CN212367532U - 一种基于ais通信技术的动物定位跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无线电信标定位系统领域，具体涉及一种基于AIS通信技术的动物跟踪定位装置。该装置包括电路盒、扣环连接件和可伸缩锁扣环；电路盒内还包括由上电路板、下电路板和电池包组成的定位跟踪通信系统，其中，上电路板集成有GPS定位模块、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及RF信号收发切换开关；下电路板集成有AIS协议及信号处理电路单元和电源管理电路单元。该装置能够解决现有技术所存在的前期投入成本高、后期有营运服务费，以及通信技术状态固化，不能灵活调整满足不用应用场景的问题。

Description

一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置

技术领域

本实用新型属于无线电信标定位系统领域，具体涉及一种基于AIS通信技术的动物跟踪定位装置。

背景技术

随着人类对野生动物的保护和研究不断加强与深入，越来越多的新技术被应用到该领域中。人们为了更好的管理动物，了解其生活习性及规律，就需要知道被研究对象的实时位置、行动轨迹和活动区域等信息。

目前，多数动物跟踪装置通常包含有动物定位跟踪通信装置和终端监控管理信息处理系统。其中，动物定位跟踪通信装置以某种形式被固定在动物身上，采集位置信息后，通过无线发送装置被监控管理终端接收并呈现在大屏幕上，通过长期大量的大数据积累和分析，最终掌握动物的生活规律。

现有的动物定位跟踪装置一般利用GPS定位系统、Argos卫星定位系统、GSM通信系统或者RFID电子标签来实现，它们虽能基本满足功能需求，但不足之处就是：

其一，上述定位跟踪装置基本都是单发模式，通信方式固化，不能根据实际需求灵活修改通信参数，来适应不同的应用场景。定位跟踪装置通信方式被固化后，便不能根据实际应用场景来调整设备的工作方式。例如有些应用场景不需要较快的位置更新，比如在草原上移动较慢的动物(如象群)，可以通过监控中心发出指令改变装置的发射频度来节省能源；再如，研究森林里移动较快的动物，那么可以加快装置的位置更新频度，更详细地跟踪其活动轨迹；还有某些区域可能有外界干扰影响跟踪效果，可以通过控制中心发出指令来改变装置的通信频率避开这段干扰频段，同时还可以利用某些特定频率通信监视特定对象的活动轨迹；通过以上这些灵活配置扩大了定位跟踪装置的使用场合范围，同时又能提高通信质量。

其二，投入成本高及后期运营费用贵，不利于大面积推广和使用。

船舶自动识别系统(AIS)在航海物流、渔业捕捞、海洋近海养殖和人员落水遇险搜救等领域被广泛应用。AIS通信技术成熟度高，使用广泛，协议开放，无后期服务费用。

因此，开发出一种动物跟踪定位装置，充分利用AIS通信技术，既能降低前期投入成本和后期服务费用，又能在产品使用过程中，灵活配置通信方式和通信参数，降低能耗等方面，最大限度地适应客户应用场景需求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的技术问题是提供一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置，该装置能够解决现有技术所存在的前期投入成本高、后期有营运服务费，以及通信技术状态固化，不能灵活调整满足不用应用场景的问题。

本实用新型解决上述技术问题的方案是：

一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置，该装置包括电路盒、设置在所述的电路盒底部的两只扣环连接件和可伸缩锁扣环，其中，所述的可伸缩锁扣环与所述的扣环连接件扣接形成一可伸缩锁环；所述的电路盒包括上壳体和下壳体；所述的上壳体和下壳体扣合后组成一密闭空间，其特征在于，

所述的电路盒内还包括由上电路板、下电路板和电池包组成的定位跟踪通信系统，其中，所述的上电路板集成有包括GPS天线的GPS定位模块、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及连接有AIS天线的RF信号收发切换开关；所述的下电路板集成有AIS协议及信号处理电路单元和电源管理电路单元；其中，

所述的AIS协议及信号处理电路单元的串口与所述的GPS定位模块的数据出口相连接，其I/O控制接口3、电源出口分别与所述的RF信号收发切换开关的控制信号入口、电源入口相连接；

所述的RF接收电路单元的数据出口、控制信号入口分别与AIS协议及信号处理电路单元的SPI数据接口1、I/O控制接口1相连接，其RF信号入口与RF信号收发切换开关的信号出口1相连接；

所述的RF发射电路单元的数据入口、控制信号入口分别与AIS协议及信号处理电路单元的SPI数据接口2、I/O控制接口2相连接，其RF信号出口与RF信号收发切换开关的信号出口2相连接；

所述的电池包通过所述的电源管理电路单元分别与AIS协议及信号处理电路单元、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及GPS定位模块的电源输入接口相连接。

上述基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置中，所述的电池包为可充电的；所述的电路盒的上壳体和下壳体的外侧包覆有呈倒置的U状的太阳能电池板，所述的太阳能电池板通过所述的电源管理电路单元与电池包相连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置，利用成熟、开放的AIS通信协议，通过设置MMSI(Maritime Mobile Service Identify，水上移动通信业务标识码)码对动物进行独立电子标识，并定位跟踪之。本装置可减少前期投入成本及后期的运营成本；其中采用的双向通信方式可以实现通信参数根据使用场景来实时更新，避免了通信参数固化带来的种种不利因素；同时辅以电源管理，提高了电源的利用率。

附图说明

图1为本实用新型所公开的一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置中的电路盒的立体结构示意图。

图2为本实用新型所公开的一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置中的可伸缩锁扣环的立体结构示意图。

图3为本实用新型所公开的一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置中的电路盒和其中的定位跟踪通信系统的爆炸图。

图4为本实用新型所公开的一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置中的定位跟踪通信系统的电路逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

参见图1～图3，一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置，该装置包括电路盒8、设置在所述的电路盒8底部的两只扣环连接件9和可伸缩锁扣环4，其中，所述的可伸缩锁扣环4与所述的扣环连接件9扣接形成一可伸缩锁环，用于套装在被定位跟踪的动物颈项上；所述的电路盒8包括上壳体2和下壳体1；所述的上壳体2和下壳体1扣合后组成一密闭空间，其中上壳体2、下壳体1及两只环扣连接件9都用塑料材质加工制作，可以减少定位跟踪装置重量。

如图3～图4所示，所述的电路盒8内还包括由上电路板6、下电路板5和电池包7组成的定位跟踪通信系统，其中，所述的上电路板6集成有包括GPS陶瓷天线的GPS定位模块、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及连接有AIS天线的RF信号收发切换开关，其中AIS天线使用高介电常数的陶瓷介质制作，达到减小体积，便于安装的目的；所述的下电路板5集成有AIS协议及信号处理电路单元和电源管理电路单元；其中：

所述的AIS协议及信号处理电路单元的串口与所述的GPS定位模块的数据出口相连接，其I/O控制接口3、电源出口分别与所述的RF信号收发切换开关的控制信号入口、电源入口相连接；

所述的RF接收电路单元的数据出口、控制信号入口分别与AIS协议及信号处理电路单元的SPI数据接口1、I/O控制接口1相连接，其RF信号入口与RF信号收发切换开关的信号出口1相连接；

所述的RF发射电路单元的数据入口、控制信号入口分别与AIS协议及信号处理电路单元的SPI数据接口2、I/O控制接口2相连接，其RF信号出口与RF信号收发切换开关的信号出口2相连接；

所述的电池包7通过所述的电源管理电路单元分别与AIS协议及信号处理电路单元、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及GPS定位模块的电源输入接口相连接，用于向上述单元和模块提供电源。

所述的定位跟踪通信系统工作原理是：

GPS定位模块通过解算，得出本地经纬度信息，并输入到AIS协议及信号处理电路单元。AIS协议及信号处理电路单元将所获取的经纬度信息以及MMSI号、通信频率等信息填入协议规定帧格式的对应位置，然后完成全部规定的协议信息填充及报文的编解码工作，把该完整帧信息存储在AIS协议及信号处理电路单元的缓存区中；AIS协议及信号处理电路单元可以控制RF信号收发切换开关处于发射状态或接收状态，并同时向射频信号收发切换开关提供电源；最后根据程序控制逻辑，把前述缓存区中的数据传送到RF发射电路单元中，由RF发射电路单元把含有定位信息等内容的报文信息形成射频信号，辐射到周围空间，供监控系统的终端接收处理。

RF接收电路单元受AIS协议及信号处理单元控制，通过AIS天线、RF信号收发切换开关接收来自监控管理终端或微型化基站的用于满足多种应用场景需要而修改通信参数等无线信号，经过RF接收电路单元对前端微弱信号变频滤波放大后，传输给AIS协议及信号处理单元，再由AIS协议及信号处理单元经过处理后，用来控制定位跟踪通信系统的通信方式，包括更新速率、通信频率、通信间隔等。

电源管理电路单元能根据AIS协议及信号处理单元的控制逻辑进行智能低功耗电源管理，以提高能源效率。

实施例2

参见图3，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述的电池包7为可充电的；所述的电路盒8的上壳体2和下壳体1的外侧包覆有呈倒置的U状的太阳能电池板3，所述的太阳能电池板3通过所述的电源管理电路单元与电池包7相连接。在没有阳光时，由电池包7直接为定位跟踪系统直接供电；在有阳光时，太阳能电池板3可以一边为电池包7充电，一边同时通过所述的电源管理电路单元为定位跟踪系统供电，可以最大限度的保证定位跟踪装置的电能供应，提高能源效率。

Claims (2)

1.一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置，该装置包括电路盒(8)、设置在所述的电路盒(8)底部的两只扣环连接件(9)和可伸缩锁扣环(4)，其中，所述的可伸缩锁扣环(4)与所述的扣环连接件(9)扣接形成一可伸缩锁环；所述的电路盒(8)包括上壳体(2)和下壳体(1)；所述的上壳体(2)和下壳体(1)扣合后组成一密闭空间，其特征在于，

所述的电路盒(8)内还包括由上电路板(6)、下电路板(5)和电池包(7)组成的定位跟踪通信系统，其中，所述的上电路板(6)集成有包括GPS天线的GPS定位模块、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及连接有AIS天线的RF信号收发切换开关；所述的下电路板(5)集成有AIS协议及信号处理电路单元和电源管理电路单元；其中，

所述的AIS协议及信号处理电路单元的串口与所述的GPS定位模块的数据出口相连接，其I/O控制接口3、电源出口分别与所述的RF信号收发切换开关的控制信号入口、电源入口相连接；

所述的RF接收电路单元的数据出口、控制信号入口分别与AIS协议及信号处理电路单元的SPI数据接口1、I/O控制接口1相连接，其RF信号入口与RF信号收发切换开关的信号出口1相连接；

所述的RF发射电路单元的数据入口、控制信号入口分别与AIS协议及信号处理电路单元的SPI数据接口2、I/O控制接口2相连接，其RF信号出口与RF信号收发切换开关的信号出口2相连接；

所述的电池包(7)通过所述的电源管理电路单元分别与AIS协议及信号处理电路单元、RF接收电路单元、RF发射电路单元以及GPS定位模块的电源输入接口相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于AIS通信技术的动物定位跟踪装置，其特征在于，所述的电池包(7)为可充电的；所述的电路盒(8)的上壳体(2)和下壳体(1)的外侧包覆有呈倒置的U状的太阳能电池板(3)，所述的太阳能电池板(3)通过所述的电源管理电路单元与电池包(7)相连接。

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