张金玉　刘波　宋炳松　王师伟　崔祥成

摘  要：文章针对列车上遗失东西的现象，设计了列车货物防丢系统。该列车货物防丢系统由硬件装置和软件平台两部分组成。硬件装置针对体积大小不同的货物设计了智能锁和防丢器，包括低功耗蓝牙无线传输模块、蜂鸣报警模块、NFC能量收集模块等，具有物品防丢保护和定位查找功能。软件平台与硬件装置相配合使用，通过无线互联技术对硬件装置来进行操作控制。研究表明，该列车货物防丢系统有效的避免了列车上物品的丢失，为列车上的防丢设备提供技术支持。

关键词：列车防丢;机械智能锁;防丢器

中图分类号：TS914         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）14-0020-03

Abstract： In view of the phenomenon of losing things on the train， this paper designs a train cargo anti losing system. The system is composed of hardware device and software platform. According to the different volume and size of goods， we designed a intelligent lock and an anti loss device for the hardware device， including low-power Bluetooth wireless transmission module， beep alarm module， NFC energy collection module， etc.， which has the functions of anti loss protection and location search. The software platform is used together with the hardware device， and the hardware device is operated and controlled by wireless interconnection technology. The research shows that the system can effectively avoid the loss of goods on the train and provide technical support for the anti loss equipment on the train.

Keywords： train anti loss; mechanical intelligent lock; anti loss device

引言

北京交通大學的王全新提出了基于RSSI防丢系统的设计[1]，海军航空大学岸防兵学院的姚刚等人设计了基于Android与单片机的军用重要物资位置监控系统[2]，浙江师范大学工学院的周崇秋等人将传统的旅行箱与物联网技术相结合，设计采用ARM系列内核为Cortex-M3作为控制芯片，结合GPRS装置、GPS定位装置及无线蓝牙技术等，依托了OneNET物联网开放平台开发了一种旅行箱智能防丢系统[3]。但是这些方法都没有对列车上的货物防丢系统进行研究分析，在铁路网络的不断完善与高速发展的今天，选择铁路出行的人越来越多，但是列车上遗失东西的现象经常在身边发生，如行李箱、手提包之类的重要物品丢失，针对这些现象，列车货物防丢系统由此产生。该列车货物防丢系统由硬件和软件装置两部分组成。由于列车上货物主要是在行李架上，并且行李架上大都是体积较大的物品，为此创新性的设计了智能锁进行防丢保护。对于其他一些体积较小的个人物品则采用防丢器进行防丢保护。通过手机与智能锁和防丢器进行连接，沿用了以前的发射抑制原理，无线电波由传感器发出，手机端接收信号。手机端对智能锁进行通断控制。对于防丢器，如果手机端能接收到防丢器蓝牙信号就不报警，但是如果它们之间的距离超过预定的距离时，移动手机就接收不到传感器的信号，从而通过蜂鸣报警模块发出报警，向使用者提出警告。其中防丢器采用低功耗蓝牙技术[4]（Bluetooth Low Energy），即Bluetooth4.0或者Bluetooth Smart，该技术是传统蓝牙技术、高速蓝牙技术和低功耗蓝牙技术的集合。综上所述，该列车货物防丢系统有效的防止了列车上物品的丢失，为列车上的防丢设备提供技术支持。

1 基本原理

该系统根据货物体积大小分为机械智能锁和便携防丢器两种硬件设备，以及在手机端的软件控制平台。如图1所示，其中智能锁与防丢器上的传感器向手机端发送信号，人们随身携带的手机进行显示状态及操作控制。采用可折叠拉伸的机械智能锁与手机移动APP相搭配实现锁闭防丢功能，对于小件物品，如手提包、背包，采用BLE防丢器与手机移动APP搭配使用起到保护作用。

2 关键技术

2.1 低功耗蓝牙BLE技术

此系统的智能锁与防丢器采用低功耗蓝牙BLE技术，BLE是蓝牙4.x核心规范的延展，多用于物联网技术。与传统蓝牙相比，其物理层几乎全新，仅有部分派生于传统蓝牙中的基本传输速率（Basic Rate radio，BR）。BLE采取全新广播机制，便于设备发现并建立连接。BLE延迟低、速度快，从开始建立连接到连接建立完成仅需3ms。新的通用属性配置文件则简化了硬件设备和应用程序，提升了用户体验。BLE仅需纽扣电池供能，其峰值电流低、功耗小、工作周期短，非常适用于物联网应用场景。

2.2 NFC