一种行走自发电的实时gps监控定位装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，主要包括压电陶瓷发电模块、薄膜太阳能发电模块、电能贮存转换模块、GPS定位模块、GPRS无线通信模块和控制器。其中压电陶瓷发电模块、薄膜太阳能发电模块为电能贮存转换模块提供外部能量，电能贮存转换模块又为装置内其他模块供电。GPS定位模块将采集的当前位置信息传送给控制器，控制器再通过GPRS无线通信模块将其实时发送到目标网站，以供用户查询。本实用新型能够在无外部电源输入的情况下，在行走过程中保持目标位置信息的实时不中断传送，对于远程监控老人、小孩等弱势群体或其他特殊人群的位置非常实用。
【专利说明】一种行走自发电的实时GPS监控定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及安全监控领域，特别是涉及坐标定位安全监控方面的一种行走自发电的实时GPS监控定位装置。
【背景技术】
[0002]随着现代社会经济的快速发展，工作压力变大，年轻人常是忙于工作导致陪伴家人的时间越来越少，而老人、小孩则是最需要关注的人群。当下，老人和小孩是人口失踪事件的主要人群，所以，为了降低此类失踪事件的发生概率，同时让年轻人能够及时了解亲人的当前情况，我们需要有一种能够实时获得目标人群位置信息的装置，同时我们希望它能够全天候不间断的工作。而现有的技术方案多是采用普通一次性电池供电，无法实现全天候乃至数天的工作要求。因此需要有一种新型的能源供给方案，来保证其长期的持续工作。这样的话，人口失踪事件的发生概率就能够因此降低，同时能让年轻人随时掌握家中亲人的动向，并借此来规避一些未知的风险。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的是提供一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，以满足上述需求。
[0004]本实用新型的技术方案是:
[0005]一种行走自发电的实时GPS监控定位装置包括电能贮存转换模块3、GPS定位模块
4、GPRS无线通信模块5和控制器6，其特征在于，还包括压电陶瓷发电模块2、薄膜太阳能发电模块1，所述压电陶瓷发电模块2、薄膜太阳能发电模块I均连接到电能贮存转换模块3的输入端，所述的电能贮存转换模块3的输出端连接到GPS定位模块4、GPRS无线通信模块5和控制器6，所述GPS定位模块4通过第一串口 7连接到控制器6，所述GPRS无线通信模块5通过第二串口 8连接到控制器6。
[0006]所述的一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，其特征在于，所述的控制器6采用具有两个串口的单片机MSP430。
[0007]所述的一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，其特征在于，所述的电能贮存转换模块3包括充电模块31、可充电电池32和稳压模块33。
[0008]本实用新型的工作原理是:
[0009]一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，其主要包括电能贮存转换模块、GPS定位模块、GPRS无线通信模块、控制器，还包括压电陶瓷发电模块、薄膜太阳能发电模块。
[0010]所述的压电陶瓷发电模块在人行走时受到足部的挤压，由于压电效应产生电荷，并将电能存入电能贮存转换模块；所述的薄膜太阳能发电模块在太阳光或者其他光源的照射下，由于光生伏特效应，同样产生了电荷，并将电能储存入电能贮存转换模块。本实用新型装置内电源线连接采用总线方式，其中压电陶瓷发电模块、薄膜太阳能发电模块和充电模块的正负极都连接在两条总线上。所述的电能贮存转换模块为GPS定位模块和GPRS无线通信模块以及控制器提供稳定的直流电压。
[0011]当有充足光线照射薄膜太阳能发电模块或人在行走时，压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块能产生电荷，通过充电模块对可充电电池进行充电。由于压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块的输出电压是不稳定的，为此，需要可充电电池进行缓冲和稳压后为GPS定位模块、GPRS无线通信模块和控制器等负载提供稳定的电压。电能贮存转换模块内除了充电模块和可充电电池，还有稳压模块，稳压模块能够对各负载进行电压匹配。
[0012]在光线条件较差且人处于非走动状态的时候，压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块无法产生电能，此时GPS定位模块、GPRS无线通信模块和控制器的用电由可充电电池继续提供，从而能实现本实用新型装置全天无间断工作。
[0013]在正常工作时，本实用新型中的GPS监控定位装置能够接收定位卫星信号，采集当前所处的位置坐标信息，并通过第一串口将数据传给控制器，控制器将接收到的坐标信息通过第二串口向GPRS无线通信模块发送数据和指令，控制其将坐标数据发送到目标网站上并存入数据库。目标网站有数据上传和读取的接口，其IP地址和访问端口预置在控制器的程序中，同时预置的数据还包括目标网站访问的账号、密钥。目标网站上的数据库能够保留长时间的坐标数据，而用户则可以通过任一网络终端访问目标网站，输入账号和密钥，查看目标人群的坐标信息或者发送指令。
[0014]控制器内部含有定时器，其定时功能能够控制数据发送的周期，从而在能量充足时或者根据指令要求进行高频率的坐标信息发送，而在可充电电池能量较少时降低发送频率。在控制器接收到用户指令后，定时器能改变数据发送的周期。
[0015]本实用新型的优点(有益效果)是:
[0016]1、本实用新型的能源供给不需要外接电源，使用中也无需人工干预，能够实现全天不间断工作。
[0017]2、本实用新型用途广泛，能够准确地对目标人群的坐标进行实时监控，尤其在降低人口失踪事件的发生概率、规避未知风险等方面特别适用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0019]图1为本实用新型结构原理示意图；
[0020]图2为本实用新型供电结构示意图；
[0021 ] 图3为本实用新型信息传递示意图。
【具体实施方式】
[0022]实施例:
[0023]如图1所示，一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，包括电能贮存转换模块3、GPS定位模块4、GPRS无线通信模块5和控制器6，还包括压电陶瓷发电模块2、薄膜太阳能发电模块1，所述压电陶瓷发电模块2、薄膜太阳能发电模块I均连接到电能贮存转换模块3的输入端，所述的电能贮存转换模块3的输出端连接到GPS定位模块4、GPRS无线通信模块5和控制器6，所述GPS定位模块4通过第一串口 7连接到控制器6，所述GPRS无线通信模块5通过第二串口 8连接到控制器6，所述的控制器6中的CPU9连接到定时器10，所述的控制器6采用具有两个串口的单片机MSP430。如图2所示，本实用新型装置内电源线连接采用总线方式，其中压电陶瓷发电模块2、薄膜太阳能发电模块I和充电模块31的正负极都连接在两条总线上。充电模块31对可充电电池32进行充电，可充电电池输出的电压经过稳压模块33转换成与负载匹配的直流电压后给负载供电。
[0024]当有充足光线照射薄膜太阳能发电模块或人在行走时，压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块能产生电荷，通过充电模块对可充电电池进行充电。可充电电池进行缓冲和稳压后为GPS定位模块、GPRS无线通信模块和控制器等负载提供稳定的直流电压，稳压模块能够对各负载进行电压匹配。
[0025]在光线条件较差且人处于非走动状态的时候，压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块无法产生电能，此时GPS定位模块、GPRS无线通信模块和控制器的用电由可充电电池继续提供，从而能实现本实用新型装置全天无间断工作。
[0026]如图3所示，GPS定位模块从GPS卫星获得当前所处的坐标信息，将数据传送给控制器，控制器将接受到的数据进行处理并通过GPRS无线通信模块发送到网络上的目标网站，并存入数据库，最后用户通过访问目标网站，目标坐标信息传达到用户手中，同时用户也可以通过网络对GPRS无线通信模块发送指令，由控制器进行发送周期的调整等。
[0027]为了更加详细的说明本实用新型的工作流程，下面举一个具体的应用实例来进一步说明:
[0028]用于产生电能的压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块可分别安装于鞋子的鞋底脚跟处和鞋子表面，本实用新型装置的其他模块嵌入在鞋内侧表面如足弓的上方侧面。穿戴者在行走或者受光照过程当中，整个装置便获得能量，开始正常工作。其中根据负载电压需要，结合压电陶瓷发电模块和薄膜太阳能发电模块的电压输出，采用的薄膜太阳能可充电电池单个的输出电压为2V，采取4组串联的方式，薄膜太阳能发电模块输出的电压为2Vx4 = SV ;而压电陶瓷发电模块亦可用输出电压为8V的模块。薄膜太阳能发电模块和压电陶瓷发电模块都可通过充电模块对6V可充电电池进行充电，可充电电池再通过稳压模块进行稳压输出，稳压模块可以采用LM2596T-3.3稳压芯片进行3.3V稳压输出或者采用能源转换效率更高的DC-DC模块，3.3V电压可以供GPS定位模块、GPRS无线通信模块和控制器使用，亦可使用多个稳压模块以供不同电压需求的模块使用。
[0029]在能源供给正常的情况下，GPS定位模块实时采集当前所处的位置坐标信息，将数据通过第一串口传给控制器，而控制器则根据预置的程序将坐标数据封装为数据包后经第二串口控制GPRS无线通信模块发送到程序中预置的目标网站。
[0030]坐标数据以数据库的形式保存在目标网站上，用户通过查询页面登录目标网站，输入账号、密钥，进行查看，获得目标人群的坐标信息。同时GPRS无线通信模块可以换为还具有短信功能的GSM/GPRS模块，这样控制器可以控制通信模块进行短信的发送，更加方便了无法快速上网的人群。在控制器程序中开启定时器，控制器根据特定用户发送来的短信或网络指令，可以通过调整定时器工作参数，执行包括启停系统、更改坐标采集发送周期在内的多种交互功能。例如，当装置的携带者在用户面前或者其他可以确定没有安全顾虑的场合时，用户可以通过发送短信指令或者登录目标网站在线发送指令来降低数据发送频率，甚至是关闭系统。由此，也能起到节能的作用。
[0031]假设安装该装置的鞋子的穿戴者为一儿童，在儿童上学时，家长便可通过网络或者手机短信的方式进行孩子动向信息的获取，并且调高数据传送的频率，一旦发现孩子去到一些不寻常的地方，并可引起家长的注意，万一真的发生了类似人口拐卖之类的事件，家长也可以以此来为警方提供线索，有利于案件的告破，甚至是避免案件的发生。当孩子在家长的可视范围内时，便可通过发送网络或者短信指令调低数据发送频率甚至关闭系统，起到节能的作用。
[0032]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例。
【权利要求】
1.一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，包括电能贮存转换模块(3)、GPS定位模块(4)、GPRS无线通信模块(5)和控制器￠)，其特征在于，还包括压电陶瓷发电模块(2)、薄膜太阳能发电模块(I)，所述压电陶瓷发电模块(2)、薄膜太阳能发电模块(I)均连接到电能贮存转换模块(3)的输入端，所述的电能贮存转换模块(3)的输出端连接到GPS定位模块⑷、GPRS无线通信模块(5)和控制器(6)，所述GPS定位模块⑷通过第一串口(7)连接到控制器(6)，所述GPRS无线通信模块(5)通过第二串口(8)连接到控制器(6)。
2.根据权利要求1所述的一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，其特征在于，所述的控制器(6)采用具有两个串口的单片机MSP430。
3.根据权利要求1所述的一种行走自发电的实时GPS监控定位装置，其特征在于，所述的电能忙存转换模块(3)包括充电模块(31)、可充电电池(32)和稳压模块(33)。
【文档编号】G01S19/14GK204028364SQ201420203971
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】陈荣, 邹细勇 申请人:中国计量学院