一种信鸽运动中赛鸽的定位装置的制作方法

本实用新型涉及一种信鸽运动中赛鸽的定位装置，属于赛鸽定位设备技术领域。

背景技术：

信鸽运动属于中国群众性体育运动项目之一，中国自2013年以来，每年投入到该项运动项目中的赛鸽均有2000多万羽。对于运动参与者来说，迫切了解赛鸽实时运动状态有着重要的意义。目前赛鸽运动中，只知道起点放飞时间和到达终点的时间，并通过测量的飞行距离及飞行时间计算出平均运动速度，而赛鸽在比赛飞行过程中的状态一概不知，不利于本项运动水平的提高。因此设计一种能够对赛鸽实时定位的装置显得尤为重要，这对应用到赛鸽的各项领域以及赛鸽的训养者来说都具有极其重要的意义。考虑到定位装置是由赛鸽背负，而GPS定位耗能大、重量过大，成本高等缺陷，本发明考虑采用窄带物联网技术来实现定位。目前，窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

本实用新型采用NB-Iot芯片和LoRa芯片，蜂窝数据模块、手机、电脑、APP之间的数据传输，使用户实时掌握赛鸽的飞行情况和三维空间位置信息。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：本实用新型涉及一种信鸽运动中赛鸽的定位装置，属于赛鸽定位设备及技术领域。该实用新型旨在由 NB-Iot芯片和LoRa芯片、蜂窝数据模块、信息接收端、足环、背包、APP构成一种信鸽运动中赛鸽的定位装置。安装于赛鸽身上的固定装置内安插有用于跟踪赛鸽的NB-Iot芯片和LoRa芯片；蜂窝数据模块解决 NB-Iot芯片和LoRa芯片与后台终端的数据连接，同时通过信号基站实现对赛鸽的蜂窝网络定位；安装有APP的后台中端实时接收蜂窝数据模块传输的数据后进行数据实时分析得到赛鸽的空间位置及飞行速度，实现对赛鸽的实时空间定位。该种信鸽运动中赛鸽的定位装置能够让用户实时了解赛鸽的飞行位置以及飞行状况。

本实用新型采用的技术方案是：一种信鸽运动中赛鸽的定位装置，一种信鸽运动中赛鸽的定位装置，其特征在于：包括芯片、蜂窝数据模块、固定装置、APP、信息接收端、锂电池；芯片为NB-Iot芯片或者LoRa芯片，芯片通过固定装置固定在赛鸽身上；蜂窝数据模块与NB-Iot芯片或者LoRa芯片连接；NB-Iot芯片或者LoRa芯片与信息接收端进行无线连接；APP安装在信息接收端；蜂窝数据模块、NB-Iot芯片或者LoRa芯片、蜂窝数据模块通过锂电池供电；蜂窝数据模块与NB-Iot芯片或者LoRa芯片连接之间的互联采用现有技术；蜂窝数据模块、NB-Iot芯片或者LoRa芯片连接、锂电池组成工作模块，工作模块工作的复位电路、开关电路、供电电路均采用现有技术；APP为嵌入式软件，能够显示赛鸽实时位置，采用现有软件。

在没有NB-IoT基站运营的区域采用LoRa技术，比赛组织方自己设置临时在信鸽比赛可在沿途设置LoRa基站，用于补充定位信息；装有LoRa的芯片固定安装在赛鸽身上，手机或电脑上安装APP，在手机或电脑上安装APP，开始进行赛鸽飞行情况和三维空间位置的实时监测，APP能够在手机或电脑上显示赛鸽三维空间位置信息。进一步的，NB-Iot芯片为现有装置，是华为公司基于 NB-Iot技术生产推出的NB-Iot系列芯片，该系列下有各种型号的子芯片，如BOUDICA120芯片；NB-Iot芯片和LoRa芯片置入信鸽固定装置内的芯片槽中；尺寸为5.3mm*5.3mm，该芯片体积小、性能好、耗能低，附加了无线发射和无线接收模块，具有高集成度，有三个ARM内核，配备USIM接口，支持3GPP Relase 13标准协议，拥有带内部署、保护带部署、独立部署，20dB覆盖增强，支持IP/UDP/CoAP协议。

LoRa芯片采用上海稳恒电子科技有限公司研发的 物联网全领域模块。具体包括LoRa集中器透传模块WH-L101-L-CLoRa可实现集中器方案，LoRa无线传输采用WH-L100-L模块，支持LoRaWAN协议，具有抗干扰远距离通讯；LoRa射频模块WH-LR30，SPI 接口，小体积，纯射频芯片；LoRa无线模块采用WH-L101-L-P芯片，实现抗干扰实现远距离通讯。

进一步的，蜂窝数据模块为该装置的数据传输模块，利用蜂窝数据实现NB-Iot芯片和LoRa芯片用户端APP之间的数据传输，即采用基于信号基站进行网络数据的传输，从数据的传输到交换都采用分组技术，用户的电脑或手机上配置无线分组调制解调器通过专门的分组基站进入分组网；因为蜂窝数据模块是在信号基站构成的网络中工作的，所以在传输数据的时候蜂窝数据模块相当于向信息接收端发送数据产生源的位置，实现对赛鸽的蜂窝网络定位。

进一步的，信息接收端为后台用户终端，如手机、电脑；后台终端接收蜂窝数据模块传输来的实时蜂窝网络位置数据，通过实时数据分析后得到赛鸽的实时三维位置；客户根据自身需求将APP安装在电脑上或手机上。

进一步的，固定装置为背包固定装置和足环固定装置中的一种；背包固定装置为背包，背包带固定在信鸽双翅上，芯片置入鸽子背包内；足环固定装置包括足环和环扣，环扣安装在足环上，足环的断口通过环扣连接，环扣的打开或者关闭能够实现足环的安装和摘取，芯片安插在赛鸽的足环内，足环固定在赛鸽的脚上。

进一步的，APP的数据后台可根据赛鸽一定时间段内飞行距离计算出赛鸽的飞行速率，赛鸽的飞行情况包括赛鸽飞行的速率、一定时间段内的飞行次数，用户可根据赛鸽的飞行情况初步判断赛鸽的健康状况，及时作出疾病预防措施。

进一步的，固定装置上设置有卡槽，卡槽与手机卡卡槽相同，芯片放置在卡槽内，能够随时更换。用户使用时需打开信鸽固定装置；安插芯片时，将芯片一头插进卡槽，用手轻轻挤压将芯片插进卡槽；更换芯片时打开芯片槽，更换方法与手机换卡相同，用换卡针插入芯片槽，轻轻挤压，芯片自动弹出便可更换芯片。

进一步的，该实用新型所使用的芯片不局限于NB-Iot系列芯片，现有的所有与NB-Iot系列芯片类似的或者可用于实现该实用性新功能的芯片的针对该种装置使用变化情况均在该实用性新的保护范围内。

在该实用新型的系统电路中芯片采用基于NB-Iot技术研发的NB-Iot芯片，是华为公司新近研发的业界第一款支持NB-IoT网络芯片，且支持3GPP Relase 13标准协议，拥有带内部署、保护带部署、独立部署，20dB覆盖增强，协议支持：IP/UDP/CoAP。该芯片同时具有高集成度，有三个ARM内核，配备USIM接口，该芯片体积小，性能好，能耗低，尺寸只有5.3mm*5.3mm，工作时电流只有40mA,休眠时电流仅有4μA。芯片附加了无线发射和无线接收模块，可以收

发无线信号和与手机进行无线连接，并通过串口通讯可以与PC机相连。由于该装置配备有支持NB-IoT技术的芯片NB-Iot,且具备无线通讯能力，当信号基站设置合理，即为蜂窝状，该装置可实现蜂窝数据网络通讯。无线发射电路为常见的发射机电路，使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线、声表或电路其他部位，发射频率均不会漂移。所以显然，发射采用使用声表器件的电路。无线接收电路的接收机可使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小可达100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。

本发明在无NB-IoT基站运营的区域采用LoRa技术，该技术与NB-Iot都是远距离无线传输，LoRa比较适合局域网，自己管理数据，自己架设基站进行数据处理，LoRa采用点对点通信方式，实现远距离传输的目的，无需网格化网络。实际上，我们需要一个“轻量级”OpenRF协议，适用于长期以电池供电的方式。

对于短距离信鸽比赛可在沿途设置LoRa基站； NB-IoT较适合广域网部署，应用领域比较适合广泛部署。在没有NB-IoT基站运营的区域可以采用比赛组织方自己设置临时LoRa基站补充定位信息。LoRa芯片采用上海稳恒电子科技有限公司研发的 物联网全领域模块。具体是LoRa集中器透传模块WH-L101-L-CLoRa可实现集中器方案，LoRa无线传输采用WH-L100-L模块，支持LoRaWAN协议，具有抗干扰远距离通讯；LoRa射频模块WH-LR30，SPI 接口，小体积，纯射频芯片；LoRa无线模块采用WH-L101-L-P芯片，实现抗干扰实现远距离通讯。

LoRa：基站需要比赛筹办方自己管理，可以类比为自己家里WIFI路由器，手机链接WIFI上网；而NB-IoT基站运营商已经建好，要传输付钱即可，数据走运营商网络。

一种信鸽运动中赛鸽的定位装置，其控制方法如以下步骤：

步骤1、将装有NB-Iot芯片和LoRa芯片的置入信鸽固定装置内，固定安装在赛鸽身上。在手机或电脑上安装APP，开始进行赛鸽飞行情况和三维空间位置的实时监测；

步骤2、在没有NB-IoT基站运营的区域采用LoRa技术，比赛组织方自己设置临时在信鸽比赛可在沿途设置LoRa基站，补充定位信息；将装有LoRa芯片的置入信鸽固定装置内，固定安装在赛鸽身上，在手机或电脑上安装APP，开始进行赛鸽飞行情况和三维空间位置的实时监测；

步骤3、NB-Iot芯片和LoRa芯片实时监测、处理赛鸽的飞行情况和三维空间信息，并以蜂窝数据传输方式与信息接收端进行信息交换，将赛鸽的飞行情况和三维空间位置信息实时、不断地发送至信息接收端，并接收来自信息接收端的信息。

步骤4、后台终端通过数据的实时分析得到赛鸽的飞行情况、三维空间位置信息，用户通过APP实时了解赛鸽的飞行情况和三维空间位置，以及通过了解赛鸽的飞行情况，初步判定赛鸽是否存在疾病隐患。

本实用新型的工作原理是：由 NB-Iot芯片、LoRa芯片、蜂窝数据模块、信息接收端、足环、背包、APP构成一种信鸽运动中赛鸽的定位装置。安装于赛鸽身上的用于跟踪赛鸽的NB-Iot芯片和LoRa芯片；蜂窝数据模块解决 NB-Iot芯片和LoRa芯片与后台终端的数据连接，同时通过信号基站实现对赛鸽的蜂窝网络定位；安装有APP的后台中端实时接收蜂窝数据模块的数据后进行数据实时分析后得到赛鸽的空间位置及飞行速度，实现对赛鸽的实时空间定位。该种信鸽运动中赛鸽的定位装置能够让用户实时了解赛鸽的飞行位置以及飞行状况，能够有效防止赛鸽丢失。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、现在市面上采用GPS定位信鸽运动中赛鸽的定位装置，耗电量大，造成负重过大。本装置采用NB-Iot芯片和LoRa芯片和蜂窝数据模块实时监测赛鸽的飞行情况和三维空间位置信息，效率更高，使用户实时掌握赛鸽的飞行情况和三维空间。2、采用NB-Iot芯片和LoRa芯片进行监测、蜂窝传输方式传输数据，耗能更低、查找速度更快、效率更高。3、APP可根据用户需求安装在电脑手机上，使用户随时随地掌握赛鸽的飞行情况以及三维空间位置。

附图说明

图1、图2为该实用新型的整体结构示意图；

图3为该实用新型的整体系统电路图；

图4为该实用新型的工作流程图；

图中各个标号为：1-NB-Iot芯片；2-蜂窝数据模块；4-足环；6-环扣。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

请参阅图1至图4，一种信鸽运动中赛鸽的定位装置，

包括芯片、蜂窝数据模块2、固定装置、APP、信息接收端、锂电池；芯片为NB-Iot芯片1或者LoRa芯片，芯片通过固定装置固定在赛鸽身上；蜂窝数据模块2与NB-Iot芯片1或者LoRa芯片连接；NB-Iot芯片1或者LoRa芯片与信息接收端进行无线连接；APP安装在信息接收端；蜂窝数据模块2、NB-Iot芯片1或者LoRa芯片、蜂窝数据模块2通过锂电池供电；蜂窝数据模块2与NB-Iot芯片1或者LoRa芯片连接之间的互联采用现有技术；蜂窝数据模块2、NB-Iot芯片1或者LoRa芯片连接、锂电池组成工作模块，工作模块工作的复位电路、开关电路、供电电路均采用现有技术；APP为嵌入式软件，能够显示赛鸽实时位置，采用现有软件。

信息接收端信息接收端信息接收端

没有NB-IoT基站运营的区域采用LoRa技术，信鸽比赛路径途中临时设置有LoRa基站，用于补充定位信息；装有LoRa的芯片固定安装在赛鸽身上，手机或电脑上安装APP，APP能够在手机或电脑上显示赛鸽三维空间位置信息。

NB-Iot芯片1为现有装置，是华为公司基于 NB-Iot技术生产推出的NB-Iot系列芯片，该系列下有各种型号的子芯片，如BOUDICA120芯片；NB-Iot芯片和LoRa芯片置入信鸽固定装置内的芯片槽中；尺寸为5.3mm*5.3mm，该芯片体积小、性能好、耗能低，附加了无线发射和无线接收模块，具有高集成度，有三个ARM内核，配备USIM接口，支持3GPP Relase 13标准协议，拥有带内部署、保护带部署、独立部署，20dB覆盖增强，协议支持：IP/UDP/CoAP。

蜂窝数据模块2为该装置的数据传输模块，利用蜂窝数据实现NB-Iot芯片和LoRa芯片用户端APP之间的数据传输，即采用基于信号基站进行网络数据的传输，从数据的传输到交换都采用分组技术，用户的电脑或手机上配置无线分组调制解调器通过专门的分组基站进入分组网；因为蜂窝数据模块2是在信号基站构成的网络中工作的，所以在传输数据的时候蜂窝数据模块相当于向信息接收端发送数据产生源的位置，实现对赛鸽的蜂窝网络定位。

信息接收端为后台用户终端，如手机、电脑；后台终端接收蜂窝数据模块传输来的实时蜂窝网络位置数据，通过实时数据分析后得到赛鸽的实时三维位置；客户根据自身需求将APP5安装在电脑上或手机上。

足环4上装有金属制的环扣6，用户将环扣6打开将足环4扣到赛鸽的脚上。

将背包安装固定在赛鸽身上，背包带固定在信鸽双翅上，芯片置入鸽子背包内。

固定装置为背包固定装置和足环固定装置中的一种；背包固定装置为背包，背包带固定在信鸽双翅上，芯片、锂电池及有关电路和电子元件置入鸽子背包内；足环固定装置包括足环4和环扣6，环扣6安装在足环4上，足环4的断口通过环扣6连接，环扣6的打开或者关闭能够实现足环4的安装和摘取，芯片、锂电池及有关电路和电子元件安插在赛鸽的足环4内，足环4固定在赛鸽的脚上。

固定装置上设置有卡槽，卡槽与手机卡卡槽相同，芯片放置在卡槽内，能够随时更换。

在该种信鸽运动中赛鸽的定位装置的系统电路图中采用的芯片是基于NB-Iot技术的芯片中功耗低、性能好的NB-Iot芯片，是华为公司新近研发的业界第一款支持NB-IoT网络芯片，且支持3GPP Relase 13标准协议，拥有带内部署、保护带部署、独立部署，20dB覆盖增强，协议支持：IP/UDP/CoAP。该芯片同时具有高集成度，有三个ARM内核，配备USIM接口，该芯片体积小，性能好，能耗低，尺寸只有5.3mm*5.3mm，工作时电流只有40mA,休眠时电流仅有4μA。芯片附加了无线发射和无线接收模块，可以收发无线信号和与手机进行无线连接，并通过串口通讯可以与PC机相连。由于该装置配备有支持NB-IoT技术的芯片NB-Iot,且具备无线通讯能力，当信号基站设置合理，即为蜂窝状时，该装置可实现蜂窝数据网络通讯。无线发射电路为常见的发射机电路，使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线、声表或电路其他部位，发射频率均不会漂移。所以显然，发射采用使用声表器件的电路。无线接收电路的接收机可使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小可达100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。

LoRa模块是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为赛鸽比赛提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。 LoRa技术具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特性。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和保护范围进行限定，在不脱离本实用新型构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本实用新型的保护范围之内。