基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法，其中動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器包括動(dòng)物跟蹤器，動(dòng)物跟蹤器包括依次電連接的：電源模塊、CPU處理器、以及無(wú)線通信部件；CPU處理器連接有IIC通信協(xié)議控制器，IIC通信協(xié)議控制器連接有陀螺傳感器。監(jiān)測(cè)方法包括步驟101、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為M的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后將上述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器；步驟102、CPU處理器接收上述兩個(gè)姿態(tài)信息，并對(duì)上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較，如果兩個(gè)姿態(tài)信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0;步驟103、CPU處理器將上述姿態(tài)信息以及動(dòng)物是否死亡信息通過(guò)無(wú)線通信部件發(fā)送給遠(yuǎn)端的接收器。
【專利說(shuō)明】基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鳥(niǎo)類跟蹤設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器是人類了解動(dòng)物、以及了解動(dòng)物生存環(huán)境的必備 設(shè)備之一；由于動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器在對(duì)動(dòng)物跟蹤、研究的過(guò)程中承擔(dān)著非常重要的角色； 因此各國(guó)科研工作者正在不遺余力地研發(fā)新的跟蹤技術(shù)或者是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)跟蹤設(shè)備進(jìn)行 改進(jìn)，從而使得現(xiàn)有的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器能夠滿足多種條件的需要；目前，傳統(tǒng)動(dòng)物運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)監(jiān)測(cè)器的主要功能是對(duì)動(dòng)物的位置監(jiān)測(cè)，比如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00720305341. 5,發(fā)明 名稱為：一種動(dòng)物運(yùn)動(dòng)跟蹤裝置及系統(tǒng)；其公開(kāi)了一種基于GPS、和GSM模塊的雙定位系統(tǒng)； 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01020552567. 7,發(fā)明名稱為：一種太陽(yáng)能尋蹤裝置；其公開(kāi)了一種基 于太陽(yáng)能的動(dòng)物跟蹤裝置。
[0003] 通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)：由于動(dòng)物（特別是野生鳥(niǎo)類動(dòng)物）的生產(chǎn)環(huán)境比較惡 劣，因此動(dòng)物的生命安全會(huì)隨時(shí)受到各種危險(xiǎn)因素的威脅；因此，及時(shí)快速地掌握動(dòng)物的生 命狀態(tài)信息顯得是至關(guān)重要；目前，科研工作者在對(duì)動(dòng)物死亡的判斷過(guò)程中，經(jīng)常采用的方 法為：首先通過(guò)GPS獲取動(dòng)物的位置信息，然后在一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)，一般情況下至少 為一兩天的時(shí)間，如果GPS獲取到的動(dòng)物位置信息未發(fā)生改變，則判定為動(dòng)物死亡；所以， 上述傳統(tǒng)技術(shù)存在如下的缺陷：一、耗時(shí)比較長(zhǎng)，效率低；至少為一兩天的時(shí)間；二、誤判率 高，如果動(dòng)物受傷或者是其他因素（比如冬眠），則GPS獲取到的動(dòng)物位置信息將會(huì)在一個(gè) 比較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)固定，因此極易發(fā)生誤判。所以，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種能夠克服上述缺陷的動(dòng)物 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法及其方法相的尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種低功耗的基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法及其方法。
[0005] 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：
[0006] 一種基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，包括動(dòng)物跟蹤器，所述動(dòng)物跟蹤器 包括依次電連接的：電源模塊、CPU處理器、以及無(wú)線通信部件；所述CPU處理器連接有IIC 通信協(xié)議控制器，所述IIC通信協(xié)議控制器連接有陀螺傳感器。
[0007] 進(jìn)一步：所述電源模塊包括太陽(yáng)能電池、充電控制電路、以及超級(jí)電容器；所述充 電控制電路包括至少一個(gè)電源輸入端子、BOOST型升壓電路、控制邏輯電路、PWM信號(hào)發(fā)生 器、至少一個(gè)充電輸出端子、以及至少一個(gè)電源驅(qū)動(dòng)輸出端子，所述充電控制電路的電阻與 太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻相等；所述太陽(yáng)能電池與充電控制電路的電源輸入端子電連接，所述充 電控制電路的充電輸出端子與超級(jí)電容器電連接。
[0008] 更進(jìn)一步：所述CPU處理器包括CPU單元、以及與所述CPU單元電連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換 單元、內(nèi)部存儲(chǔ)器、CPU電源、射頻通訊控制器、以及I/O端子；所述無(wú)線通信部件包括射頻 電源和無(wú)線射頻通信電路；所述無(wú)線射頻通信電路上設(shè)有板載天線IPX插座，所述板載天 線IPX插座插接有射頻天線；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元設(shè)有兩個(gè)電源電壓信號(hào)輸入端子、一個(gè)狀 態(tài)電壓輸入端子、以及一個(gè)工作電壓輸入端子；所述無(wú)線射頻通信電路包括至少一個(gè)位置 定位系統(tǒng)；所述充電控制電路的電源驅(qū)動(dòng)輸出端子與CPU電源電連接；所述超級(jí)電容器分 別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的一個(gè)電源電壓信號(hào)輸入端子、射頻電源電連接；所述太陽(yáng)能電池與模 數(shù)轉(zhuǎn)換單元的另一個(gè)電源電壓信號(hào)輸入端子電連接；所述I/O端子與控制射頻電源工作狀 態(tài)的開(kāi)關(guān)端子電連接；所述無(wú)線射頻通信電路通過(guò)通訊總線與射頻通訊控制器連接；所述 射頻通訊控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線與無(wú)線射頻通信電路的工作狀態(tài)開(kāi)關(guān)端子連接。
[0009] 更進(jìn)一步：所述CPU處理器設(shè)有SPI通信控制器。
[0010] 更進(jìn)一步：所述CPU處理器設(shè)有DCMI控制器。
[0011] 更進(jìn)一步：所述CPU單元為16位MSP430芯片；所述位置定位系統(tǒng)為GPS衛(wèi)星定
[0012] 位系統(tǒng)、格洛納斯系統(tǒng)定位系統(tǒng)、移動(dòng)通信基站定位系統(tǒng)中的一種。
[0013] 一種基于陀螺傳感器動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0014] 步驟101、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為Μ的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后 將上述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器；
[0015] 步驟102、CPU處理器接收上述兩個(gè)姿態(tài)信息，并對(duì)上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較， 如果兩個(gè)姿態(tài)信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0 ;
[0016] 步驟103、CPU處理器將上述姿態(tài)信息以及動(dòng)物是否死亡信息通過(guò)無(wú)線通信部件 發(fā)送給遠(yuǎn)端的接收器。
[0017] 進(jìn)一步：所述Μ的大小等于動(dòng)物四分之一個(gè)呼吸周期
[0018] 一種基于陀螺傳感器動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0019] 步驟201、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為Μ的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后 將上述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器；
[0020] 步驟202、CPU處理器通過(guò)無(wú)線通信部件將上述兩個(gè)姿態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)端的接收 器；
[0021] 步驟203、接收器接收上述姿態(tài)信息，并將上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較，如果兩個(gè) 姿
[0022] 態(tài)信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0。
[0023] 進(jìn)一步：所述Μ的大小等于動(dòng)物四分之一個(gè)呼吸周期。
[0024] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0025] 由于本發(fā)明在動(dòng)物跟蹤器上采用了陀螺傳感器，因此一方面可以獲取到動(dòng)物的姿 態(tài)信息，另一方面通過(guò)動(dòng)物的姿態(tài)信息，可以對(duì)動(dòng)物的生命狀態(tài)進(jìn)行判斷；與傳統(tǒng)技術(shù)相比 較，具有工作效率高的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，由于只要?jiǎng)游锾幱诖婊顮顟B(tài)，則其必然具有呼吸和心跳， 因此，只要?jiǎng)游镉泻粑蛘呤切奶?，則陀螺傳感器在兩個(gè)不同的時(shí)刻采集到的狀態(tài)信息則 會(huì)發(fā)生改變，所以可以準(zhǔn)確地判斷出動(dòng)物生命狀態(tài)的信息。
[0026] 由于本發(fā)明中充電控制電路的電阻與太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻相等，因此可以保證充電 控制電路的輸出功率最大化；進(jìn)而滿足超級(jí)電容器和CPU處理器的電量需求；提1?電能的 利用率；
[0027] 由于在太陽(yáng)能電池和負(fù)載（CPU處理器和無(wú)線通信部件）之間增加了充電控制電 路，因此一方面可以保證CPU處理器電壓工作的穩(wěn)定性，另外一方面保證超級(jí)電容器的快 速充放電電壓要求；
[0028] 由于無(wú)線通信部件設(shè)置有射頻電源，因此為CPU處理器控制無(wú)線通信部件間歇性 工作提供了很好的硬件基礎(chǔ)；同時(shí)進(jìn)一步提高了電能的利用率，降低電能的損耗；
[0029] 由于無(wú)線射頻通信電路包括至少一個(gè)位置定位系統(tǒng)，因此在使用的過(guò)程中，可以 采用多個(gè)位置定位系統(tǒng)組合的方式，在提高定位精度的同時(shí)，保證定位功能的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的電路框圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明中充電控制電路的等效電路圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明中圖2的優(yōu)化電路圖；
[0033] 其中：1、太陽(yáng)能電池；2、充電控制電路；3、超級(jí)電容器；4、CPU處理器；5、無(wú)線通 信部件。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖 詳細(xì)說(shuō)明如下：
[0035] 請(qǐng)參閱圖1，一種基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，包括動(dòng)物跟蹤器，所述 動(dòng)物跟蹤器包括依次電連接的：電源模塊、CPU處理器4、以及無(wú)線通信部件5 ;所述CPU處 理器連接有IIC通信協(xié)議控制器，所述IIC通信協(xié)議控制器連接有陀螺傳感器；
[0036] 其中：作為優(yōu)選，為了實(shí)現(xiàn)電源模塊使用壽命長(zhǎng)，快速充放電的功能，電源模塊包 括太陽(yáng)能電池1、充電控制電路2、以及超級(jí)電容器3 ;充電控制電路2包括至少一個(gè)電源輸 入端子、BOOST型升壓電路、控制邏輯電路、PWM信號(hào)發(fā)生器、至少一個(gè)充電輸出端子、以及 至少一個(gè)電源驅(qū)動(dòng)輸出端子，充電控制電路2的電阻與太陽(yáng)能電池1的內(nèi)阻相等；太陽(yáng)能電 池1與充電控制電路2的電源輸入端子電連接，充電控制電路2的充電輸出端子與超級(jí)電 容器3電連接；
[0037] CPU處理器4包括CPU單元、以及與所述CPU單元電連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、內(nèi)部存 儲(chǔ)器、CPU電源、射頻通訊控制器、以及I/O端子；無(wú)線通信部件5包括射頻電源和無(wú)線射頻 通信電路；所述無(wú)線射頻通信電路上設(shè)有板載天線IPX插座，所述板載天線IPX插座插接有 射頻天線；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元設(shè)有兩個(gè)電源電壓信號(hào)輸入端子、一個(gè)狀態(tài)電壓輸入端子、以 及一個(gè)工作電壓輸入端子；所述無(wú)線射頻通信電路包括至少一個(gè)位置定位系統(tǒng)；充電控制 電路2的電源驅(qū)動(dòng)輸出端子與CPU電源電連接；超級(jí)電容器3分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的一個(gè) 電源電壓信號(hào)輸入端子、射頻電源電連接；太陽(yáng)能電池1與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的另一個(gè)電源電 壓信號(hào)輸入端子電連接；所述I/O端子與控制射頻電源工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān)端子電連接；所述 無(wú)線射頻通信電路通過(guò)通訊總線與射頻通訊控制器連接；所述射頻通訊控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線 與無(wú)線射頻通信電路的工作狀態(tài)開(kāi)關(guān)端子連接。
[0038] 為了便于CPU處理器4能夠存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，在上述具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，CPU處 理器4設(shè)有連接MicroSD卡用的SPI通信控制器。
[0039] 為了便于基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器及其監(jiān)測(cè)方法能夠方便快速的 連接更多外設(shè)，比如攝像頭，在上述具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，CPU處理器4設(shè)有DCMI控制器。
[0040] 由于CPU單元是本發(fā)明的耗電元器件之一，為了減少電能的損耗，作為優(yōu)選，上述 多個(gè)具體實(shí)施例中的CPU單元優(yōu)選16位MSP430芯片。
[0041] 為了保證位置定位系統(tǒng)工作的可靠性：所述位置定位系統(tǒng)選用技術(shù)比較成熟的 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、格洛納斯系統(tǒng)定位系統(tǒng)、移動(dòng)通信基站定位系統(tǒng)中的一種，也可以選用 多種進(jìn)行配合使用。
[0042] 本發(fā)明的工作過(guò)程主要有兩種：
[0043] 第一種：一種基于陀螺傳感器動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0044] 步驟101、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為Μ的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后 將上述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器；為了保證采集信號(hào)的精度，上述陀 螺傳感器優(yōu)選三自由度陀螺儀；
[0045] 步驟102、CPU處理器接收上述兩個(gè)姿態(tài)信息，并對(duì)上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較， 如果兩個(gè)姿態(tài)信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0 ;
[0046] 步驟103、CPU處理器將上述姿態(tài)信息以及動(dòng)物是否死亡信息通過(guò)無(wú)線通信部件 發(fā)送給遠(yuǎn)端的接收器。
[0047] 在上述優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如果將動(dòng)物的每次呼吸或者心跳用一個(gè)函數(shù)曲線表 示，則相鄰四分之一個(gè)呼吸周期內(nèi)的兩個(gè)狀態(tài)之間的差異會(huì)最大化，因此Μ的大小等于動(dòng) 物四分之一個(gè)呼吸周期。
[0048] 第二種：一種基于陀螺傳感器動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0049] 步驟201、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為Μ的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后 將上述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器；為了保證采集信號(hào)的精度，上述陀 螺傳感器優(yōu)選三自由度陀螺儀；
[0050] 步驟202、為了減少動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器的體積和重量，則盡量選用微小型號(hào)的 (PU處理器，因此，CPU處理器通過(guò)無(wú)線通信部件將上述兩個(gè)姿態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)端的接收 器；即將數(shù)據(jù)處理的任務(wù)由接收器承擔(dān)；這樣可以減少CPU處理器的體積，同時(shí)也可以減少 耗電量；
[0051] 步驟203、接收器接收上述姿態(tài)信息，并將上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較，如果兩個(gè) 姿
[0052] 態(tài)信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0。
[0053] 在上述優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如果將動(dòng)物的每次呼吸或者心跳用一個(gè)函數(shù)曲線表 示，則相鄰四分之一個(gè)呼吸周期內(nèi)的兩個(gè)狀態(tài)之間的差異會(huì)最大化，因此Μ的大小等于動(dòng) 物四分之一個(gè)呼吸周期。
[0054] 本發(fā)明的工作過(guò)程為：太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電能，一方面輸出給充電控制電路2， 另一方面為CPU處理器4的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元提供電量，由于充電控制電路2的電阻與太陽(yáng)能 電池1的內(nèi)阻相等，因此，充電控制電路2的輸出功率可以最大化，于是，充電控制電路2 一方面可以為CPU處理器4提供3. 3V的驅(qū)動(dòng)電能，另外一方面為超級(jí)電容器2提供充電 電能，同時(shí)也為陀螺傳感器提供電能，由于超級(jí)電容器2本身具有快速充電的功能，因此超 級(jí)電容器2的電能達(dá)到飽和狀態(tài)的時(shí)間會(huì)比較短（與傳統(tǒng)的普通蓄電池，比如鋰電池相比 較），當(dāng)超級(jí)電容器2的電能達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，射頻電源得到電能，此時(shí)，射頻電源具有為無(wú) 線射頻通信電路提供電能的能力，此時(shí)，如果CPU單元通過(guò)I/O端子開(kāi)啟射頻電源，則無(wú)線 射頻通信電路獲得電能開(kāi)始工作，即無(wú)線射頻通信電路通過(guò)位置定位系統(tǒng)獲取動(dòng)物的位置 信息，然后將位置信息依次通過(guò)通訊總線、射頻通訊控制器、CPU單元發(fā)送給內(nèi)部存儲(chǔ)器，然 后CPU單元再?gòu)膬?nèi)部存儲(chǔ)單元中提取存儲(chǔ)的位置信息，再進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器終端；由 于本發(fā)明具有了上述硬件基礎(chǔ)，因此，CPU單元可以通過(guò)I/O端子向射頻電源發(fā)送間斷性啟 停信號(hào)，這樣就可以減少電能的損耗，保證動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器能夠持續(xù)長(zhǎng)久地處于最佳 工作狀態(tài)。
[0055] 如圖2所述，為了充電控制電路2的輸出功率可以最大化，充電控制電路2通過(guò)設(shè) 定電阻R4實(shí)現(xiàn)充電控制電路2的電阻與太陽(yáng)能電池板1內(nèi)阻的相等匹配；
[0056] 即：太陽(yáng)能電池板1為高阻型功率輸出器件，設(shè)它的內(nèi)部等效電阻為Ri，則，太陽(yáng) 能充電管理電路內(nèi)部也有一個(gè)等效電阻，設(shè)定為Rx，則，通過(guò)Ri = Rx+R4實(shí)現(xiàn)外部電阻與內(nèi) 部電阻等效，實(shí)現(xiàn)功率最大化。
[0057] 通過(guò)電阻R4設(shè)定，可以做到當(dāng)外部太陽(yáng)能電池板1在太陽(yáng)光在多云等有臨時(shí)性遮 蔽物的情況下，可以保證對(duì)充電電池充電電壓不至于很快跌落到無(wú)法正常充電的情況，即： 跌落將是一個(gè)緩慢的過(guò)程，并同時(shí)保證被充電的超級(jí)電容器3不至于立刻再向充電電路進(jìn) 行放電，從而保護(hù)充電電路。
[0058] 因?yàn)槌潆娍刂齐娐?在對(duì)超級(jí)電容器3充電的同時(shí)，還對(duì)CPU處理器4進(jìn)行供電， 所以，太陽(yáng)能電池板1內(nèi)部等效電路如圖3所示：
[0059] 該充電控制電路2屬于LD0型電路架構(gòu)（降壓輸出電路，S卩：輸入〉輸出）。通過(guò) 外部電阻R3和電阻R4進(jìn)行外部輸出電壓調(diào)節(jié)控制。但在LD0電路之前，LD0電路輸入電 壓來(lái)自電容器C5兩端電壓。
[0060] 為了保證輸入電源的利用率，也就是寬電壓輸入，所以，在控制邏輯電路內(nèi)部，有 一個(gè)BOOST型控制邏輯電路。正常情況下，內(nèi)部電路有一個(gè)PWM信號(hào)發(fā)生器，會(huì)周期性產(chǎn)生 一個(gè)PWM方波信號(hào)。而這個(gè)方波信號(hào)的輸出連接到了場(chǎng)效應(yīng)管Q1上。當(dāng)PWM信號(hào)發(fā)生器 當(dāng)前電平為高電平信號(hào)的時(shí)候，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源級(jí)與柵極導(dǎo)通，即處于短路狀態(tài)，此時(shí)場(chǎng) 效應(yīng)管Q1器件后面的電容C2,電容C5電容沒(méi)有被充電。
[0061] 當(dāng)PWM信號(hào)發(fā)生器從高電平瞬間轉(zhuǎn)換成為低電平的時(shí)候，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源級(jí)與柵 極斷開(kāi)，場(chǎng)效應(yīng)管Q1不在讓后面的電路處于短路狀態(tài)，從而獲得電量。此時(shí)，由于先前電感 L1 一直處于被充電的狀態(tài)，所以，此時(shí)，夕卜部輸入電壓和電感L1所感生出的電壓疊加到一 起對(duì)電容C2,電容C5充電。
[0062] SP :輸出電壓〉輸入電壓
[0063] 而電感產(chǎn)生的電壓又由外部電阻R1和R2設(shè)定。設(shè)定方法在PWM信號(hào)發(fā)生器發(fā)生 期內(nèi)完成。
[0064] 經(jīng)過(guò)以上若干各PWM信號(hào)周期，電容C2,電容C5被穩(wěn)定在用戶設(shè)定輸出電壓上， 故，此時(shí)，射頻電路趨于穩(wěn)定輸出狀態(tài)。
[0065] 之后，充電控制電路2將會(huì)分出兩路進(jìn)行輸出，一路被送到CPU處理器4，對(duì)它進(jìn)行 供電；另一路，被送到超級(jí)電容器3，使得充電得以進(jìn)行。
[0066] 這個(gè)外部LD0型電路輸出電壓可以為CPU處理器4供電；使得CPU處理器4可以 獨(dú)立于被充電的超級(jí)電容器3的電源獨(dú)立工作。這使得在超級(jí)電容器3被充電的同時(shí)，CPU 處理器4可以實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品電路中任何一個(gè)電路的工作狀態(tài)。
[0067] 太陽(yáng)能電池 1的電壓輸入范圍：0.2V至5V的極寬輸入范圍內(nèi)工作，充電控制電路 2接受的輸入源為：太陽(yáng)能電池1。其中充電控制電路2的最大功率電壓設(shè)定為2V輸入電 壓。故，太陽(yáng)能電池1在大于等于2V電壓的時(shí)候，充電控制電路2會(huì)全效率對(duì)超級(jí)電容進(jìn) 行充電。
[0068] 圖3中，太陽(yáng)能電池1電阻選型計(jì)算方法：
[0069]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，包括動(dòng)物跟蹤器，所述動(dòng)物跟蹤器包 括依次電連接的：電源模塊、CPU處理器、以及無(wú)線通信部件；其特征在于：所述CPU處理器 連接有IIC通信協(xié)議控制器，所述IIC通信協(xié)議控制器連接有陀螺傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，其特征在于：所述 電源模塊包括太陽(yáng)能電池、充電控制電路、以及超級(jí)電容器；所述充電控制電路包括至少一 個(gè)電源輸入端子、BOOST型升壓電路、控制邏輯電路、PWM信號(hào)發(fā)生器、至少一個(gè)充電輸出端 子、以及至少一個(gè)電源驅(qū)動(dòng)輸出端子，所述充電控制電路的電阻與太陽(yáng)能電池的內(nèi)阻相等； 所述太陽(yáng)能電池與充電控制電路的電源輸入端子電連接，所述充電控制電路的充電輸出端 子與超級(jí)電容器電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，其特征在于：所述 CPU處理器包括CPU單元、以及與所述CPU單元電連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、內(nèi)部存儲(chǔ)器、CPU 電源、射頻通訊控制器、以及I/O端子；所述無(wú)線通信部件包括射頻電源和無(wú)線射頻通信電 路；所述無(wú)線射頻通信電路上設(shè)有板載天線IPX插座，所述板載天線IPX插座插接有射頻天 線；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元設(shè)有兩個(gè)電源電壓信號(hào)輸入端子、一個(gè)狀態(tài)電壓輸入端子、以及一個(gè) 工作電壓輸入端子；所述無(wú)線射頻通信電路包括至少一個(gè)位置定位系統(tǒng)；所述充電控制電 路的電源驅(qū)動(dòng)輸出端子與CPU電源電連接；所述超級(jí)電容器分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的一個(gè)電 源電壓信號(hào)輸入端子、射頻電源電連接；所述太陽(yáng)能電池與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的另一個(gè)電源電 壓信號(hào)輸入端子電連接；所述I/O端子與控制射頻電源工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān)端子電連接；所述 無(wú)線射頻通信電路通過(guò)通訊總線與射頻通訊控制器連接；所述射頻通訊控制器通過(guò)數(shù)據(jù)線 與無(wú)線射頻通信電路的工作狀態(tài)開(kāi)關(guān)端子連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，其特征在于：所述 CPU處理器設(shè)有SPI通信控制器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，其特征在于：所述 CPU處理器設(shè)有DCMI控制器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于陀螺傳感器的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，其特征在 于：所述CPU單元為16位MSP430芯片；所述位置定位系統(tǒng)為GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、格洛納斯 系統(tǒng)定位系統(tǒng)、移動(dòng)通信基站定位系統(tǒng)中的一種。
7. -種根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述動(dòng)物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)器的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于： 包括如下步驟： 步驟101、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為Μ的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后將上 述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器； 步驟102、CPU處理器接收上述兩個(gè)姿態(tài)信息，并對(duì)上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較，如果 兩個(gè)姿態(tài)信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0 ; 步驟103、CPU處理器將上述姿態(tài)信息以及動(dòng)物是否死亡信息通過(guò)無(wú)線通信部件發(fā)送 給遠(yuǎn)端的接收器。
8. -種根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述Μ的大小等于動(dòng)物四分之 一個(gè)呼吸周期。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟201、陀螺傳感器在時(shí)間間隔為Μ的兩個(gè)時(shí)刻采集動(dòng)物的兩個(gè)姿態(tài)信息，隨后將上 述兩個(gè)姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給CPU處理器； 步驟202、CPU處理器通過(guò)無(wú)線通信部件將上述兩個(gè)姿態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)端的接收器； 步驟203、接收器接收上述姿態(tài)信息，并將上述兩個(gè)姿態(tài)信息進(jìn)行比較，如果兩個(gè)姿態(tài) 信息相同，則認(rèn)定動(dòng)物死亡；其中M>0。
10. -種根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述Μ的大小等于動(dòng)物四分之 一個(gè)呼吸周期。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104215991SQ201410489688
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】方炳祥, 左瑩, 石慧慧 申請(qǐng)人:天津市浙海科技有限責(zé)任公司