一種嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于現(xiàn)代通信、GPS定位以及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器。
【背景技術(shù)】
[0002]野生動(dòng)物追蹤器是一種用來(lái)追蹤野生動(dòng)物的傳感器。將帶有野生動(dòng)物追蹤器的輕質(zhì)皮帶安放在動(dòng)物的脖子上，野生動(dòng)物追蹤器可以使用GPS跟蹤動(dòng)物的迀徙運(yùn)動(dòng)，獲取數(shù)據(jù)，以供相關(guān)研究人員進(jìn)行相關(guān)研究。野生動(dòng)物追蹤器一般由GPS模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、電池模塊和微處理器模塊構(gòu)成。傳統(tǒng)的野生動(dòng)物追蹤器使用電池供電，由于電池是消耗性的產(chǎn)品，有一定的使用年限，大大縮短了動(dòng)物追蹤器的使用壽命?；诖?，將如太陽(yáng)能的新能源應(yīng)用到動(dòng)物追蹤器領(lǐng)域的研究是很有必要的。因此，針對(duì)野生動(dòng)物追蹤器的研究，相關(guān)的技術(shù)仍需要改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種基于太陽(yáng)能電池的GPS野生動(dòng)物追蹤器。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:
[0005]一種嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器，包括微處理單元、GPS定位模塊、GPRS無(wú)線通信模塊、鋰離子電池模塊和光伏電源模塊；
[0006]所述的微處理單元，包括微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、USB接口模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊；
[0007]所述的GPS定位模塊的數(shù)據(jù)傳輸端連接微處理器的第一數(shù)據(jù)傳輸端，微處理器的第一數(shù)據(jù)傳輸端還連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，微處理器的第二數(shù)據(jù)傳輸端連接GPRS無(wú)線通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸端，鋰離子電池模塊的正極連接電源轉(zhuǎn)換模塊的第一輸入端，光伏電源模塊的輸出端連接電源轉(zhuǎn)換模塊的第二輸入端，電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接微處理器的電源端，微處理器的第三數(shù)據(jù)傳輸端連接USB接口模塊。
[0008]所述的光伏電源模塊嵌在野生動(dòng)物皮帶的頂部外表面上，所述的鋰離子電池模塊、微處理單元、GPS定位模塊和GPRS無(wú)線通信模塊嵌入野生動(dòng)物皮帶的內(nèi)部，所述的鋰離子電池模塊的一側(cè)位于光伏電源模塊的一側(cè)，所述的微處理單元的一側(cè)位于光伏電源模塊的另一側(cè)，所述的GPS定位模塊的一側(cè)位于微處理單元的另一側(cè)，所述的GPRS無(wú)線通信模塊設(shè)置于野生動(dòng)物皮帶的皮帶鎖處。
[0009]所述的光伏電源模塊為串聯(lián)的單晶硅微型太陽(yáng)能電池板。
[0010]所述的GPRS無(wú)線通信模塊具有外置天線，GPRS無(wú)線通信模塊的外置天線設(shè)置于野生動(dòng)物皮帶的外表面，并且其外置天線的長(zhǎng)度小于皮帶鎖所在一側(cè)的皮帶的長(zhǎng)度。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本實(shí)用新型提出一種嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器，與應(yīng)用已有技術(shù)設(shè)計(jì)的動(dòng)物追蹤器相比，本實(shí)用新型采用嵌在皮帶上太陽(yáng)能電池供電，進(jìn)一步降低了功耗，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命；將不同的模塊分散內(nèi)嵌到皮帶下相應(yīng)的位置處，扁平化的設(shè)計(jì)，使得裝置受到了皮帶的保護(hù)；將裝置的重量分散到了皮帶的各個(gè)地方，更加有利于動(dòng)物的配搭；使用具有外置天線的GPRS無(wú)線通信模塊有利于信號(hào)的接收。本實(shí)用新型具有重量輕，體積極小、防水、防摔、低功耗、超長(zhǎng)的使用壽命等特點(diǎn)，這使得本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器的位置示意圖；
[0015]其中，(a)為在皮帶佩戴狀態(tài)下嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器的位置示意圖；
[0016](b)為在皮帶展開(kāi)狀態(tài)嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器的位置示意圖；
[0017]1-光伏電源模塊，2-鋰離子電池模塊，3-微處理單元，4-GPS定位模塊，5-GPRS無(wú)線通信模塊，6-野生動(dòng)物皮帶的皮帶鎖，7-GPRS無(wú)線通信模塊的外置天線，3-1-微處理器，3-2-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，3-3-USB接口模塊，3-4-電源轉(zhuǎn)換模塊；
[0018]圖3為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的單片機(jī)MSP430F149的電路圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的NE0-5Q芯片的電路圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的光伏電源模塊中微型太陽(yáng)能電池板的連接示意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的GPRS無(wú)線通信模塊中的LE0N_G100的電路圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的GPRS無(wú)線通信模塊中的S頂卡周圍電路的電路圖；
[0023]圖8為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的電源轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；
[0024]圖9為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的W25X64芯片的電路圖；
[0025]圖10為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的USB接口模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】加以詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]一種嵌入串聯(lián)光伏電源驅(qū)動(dòng)的野生動(dòng)物追蹤器，如圖1所示，包括微處理單元3、GPS定位模塊4、GPRS無(wú)線通信模塊5、鋰離子電池模塊2和光伏電源模塊I ;
[0028]微處理單元3，包括微處理器3-1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3-2、USB接口模塊3_3和電源轉(zhuǎn)換模塊3-4 ;
[0029]GPS定位模塊4的數(shù)據(jù)傳輸端連接微處理器3-1的第一數(shù)據(jù)傳輸端，微處理器3_1的第一數(shù)據(jù)傳輸端還連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3-4，
[0030]微處理器3-1的第二數(shù)據(jù)傳輸端連接GPRS無(wú)線通信模塊5的數(shù)據(jù)傳輸端，鋰離子電池模塊2的正極連接電源轉(zhuǎn)換模塊3-4的第一輸入端，光伏電源模塊I的輸出端連接電源轉(zhuǎn)換模塊3-4的第二輸入端，電源轉(zhuǎn)換模塊3-4的輸出端連接微處理器3的電源端，微處理器3的第三數(shù)據(jù)傳輸端連接USB接口模塊3-3。
[0031]如圖2所示，光伏電源模塊I嵌在野生動(dòng)物皮帶的頂部外表面上，所述的鋰離子電池模塊2、微處理單元3、GPS定位模塊4和GPRS無(wú)線通信模塊5嵌入野生動(dòng)物皮帶的內(nèi)部，鋰離子電池模塊2的一側(cè)位于光伏電源模塊I的一側(cè)，微處理單元3的一側(cè)位于光伏電源模塊I的另一側(cè)，GPS定位模塊4的一側(cè)位于微處理單元3的另一側(cè)，GPRS無(wú)線通信模塊5設(shè)置于野生動(dòng)物皮帶的皮帶鎖6處。
[0032]本實(shí)施方式中，微處理器3-1采用TI公司的超低功耗型MSP430系列16位單片機(jī)MSP430F149，如圖3所示，其突出特點(diǎn):超低功耗、超強(qiáng)處理能力、豐富的片上外圍模塊。單片機(jī)MSP430F149的電源電壓采用1.8?3.6V低電壓，獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括兩個(gè)不同的時(shí)鐘:基本時(shí)鐘系統(tǒng)和鎖相環(huán)時(shí)鐘系統(tǒng)，片內(nèi)有豐富的外設(shè)，最多可達(dá)6X8條I/O線；該單片機(jī)有5種低功耗模式，使得微處理器3-1非常理想地延長(zhǎng)了電池的使用壽命，省電模式下中斷喚醒只需6ys。另外單片機(jī)MSP430F149采用了 16位多功能硬件乘法器等先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了其數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算能力。MSP430F149單片機(jī)用于處理GPS定位模塊4采集的地理位置數(shù)據(jù)，并控制GPRS無(wú)線通信模塊5向指定的服務(wù)器定時(shí)發(fā)送相關(guān)信息。
[0033]微處理器3-1為該裝置數(shù)據(jù)處理和控制的核心，負(fù)責(zé)接收和存儲(chǔ)GPS定位模塊4和GPRS無(wú)線通信模塊5傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)外部多種接口向其他模塊發(fā)送控制指令。微處理器3-1還具有死亡報(bào)警機(jī)制，即掉落、報(bào)警機(jī)制，當(dāng)被監(jiān)控物體長(zhǎng)時(shí)間在某一位置時(shí)候，內(nèi)置程序即可向服務(wù)端返回信息，提示掉落或死亡。
[0034]單片機(jī)MSP430F149的DVCC引腳和AVCC引腳連接電源轉(zhuǎn)換模塊3_4的OUT引腳，單片機(jī)MSP430F149的DVSS引腳和AVSS引腳連接地；單片機(jī)MSP430F149的P3.0引腳連接GPS定位模塊4 (NE0-5Q)的SS_N/NC引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.1引腳連接GPS定位模塊4(NE0-5Q)的MOSI引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.2引腳連接GPS定位模塊4(NE0-5Q)的MISO引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.3引腳連接GPS定位模塊4 (NE0-5Q)的SCK引腳；單片機(jī)MSP430F149的Pl.2引腳連接GPRS無(wú)線通信模塊5的RESET_N引腳，單片機(jī)MSP430F149的Pl.3引腳連接GPRS無(wú)線通信模塊5的PWR_0N引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.6引腳連接GPRS無(wú)線通信模塊5的RXD引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.7引腳連接GPRS無(wú)線通信模塊5的TXD引腳；單片機(jī)MSP430F149的UTXDO引腳連接USB接口模塊3-3的RXD引腳，單片機(jī)MSP430F149的URXDO引腳連接USB接口模塊3_3的TXD引腳；單片機(jī)MSP430F149的P3.0引腳連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3-2的CS引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.1引腳連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3-2的DO引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.2引腳連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3_2的D1引腳，單片機(jī)MSP430F149的P3.3引腳連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊CLK的引腳。
[0035]本實(shí)施方式中，GPS定位模塊4采用瑞士 u-blox NE0-5Q芯片，NE0-5Q芯片為多功能的獨(dú)立型GPS模組，如圖4所示，精巧及多功能架構(gòu)封裝，體積僅為12x16x2.4mm，以ROM為基礎(chǔ)架構(gòu)，無(wú)需使用高成本的Flash EPROM,內(nèi)置RTC晶振用于快速地溫啟動(dòng)和熱啟動(dòng)，工作溫度_40°C?85°C，存儲(chǔ)溫度_40°C?85°C，并且具有眾多特性及有非常彈性的連接技術(shù)選擇。
[0036]GPS定位模塊4具有內(nèi)置天線，NE0-5Q芯片的SDA2引腳和SCL2引腳分別通過(guò)電阻連接+3.3V電壓；NE0-5Q芯片的VCC引腳連接+3.3V電壓；NE0_5Q芯片的SS_N/NC引腳連接單片機(jī)MSP430F149的P3.0引腳，NE0-5Q芯片的MOSI引腳