专利名称：一种太阳能寻踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于卫星定位技术，特别是关于将移动通信技术与卫星定位技术相结 合的动物运动轨迹跟踪技术，具体的讲是一种太阳能寻踪装置。
背景技术：
在现有技术中，跟踪动物运动轨迹的方法是为动物佩带跟踪器，这种跟踪器一般 包括处理器、存储器和射频模块。在对动物进行跟踪时，必须在所述射频模块的覆盖范围 内才能跟踪到被跟踪的动物。而且，这种跟踪器必须由与之匹配的跟踪设备来进行跟踪，跟 踪设备需由人员携带、车载或机载进入跟踪区域。这种动物运动跟踪方法是一种被动的跟 踪方法，动物运动到哪里，人就需跟踪到哪里，并且从跟踪器中获得的动物运动信息也十分 有限，往往只能获取动物在某一特定区域是否存在的简单信号。为解决上述问题，中国实用新型专利CN201145738公开了一种动物运动跟踪装置 及系统。该动物运动跟踪装置及系统，实现了对动物运动的主动跟踪。当动物带上动物运动 跟踪装置后，动物运动跟踪装置按预先设定的采集时间采集卫星定位信号和环境信息(比 如温度)，并按预先设定的时间将动物跟踪信息传送给无线基站，基站将动物跟踪信息传送 给后台服务器。从而，无需研究人员亲临现场既对动物进行适时跟踪。 然而，现有的动物运动跟踪装置采用锂电池供电，因此当电池电能耗尽后，动物运 动跟踪装置便成无用之物，所以现有的动物运动跟踪装置会在电池电能将要耗尽时，由单 片机向电控开锁器发送开锁信号，电控开锁器接收到开锁信号后，执行开锁动作，固定带的 锁扣打开后，动物运动跟踪装置则从动物身上落下，使动物减轻负担恢复原始状态。这种现 有动物运动跟踪装置的缺点是(一)使用周期短，造成设备浪费。(二)跟踪时间短，无法 反馈更多的跟踪数据。(三)设有电控开锁器加大了设备的重量。
实用新型内容本实用新型提供一种太阳能寻踪装置，用以长时间的对动物的运动进行跟踪，获 取其运动或迁徙的轨迹以及相应的气候信息等，并降低跟踪装置的重量，减少动物运动的 负担。本实用新型的目的是，提供一种太阳能寻踪装置，该寻踪装置包括信号处理单 元、无线单元、GPS单元和固定器、太阳能电池板、电源管理单元和充电电池；太阳能电池 板与电源管理单元相连接，电源管理单元与充电电池相连接；太阳能电池板将太阳能转换 为电压传送给电源管理单元，电源管理单元对接收的电压进行调整后向充电电池充电；充 电电池与信号处理单元、无线单元和GPS单元相连接，并向信号处理单元、无线单元和GPS 单元供电；GPS单元将接收的卫星定位信号传送给信号处理单元，信号处理单元对接收的 卫星定位信号进行处理，生成动物跟踪信息，并将该动物跟踪信息传送给无线单元进行无 线传输，固定器将太阳能寻踪装置固定于被跟踪动物。太阳能寻踪装置还包括无线单元工作定时器和GPS单元工作定时器；无线单元工作定时器与信号处理单元相连接，用于设定无线单元的工作时段；GPS单元工作定时器 与信号处理单元相连接，用于设定所述GPS单元的工作时段。 本实用新型的有益效果在于通过提供一种太阳能寻踪装置，实现了对动物运动 的长期跟踪。当动物带上寻踪装置后，寻踪装置按预先设定的采集时间采集卫星定位信号 和环境信息(比如温度)，并按预先设定的时间将动物跟踪信息传送给无线基站，基站将动 物跟踪信息传送给后台服务器。由于采用了太阳能供电，大大加长了设备的使用周期短，减 少了监控成本，获取了更多的监控数据。由于可以从原设备中去除电控开锁器，从而减小了 设备的重量。
[0009]图1是本实用新型装置的结构框图；[0010]图2是本实用新型应用系统的结构框图；[0011]图3是本实用新型装置实施例的太阳能电池板示意图[0012]图4是本实用新型装置实施例的电路结构框图；[0013]图5是本实用新型的锂电池充电管理模块的电路图；[0014]图6是本实用新型的主流程图；[0015]图7是本实用新型AD转换中断服务流程图；[0016]图8是本实用新型定时器1中断服务流程图；[0017]图9是本实用新型串行口 1中断服务流程图；[0018]图10是本实用新型串行口 0中断服务流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图1所示，为本实用新型具体 实施方式的太阳能寻踪装置，该置包括信号处理单元100、无线单元200、GPS单元300和 固定器、太阳能电池板400、电源管理单元500和充电电池600 ；太阳能电池板400与电源管 理单元500相连接，电源管理单元500与充电电池600相连接；太阳能电池板400将太阳能 转换为电压传送给电源管理单元500，电源管理单元500对接收的电压进行调整后向充电 电池600充电；充电电池600与信号处理单元100、无线单元200和GPS单元300相连接， 并向信号处理单元100、无线单元200和GPS单元300供电；GPS单元300将接收的卫星定 位信号传送给信号处理单元100，信号处理单元100对接收的卫星定位信号进行处理，生成 动物跟踪信息，并将该动物跟踪信息传送给无线单元200进行无线传输，固定器将太阳能 寻踪装置固定于被跟踪动物。如图2所示，无线单元200将接收的动物跟踪信息通过无线通信网络传送给后台 服务器；后台服务器接收并处理动物跟踪信息，生成并输出动物运动轨迹图像数据和文本 数据。如图3所示，本实施例装置的一个可选的方案为，信号处理单元100’采用单片机 MSP430，无线单元200，采用GSM模块[mc55/56]，GPS单元300，采用GPS[SR_92]。太阳能 电池板400’为5V80ma太阳能电池板(如图4所示)。电源管理单元500’可用太阳能电 池供电的锂电池充电管理芯片CN3063作为核心部件。电源管理模块电路原理图如图5所示。充电电池600’为1200maH可充电锂电池。固定器700'为固定带，该固定带可以为图 3示意的表带的活扣形式，也可以为死扣的形式(图未示)。图3示意的固定带也可设计成 锁扣的形式(图未示)。固定器700'也可为铆插件，铆钉被固定在电路板上，当铆钉穿透 动物体的某处后，将铆钉扣扣死，以将电路板固定在动物体上。
如图4所示，太阳能电池板使用普通高效太阳能基板，太阳能电池板的输出作为 模块的输入电压。使用如图5所示的CN3063进行充电管理，红色指示灯亮表示正在充电， 说明太阳能电池板已经正常工作，绿色指示灯亮表示电池已经充满电，不会再给电池充电。 两个指示灯都不亮表示太阳能电池没有正常工作，即太阳的照度不够。本实施例的太阳能寻踪装置还包括无线单元工作定时器，用于设定所述无线单 元的工作时段；GPS单元工作定时器；用于设定所述GPS单元的工作时段。如图6所示，单片机MSP430在进行工作时执行以下步骤对时钟进行初始化，对 串行口 1和串行口 0进行初始化，对AD转换模块初始化，对端口和变量进行初始化，然后停 止GSM模块工作，对定时器1进行初始化，开总体中断，判断GPS数据和AD转换数据是否有 效？如果否，则重新判断，如果是则启动GPS模块工作，保存GPS数据和AD转换数据，进一 步判断GSM信号是否正常，如果否，则设置发送数据不成功标志，如果是，则发送存储器中 所有未发出的数据，设置数据发送成功标志，停止GSM模块工作，变量和标志初始化，使单 片机进入低功耗模式并返回判断GPS数据和AD转换数据是否有效？单片机主程序结束。如图7所示，AD中断服务执行以下步骤保护现场，读取AD转换结果，判断是否读 取到3次AD转换结果？如果否，则返回读取AD转换结果，如果是，则对数据进行中值滤波， 计算温度值和电压值，设置AD转换数据有效标志，停止AD转换模块工作，恢复现场，中断 返回。如图8所示，定时器1的中断服务步骤如下保护现场，判断设定启动GPS工作的 时间间隔是否到？如果否，则恢复现场，中断返回，如果是，则启动GPS模块工作，判断设定 启动GPS工作3分钟是否到？如果否则返回，如果是，则进一步判断GSM发送数据是否成 功？如果是，则设置启动GPS的时间间隔，如果否，则设置再次启动GPS的时间间隔，单片机 进入低功耗模式，恢复现场，中断返回。如图9所示，串行口 1的中断服务步骤如下保护现场，判断是否接受到GPS数据？ 如果否，则设置GPS数据无效标志，恢复现场，中断返回，如果是，则设置GPS有效标志，停止 GPS工作，启动AD转换模块工作恢复现场，中断返回。如图10所示，串行口 0的中断服务步骤如下保护现场，判断是否接受到GSM数 据？如果否，则设置GSM数据无效标志，恢复现场，中断返回，如果是，则设置GSM有效标志， 恢复现场，中断返回。本实施例的太阳能寻踪装置还包括温度传感器，温度传感器与，信号处理单元相 连接，温度传感器将采集的温度信号传送给信号处理单元，信号处理单元对接收的卫星定 位信号和温度信号进行处理，生成动物跟踪信息，并将该动物跟踪信息传送给无线单元进 行无线传输。本实施例的太阳能寻踪装置还包括电路板和防水封装层(图未示)；太阳能电池 板、电源管理单元、充电电池、信号处理单元、无线单元和GPS单元焊接在电路板上，防水封 装层将电路板及电路板上焊接的元件封装；固定器安装在电路板、防水封装层或防水外壳
5上。防水封装层可采用玻璃胶封装。单片机MSP430的特点是1)在运算速度方面，MSP430系列单片机能在8MHz晶体 的驱动下，实现125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周期以及多功能的硬件 乘法器(能实现乘加)相配合，能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。2)MSP430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状 态时，用中断请求将它唤醒只用6us。3)超低功耗MSP430单片机之所以有超低的功耗，在 等待方式下，耗电为0.7uA，在节电方式下，最低可达0. luA。4)尺寸小重量轻。无线模块MC55/56的特点是MC55和MC56无线模块的尺寸为 35X32. 5X2. 95 (单位毫米)，重量为5. 5克。GPS模块SR-92最多可同时接收20个卫星，处理速度49MHZ，内建闪存4Mb，尺寸 为18 X 18 X 21 (单位毫米)，重量为3g，操作电流低于40mA (无天线)。可见，本实用新型寻踪装置所采用的模块，均为体积小，重量轻的模块，这使得本 寻踪装置的面积小于36X36(单位毫米)。由于本寻踪装置体积小、重量轻，因此可以佩带 在较小动物，特别是鸟类的身上。本实施例装置实现了对动物运动的长期跟踪。当动物带上寻踪装置后，寻踪装置 按预先设定的采集时间采集卫星定位信号和环境信息(比如温度)，并按预先设定的时间 将动物跟踪信息传送给无线基站，基站将动物跟踪信息传送给后台服务器。由于采用了太 阳能供电，大大加长了设备的使用周期短，减少了监控成本，获取了更多的监控数据。由于 可以从原设备中去除电控开锁器，从而减小了设备的重量。因此以上具体实施方式
仅用于说明本实用新型，而非用于限定本实用新型。
权利要求1.一种太阳能寻踪装置，所述的寻踪装置包括信号处理单元、无线单元、GPS单元和 固定器；其特征是，所述的寻踪装置还包括太阳能电池板、电源管理单元和充电电池；所述的太阳能电池板与所述的电源管理单元相连接，所述的电源管理单元与充电电池 相连接；所述的太阳能电池板将太阳能转换为电压传送给所述的电源管理单元，所述的电源管 理单元对接收的电压进行调整后向所述的充电电池充电；所述的充电电池与所述的信号处理单元、无线单元和GPS单元相连接，并向所述的信 号处理单元、无线单元和GPS单元供电；所述的GPS单元将接收的卫星定位信号传送给所述的信号处理单元，所述的信号处理 单元对接收的卫星定位信号进行处理，生成动物跟踪信息，并将该动物跟踪信息传送给所 述的无线单元进行无线传输，所述的固定器将所述的太阳能寻踪装置固定于被跟踪动物。
2.根据权利要求1所述的太阳能寻踪装置，其特征是，所述的寻踪装置还包括无线单 元工作定时器和GPS单元工作定时器；所述的无线单元工作定时器与所述的信号处理单元相连接，用于设定所述无线单元的 工作时段；所述的GPS单元工作定时器与所述的信号处理单元相连接，用于设定所述GPS单元的 工作时段。
3.根据权利要求1所述的太阳能寻踪装置，其特征是，所述的寻踪装置还包括温度传 感器；所述的温度传感器与所述的信号处理单元相连接，所述的温度传感器将采集的温度 信号传送给所述的信号处理单元，所述的信号处理单元对接收的卫星定位信号和温度信号 进行处理，生成动物跟踪信息，并将该动物跟踪信息传送给所述的无线单元进行无线传输。
4.根据权利要求1所述的太阳能寻踪装置，其特征是，所述的寻踪装置还包括电路板 和防水封装层或防水外壳；所述的太阳能电池板、电源管理单元、充电电池信号、处理单元、无线单元和GPS单元 焊接在所述的电路板上，所述的防水封装层将所述的电路板及电路板上焊接的元件封装；所述的固定器安装在所述的电路板、防水封装层或防水外壳上。
专利摘要本实用新型提供一种太阳能寻踪装置，该装置包括信号处理单元、无线单元、GPS单元和固定器、太阳能电池板、电源管理单元和充电电池；太阳能电池板与电源管理单元相连接，电源管理单元与充电电池相连接；太阳能电池板将太阳能转换为电压传送给电源管理单元，电源管理单元对接收的电压进行调整后向充电电池充电；充电电池与信号处理单元、无线单元和GPS单元相连接，并向信号处理单元、无线单元和GPS单元供电。用以长时间的对动物的运动进行跟踪，获取其运动或迁徙的轨迹以及相应的气候信息等，并降低跟踪装置的重量，减少动物运动的负担。
文档编号G05D3/12GK201867655SQ20102055256
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者任继平, 周兴付 申请人:北京探感科技有限公司