一種動物運動跟蹤裝置及系統的制作方法

專利名稱：一種動物運動跟蹤裝置及系統的制作方法
技術領域：
本實用新型關于衛星定位技術，特別是關于將移動通信技術與衛星定位技 術相結合的動物運動軌跡跟蹤技術，具體的講是一種動物運動跟蹤裝置及系統。
背景技術：
在現有技術中，跟蹤動物運動軌跡的方法是為動物佩帶跟蹤器，這種跟蹤 器一般包括處理器、存儲器和射頻模塊。在對動物進行跟蹤時，必須在所述 射頻模塊的覆蓋范圍內才能跟蹤到被跟蹤的動物。而且，這種跟蹤器必須由與 之匹配的跟蹤設備來進行跟蹤，跟蹤設備需由人員攜帶、車載或機載進入跟蹤 區域。這種動物運動跟蹤方法是一種被動的跟蹤方法，動物運動到哪里，人就 需跟蹤到哪里，并且從跟蹤器中獲得的動物運動信息也十分有限，往往只能獲 取動物在某一特定區域是否存在的簡單信號。
在現有技術中，衛星定位技術已十分成熟，特別是隨著無線通信技術和手 機技術的迅猛發展，GPS與手機相結合的技術已經出現。這種，GPS與手機相結 合的定位跟蹤技術不僅能夠準確獲取移動物體的位置，而且能夠將與移動物體
有關的信息通過無線網絡進行傳送。中國發明專利申請200610152900.3公開了 一種即時定位追蹤器裝置及方法。該發明專利申請所公幵的技術方案可合并于 此，以作為本實用新型的現有技術。
然而，現有技術中的GPS與手機相結合的定位跟蹤裝置大多是基于手機、PDA 或車載設備的，其無論是體積、重量、惡劣環境適應還是攜帶方式都無法適應 動物運動跟蹤的需要，特別是鳥類遷徙跟蹤的需要。
實用新型內容
本實用新型提供一種動物運動跟蹤裝置及系統，用以對動物的運動進行跟蹤，特別是鳥類的遷徙進行跟蹤，獲取其運動或遷徙的軌跡以及相應的氣候信 息等。本實用新型的技術方案為
一種動物運動跟蹤裝置，所述的動物運動跟蹤裝置包括信號處理單元、 無線單元、GPS單元和固定器；所述的GPS單元與所述的信號處理單元相連接， 所述的GPS單元將接收的衛星定位信號傳送給所述的信號處理單元；所述的信號 處理單元與所述的無線單元相連接，所述的信號處理單元對接收的衛星定位信 號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元 進行無線傳輸；所述的固定器將所述的動物運動跟蹤裝置固定于被跟蹤動物。
所述的動物運動跟蹤裝置還包括無線單元工作定時器和GPS單元工作定時 器；所述的無線單元工作定時器與所述的信號處理單元相連接，用于設定所述 無線單元的工作時段；所述的GPS單元工作定時器與所述的信號處理單元相連 接，用于設定所述GPS單元的工作時段。
所述的動物運動跟蹤裝置還包括溫度傳感器；所述的溫度傳感器與所述 的信號處理單元相連接，所述的溫度傳感器將采集的溫度信號傳送給所述的信 號處理單元，所述的信號處理單元對接收的衛星定位信號和溫度信號進行處理， 生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸。
所述的動物運動跟蹤裝置還包括電路板和防水封裝層；所述的信號處理 單元、無線單元和GPS單元焊接在所述的電路板上，所述的防水封裝層將所述的 電路板及電路板上焊接的元件封裝，以達到防水的目的；所述的固定器安裝在 所述的電路板、防水封裝層或外殼上。所述的固定器包括固定帶、外殼、或 固定鉚插件。
一種動物運動跟蹤系統，所述的動物運動跟蹤系統包括動物運動跟蹤裝 置、后臺服務器，所述的動物運動跟蹤裝置通過無線通信網絡與所述的后臺服 務器相連接；其中，所述的動物運動跟蹤裝置包括信號處理單元、無線單元、
GPS單元和固定器；所述的GPS單元與所述的信號處理單元相連接，所述的GPS 單元將接收的衛星定位信號傳送給所述的信號處理單元；所述的信號處理單元與所述的無線單元相連接，所述的信號處理單元對接收的衛星定位信號進行處 理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元；所述的 無線單元將接收的動物跟蹤信息通過無線通信網絡傳送給所述的后臺服務器； 所述的固定器將所述的動物運動跟蹤裝置固定于被跟蹤動物；所述的后臺服務 器接收并處理所述的動物跟蹤信息，生成并輸出動物運動軌跡圖像數據和文本 數據。
本實用新型的有益效果在于通過提供一種動物運動跟蹤裝置及系統，實 現了對動物運動的主動跟蹤。當動物帶上動物運動跟蹤裝置后，動物運動跟蹤 裝置按預先設定的采集時間采集衛星定位信號和環境信息(比如溫度)，并按 預先設定的時間將動物跟蹤信息傳送給無線基站，基站將動物跟蹤信息傳送給 后臺服務器。從而，無需研究人員親臨現場既對動物進行適時跟蹤。通過對動 物，比如飛行類動物的跟蹤，不僅可以科學的了解動物的遷徙路線、生活習性， 還可以通過記錄其飛行路線及飛行環境，為研究動物疫病的傳播途徑和控制動 物疫情提供科學依據。

圖l是本實用新型裝置的結構框圖2是本實用新型系統的結構框圖3、圖4是本實用新型裝置實施例的結構框圖5a、圖5b是本實用新型的主流程圖6是本實用新型AD轉換中斷服務流程圖7是本實用新型定時器1中斷服務流程圖8是本實用新型串行口 1中斷服務流程圖9是本實用新型串行口 0中斷服務流程圖10是本實用新型裝置實施例的電路圖。
具體實施方式

以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。如圖l、 IO所示，為本實用新型具體實施方式
的一種動物運動跟蹤裝置，所述的動物運動跟蹤裝置包括 信號處理單元、無線單元、GPS單元和固定器；所述的GPS單元通過串行口1與所 述的信號處理單元相連接，所述的GPS單元將接收的衛星定位信號傳送給所述的
信號處理單元；所述的信號處理單元通過串行口O與所述的無線單元相連接，所 述的信號處理單元對接收的衛星定位信號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將 該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸；所述的固定器將所述的 動物運動跟蹤裝置固定于被跟蹤動物。
如圖2所示，為本實用新型的一種動物運動跟蹤系統，所述的動物運動跟蹤 系統包括動物運動跟蹤裝置、后臺服務器，所述的動物運動跟蹤裝置通過無 線通信網絡與所述的后臺服務器相連接；其中，所述的動物運動跟蹤裝置包括-信號處理單元、無線單元、GPS單元和固定器；所述的GPS單元與所述的信號處 理單元相連接，所述的GPS單元將接收的衛星定位信號傳送給所述的信號處理單 元；所述的信號處理單元與所述的無線單元相連接，所述的信號處理單元對接 收的衛星定位信號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給 所述的無線單元；所述的無線單元將接收的動物跟蹤信息通過無線通信網絡傳 送給所述的后臺服務器；所述的固定器將所述的動物運動跟蹤裝置固定于被跟 蹤動物；所述的后臺服務器接收并處理所述的動物跟蹤信息，生成并輸出動物 運動軌跡圖像數據和文本數據。
如圖3所示，本實施例裝置的一個可選的方案為，信號處理單元采用單片機 MSP430，無線單元釆用GSM模塊[mc55/56]， GPS單元采用GPS[ SR-92]。所述的 固定器為固定帶，該固定帶可以為圖3示意的表帶的活扣形式，也可以為死扣的 形式(圖未示)。圖3示意的固定帶也可設計成鎖扣的形式(圖未示)，且鎖扣 具有電控開鎖器，該電控開鎖器可為繼電器開關。當電池電能將要耗盡時，由 單片機向電控開鎖器發送開鎖信號，電控開鎖器接收到開鎖信號后，執行幵鎖 動作，固定帶的鎖扣打開后，本實施例裝置則從動物身上落下，使動物減輕負 擔恢復原始狀態。也可采用計時器進行計時，到達預設時間(如12個月)則單片機向電控開鎖器發送開鎖信號，電控開鎖器接收到開鎖信號后，執行開鎖動 作，固定帶的鎖扣打開后，本實施例裝置則從動物身上落下。也可釆用棉線自 動脫落的方法，即采用棉線將本裝置佩帶于動物體上，棉線經一段時間的自 然侵蝕后，會自動斷開，從而本實施例裝置則從動物身上落下，使動物減輕負 擔恢復原始狀態。
如圖4所示，所述的固定器為鉚插件。該鉚插件可以為圖4放大部分示意的 鉚插件形式，其中鉚釘被固定在電路板上，當鉚釘穿透動物體的某處后，將鉚 釘扣扣死，以將電路板固定在動物體上。
所述的動物運動跟蹤裝置還包括無線單元工作定時器(定時器2)和GPS 單元工作定時器(定時器l);定時器2用于設定所述無線單元的工作時段；定
時器2用于設定所述GPS單元的工作時段。
如圖5a、圖5b所示，單片機在進行工作時執行以下步驟對時鐘進行初始 化，對串行口1和串行口0進行初始化，對AD轉換模塊初始化，對端口和變量進 行初始化，然后停止GSM模塊工作，對定時器l進行初始化，幵總體中斷，判斷 GPS數據和AD轉換數據是否有效？如果否，則重新判斷，如果是則啟動GPS模塊 工作，保存GPS數據和AD轉換數據，進一步判斷GSM信號是否正常，如果否，則 設置發送數據不成功標志，如果是，則發送存儲器中所有未發出的數據，設置 數據發送成功標志，停止GSM模塊工作，變量和標志初始化，使單片機進入低功 耗模式并返回判斷GPS數據和AD轉換數據是否有效？單片機主程序結束。
如圖6所示，AD中斷服務執行以下步驟保護現場，讀取AD轉換結果，判斷 是否讀取到3次AD轉換結果？如果否，則返回讀取AD轉換結果，如果是，則對數 據進行中值濾波，計算溫度值禾卩電壓值，設置AD轉換數據有效標志，停止AD轉 換模塊工作，恢復現場，中斷返回。
如圖7所示，定時器l的中斷服務步驟如下保護現場，判斷設定啟動GPS 工作的時間間隔是否到？如果否，則恢復現場，中斷返回，如果是，則啟動GPS 模塊工作，判斷設定啟動GPS工作3分鐘是否到？如果否則返回，如果是，則進一步判斷GSM發送數據是否成功？如果是，則設置啟動GPS的時間間隔，如果否， 則設置再次啟動GPS的時間間隔，單片機進入低功耗模式，恢復現場，中斷返回。
如圖8所示，串行口l的中斷服務步驟如下保護現場，判斷是否接受至IJGPS 數據？如果否，則設置GPS數據無效標志，恢復現場，中斷返回，如果是，則設 置GPS有效標志，停止GPS工作，啟動AD轉換模塊工作恢復現場，中斷返回。
如圖9所示，串行口O的中斷服務步驟如下保護現場，判斷是否接受到GSM 數據？如果否，則設置GSM數據無效標志，恢復現場，中斷返回，如果是，則設 置GSM有效標志，恢復現場，中斷返回。
所述的動物運動跟蹤裝置還包括溫度傳感器；所述的溫度傳感器與所述 的信號處理單元相連接，所述的溫度傳感器將采集的溫度信號傳送給所述的信 號處理單元，所述的信號處理單元對接收的衛星定位信號和溫度信號進行處理， 生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸。
如圖10所示，所述的動物運動跟蹤裝置還包括:電路板和防水封裝層(圖 未示)；單片機MSP430， GSM模塊[mc55/56]， GPS[ SR-92]焊接在所述的電路 板上，所述的防水封裝層將所述的電路板及電路板上焊接的元件封裝；防水封
裝層可采用玻璃膠封裝。
單片機MSP430的特點是1)在運算速度方面，MSP430系列單片機能在 8MHz晶體的驅動下，實現125ns的指令周期。16位的數據寬度、125ns的 指令周期以及多功能的硬件乘法器(能實現乘加)相配合，能實現數字信號處 理的某些算法(如FFT等)。2) MSP430系列單片機的中斷源較多，并且可以 任意嵌套，使用時靈活方便。當系統處于省電的備用狀態時，用中斷請求將它 喚醒只用6us 。 3)超低功耗MSP430單片機之所以有超低的功耗，在等待方 式下，耗電為0.7uA ，在節電方式下，最低可達0. luA 。 4)尺寸小重量輕。
無線模塊MC55/56的特點是MC55和MC56無線模塊的尺寸為 35X32.5X2.95 (單位毫米)，重量為5. 5克。
GPS模塊SR-92最多可同時接收20個衛星，處理速度49 MHZ，內建閃存4Mb ，尺寸為18X 18X21 (單位毫米)，重量為3g，操作電流低于40mA (無天 線)。
可見，本實用新型動物運動跟蹤裝置所采用的模塊，均為體積小，重量輕 的模塊，這使得本動物運動跟蹤裝置的面積小于36X36 (單位毫米)。由于本 動物運動跟蹤裝置體積小、重量輕，因此可以佩帶在較小動物，特別是鳥類的 身上。
本實用新型的有益效果在于通過提供一種動物運動跟蹤裝置及系統，實 現了對動物運動的主動跟蹤。當動物帶上動物運動跟蹤裝置后，動物運動跟蹤 裝置按預先設定的采集時間采集衛星定位信號和環境信息(比如溫度)，并按 預先設定的時間將動物跟蹤信息傳送給無線基站，基站將動物跟蹤信息傳送給 后臺服務器。從而，無需研究人員親臨現場既對動物進行適時跟蹤。通過對動 物，比如飛行類動物的跟蹤，不僅可以科學的了解動物的遷徙路線、生活習性， 還可以M過記錄其飛行路線及飛行環境，為研究動物疫病的傳播途徑和控制動 物疫情提供科學依據。
因此以上具體實施方式
僅用于說明本實用新型，而非用于限定本實用新型。
權利要求1.一種動物運動跟蹤裝置，其特征是，所述的動物運動跟蹤裝置包括信號處理單元、無線單元、GPS單元和固定器；所述的GPS單元與所述的信號處理單元相連接，所述的GPS單元將接收的衛星定位信號傳送給所述的信號處理單元；所述的信號處理單元與所述的無線單元相連接，所述的信號處理單元對接收的衛星定位信號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸；所述的固定器將所述的動物運動跟蹤裝置固定于被跟蹤動物。
2. 根據權利要求l所述的動物運動跟蹤裝置，其特征是，所述的動物運動 跟蹤裝置還包括無線單元工作定時器和GPS單元工作定時器；所述的無線單元工作定時器與所述的信號處理單元相連接，用于設定所述無線單元的工作時段；所述的GPS單元工作定時器與所述的信號處理單元相連接，用于設定所述 GPS單元的工作時段。
3. 根據權利要求l所述的動物運動跟蹤裝置，其特征是，所述的動物運動 跟蹤裝置還包括溫度傳感器；所述的溫度傳感器與所述的信號處理單元相連 接，所述的溫度傳感器將釆集的溫度信號傳送給所述的信號處理單元，所述的 信號處理單元對接收的衛星定位信號和溫度信號進行處理，生成動物跟蹤信息， 并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸。
4. 根據權利要求l所述的動物運動跟蹤裝置，其特征是，所述的動物運動 跟蹤裝置還包括電路板和防水封裝層或防水外殼；所述的信號處理單元、無線單元和GPS單元焊接在所述的電路板上，所述的 防水封裝層將所述的電路板及電路板上焊接的元件封裝；所述的固定器安裝在所述的電路板、防水封裝層或防水外殼上。
5. 根據權利要求4所述的動物運動跟蹤裝置，其特征是，所述的固定器包括固定帶、外殼、或固定鉚插件；所述固定器具有自動脫落或定時脫落部件。
6. —種動物運動跟蹤系統，其特征是，所述的動物運動跟蹤系統包括動 物運動跟蹤裝置、后臺服務器，所述的動物運動跟蹤裝置通過無線通信網絡與 所述的后臺服務器相連接；其中，所述的動物運動跟蹤裝置包括信號處理單元、無線單元、GPS單元和固定 器；所述的GPS單元與所述的信號處理單元相連接，所述的GPS單元將接收的衛 星定位信號傳送給所述的信號處理單元；所述的信號處理單元與所述的無線單元相連接，所述的信號處理單元對接 收的衛星定位信號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給 所述的無線單元；所述的無線單元將接收的動物跟蹤信息通過無線通信網絡傳送給所述的后 臺服務器；所述的固定器將所述的動物運動跟蹤裝置固定于被跟蹤動物； 所述的后臺服務器接收并處理所述的動物跟蹤信息，生成并輸出動物運動 軌跡圖像數據和文本數據。
7. 根據權利要求6所述的動物運動跟蹤系統，其特征是，所述的動物運動 跟蹤裝置還包括無線單元工作定時器和GPS單元工作定時器；所述的無線單元工作定時器與所述的信號處理單元相連接，用于設定所述 無線單元的工作時段；所述的GPS單元工作定時器與所述的信號處理單元相連接，用于設定所述 GPS單元的工作時段。
8. 根據權利要求6所述的動物運動跟蹤系統，其特征是，所述的動物運動 跟蹤裝置還包括溫度傳感器；所述的溫度傳感器與所述的信號處理單元相連 接，所述的溫度傳感器將采集的溫度信號傳送給所述的信號處理單元，所述的 信號處理單元對接收的衛星定位信號和溫度信號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸。
9. 根據權利要求6所述的動物運動跟蹤系統，其特征是，所述的動物運動 跟蹤裝置還包括電路板和防水封裝層；所述的信號處理單元、無線單元和GPS單元焊接在所述的電路板上，所述的 防水封裝層將所述的電路板及電路板上焊接的元件封裝；所述的固定器安裝在所述的電路板、防水封裝層或防水外殼上。
10. 根據權利要求9所述的動物運動跟蹤系統，其特征是，所述的固定器包 括固定帶、外殼、或固定鉚插件。
專利摘要本實用新型提供一種動物運動跟蹤裝置及系統。所述的裝置包括信號處理單元、無線單元、GPS單元和固定器；所述的GPS單元與所述的信號處理單元相連接，所述的GPS單元將接收的衛星定位信號傳送給所述的信號處理單元；所述的信號處理單元與所述的無線單元相連接，所述的信號處理單元對接收的衛星定位信號進行處理，生成動物跟蹤信息，并將該動物跟蹤信息傳送給所述的無線單元進行無線傳輸；所述的固定器將所述的動物運動跟蹤裝置固定于被跟蹤動物。用以對動物的運動進行跟蹤，特別是鳥類的遷徙進行跟蹤，獲取其運動或遷徙的軌跡以及相應的氣候信息等。所述的系統包括動物運動跟蹤裝置和后臺服務器。
文檔編號G01K1/02GK201145738SQ20072030534
公開日2008年11月5日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月21日
發明者任繼平, 周興付 申請人:北京探感科技有限公司