物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，能夠?qū)⑷f物通聯(lián)的技術(shù)。智能跟隨定位系統(tǒng)是基于 UWB 原理，采用 PID 控制的一種定位系統(tǒng)，其能實(shí)現(xiàn)在精確定位的基礎(chǔ)上進(jìn)行路徑跟蹤。將智能定位系統(tǒng)應(yīng)用于行李跟隨中能夠有效提升行李的安全性。同時(shí)，調(diào)整自動(dòng)為手動(dòng)，依據(jù)行人速度與位移做出相應(yīng)的調(diào)整， 能減少旅行的負(fù)擔(dān)，增加旅行的趣味。本次研究基于物聯(lián)網(wǎng)的視角，對智能跟隨系統(tǒng)在行李箱中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，具體分析了設(shè)計(jì)原理與其基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

一、智能定位跟隨系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)

智能跟隨系統(tǒng)是基于 UWB 原理，采用 PID 控制方法設(shè)計(jì)而成的一項(xiàng)定位系統(tǒng)。UWB 是一種采用脈沖方法進(jìn)行信息傳遞的通信技術(shù)。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格被限定為 3.1GHz 至 10.6GHz 之間。依據(jù) UWB 原理設(shè)計(jì)的定位、測距系統(tǒng)共有三部分組成，具體為供電系統(tǒng)、基站與信號(hào)源。在具體傳輸?shù)倪^程中，由信號(hào)發(fā)射源發(fā)射信號(hào)，基站接收后，將信息傳遞給處理平臺(tái)，同時(shí)對傳輸距離進(jìn)行的測量，確定數(shù)據(jù)后上傳到控制中心，最終發(fā)生信號(hào)至接受位置。PID 控制系統(tǒng)是目前實(shí)務(wù)中應(yīng)用范圍最的一項(xiàng)控制器 ［1］。其獨(dú)特的 PID 算法是支撐其取得市場的關(guān)鍵因素。PID 的技術(shù)最初主要被應(yīng)用于車輛測量中，其實(shí)務(wù)目標(biāo)被設(shè)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(shí)間內(nèi)。PID 運(yùn)算系統(tǒng)必須在對應(yīng)時(shí)間內(nèi)給出計(jì)算結(jié)果。運(yùn)算結(jié)束后，PID 系統(tǒng)將運(yùn)算結(jié)果傳輸?shù)?PWM 上，從而通過 PWM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制，從而保障車速，維護(hù)安全。

物理網(wǎng)技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而發(fā)展起來的，直接針對的事物本身的新型信息技術(shù)的重要組成部分。物理網(wǎng)的核心在于強(qiáng)調(diào)物與物之間的聯(lián)系，其實(shí)現(xiàn)需要依靠先進(jìn)的技術(shù)支持，智能定位跟隨系統(tǒng)是能夠支持物聯(lián)實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，其能夠通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)基站（物）與箱包（物）之間的互聯(lián)。

二、物聯(lián)網(wǎng)視角下智能定位跟隨系統(tǒng)在行李箱中的應(yīng)用

在智能定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用在行李箱時(shí)的程序設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)內(nèi)容可表述為：第一、主控制中心針對的標(biāo)定的位置實(shí)現(xiàn)定位；第二、UWB 系統(tǒng)與基站系統(tǒng)分別對間隔距離進(jìn)行測量；第三、將定位情況傳輸?shù)?a target="_blank">電機(jī)控制系統(tǒng)上，通過電機(jī)開工至系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)。其具體的歷程圖如圖 1 所示。

圖1 智能定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用與行李箱中的程序圖

開始后，首先對運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作，其后進(jìn)行 UWB的查找，若能搜索到 UWB 標(biāo)簽怎進(jìn)行下一步計(jì)算操作。若無法搜索到 UWB 標(biāo)簽，則應(yīng)延遲 100ms 后繼續(xù)對標(biāo)簽進(jìn)行搜索。在搜索到具體標(biāo)簽后，則進(jìn)入到距離計(jì)算階段，由系統(tǒng)計(jì)算出被標(biāo)定位置箱包的垂直距離與其移動(dòng)位移。其后，針對測定的距離時(shí)序調(diào)整 PWM 所占用的空間。在等待 100ms 后，繼續(xù)對對標(biāo)定點(diǎn)的位置進(jìn)行反復(fù)測定。

實(shí)現(xiàn)后的效果如圖 2 所示。設(shè)計(jì)與裝配完成后，打開箱包內(nèi)的電源。箱包的標(biāo)簽被基站與 UWB 系統(tǒng)標(biāo)定了出來。而隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，箱包始終在主人的 0.5 米范圍左右伴隨移動(dòng)，其最大跟隨距離達(dá)到了 3.5 米。而當(dāng)距離過大時(shí)，電機(jī)則會(huì)驅(qū)動(dòng)輪胎加速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)距離恢復(fù)到合理范圍后，輪胎的運(yùn)行速度又會(huì)恢復(fù)正常。測定結(jié)果顯示：箱包的運(yùn)行速度最大可達(dá)到 3m/s。基于上述實(shí)現(xiàn)結(jié)果可以認(rèn)定標(biāo)定標(biāo)簽與 UWB 基站之間的準(zhǔn)確定位。同時(shí)，通過算法的運(yùn)作，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)跟隨系統(tǒng)的要求。

圖2 箱包內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)與樣機(jī)

（二）物理網(wǎng)視角智能定位跟隨系統(tǒng)在行李箱中的應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)的主要內(nèi)容涉及傳感網(wǎng)、M2M 技術(shù)及兩化融合系統(tǒng)。

傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，其由傳感器、數(shù)據(jù)處理器的及通信系統(tǒng)組成，并通過自組的方式構(gòu)建了供其服務(wù)自身的無限網(wǎng)絡(luò)。智能定位系統(tǒng)在行李箱中的應(yīng)用與傳感網(wǎng)的理念要求具有一致性。其通過UWB，基站與信號(hào)源所組成的無限網(wǎng)絡(luò)體系與傳感系統(tǒng)所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)具有相似性。也可以認(rèn)為智能定位跟隨系統(tǒng)應(yīng)用于行李箱中也傳感網(wǎng)的一種實(shí)務(wù)體現(xiàn)。M2M 技術(shù)是指機(jī)械到機(jī)械的一種技術(shù)，即通過機(jī)械實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的控制，這也是物聯(lián)網(wǎng)中物與物相連的重要體現(xiàn)。的MSM 目前主要被應(yīng)用于移動(dòng)支付與網(wǎng)絡(luò)通信中，是擴(kuò)展商業(yè)邊界的主要手段。而可以預(yù)見的是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，MSM 也會(huì)被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中。智能定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于行李箱中，是實(shí)現(xiàn)UWB 系統(tǒng)對箱包中電機(jī)控制的主要手段，從一定程度上實(shí)現(xiàn)了MSM 規(guī)劃的從機(jī)械到機(jī)械的目標(biāo)。兩化融合是物聯(lián)網(wǎng)的重要內(nèi)容，其強(qiáng)調(diào)將信息化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。而智能化定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于行李箱中，正是信息技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的主要體現(xiàn)。基于此，可以認(rèn)定在行李箱中應(yīng)用智能定位跟蹤系統(tǒng)，是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)務(wù)應(yīng)用的具體體現(xiàn)。其不僅有利于促進(jìn)智能定位跟蹤系統(tǒng)在行李箱中的應(yīng)用，同時(shí)也為物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)務(wù)中具體應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。

三、總結(jié)

智能化定位跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于行李箱中，能夠有效促進(jìn)行李箱智能化的發(fā)展。同時(shí)也能促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)務(wù)中的開展。本次研究基于物聯(lián)網(wǎng)的視角，對智能跟隨系統(tǒng)在行李箱中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，具體分析了設(shè)計(jì)原理與其基于物聯(lián)