建筑平面图难以验证、难以保证时效。
[0009]7.因室内一般也能搜索到2?3颗卫星，谷歌方案主要依靠GPS、wifi信号、手机基站以及根据一些“盲点”-一即室内无GPS、wifi或基站信号的地方一的具体位置完成室内的定位。目前此方案的精度还不是很满意，所以谷歌一直在努力获取更多的建筑平面图以提高室内导航的精度。建筑平面图是室内导航的基础，就如同GPS车用导航需要电子导航地图一样。和地磁方案一样，谷歌目前解决数据源的方式是鼓励用户上传建筑平面图，因此也存在地磁方案的弊端。
[0010]其他方案如使用图像来定位、手机声波定位都难以复现，目前尚没有真正商业化普及的室内定位标准。
[0011]三、大量的电子防遗失产品几乎都是一套子母机无线收发设备，利用测量无线信号强度值RSSI (Received Signal Strength Indicat1n)对子母机之间的距离进行判定，当子母机之间距离超过预设值时，发出报警信息提醒。目前电子防遗失产品子机价格高，体积大，易误报。通常子母机一一对应，对多物品难以准确定位识别。
[0012]四、无线自组网不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时，由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署。但目前各种无线自组网均存在安全性不高的弊端。
[0013]五、区块链(blockchain)技术是维护一个不断增长的数据记录的分布式数据库系统，这些数据通过密码学技术和之前被写入的所有数据关联，每一笔数据写入均需要获得每一个节点的认证，使得第三方甚至是节点的拥有者难以篡改。区块链(BlockChain)分散建立在P2P网络上，是一个去中心化的数据库，个别数据库节点被破坏不影响整个网络。因此区块链技术是一种通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。目前区块链技术主要应用在电子货币领域。
[0014]六、目前电动滑板车的控制器是有线控制的转把式、握把式、拇指扳机式、按键式或方向盘式控制器，有线控制器的控制线难以隐蔽，影响折叠电动车折叠效率。
[0015]目前电动滑板的控制器是无线遥控器。无线控制器和电动滑板的距离、角度的变化及四周电磁环境的变化，均会对控制精度产生影响。无线控制器是一个单独的配件，容易遗失。无线控制器由纽扣电池供电，存在途中电量耗尽失控隐患。电动滑板以脚刹制动配合手持无线控制器调速，在滑行中注意力分散在手脚两处，影响驾驶体验和行车安全。
[0016]电动自平衡车运作原理是“动态稳定”(Dynamic Stabilizat1n)，但“动态稳定”控制算法不能在非失衡车辆结构中使用。
【发明内容】
[0017]为解决上述问题，获得一种基于无线自组网和惯性传感器实现室内定位、导航、导游、导购和多物品识遗功能，基于屏幕、振动、定向声波传输实现人机交互、动态外观、拟人表情和电子宠物功能，作为智能城市交通系统的物联网终端件的智能包，并获得一种附加基于惯性传感器人体姿态动作捕捉实现智能体感控制的电动滑板车，本发明公开了一种智行包。
[0018]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种智行包，包括随行包、电源、智能传感器、网络层、微处理器、人机交互装置和应用层。其特征是:
所述随行包是随身包或随车包。所述随车包是与车辆快拆卸连接的箱包或元器件的包装壳。
[0019]所述智能传感器、微处理器设置在随行包内。
[0020]当随行包是随身包时，人机交互装置设置在随身包外，电源设置在随身包内或外。
[0021]当随行包是随车包时，人机交互装置设置在随车包外或设置在车体构件上，或者在随车包和车体构件上分别设置有人机交互装置。电源设置在随车包或设置在车体构件上，或者在随车包和车体构件上分别设置有电源。
[0022]所述电源是电池、自发电装置、能量收集装置或上述机构的排列组合。所述自发电装置是发电机、温差发电装置或设置在包外的太阳能电池表皮。所述能量收集装置是电磁式能量收集装置、静电式能量收集装置或压电式能量收集装置。一种压电式能量收集装置是设置在随行包内的压电悬臂梁结构，其通过捕获人类步行产生的动能或捕获车辆振动产生的动能转化为电能并存储在电池内。当随行包是随车包时，一种发电机设置在车辆运动部，在人力驱动车辆时发电，一种电磁式能量收集装置设置在车辆运动部回收车辆制动或下坡的动能转化为电能并存储在电池内。
[0023]
所述网络层是一个协议层，其负责无线自组网的建立和维护，网络层通过接口为应用层提供管理服务和数据服务。网络层数据连接有数据库并承担网络信息数据库的管理和维护工作。
[0024]所述无线自组网是由网络协议在若干智行包之间、智行包与智能手机之间、智行包与城市地标之间、智行包与若干包内物品之间以及智行包与人之间的直接或多跳通信，使节点之间自动、快速、动态的组建的一个专用短距离无线移动网络，在此网络中每一个节点可设置其同时兼具终端系统和中继路由功能，既可以数据收发，还可以多跳转发。当节点作为终端系统的时候，其作为主机运行相应的程序；当节点作为路由器的时候，则运行所需的路由协议并开始进行分组转发和维护路由的任务。一种路由协议是基于蚁群算法的。
[0025]所述节点包括全功能节点和精简功能节点。所述全功能节点包括移动节点和定位节点。
[0026]所述全功能节点同时兼具终端系统和中继路由功能，既可以数据收发，还可以多跳转发。
[0027]所述精简功能节点是为降低成本仅部署数据收发或中继路由功能的节点。一种仅数据收发的精简功能节点是连接有rfid标签或iBeacon标签的包内物品。一种精简功能节点是包含商品信息的电子广告。
[0028]所述移动节点是智行包或智能手机。
[0029]所述定位节点是城市地标。一种定位节点是包含商业信息的电子店招。
[0030]所述各节点通过上述无线自组网结合时间戳交换彼此的位置坐标信息、地理信息、地图信息、W1-Fi指纹信息、地磁指纹信息、场景指纹信息、速度信息、加速度信息、方向信息、路线信息、目标信息、事件变量数据、身份信息、权限信息、物品信息、周边环境信息或上述信息排列组合。
[0031]获取的信息传送到当前无线自组网中可感知的计算节点中分别计算或协同计算，计算结果经应用层过滤、编码反馈在人机交互装置，在本机实现室内定位、导航、导游、导购和多物品识遗功能，或者将计算结果经应用层过滤、编码反馈给无线自组网中的其他智行包的人机交互装置，帮助其他节点实现室内定位、导航、导游、导购和多物品识遗功能。形成人与智行包、智行包与智行包、智行包与包内物品、智行包与智能手机、智行包与城市相连的物联网。
[0032]所述计算节点是网络协议中的移动节点、网络协议中的定位节点或与上述无线自组网节点跨网络信息连接的其他计算机、分布式计算中心或云计算平台。所述协同计算是随智行包位置坐标的变化，动态优选上述计算节点临时组网进行的计算。
[0033]所述应用层位于无线自组网协议栈框架的最顶层，通过开发各种不同功能的智行包应用以完成各种既定的任务。
[0034]
一种无线自组网是点对点的移动AdHoc无线自组网，一种无线自组网是无线mesh网络。一种无