專利名稱：一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)物體查找定位方法，特別是一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法。
背景技術(shù)：
在生物試驗(yàn)研究，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，生物習(xí)性研究，動(dòng)物遠(yuǎn)程監(jiān)控，農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收中需要對(duì)動(dòng)物進(jìn)行查找和定位，目前對(duì)于動(dòng)物的查找和定位有較多方法，比如無線定位技術(shù)，芯片植入技術(shù)等，但是他們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是:芯片體積較大，一般不小于5立方毫米，測(cè)試距離小，一般不大于10厘米，對(duì)于動(dòng)物體體積較大的被測(cè)生物還可使用，而對(duì)于體積較小的被測(cè)生物，如:昆蟲，由于本身的體積小，身體構(gòu)造簡(jiǎn)單脆弱，無法采用跟蹤芯片等方法來進(jìn)行定位。空間或磁性材料中磁通、磁通密度、磁通勢(shì)、磁場(chǎng)強(qiáng)度等的測(cè)量。是磁學(xué)量測(cè)量的內(nèi)容之一?？臻g的磁通密度與磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例關(guān)系，空間磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量，實(shí)質(zhì)上也是磁通密度的測(cè)量。因而用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量的實(shí)際上是磁通密度；
物質(zhì)在磁場(chǎng)中電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。對(duì)于鐵、鈷、鎳及其合金等磁性金屬，當(dāng)外加磁場(chǎng)平行于磁體內(nèi)部磁化方向時(shí)，電阻幾乎不隨外加磁場(chǎng)變化；當(dāng)外加磁場(chǎng)偏離金屬的內(nèi)部磁化方向時(shí)，此類金屬的電阻減小，這就是強(qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)，強(qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)是磁阻效應(yīng)的一個(gè)特例。

發(fā)明內(nèi)容
一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，利用磁阻效應(yīng)，以示蹤永磁體代替電子標(biāo)簽，解決電子標(biāo)簽的局限，提高檢測(cè)距離，方便查找定位小動(dòng)物。一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，將示蹤永磁體固定在被測(cè)動(dòng)物體上，示蹤永磁體獨(dú)立在磁阻檢測(cè)裝置之外，示蹤永磁體的磁場(chǎng)作用于磁阻傳感器產(chǎn)生磁阻效應(yīng)，使磁阻傳感器輸出電信號(hào)，電信號(hào)表明蹤永磁體相對(duì)于磁阻傳感器的位置。上述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，磁阻傳感器輸出的電信號(hào)為模擬電信號(hào)，該模擬電信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，中央處理器處理形成被測(cè)動(dòng)物體的位置信息再從中央處理器輸出。上述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，磁阻傳感器為一個(gè)或多個(gè)，分布在被測(cè)動(dòng)物體活動(dòng)空間中和/或被測(cè)動(dòng)物體活動(dòng)空間周圍。上述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，磁阻傳感器為三個(gè)或三個(gè)以上時(shí)，相鄰三個(gè)磁阻傳感器按三維垂直方式排列:相鄰三個(gè)磁阻傳感器中有一個(gè)磁阻傳感器沿Z軸軸向分布、有一個(gè)磁阻傳感器沿X軸軸向分布、有一個(gè)磁阻傳感器沿Y軸軸向分布，所述X軸，Y軸，Z軸為三維空間直角坐標(biāo)系的三根軸。上述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，示蹤永磁體采用膠粘，植入或套環(huán)方式固定在被測(cè)動(dòng)物體上。
上述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，示蹤永磁體為片狀或塊狀永磁材料，體積為0.01 — 5立方毫米。上述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，示蹤永磁體的體積為I立方毫米。有益效果:一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，可根據(jù)動(dòng)物體體型大小，選用相應(yīng)體積的示蹤永磁體，示蹤永磁體可以在I立方毫米以下，最小可達(dá)0.1立方毫米，使很多小型動(dòng)物體可以攜帶，同時(shí)，根據(jù)不同的示蹤永磁體，被測(cè)動(dòng)物體攜帶的示蹤永磁體與測(cè)試儀距離能夠識(shí)別的范圍在(TlOOcm，示蹤永磁體的體積為I立方毫米情況下可達(dá)10cm。


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圖1:磁阻檢測(cè)儀示意 圖2:三維磁阻傳感器相對(duì)位置示意 圖3:實(shí)施例2中所述三維磁阻傳感器安放在箱體外表面示意 圖4:實(shí)施例2中所述4個(gè)磁阻傳感器安放在箱體外表面示意 圖5:利用磁阻效應(yīng)查找定位方法示意圖
Pl—電源，Ul—中央處理器，U2 — X軸磁阻傳感器，U3 — Y軸磁阻傳感器，U4 — Z軸磁阻傳感器，100—示蹤永磁體，101—磁阻傳感器單元，102—數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元，103—監(jiān)測(cè)箱，104一不蹤永磁體的磁場(chǎng)，U5-與X軸磁阻傳感器相連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，U6一與Y軸磁阻傳感器相連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，U7—與Z軸磁阻傳感器相連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，CONl—通訊端口，U9一通訊端口，Xl一傳感器復(fù)位清零電路，CRT一顯不器。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例1-4中用意蜂或中蜂作為被測(cè)動(dòng)物體，根據(jù)意蜂或中蜂體型的大小，選擇0.1一1.0立方毫米的示蹤永磁體粘貼在意蜂的腹部或其他部位。監(jiān)測(cè)箱、被測(cè)箱體指的是蜂箱或其他箱體。實(shí)施例1:一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，不蹤永磁體固定在被測(cè)動(dòng)物體上，示蹤永磁體的磁場(chǎng)加在磁阻檢測(cè)儀的磁阻傳感器上產(chǎn)生磁阻效應(yīng)而使磁阻傳感器輸出電信號(hào)發(fā)生變化；所述磁阻檢測(cè)儀包括電源PU磁阻傳感器單元101、數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元102、中央處理器U1，電源Pl給磁阻傳感器單元101、數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元102、中央處理器Ul提供電源，磁阻傳感器單元101生成的模擬電信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元102轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再傳給中央處理器U1，中央處理器Ul對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)運(yùn)算處理后將處理結(jié)果中央處理器Ul輸出；磁阻傳感器單元101示蹤永磁體獨(dú)立在磁阻檢測(cè)儀之外且磁阻傳感器單元101在示蹤永磁體的磁場(chǎng)內(nèi)。實(shí)施例1所述的一種動(dòng)物體查找定位裝置，還包括傳感器復(fù)位清零電路XI，傳感器復(fù)位清零電路Xl與磁阻傳感器單元101聯(lián)通，電源Pl給傳感器復(fù)位清零電路Xl供電。實(shí)施例1所述的一種動(dòng)物體查找定位裝置，還包括通訊端口 CONl，通訊端口 CONl與中央處理器Ul連接，中央處理器Ul將外理結(jié)果經(jīng)通訊端口 CONl輸出到外接顯示器。上述實(shí)施例所述的一種動(dòng)物體查找定位裝置，包括存貯器U9，存貯器U9與中央處理器Ul連接，存貯器U9用于存貯從中央處理器Ul輸出的數(shù)據(jù)。在實(shí)施例1中，磁阻傳感器單元101中可以是I個(gè)磁阻傳感器，也可以是多個(gè)磁阻傳感器。當(dāng)磁阻傳感器為I個(gè)時(shí)，只要這一個(gè)磁阻傳感器進(jìn)入示蹤永磁體的磁場(chǎng)范圍，被測(cè)動(dòng)物體帶動(dòng)示蹤永磁體運(yùn)動(dòng)或磁阻傳感器移動(dòng)，在示蹤永磁體的磁場(chǎng)作用下，磁阻傳感器內(nèi)的電阻值發(fā)生變化，磁阻傳感器也就輸出相應(yīng)電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，中央處理器處理后，就可通過與中央處理器相連接的指示燈顯示出來。當(dāng)磁阻傳感器單元101中的磁阻傳感器為2個(gè)時(shí)，這兩個(gè)磁阻傳感器可根據(jù)他們的極性按不同方向排列，并封裝在一起，只要這兩個(gè)磁阻傳感器進(jìn)入示蹤永磁體的磁場(chǎng)范圍，被測(cè)動(dòng)物體帶動(dòng)示蹤永磁體運(yùn)動(dòng)或磁阻傳感器移動(dòng)，只要磁阻傳感器相對(duì)示蹤永磁體運(yùn)動(dòng)，在示蹤永磁體的磁場(chǎng)作用下，磁阻傳感器內(nèi)的電阻值就發(fā)生變化，磁阻傳感器也就輸出相應(yīng)電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸入中央處理器，因?yàn)閺?qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)，磁阻傳感器中阻值的變化還可反映磁場(chǎng)角度，中央處理器對(duì)信號(hào)處理后，可將所得信號(hào)輸給指示燈，顯示出被測(cè)動(dòng)物體就在示蹤永磁體的有效磁場(chǎng)范圍內(nèi)，或通過顯示器顯示出被測(cè)動(dòng)物體相對(duì)磁阻傳感器的二維運(yùn)動(dòng)軌跡。所述磁阻傳感器單元101為三維磁阻傳感器，即當(dāng)磁阻傳感器單元101中的磁阻傳感器為3個(gè)時(shí)，包括一個(gè)垂直封裝的Z軸軸向分布的Z軸磁阻傳感器U4和水平封裝的一個(gè)X軸軸向分布的X軸磁阻傳感器U2和一個(gè)Y軸軸向分布的Y軸磁阻傳感器U3，所述X軸，Y軸，Z軸為三維空間直角坐標(biāo)系的三根軸。被測(cè)動(dòng)物體帶動(dòng)示蹤永磁體運(yùn)動(dòng)或磁阻傳感器移動(dòng)，只要示蹤永磁體相對(duì)磁阻傳感器運(yùn)動(dòng)，在示蹤永磁體的磁場(chǎng)作用下，磁阻傳感器內(nèi)的電阻值就發(fā)生變化，磁阻傳感器也就輸出相應(yīng)電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸入中央處理器；因?yàn)閺?qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)，磁阻傳感器中阻值的變化還可反映磁場(chǎng)角度，中央處理器對(duì)信號(hào)處理后，可將所得信號(hào)輸給顯示器，顯示出被測(cè)動(dòng)物體就在示蹤永磁體的有效磁場(chǎng)范圍內(nèi)，或通過顯示器顯示出被測(cè)動(dòng)物體相對(duì)磁阻傳感器的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)施例2:本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于:被監(jiān)測(cè)的意蜂裝在一個(gè)長(zhǎng)方體箱子中，先用膠在意蜂身體上粘上0.5立方毫米的永磁片，三維磁阻傳感器的三個(gè)磁阻傳感器也分別單獨(dú)封裝，使用時(shí)，將三個(gè)磁阻傳感器分別安放在箱體相鄰的三個(gè)面上，磁阻傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)數(shù)模變換后用通信線(也可采用光纖、無線等其他通訊方式)傳送至中央處理器，中央處理器執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行處理，處理后再從中央處理器輸給顯示器，或輸給貯存器貯存。在實(shí)施例2中，監(jiān)測(cè)箱103其他壁外還可安放磁阻傳感器。在實(shí)施例2中，磁阻傳感器可安放在監(jiān)測(cè)箱103的內(nèi)壁上。因?yàn)閺?qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效應(yīng)，磁阻傳感器中阻值的變化還可反映磁場(chǎng)角度，中央處理器綜合磁阻傳感器的位置、方向、示蹤永磁體的磁場(chǎng)有效范圍，對(duì)信號(hào)處理后就形成被監(jiān)測(cè)的意蜂的位置信息，通過就能顯示出來，
實(shí)施例3:本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2，不同點(diǎn)在于:監(jiān)測(cè)箱103的體積較大，其長(zhǎng)(X軸)、寬(Y軸)、高(Z軸)中某一項(xiàng)超過20cm，或都超過20cm，在同一軸上每隔20 cm安放一個(gè)磁阻傳感器。這樣可以監(jiān)測(cè)較大活動(dòng)范圍內(nèi)的動(dòng)物體的活動(dòng)軌跡。實(shí)施例4:本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于:
本發(fā)明使用的磁阻傳感器由坡莫合金(鐵鎳合金)薄片制成三維磁阻微電路集成芯片。它利用通常的半導(dǎo)體工藝，將鐵鎳合金薄膜附著在硅片上。薄膜的電阻率P (Θ)依賴于磁化強(qiáng)度M和電流I方向間的夾角Θ，具有以下關(guān)系式
權(quán)利要求
1.一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:將示蹤永磁體固定在被測(cè)動(dòng)物體上,示蹤永磁體獨(dú)立在磁阻檢測(cè)裝置之外，示蹤永磁體的磁場(chǎng)作用于磁阻傳感器產(chǎn)生磁阻效應(yīng)，使磁阻傳感器輸出電信號(hào)，電信號(hào)表明不蹤永磁體相對(duì)于磁阻傳感器的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:磁阻傳感器輸出的電信號(hào)為模擬電信號(hào)，該模擬電信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，中央處理器處理形成被測(cè)動(dòng)物體的位置信息再從中央處理器輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:磁阻傳感器為一個(gè)或多個(gè)，分布在被測(cè)動(dòng)物體活動(dòng)空間中和/或被測(cè)動(dòng)物體活動(dòng)空間周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:磁阻傳感器為三個(gè)或三個(gè)以上時(shí)，相鄰三個(gè)磁阻傳感器按三維垂直方式排列:相鄰三個(gè)磁阻傳感器中有一個(gè)磁阻傳感器(U4)沿Z軸軸向分布、有一個(gè)磁阻傳感器(U2)沿X軸軸向分布、有一個(gè)磁阻傳感器(U3)沿Y軸軸向分布，所述X軸，Y軸，Z軸為三維空間直角坐標(biāo)系的三根軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:示蹤永磁體采用膠粘，植入或套環(huán)方式固定在被測(cè)動(dòng)物體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:示蹤永磁體為片狀或塊狀永磁材料，體積為0.01—5立方毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，特征在于:示蹤永磁體的體積為I立方毫米。
全文摘要
一種利用磁阻效應(yīng)查找定位動(dòng)物體的方法，將示蹤永磁體固定在被測(cè)動(dòng)物體上，示蹤永磁體獨(dú)立在磁阻檢測(cè)裝置之外，示蹤永磁體的磁場(chǎng)作用于磁阻傳感器產(chǎn)生磁阻效應(yīng)，使磁阻傳感器輸出電信號(hào)，電信號(hào)表明示蹤永磁體相對(duì)于磁阻傳感器的位置。根據(jù)動(dòng)物體大小，選用0.1~5立方毫米的示蹤永磁體，示蹤永磁體可以在1立方毫米以下，最小可達(dá)0.1立方毫米，使很多小型動(dòng)物體可以攜帶，被測(cè)動(dòng)物體攜帶的示蹤永磁體與測(cè)試儀距離在0~100cm范圍都能夠識(shí)別。
文檔編號(hào)G01V3/08GK103163560SQ20131004793
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者汪平 申請(qǐng)人:成都實(shí)時(shí)技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司