CN208232616U - 一种新型集鸽器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型集鸽器，涉及射频技术领域，该新型集鸽器包括：主控模组、接口主机、嵌入式打印机、射频通信单元、按键单元、显示屏、RS232总线通讯单元、电源电路、存储单元以及射频天线，电源电路包括DC‑DC电源转换单元、备用电池充电电路、备用电池升压电路、电源管理芯片以及备用电池，电源电路通过外部电源或内部备用电池为整个集鸽器供电；该新型集鸽器采用双芯片控制结构，且配备了大屏幕的液晶显示器和嵌入式打印机，使得集鸽过程更清晰，外部输入的主电源与内部的备用电池能够无缝切换，保证在不同使用场景下集鸽过程的稳定可靠。

Description

一种新型集鸽器

技术领域

本实用新型涉及射频技术领域，尤其是一种新型集鸽器。

背景技术

赛鸽比赛是一项集健身、娱乐、休闲、竞赛于一体的世界性体育活动之一，被我国国家体育总局列为群众性全民健身运动项目之一，深受信鸽爱好者的欢迎和喜爱，据中国信鸽协会的不完全统计，全国各地每年举办的赛事项目达三万多场次。赛鸽比赛的一般流程包括报名、集鸽、放飞和归巢报到，目前在集鸽阶段大多采用集鸽器来登记赛鸽信息，目前的集鸽器结构比较简单、功能比较单一。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种新型集鸽器，该新型集鸽器采用了大屏幕的液晶显示器，使得集鸽器更清楚明白，同时配备了嵌入式打印机和备用电池，极大地方便了室外或野外集鸽。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型集鸽器，该新型集鸽器包括：主控模组、接口主机、嵌入式打印机、射频通信单元、按键单元、显示屏、RS232总线通讯单元、电源电路、存储单元以及射频天线；

主控模组基于ARM9平台，主控模组中包括相连的主控单元和可编程的通讯单元，通讯单元基于quectel M26芯片，主控模组通过通讯单元与网络平台建立通讯连接，主控模组还通过通讯单元与控制终端建立蓝牙通讯并通过控制终端与网络平台建立通讯连接；

主控单元连接接口主机，接口主机采用STM32系列芯片，接口主机通过内置的I2C接口连接显示屏，显示屏采用大屏幕点阵式液晶显示器；接口主机还通过内置的通用输入/输出GPIO接口连接射频通信单元，射频通信单元连接射频天线并通过射频天线感应各个赛鸽标签，每个赛鸽标签分别设置在赛鸽身上；接口主机还通过内置的GPIO接口连接按键单元；接口主机还通过内置的通用异步收发传输器UART接口连接RS485总线通讯单元；接口主机还通过内置的UART接口和GPIO接口连接嵌入式打印机；接口主机还通过内置的安全数字输入/输出SDIO接口连接存储单元；

电源电路包括DC-DC电源转换单元、备用电池充电电路、备用电池升压电路、电源管理芯片以及备用电池，DC-DC电源转换单元的输入端用于连接外部电源接口，外部电源接口用于输入12V电压，DC-DC电源转换单元的输出端连接备用电池充电电路和电源管理芯片，备用电池充电电路连接备用电池，备用电池还连接备用电池升压电路，备用电池升压电路连接电源管理芯片，电源管理芯片的输出端分别连接主控模组、接口主机和嵌入式打印机。

其进一步的技术方案为，射频通信单元基于HTRC11001T射频芯片，射频天线包括谐振电阻、谐振电感以及谐振电容，谐振电阻、谐振电感以及谐振电容依次串联，该串联电路的两端分别连接HTRC11001T射频芯片的两个发射端，谐振电感的两端并联有电容，谐振电感与谐振电容的公共端通过分压保护电路连接HTRC11001T射频芯片的接收端，分压保护电路包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻。

其进一步的技术方案为，主控模组中内置有ESIM卡，或者主控模组通过内置的SIM卡接口连接SIM卡槽，SIM卡槽中用于放置外置SIM卡。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开的新型集鸽器采用主控模组和接口主机双控制芯片的结构，主芯片ARM9负责进行网络通讯，副芯片STM32负责显示和打印，主控模组采用可编程的GSM/GPRS通讯单元，可以和网络平台进行无缝加密传输数据，使得整个电子鸽钟可以基于网络平台工作，且可以利用GSM/GPRS通讯单元提供的蓝牙功能接入多种控制终端，使用灵活性较高。该新型集鸽器设置有大屏幕LCD屏，方便鸽友查看集鸽过程，且该新型集鸽器内置嵌入式打印机，在集鸽过程中还可以立即将详细信息打印给鸽友，减少鸽友疑虑。外部输入的主电源与内部的备用电池能够无缝切换，保证在不同使用场景下集鸽过程的稳定可靠。

附图说明

图1是本申请公开的新型集鸽器的电路框图。

图2是本申请公开的新型集鸽器中的可编程的通讯单元的电路图。

图3是本申请公开的新型集鸽器中的LCD显示屏的电路图。

图4是本申请公开的新型集鸽器中的射频通信单元的电路图。

图5是本申请公开的新型集鸽器中的DC-DC电源转换单元的电路图。

图6是本申请公开的新型集鸽器中的备用电池充电电路的电路图。

图7是本申请公开的新型集鸽器中的备用电池升压电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种新型集鸽器，请参考图1示出的框图，该新型集鸽器包括：主控模组、接口主机、嵌入式打印机、射频通信单元、按键单元、显示屏、RS232总线通讯单元、电源电路、存储单元以及射频天线。

主控模组基于ARM9平台，该主控模组中包括相连的主控单元和可编程的通讯单元，其中，主控单元是ARM9平台中的ARM9处理器，可编程的通讯单元为GSM(Global Systemfor Mobile Communication，全球移动通信系统)/GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)模组。该主控模组中内置有ESIM卡(Embedded-SIM，嵌入式SIM卡)，或者该主控模组通过内置的SIM卡接口连接SIM卡槽，SIM卡槽中用于放置外置SIM卡，如图1以主控模组中的主控单元通过内置的SIM卡接口连接外置SIM卡为例。通讯单元实际可以由quectel M26芯片和外围电路实现，请参考图2示出的该通讯单元的接口电路图，M26芯片可以通过10-14引脚连接ESIM(Embedded-SIM，嵌入式SIM卡)，若采用嵌入式的ESIM卡，则可以避免日常使用中普通SIM卡接触不良的通病，M26芯片还通过第35引脚RF_ANT脚连接GSM/GPRS天线E2，通讯单元通过该GSM/GPRS天线E2与网络平台建立通讯连接并进行无缝加密传输数据，实际实现时，M26芯片内部的程序是根据网络平台特殊编制的。M26芯片还提供蓝牙通讯功能，M26芯片通过第36引脚BT_ANT脚连接蓝牙天线E1，实际电路中，M26芯片与蓝牙天线E1之间还包括组成电路必要的电阻和电容等器件，本申请不一一赘述，通讯单元通过该蓝牙天线E1与控制终端建立蓝牙通讯，控制终端是诸如手机、平板电脑和计算机之类的具有蓝牙功能的电子设备，当控制终端与网络平台建立有通讯连接时，该通讯单元可以通过控制终端与网络平台建立通讯连接，实现可靠的通讯。

接口主机采用ST公司最新的M3内核的STM32系列芯片，比如接口主机采用STM32F103C8T6芯片，具体芯片型号不做限定。主控单元连接接口主机，具体的，主控单元通过内置的UART接口和GPIO接口连接接口主机相应的接口。接口主机通过内置的I2C接口连接显示屏，显示屏采用大屏幕点阵式LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)，使得鸽友可以清晰明白的查看集鸽过程，显示屏及其驱动电路的电路图请参考图3，接口形式采用I2C串行结构。

接口主机还通过内置的GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)接口连接射频通信单元，射频通信单元主要用于进行射频发送、接收以及解码，射频通信单元连接射频天线E3并通过射频天线E3感应各个赛鸽标签，同时，接口主机采用高强度的射频写入加密机制，用于将高强度加密数据通过射频通信单元写入赛鸽标签的加密区域中，从根本上上避免了作弊的可能，每个赛鸽标签分别设置在赛鸽身上。射频通信单元采用NXP公司的专用RFID(Radio Frequency Identification，射频识别技术)电路，主要包括射频芯片以及必要的外围电路，请参考图4示出的射频通信单元的电路图，本申请中射频芯片采用型号为HTRC11001T的芯片U70，射频天线E3采用LC谐振电路的形式实现，也即图4中的谐振电阻RL70、谐振电感L71以及谐振电容C80构成射频天线E3，谐振电感L71即为天线，这个天线既是发射天线也是接收天线，谐振电阻RL70、谐振电感L71以及谐振电容C80依次串联，该串联电路的两端分别连接射频芯片的两个发射端，也即连接HTRC11001T芯片的TX1端和TX2端，同时谐振电感L71的两端并联有电容C75，电容C75起到阻抗调整作用，使得整个射频通信电路在发射部分能够更加高效，不但能同时兼顾能量发射的要求，也能让整个射频通信电路符合接收要求的品质因子要求。同时，为了避免天线谐振电压超过一般电阻的耐压极限(该耐压极限通常是200V)，本申请的射频通信单元的接收部分还连接有分压保护电路，如图4所示，第一分压电阻R77和第二分压电阻R78串联后形成分压保护电路，谐振电感L71与谐振电容C80的公共端通过该分压保护电路连接HTRC11001T芯片的RX脚，这一分压保护电路可以有效防止接收电路在极为匹配的情况下谐振电压超过200V，从而将芯片U70内部的采样电阻击穿。在工作时，射频通信电路中的天线，也即电感L71通过耦合磁场给在磁场内的赛鸽标签供电，赛鸽标签设置在赛鸽身上，也即目前常用的赛鸽足环，同时通过分析耦合磁场的变化达到通讯的目的，实现了对赛鸽标签的感应。

接口主机还通过内置的GPIO接口连接按键单元；通过内置的UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口连接RS485总线通讯单元从而与外部设备进行RS485通讯；通过内置的SDIO(Secure Digital Input and Output，安全数字输入/输出)接口连接存储单元，该存储单元通常是大容量Flash(闪存)，该系统可以将各项比赛信息存储在本地大容量闪存内作为备份；接口主机还通过内置的UART接口和GPIO接口连接嵌入式打印机，方便在集鸽过程中立即将比赛的详细信息打印给鸽友，嵌入式打印机可以选用目前市售的任意一款嵌入式打印机，本申请对此不做限定。

电源电路包括DC-DC电源转换单元、备用电池充电电路、备用电池升压电路、电源管理芯片以及备用电池E，本申请中的DC-DC电源转换单元采用MPS公司高性能DC-DC芯片，不但使用效率提高，设备使用时的器件发热情况也较好，并且不但可以满足通讯单元瞬时电流超过3A的要求，还可以满足射频通信单元要求的低纹波的要求，DC-DC电源转换单元的输入端用于连接外部电源接口，外部电源接口用于输入+12V电压。DC-DC电源转换单元的输出端连接备用电池充电电路和电源管理芯片，备用电池充电电路连接备用电池E，备用电池E还连接备用电池升压电路，备用电池升压电路连接电源管理芯片，电源管理芯片的输出端分别连接主控模组、接口主机和嵌入式打印机并进行供电。本申请中的DC-DC电源转换单元的电路图请参考图5，备用电池充电电路的电路图请参考图6，其中接口J6连接备用电池E，备用电池升压电路的电路图请参考图7，电源管理单元可以采用常用的HIP6301、IS6537或RT9237等芯片。在该系统连接外部电源使用时，外部电源接口输入的+12V电压经过DC-DC电源转换单元后一部分输出至电源管理芯片进行供电，另一部分通过备用电池充电电路为备用电池E进行充电，在室外使用，外部电源接口没有电压输入时，可以由内部的备用电池E提供的3.3V经过备用电池升压电路升压后输送至电源管理芯片进行供电。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新型集鸽器，其特征在于，所述新型集鸽器包括：主控模组、接口主机、嵌入式打印机、射频通信单元、按键单元、显示屏、RS232总线通讯单元、电源电路、存储单元以及射频天线；

所述主控模组基于ARM9平台，所述主控模组中包括相连的主控单元和可编程的通讯单元，所述通讯单元基于quectel M26芯片，所述主控模组通过所述通讯单元与网络平台建立通讯连接，所述主控模组还通过所述通讯单元与控制终端建立蓝牙通讯并通过所述控制终端与网络平台建立通讯连接；

所述主控单元连接所述接口主机，所述接口主机采用STM32系列芯片，所述接口主机通过内置的I2C接口连接所述显示屏，所述显示屏采用大屏幕点阵式液晶显示器；所述接口主机还通过内置的通用输入/输出GPIO接口连接所述射频通信单元，所述射频通信单元连接所述射频天线并通过所述射频天线感应各个赛鸽标签，每个所述赛鸽标签分别设置在赛鸽身上；所述接口主机还通过内置的GPIO接口连接按键单元；所述接口主机还通过内置的通用异步收发传输器UART接口连接RS485总线通讯单元；所述接口主机还通过内置的UART接口和GPIO接口连接所述嵌入式打印机；所述接口主机还通过内置的安全数字输入/输出SDIO接口连接所述存储单元；

所述电源电路包括DC-DC电源转换单元、备用电池充电电路、备用电池升压电路、电源管理芯片以及备用电池，所述DC-DC电源转换单元的输入端用于连接外部电源接口，所述外部电源接口用于输入12V电压，所述DC-DC电源转换单元的输出端连接所述备用电池充电电路和所述电源管理芯片，所述备用电池充电电路连接所述备用电池，所述备用电池还连接所述备用电池升压电路，所述备用电池升压电路连接所述电源管理芯片，所述电源管理芯片的输出端分别连接所述主控模组、接口主机和嵌入式打印机。

2.据权利要求1所述的新型集鸽器，其特征在于，所述射频通信单元基于HTRC11001T射频芯片，所述射频天线包括谐振电阻、谐振电感以及谐振电容，所述谐振电阻、谐振电感以及谐振电容依次串联，该串联电路的两端分别连接所述HTRC11001T射频芯片的两个发射端，所述谐振电感的两端并联有电容，所述谐振电感与谐振电容的公共端通过分压保护电路连接HTRC11001T射频芯片的接收端，所述分压保护电路包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻。

3.根据权利要求1或2所述的新型集鸽器，其特征在于，所述主控模组中内置有ESIM卡，或者所述主控模组通过内置的SIM卡接口连接SIM卡槽，SIM卡槽中用于放置外置SIM卡。