熊輝 葉雨鑫 羅曉通 劉志譜 張昊坤

摘 要：Thinktent是將傳統(tǒng)帳篷與“互聯(lián)網(wǎng)+”理念相結(jié)合的多功能戶外智能帳篷，通過(guò)手機(jī)APP一鍵控制，可監(jiān)測(cè)外界信息、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、檢測(cè)外界環(huán)境狀況、進(jìn)行戶外供電等，具有高智能、安全、攜帶方便等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：Thinktent；互聯(lián)網(wǎng)+

1 作品簡(jiǎn)介

Thinktent是一款多功能的戶外智能帳篷。該作品由STM32單片機(jī)、太陽(yáng)能電池板、4G模塊、360°可旋轉(zhuǎn)紅外攝像頭、紅外報(bào)警器、GPS、溫濕度傳感器、藍(lán)牙等構(gòu)成。Thinktent帳篷以STM32單片機(jī)系統(tǒng)為依托，控制各種外設(shè)的工作。利用太陽(yáng)能最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)，最大化存儲(chǔ)電能。帳篷頂部裝有360°可旋轉(zhuǎn)紅外攝像頭，用以監(jiān)測(cè)外界信息，采用ARM單片機(jī)，將拍攝到的視頻通過(guò)4G傳輸?shù)街鞣?wù)器，用戶可以調(diào)取視頻，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。帳篷外裝有紅外報(bào)警模塊，當(dāng)危險(xiǎn)物體靠近時(shí)報(bào)警。GPS實(shí)時(shí)定位當(dāng)前位置，溫濕度傳感器檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境狀況。以上功能都可通過(guò)手機(jī)APP進(jìn)行一鍵化操控。實(shí)物如圖1所示。

總體來(lái)說(shuō)，Thinktent是一種全新的創(chuàng)意。同時(shí)Thinktent還有很大的發(fā)展空間，我們期待將柔性太陽(yáng)能板和帳篷一體化、設(shè)置帳篷自動(dòng)展開(kāi)裝置。相信在不久的將來(lái)，Thinktent將成為大眾的戶外之家！

2 工作原理

從電源角度來(lái)看，Thinktent智能系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板供電，利用先進(jìn)的基于蟻群算法的局部陰影下光伏陣列全局MPPT方法可以大大提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率，相比普通的MPPT方法提高了30%，為整個(gè)系統(tǒng)以及手機(jī)、平板電腦供電；從系統(tǒng)的控制角度來(lái)看，Thinktent智能系統(tǒng)以STM32F103ZET6單片機(jī)為控制中心，控制各種外設(shè)的工作；從手機(jī)APP的角度來(lái)看，手機(jī)APP通過(guò)藍(lán)牙與智能系統(tǒng)進(jìn)行通信，用戶可從手機(jī)發(fā)送指令給STM32單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)所接收到的指令做出相應(yīng)的判斷，控制外設(shè)的工作，如LED燈、溫濕度傳感器、GPS等，單片機(jī)還可將外設(shè)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)藍(lán)牙傳輸?shù)绞謾C(jī)，方便用戶實(shí)時(shí)掌握當(dāng)前的狀態(tài)信息，如溫濕度數(shù)據(jù)、GPS定位信息等；從服務(wù)器的角度來(lái)看，溫濕度數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)RS485總線傳到紅外攝像頭的傳輸模塊，然后通過(guò)系統(tǒng)自帶的4G網(wǎng)傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，定期向用戶發(fā)送當(dāng)?shù)氐淖钚聞?dòng)態(tài)，溫馨提示用戶的出行，同時(shí)，如果用戶有危險(xiǎn)或迷路，服務(wù)器會(huì)根據(jù)GPS定位情況向警方發(fā)出SOS信號(hào)；從視頻角度來(lái)看，紅外攝像頭拍攝到的視頻數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)送到手機(jī)，用戶可實(shí)時(shí)查看外部情況，用于娛樂(lè)消遣，還可通過(guò)4G網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器，用戶的家人可從服務(wù)器調(diào)取相應(yīng)的視頻，實(shí)現(xiàn)了居住地與家的遠(yuǎn)程溝通；從安全角度來(lái)看，帳篷帶有一種智能自主報(bào)警模式，當(dāng)用戶處于睡眠狀態(tài)時(shí)，服務(wù)器會(huì)根據(jù)攝像頭拍攝到的畫(huà)面進(jìn)行智能識(shí)別，若識(shí)別到危險(xiǎn)動(dòng)物出現(xiàn)時(shí)，會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)到單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，提醒用戶注意安全。各部件裝置如圖2所示。

該智能帳篷各模塊分工明確，實(shí)現(xiàn)了模塊的集成化，符合智能化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 太陽(yáng)能模塊

在余博士的指導(dǎo)下，目前該項(xiàng)目已成功申請(qǐng)專利（專利號(hào)：CIN104793691A），其先進(jìn)的基于蟻群算法的局部陰影下光伏陣列全局MPPT方法可以使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率較普通太陽(yáng)能板提高30%。另外，能為系統(tǒng)和手機(jī)、平板電腦供電，節(jié)能環(huán)保，解決了戶外用電短缺的問(wèn)題。

3.2 預(yù)警模塊

利用圖像識(shí)別技術(shù)，將攝像頭拍攝到的畫(huà)面?zhèn)魉偷胶诵陌暹M(jìn)行數(shù)據(jù)分析，識(shí)別出危險(xiǎn)動(dòng)物，發(fā)送信息到PC端，得到更為詳細(xì)的危險(xiǎn)物信息，及時(shí)提醒帳篷里的人規(guī)避危險(xiǎn)。

3.3 4G模塊

實(shí)現(xiàn)旅行地和家的遠(yuǎn)程通信，克服手機(jī)信號(hào)弱的缺點(diǎn)，遠(yuǎn)方的家人可以通過(guò)攝像頭看到用戶所在的地理環(huán)境。

3.4 定位與感知模塊

根據(jù)服務(wù)器接收到的GPS與溫濕度數(shù)據(jù)，向用戶推送當(dāng)?shù)氐淖钚颅h(huán)境動(dòng)態(tài)。

3.5 通信模塊

智能帳篷的功能都可通過(guò)手機(jī)APP一鍵化控制，簡(jiǎn)單方便；“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)與帳篷巧妙結(jié)合，符合發(fā)展趨勢(shì)。

4 市場(chǎng)前景

4.1 市場(chǎng)容量

近年來(lái)，中國(guó)的戶外行業(yè)發(fā)展迅猛。戶外行業(yè)零售總額從2003年的3億元增長(zhǎng)到2015年的284億元，其中戶外露營(yíng)行業(yè)約占20%，并且保持每年25%的增速。然而戶外露營(yíng)裝置仍存在許多缺點(diǎn)：

（1）帳篷智能化不足，功能單一，僅供住宿；

（2）戶外安全體系不成熟，與人們安全意識(shí)的提高形成矛盾；

（3）戶外旅游中常受到電源不足的困擾。

4.2 市場(chǎng)調(diào)研

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研分析可知：

（1）目前市場(chǎng)上還未出現(xiàn)針對(duì)戶外帳篷的智能產(chǎn)品；

（2）82.9%的人更愿意嘗試Thinktent智能帳篷；

（3）Thinktent獨(dú)具一格的“保姆”式服務(wù)對(duì)戶外旅游者具有很強(qiáng)的吸引力。

4.3 PEST模型

Thinktent公司采用PEST模型對(duì)以下四個(gè)因素展開(kāi)宏觀環(huán)境的分析，并從中挖掘出外部環(huán)境給企業(yè)帶來(lái)的機(jī)會(huì)和威脅。PEST模型如圖4所示。

4.3.1 政策

（1）2013年2月國(guó)務(wù)院公布的《國(guó)民旅游休閑綱要（2013—2020年）》中提出加快推動(dòng)戶外旅游行業(yè)的發(fā)展，將大大推動(dòng)戶外用品行業(yè)的發(fā)展。

（2）2015年3月5日，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，支持發(fā)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)科技等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

4.3.2經(jīng)濟(jì)

（1）我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)。從2009年到2014年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率一直保持在7.4%以上，2014年GDP為636 463億。

（2）戶外行業(yè)發(fā)展迅速。2016年市場(chǎng)容量達(dá)550億元，預(yù)期未來(lái)5年內(nèi)行業(yè)年均增速約25%。

4.3.3 社會(huì)

（1）市場(chǎng)需求和國(guó)家政策帶動(dòng)企業(yè)朝著科技智能化方向發(fā)展。

（2）居民消費(fèi)理念的轉(zhuǎn)變?yōu)閼敉庑袠I(yè)發(fā)展提供了良好的消費(fèi)氛圍。

4.3.4 技術(shù)

Thinktent公司所研發(fā)的Thinktent在戶外行業(yè)中屬于新興科技產(chǎn)品。目前已申請(qǐng)專利5項(xiàng)，授權(quán)1項(xiàng)。此產(chǎn)品開(kāi)辟了新的戶外用品市場(chǎng)，生產(chǎn)成本大大降低，技術(shù)工藝在市場(chǎng)中處于領(lǐng)先地位。

5 結(jié) 語(yǔ)

Thinktent具有高智能、安全、攜帶方便等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有其他類似產(chǎn)品，所面臨的競(jìng)爭(zhēng)比較弱，但存在被模仿趕超的威脅。相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施有：加快技術(shù)的改進(jìn)和產(chǎn)品更新；申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)；提供高質(zhì)量的“保姆式”服務(wù)以吸引更多客戶。