摘要：文章針對(duì)列車(chē)上遺失東西的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了列車(chē)貨物防丟系統(tǒng)。該列車(chē)貨物防丟系統(tǒng)由硬件裝置和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件裝置針對(duì)體積大小不同的貨物設(shè)計(jì)了智能鎖和防丟器，包括低功耗藍(lán)牙無(wú)線傳輸模塊、蜂鳴報(bào)警模塊、NFC能量收集模塊等，具有物品防丟保護(hù)和定位查找功能。軟件平臺(tái)與硬件裝置相配合使用，通過(guò)無(wú)線互聯(lián)技術(shù)對(duì)硬件裝置來(lái)進(jìn)行操作控制。研究表明，該列車(chē)貨物防丟系統(tǒng)有效的避免了列車(chē)上物品的丟失，為列車(chē)上的防丟設(shè)備提供技術(shù)支持。

　　關(guān)鍵詞：列車(chē)防丟;機(jī)械智能鎖;防丟器

　　引言

　　北京交通大學(xué)的王全新提出了基于RSSI防丟系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[1]，海軍航空大學(xué)岸防兵學(xué)院的姚剛等人設(shè)計(jì)了基于Android與單片機(jī)的軍用重要物資位置監(jiān)控系統(tǒng)[2]，浙江師范大學(xué)工學(xué)院的周崇秋等人將傳統(tǒng)的旅行箱與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)采用ARM系列內(nèi)核為Cortex-M3作為控制芯片，結(jié)合GPRS裝置、GPS定位裝置及無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)等，依托了OneNET物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)開(kāi)發(fā)了一種旅行箱智能防丟系統(tǒng)[3]。但是這些方法都沒(méi)有對(duì)列車(chē)上的貨物防丟系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，在鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善與高速發(fā)展的今天，選擇鐵路出行的人越來(lái)越多，但是列車(chē)上遺失東西的現(xiàn)象經(jīng)常在身邊發(fā)生，如行李箱、手提包之類(lèi)的重要物品丟失，針對(duì)這些現(xiàn)象，列車(chē)貨物防丟系統(tǒng)由此產(chǎn)生。該列車(chē)貨物防丟系統(tǒng)由硬件和軟件裝置兩部分組成。

　　由于列車(chē)上貨物主要是在行李架上，并且行李架上大都是體積較大的物品，為此創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了智能鎖進(jìn)行防丟保護(hù)。對(duì)于其他一些體積較小的個(gè)人物品則采用防丟器進(jìn)行防丟保護(hù)。通過(guò)手機(jī)與智能鎖和防丟器進(jìn)行連接，沿用了以前的發(fā)射抑制原理，無(wú)線電波由傳感器發(fā)出，手機(jī)端接收信號(hào)。手機(jī)端對(duì)智能鎖進(jìn)行通斷控制。對(duì)于防丟器，如果手機(jī)端能接收到防丟器藍(lán)牙信號(hào)就不報(bào)警，但是如果它們之間的距離超過(guò)預(yù)定的距離時(shí)，移動(dòng)手機(jī)就接收不到傳感器的信號(hào)，從而通過(guò)蜂鳴報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警，向使用者提出警告。其中防丟器采用低功耗藍(lán)牙技術(shù)[4](BluetoothLowEnergy)，即Bluetooth4.0或者BluetoothSmart，該技術(shù)是傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、高速藍(lán)牙技術(shù)和低功耗藍(lán)牙技術(shù)的集合。綜上所述，該列車(chē)貨物防丟系統(tǒng)有效的防止了列車(chē)上物品的丟失，為列車(chē)上的防丟設(shè)備提供技術(shù)支持。

　　通信論文投稿刊物：《中國(guó)新通信》雜志是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管，中國(guó)電子學(xué)會(huì)主辦�！吨袊�(guó)數(shù)據(jù)通信》雜志社編輯出版的集權(quán)威性、實(shí)用性、技術(shù)性、普及性于一體的數(shù)據(jù)通信專(zhuān)業(yè)技術(shù)刊物。技術(shù)版為月刊。

　　1基本原理

　　該系統(tǒng)根據(jù)貨物體積大小分為機(jī)械智能鎖和便攜防丟器兩種硬件設(shè)備，以及在手機(jī)端的軟件控制平臺(tái)。其中智能鎖與防丟器上的傳感器向手機(jī)端發(fā)送信號(hào)，人們隨身攜帶的手機(jī)進(jìn)行顯示狀態(tài)及操作控制。采用可折疊拉伸的機(jī)械智能鎖與手機(jī)移動(dòng)APP相搭配實(shí)現(xiàn)鎖閉防丟功能，對(duì)于小件物品，如手提包、背包，采用BLE防丟器與手機(jī)移動(dòng)APP搭配使用起到保護(hù)作用。

　　2關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1低功耗藍(lán)牙BLE技術(shù)

　　此系統(tǒng)的智能鎖與防丟器采用低功耗藍(lán)牙BLE技術(shù)，BLE是藍(lán)牙4.x核心規(guī)范的延展，多用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。與傳統(tǒng)藍(lán)牙相比，其物理層幾乎全新，僅有部分派生于傳統(tǒng)藍(lán)牙中的基本傳輸速率(BasicRateradio，BR)。BLE采取全新廣播機(jī)制，便于設(shè)備發(fā)現(xiàn)并建立連接。BLE延遲低、速度快，從開(kāi)始建立連接到連接建立完成僅需3ms。新的通用屬性配置文件則簡(jiǎn)化了硬件設(shè)備和應(yīng)用程序，提升了用戶(hù)體驗(yàn)。BLE僅需紐扣電池供能，其峰值電流低、功耗小、工作周期短，非常適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。

　　2.2NFC

　　NFC是NearFieldCommunication縮寫(xiě)，即近距離無(wú)線通訊技術(shù)[5]，這種NFC模塊能夠允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸交換數(shù)據(jù)。本實(shí)施例采取它的另一種使用方式，用來(lái)給智能鎖系統(tǒng)供電。具體設(shè)計(jì)思路如下：測(cè)定NFC讀卡器端場(chǎng)強(qiáng)，采用匹配頻率合適的線圈進(jìn)行一次采集，線圈位置置于車(chē)體上避免干擾，在NFC天線端經(jīng)過(guò)整流穩(wěn)壓電路穩(wěn)定電壓值，與芯片電路板連接來(lái)對(duì)可充電電池進(jìn)行充電。

　　2.3藍(lán)牙程序原理

　　連接程序由ARM公司提供，通過(guò)藍(lán)牙連接協(xié)議連接其他藍(lán)牙設(shè)備。通過(guò)檢測(cè)信號(hào)失真率檢測(cè)顯示。在信號(hào)過(guò)低或斷開(kāi)連接時(shí)會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。

　　2.4機(jī)械智能鎖

　　智能鎖示意圖以及智能鎖工作原理圖，使用時(shí)只需轉(zhuǎn)動(dòng)折疊拉桿然后完成鎖頭連接即可。其中：1為伸縮杠，鎖頭位于伸縮杠尖端，伸縮杠可以沿著其軸線方向進(jìn)行任意長(zhǎng)度伸縮。在無(wú)乘客使用時(shí)為收縮狀態(tài)，有乘客取用時(shí)將其拉伸開(kāi)，作為防丟裝置的保護(hù)橫梁，同時(shí)拉伸后可將卡簧送至鎖頭處，完成鎖閉。

　　2為通孔的卡簧，能延長(zhǎng)至鎖處，實(shí)現(xiàn)鎖定。同時(shí)在卡簧處安裝有NFC能量收集線圈，當(dāng)每次使用者使用時(shí)，通過(guò)把鎖扣在車(chē)體上，卡簧上的線圈與車(chē)體上的線圈相互感應(yīng)產(chǎn)生能量進(jìn)而給蓄電池反向充電，NFC能量收集技術(shù)的使用使得蓄電池的使用壽命得到大大延長(zhǎng)。該蓄電池可作為電源直接給智能鎖供電同時(shí)也可以作為備用電源來(lái)給智能鎖進(jìn)行續(xù)航。3為鎖頭，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng);4為儲(chǔ)物倉(cāng)，大小為1000*400mm，基本可以放下日常行李。

　　3軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

　　此防丟系統(tǒng)的配套軟件的主要功能在配置、控制和關(guān)于軟件三方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，在技術(shù)上，結(jié)合BLE和NFC技術(shù)首先搭建物聯(lián)網(wǎng)，然后建立基站。

　　4結(jié)論

　　(1)可折疊式智能鎖在保證不占用空間優(yōu)化的同時(shí)，依靠無(wú)線互聯(lián)技術(shù)有效的實(shí)現(xiàn)了列車(chē)上物品的丟失。(2)NFC能量收集技術(shù)的使用大大延長(zhǎng)了智能鎖系統(tǒng)的使用時(shí)間。(3)BLE防丟器在手機(jī)和防丟器藍(lán)牙之間建立連接，每15秒自動(dòng)檢測(cè)一次連接狀態(tài)。將防丟器放在要防丟的小件物品上，一旦物品離開(kāi)手機(jī)的距離超過(guò)一定范圍，防丟器蜂鳴報(bào)警，同時(shí)手機(jī)立即發(fā)出報(bào)警。(4)防丟器有兩種工作模式。一種普通模式，一種Beacon廣播模式。兩種模式功耗和功能都有不同。普通模式耗能少具有雙向?qū)の�，以及防丟功能。Beacon廣播模式除了普通模式的功能外，還有定位和自定義廣播功能，功耗相對(duì)增加。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]王全新，許仕旺.基于RSSI防丟系統(tǒng)設(shè)計(jì)與距離轉(zhuǎn)化算法優(yōu)化[J].中國(guó)新通信，2019，21：57-59.

　　[2]姚剛，孫濤，桑德一，等.基于Android與單片機(jī)的軍用重要物資位置監(jiān)控系統(tǒng)[J].軟件導(dǎo)刊，2019(10)：121-124.

　　[3]周崇秋，沈瑾佳，蔡其恩，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能旅行箱防丟系統(tǒng)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2019(01)：118-119+150.

　　作者：張金玉，劉波，宋炳松，王師偉，崔祥成