基于陀螺传感器的动物运动状态监测器及其监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于陀螺传感器的动物运动状态监测器及其监测方法，其中动物运动状态监测器包括动物跟踪器，动物跟踪器包括依次电连接的：电源模块、CPU处理器、以及无线通信部件；CPU处理器连接有IIC通信协议控制器，IIC通信协议控制器连接有陀螺传感器。监测方法包括步骤101、陀螺传感器在时间间隔为M的两个时刻采集动物的两个姿态信息，随后将上述两个姿态信息转换为电信号发送给CPU处理器；步骤102、CPU处理器接收上述两个姿态信息，并对上述两个姿态信息进行比较，如果两个姿态信息相同，则认定动物死亡；其中M>0；步骤103、CPU处理器将上述姿态信息以及动物是否死亡信息通过无线通信部件发送给远端的接收器。

【技术实现步骤摘要】
基于陀螺传感器的动物运动状态监测器及其监测方法
本专利技术涉及鸟类跟踪设备
，特别是涉及一种基于陀螺传感器的动物运动状态监测器及其监测方法。
技术介绍
众所周知，动物运动状态监测器是人类了解动物、以及了解动物生存环境的必备设备之一；由于动物运动状态监测器在对动物跟踪、研究的过程中承担着非常重要的角色；因此各国科研工作者正在不遗余力地研发新的跟踪技术或者是对现有技术跟踪设备进行改进，从而使得现有的动物运动状态监测器能够满足多种条件的需要；目前，传统动物运动状态监测器的主要功能是对动物的位置监测，比如中国专利申请号200720305341.5，专利技术名称为：一种动物运动跟踪装置及系统；其公开了一种基于GPS、和GSM模块的双定位系统；中国专利申请号为201020552567.7，专利技术名称为：一种太阳能寻踪装置；其公开了一种基于太阳能的动物跟踪装置。通过长期的实践环节发现：由于动物(特别是野生鸟类动物)的生产环境比较恶劣，因此动物的生命安全会随时受到各种危险因素的威胁；因此，及时快速地掌握动物的生命状态信息显得是至关重要；目前，科研工作者在对动物死亡的判断过程中，经常采用的方法为：首先通过GPS获取动物的位置信息，然后在一个比较长的时间段内，一般情况下至少为一两天的时间，如果GPS获取到的动物位置信息未发生改变，则判定为动物死亡；所以，上述传统技术存在如下的缺陷：一、耗时比较长，效率低；至少为一两天的时间；二、误判率高，如果动物受伤或者是其他因素(比如冬眠)，则GPS获取到的动物位置信息将会在一个比较长的时间段内固定，因此极易发生误判。所以，设计开发一种能够克服上述缺陷的动物运动状态监测器及其监测方法及其方法相的尤为重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种低功耗的基于陀螺传感器的动物运动状态监测器及其监测方法及其方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于陀螺传感器的动物运动状态监测器，包括动物跟踪器，所述动物跟踪器包括依次电连接的：电源模块、CPU处理器、以及无线通信部件；所述CPU处理器连接有IIC通信协议控制器，所述IIC通信协议控制器连接有陀螺传感器。进一步：所述电源模块包括太阳能电池、充电控制电路、以及超级电容器；所述充电控制电路包括至少一个电源输入端子、BOOST型升压电路、控制逻辑电路、PWM信号发生器、至少一个充电输出端子、以及至少一个电源驱动输出端子，所述充电控制电路的电阻与太阳能电池的内阻相等；所述太阳能电池与充电控制电路的电源输入端子电连接，所述充电控制电路的充电输出端子与超级电容器电连接。更进一步：所述CPU处理器包括CPU单元、以及与所述CPU单元电连接的模数转换单元、内部存储器、CPU电源、射频通讯控制器、以及I/O端子；所述无线通信部件包括射频电源和无线射频通信电路；所述无线射频通信电路上设有板载天线IPX插座，所述板载天线IPX插座插接有射频天线；所述模数转换单元设有两个电源电压信号输入端子、一个状态电压输入端子、以及一个工作电压输入端子；所述无线射频通信电路包括至少一个位置定位系统；所述充电控制电路的电源驱动输出端子与CPU电源电连接；所述超级电容器分别与模数转换单元的一个电源电压信号输入端子、射频电源电连接；所述太阳能电池与模数转换单元的另一个电源电压信号输入端子电连接；所述I/O端子与控制射频电源工作状态的开关端子电连接；所述无线射频通信电路通过通讯总线与射频通讯控制器连接；所述射频通讯控制器通过数据线与无线射频通信电路的工作状态开关端子连接。更进一步：所述CPU处理器设有SPI通信控制器。更进一步：所述CPU处理器设有DCMI控制器。更进一步：所述CPU单元为16位MSP430芯片；所述位置定位系统为GPS卫星定位系统、格洛纳斯系统定位系统、移动通信基站定位系统中的一种。一种基于陀螺传感器动物运动状态的监测方法，包括如下步骤：步骤101、陀螺传感器在时间间隔为M的两个时刻采集动物的两个姿态信息，随后将上述两个姿态信息转换为电信号发送给CPU处理器；步骤102、CPU处理器接收上述两个姿态信息，并对上述两个姿态信息进行比较，如果两个姿态信息相同，则认定动物死亡；其中M>0；步骤103、CPU处理器将上述姿态信息以及动物是否死亡信息通过无线通信部件发送给远端的接收器。进一步：所述M的大小等于动物四分之一个呼吸周期一种基于陀螺传感器动物运动状态的监测方法，包括如下步骤：步骤201、陀螺传感器在时间间隔为M的两个时刻采集动物的两个姿态信息，随后将上述两个姿态信息转换为电信号发送给CPU处理器；步骤202、CPU处理器通过无线通信部件将上述两个姿态信息发送给远端的接收器；步骤203、接收器接收上述姿态信息，并将上述两个姿态信息进行比较，如果两个姿态信息相同，则认定动物死亡；其中M>0。进一步：所述M的大小等于动物四分之一个呼吸周期。本专利技术具有的优点和积极效果是：由于本专利技术在动物跟踪器上采用了陀螺传感器，因此一方面可以获取到动物的姿态信息，另一方面通过动物的姿态信息，可以对动物的生命状态进行判断；与传统技术相比较，具有工作效率高的优点；同时，由于只要动物处于存活状态，则其必然具有呼吸和心跳，因此，只要动物有呼吸或者是心跳，则陀螺传感器在两个不同的时刻采集到的状态信息则会发生改变，所以可以准确地判断出动物生命状态的信息。由于本专利技术中充电控制电路的电阻与太阳能电池的内阻相等，因此可以保证充电控制电路的输出功率最大化；进而满足超级电容器和CPU处理器的电量需求；提高电能的利用率；由于在太阳能电池和负载(CPU处理器和无线通信部件)之间增加了充电控制电路，因此一方面可以保证CPU处理器电压工作的稳定性，另外一方面保证超级电容器的快速充放电电压要求；由于无线通信部件设置有射频电源，因此为CPU处理器控制无线通信部件间歇性工作提供了很好的硬件基础；同时进一步提高了电能的利用率，降低电能的损耗；由于无线射频通信电路包括至少一个位置定位系统，因此在使用的过程中，可以采用多个位置定位系统组合的方式，在提高定位精度的同时，保证定位功能的可靠性。附图说明图1是本专利技术的电路框图；图2是本专利技术中充电控制电路的等效电路图；图3是本专利技术中图2的优化电路图；其中：1、太阳能电池；2、充电控制电路；3、超级电容器；4、CPU处理器；5、无线通信部件。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一种基于陀螺传感器的动物运动状态监测器，包括动物跟踪器，所述动物跟踪器包括依次电连接的：电源模块、CPU处理器4、以及无线通信部件5；所述CPU处理器连接有IIC通信协议控制器，所述IIC通信协议控制器连接有陀螺传感器；其中：作为优选，为了实现电源模块使用寿命长，快速充放电的功能，电源模块包括太阳能电池1、充电控制电路2、以及超级电容器3；充电控制电路2包括至少一个电源输入端子、BOOST型升压电路、控制逻辑电路、PWM信号发生器、至少一个充电输出端子、以及至少一个电源驱动输出端子，充电控制电路2的电阻与太阳能电池1的内阻相等；太阳能电池1与充电控制电路2的电源输入端子电连接，充电控制电路2的充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于陀螺传感器的动物运动状态监测器，包括动物跟踪器，所述动物跟踪器包括依次电连接的：电源模块、CPU处理器、以及无线通信部件；其特征在于：所述CPU处理器连接有IIC通信协议控制器，所述IIC通信协议控制器连接有陀螺传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于陀螺传感器的动物运动状态监测器，包括动物跟踪器，所述动物跟踪器包括依次电连接的：电源模块、CPU处理器、以及无线通信部件；其特征在于：所述CPU处理器连接有IIC通信协议控制器，所述IIC通信协议控制器连接有陀螺传感器；所述电源模块包括太阳能电池、充电控制电路、以及超级电容器；所述充电控制电路包括至少一个电源输入端子、BOOST型升压电路、控制逻辑电路、PWM信号发生器、至少一个充电输出端子、以及至少一个电源驱动输出端子，所述充电控制电路的电阻与太阳能电池的内阻相等；所述太阳能电池与充电控制电路的电源输入端子电连接，所述充电控制电路的充电输出端子与超级电容器电连接；所述CPU处理器包括CPU单元、以及与所述CPU单元电连接的模数转换单元、内部存储器、CPU电源、射频通讯控制器、以及I/O端子；所述无线通信部件包括射频电源和无线射频通信电路；所述无线射频通信电路上设有板载天线IPX插座，所述板载天线IPX插座插接有射频天线；所述模数转换单元设有两个电源电压信号输入端子、一个状态电压输入端子、以及一个工作电压输入端子；所述无线射频通信电路包括至少一个位置定位系统；所述充电控制电路的电源驱动输出端子与CPU电源电连接；所述超级电容器分别与模数转换单元的一个电源电压信号输入端子、射频电源电连接；所述太阳能电池与模数转换单元的另一个电源电压信号输入端子电连接；所述I/O端子与控制射频电源工作状态的开关端子电连接；所述无线射频通信电路通过通讯总线与射频通讯控制器连接；所述射频通讯控制器通过数据线与无线射频通信电路的工作状态开关端子连接。2.根据权利要求1所述的基于陀螺传感器的动物运动状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：方炳祥，左莹，石慧慧，
申请(专利权)人：天津市浙海科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12