CN221303581U - 一种手持式搜寻仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于畜牧业动物追踪定位设备技术领域，涉及一种手持式搜寻仪，包括LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、触摸屏、天线、电源；电源通过开关键与数据处理器电性连接，数据处理器分别与LoraWAN通讯芯片、北斗定位芯片、触摸屏、键盘电信息连接；LoraWAN通讯芯片通过天线与基于LoraWAN的动物定位装置通讯，LoraWAN通讯芯片与基于LoraWAN的动物定位装置连接，天线安装在壳体一端，天线采用外置天线，LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、电源安装在壳体内，开关键安装在壳体侧边框，触摸屏、键盘安装在壳体上壁；该装置能够快速准确定位走失动物，节能低功耗，能够长时间持续供电，具有声音和灯光指示模块，能够在复杂环境中指示动物位置。

Description

一种手持式搜寻仪

技术领域：

本实用新型属于畜牧业动物追踪定位设备技术领域，涉及一种基于LoRaWAN无线通信技术对蓄养动物进行追踪定位的设备，具体涉及一种手持式搜寻仪，能够用于蓄养动物的日常管理、走失动物的追踪查找。

背景技术：

LoRa是semtech公司开发的一种低功耗局域网无线标准，其名称“LoRa”是远距离无线电(Long Range Radio)，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。LoRaWAN协议的最大优势之一是其低功耗要求和增加的电池容量，以及远距离能力。这使其成为物联网技术和智能解决方案部署的完美解决方案。该协议通过专用网络在室内运行良好，并允许在某些情况下使用传感器从地下设备收集数据。

北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System，简称：BDS，又称为：COMPASS，中文音译名称：BeiDou)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

在现有专利技术中，公开号为CN216254686U的中国专利，公开了一种便于调节的宠物智能穿戴设备，包括本体以及用于控制本体锁紧度的调节部件，所述调节部件包括开设于本体一侧的放置槽、设于放置槽一侧的导向杆、套设于导向杆外侧的第一弹簧、设于第一弹簧一端的锁紧条、开设于本体另一侧的安装槽、设于安装槽一侧的固定架以及设于固定架一侧的滑动板，本体还包括数据处理模块、数据发送模块以及定位模块。

目前市场上有基于4G/5G模组的定位系统，缺点是在偏远地区或无4G/5G信号的地区，定位信息无法上传。另外，4G/5G功耗大，待机时间短，需要sim卡流量支持，费用高。由于内蒙、新疆、西藏等西北地区人烟稀少、无信号基站、或基站信号弱的地区存在无法通信的问题，但畜牧业主要集中在这些地方，因为通信基础设施覆盖范围有限、因牧场范围广而致使4G/5G等通讯方式构建成本高的不足，难以实现对畜养动物个体进行实时监管，一旦有动物走失，寻找起来费时费力，且寻找毫无踪迹可循；因此为实现畜牧业的现代化管理、与方便快捷的查找到丢失动物，亟需研发一种能够用于蓄养动物的日常管理、走失动物的追踪查找设备。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有因畜牧业中牧场面积大、通信基础设施覆盖范围有限、成本高等现状造成难以实现智能化管理的不足，以及蓄养动物走失难以的追踪查找的问题，设计一种手持式搜寻仪，该系统能够克服现有定位监测系统的成本高、功耗大的缺陷、待机时间短、抗扰性差、偏远地区无4G/5G信号无法通信、走失动物难寻找的问题。

为实现上述目的，本实用新型涉及一种手持式搜寻仪，主体结构包括LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、触摸屏、天线、壳体、开关键、电源、键盘；电源通过开关键与数据处理器电性连接，数据处理器分别与LoraWAN通讯芯片、北斗定位芯片、触摸屏、键盘电信息连接；LoraWAN通讯芯片通过天线与基于LoraWAN的动物定位装置通讯，LoraWAN通讯芯片与基于LoraWAN的动物定位装置采用LoraWAN通讯方式连接，LoraWAN通讯芯片相当于一台移动的LoraWAN网关；天线安装在壳体一端，天线采用外置天线；LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、电源安装在壳体内，开关键安装在壳体侧边框，触摸屏、键盘安装在壳体上壁；键盘采用现有实体键盘结构或采用虚拟按键模式，键盘还包括通讯键、亮灯键、响铃键。

其中数据处理器用于：根据输入动物的编号，通过LoraWAN通讯芯片向外界广播LoraWAN信号，激活该动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置，并且建立实时通信、获取动物实时位置；加载有离线地图，通过北斗定位芯片确定用户的实时位置；计算用户当前位置、用户与动物的相对位置，将位置信息通过触摸屏以电子地图形式显示；根据按键指示向基于LoraWAN的动物定位装置发送开启灯光指令、开启声音指令；

LoraWAN通讯芯片用于：基于LoraWAN通讯方式，使数据处理器与动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置进行通讯；

北斗定位芯片用于：确定用户的实时位置；

触摸屏用于：提供动物编号输入区域，以电子地图形式显示用户当前位置、显示用户与走失动物的相对位置；

通讯键用于：命令数据处理器根据输入动物的编号，向外界广播LoraWAN信号，激活该动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置，并且建立实时通信；

亮灯键用于：命令数据处理器向走失动物的基于LoraWAN的动物定位装置发送灯光打开指令；

响铃键用于：命令数据处理器向走失动物的追踪发送声音打开指令。

所述手持式搜寻仪天线采用外置伸缩天线或内置天线结构，手持式搜寻仪还设置有绑带、照明灯，绑带固定在壳体两侧，绑带采用魔术贴或者卡扣结构连接绑定，由于牧区特定环境，在攀爬山林沟壑、骑马寻找走失动物时，通过绑带将手持式搜寻仪固定在一个手臂上使用；照明灯设置在壳体侧边框前端，照明灯便于夜间寻找走失动物。

所述手持式搜寻仪的使用能够大大提高畜牧业的管理效率和管理水平，对于促进畜牧业的发展具有重要意义。本实用新型的畜牧用手持式搜寻仪具有以下优点：

1.通过输入走失动物的编号，能够快速准确地激活特定动物佩戴的追踪定位设备，能够与追踪定位设备建立直接联系，并实现通信，提高了定位和寻找的准确性，提高了工作效率；

2.具有北斗定位芯片和离线地图，能够显示用户当前位置和接收到的动物位置信息，提高了搜寻效率；

3.具有低功耗设计，能够长时间持续供电；

4.具有声音和灯光指示模块，能够在夜间、阴天、山丘、树林等复杂环境中指示动物位置；

5.具有全体激活模式，能够在无法确定走失动物编号的情况下，激活周围所有牲畜定位设备，并在地图上显示其位置。

总之，本实用新型的手持式搜寻仪基于LoraWAN技术，实现了与追踪定位设备的直接通信，提供了简单、稳定和高效的走失牲畜定位和寻找解决方案，具有重要的实用价值和市场前景。

附图说明：

图1为本实用新型涉及的手持式搜寻仪的结构原理示意图。

图2为本实用新型涉及的手持式搜寻仪的结构原理示意框图。

图3为本实用新型涉及的基于LoraWAN的动物定位装置的结构原理示意框图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的手持式搜寻仪包括LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、触摸屏1、天线2、壳体3、开关键4、电源、键盘；如图1-2所示，电源通过开关键4与数据处理器电性连接，数据处理器分别与LoraWAN通讯芯片、北斗定位芯片、触摸屏1、键盘电信息连接；LoraWAN通讯芯片通过天线2与基于LoraWAN的动物定位装置通讯，LoraWAN通讯芯片与基于LoraWAN的动物定位装置采用LoraWAN通讯方式连接，LoraWAN通讯芯片相当于一台移动的LoraWAN网关；天线2安装在壳体一端，天线2采用外置天线2；LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、电源安装在壳体内，开关键4安装在壳体侧边框，触摸屏1、键盘安装在壳体上壁；键盘采用现有实体键盘结构或采用虚拟按键模式，键盘还包括通讯键、亮灯键、响铃键。

其中数据处理器用于：根据输入动物的编号，通过LoraWAN通讯芯片向外界广播LoraWAN信号，激活该动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置，并且建立实时通信、获取动物实时位置；加载有离线地图，通过北斗定位芯片确定用户的实时位置；计算用户当前位置、用户与动物的相对位置，将位置信息通过触摸屏1以电子地图形式显示；根据按键指示向基于LoraWAN的动物定位装置发送开启灯光指令、开启声音指令；

LoraWAN通讯芯片用于：基于LoraWAN通讯方式，使数据处理器与动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置进行通讯；

北斗定位芯片用于：确定用户的实时位置；

触摸屏1用于：提供动物编号输入区域，以电子地图形式显示用户当前位置、显示用户与走失动物的相对位置；

通讯键用于：命令数据处理器根据输入动物的编号，向外界广播LoraWAN信号，激活该动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置，并且建立实时通信；

亮灯键用于：命令数据处理器向走失动物的基于LoraWAN的动物定位装置发送灯光打开指令；

响铃键用于：命令数据处理器向走失动物的追踪发送声音打开指令。

所述手持式搜寻仪天线2采用外置伸缩天线或内置天线结构，手持式搜寻仪还设置有绑带6、照明灯5，绑带6固定在壳体两侧，绑带6采用魔术贴或者卡扣结构连接绑定，由于牧区特定环境，在攀爬山林沟壑、骑马寻找走失动物时，通过绑带6将手持式搜寻仪固定在一个手臂上使用；照明灯5设置在壳体侧边框前端，照明灯5便于夜间寻找走失动物。

所述手持式搜寻仪对动物进行定位搜寻的具体方法为：

(1)广播激活模式下，用户使用手持式搜寻仪广播激活模式，激活附近所有牲畜的基于LoraWAN的动物定位装置；基于LoraWAN的动物定位装置被激活后采集温度、计步数据，然后进行北斗定位，并将温度、计步、经纬度数据通过LoraWAN通讯方式发送到手持式搜寻仪，数据发送成功后，重新进入休眠；

(2)对于需要用户亲自找回的动物，用户携带手持式搜寻仪前往动物最后出现的位置进行搜寻，向手持式搜寻仪输入走失动物的编号，手持式搜寻仪根据此编号向外界广播LoraWAN信号，广播LoraWAN信号能够向外覆盖方圆5km的范围，向走失动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置发送激活信号；

(3)用户手持式搜寻仪本身带有北斗定位芯片和离线地图，地图上能够显示动物走失前的移动轨迹，帮助用户判断走失动物可能走失的方向并进行追寻；当走失动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置收到LoraWAN信号后，走失动物佩戴的基于LoraWAN的动物定位装置与手持式搜寻仪建立实时通信，

(4)手持式搜寻仪通过北斗定位芯片确定用户的实时位置，收到走失动物发送的经纬度、温度、计步数据后，在触摸屏1上以电子地图形式显示用户与走失动物的相对位置，以及动物当前的健康情况，根据相对位置对动物追踪查找；

(5)当距离走失动物定位位置百米范围内时，仍然无法观测到动物身影，则使用灯光和声音指令：在夜间、阴天昏暗环境中，使用手持式搜寻仪灯光报警指令，命令基于LoraWAN的动物定位装置LED灯发光，指示其位置；如果在树林、丘陵、山坡视野受影响的环境，使用手持式搜寻仪声音报警指令，命令基于LoraWAN的动物定位装置发出声音，指示其位置。

本实用新型的手持式搜寻仪基于LoraWAN技术，耗能小，节能环保，实现了与追踪定位设备的直接通信，提供了简单、稳定和高效的走失牲畜定位和寻找解决方案，所述手持式搜寻仪的使用能够大大提高畜牧业的管理效率和管理水平，对于促进畜牧业的发展具有重要意义。

实施例2：

实施例1涉及的基于LoraWAN的动物定位装置，主体结构包括电源管理模块(POWER)、LoraWAN处理芯片CPU、计步芯片STEP、北斗定位模块BDS；如图3所示，电源管理模块通过VCC引脚和GND引脚相组合的电路连接方式分别与LoraWAN处理芯片CPU、计步芯片STEP、北斗定位模块BDS连接，实现项圈处理器47供电运行，电源管理模块通过Shutdown_int引脚连接方式与LoraWAN处理芯片CPU连接，实现在异常状况对在LoraWAN处理芯片CPU进行唤醒；LoraWAN处理芯片CPU通过IIC_SCL、IIC_SDA引脚连接方式与计步芯片STEP连接进行计步数据通信；LoraWAN处理芯片CPU通过nRST引脚连接方式与北斗定位模块BDS连接进行复位控制，LoraWAN处理芯片CPU通过MODE引脚连接方式与北斗定位模块BDS连接进行休眠控制，LoraWAN处理芯片CPU通过GPS_RX、GPS_TX引脚连接方式与北斗定位模块BDS连接进行模式控制、定位信息的交互。

所述电源管理模块由锂锰软包电池和供电管理电路结构构成；设备(基于LoraWAN的动物定位装置)安装使用之后，电源管理模块为LoraWAN处理芯片CPU、计步芯片STEP、北斗定位模块BDS供电，设备拆除之后，电源管理模块电气断开，电池无任何能量消耗。

LoraWAN处理芯片CPU用于北斗定位信息的获取与传输、计步数据的处理与传输、设备异常拆除的警报；

北斗定位模块BDS用于确定佩戴者的经纬度信息，采用北斗定位芯片AT6558R-5300型号；北斗定位模块BDS设置两种工作模式：全工作模式、休眠模式；全工作模式：所有电源正常供电，且北斗定位模块BDS的ON_OFF引脚为高电平时，北斗定位模块BDS处于全工作模式，进行正常的信号接收和解算；休眠模式：所有电源正常供电，北斗定位模块BDS的ON_OFF引脚拉低，将关闭北斗定位模块BDS的DCDC电源单元和内置低压差线性稳压器LDO，射频电路和基带电路停止工作，进入低功耗休眠状态；当ON_OFF引脚的电平拉高后，北斗定位模块BDS的将自动恢复全工作模式；北斗定位模块BDS平常状态处于休眠状态，需要LoraWAN处理芯片CPU将其唤醒，北斗定位模块BDS被唤醒后，会自动连接北斗卫星，并进行经纬度定位；

计步芯片STEP用于牲畜运动步数的统计，根据佩戴动物种类的不同设置加速度阈值，所统计的加速度数值每超过一次阈值，自动累加一次计步；计步芯片STEP采用da215S型号。

所涉及的基于LoraWAN的动物定位装置或附加设置体温感应器、报警灯、语音器。

Claims (5)

1.一种手持式搜寻仪，其特征在于：主体结构包括LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、触摸屏、天线、壳体、开关键、电源、键盘；电源通过开关键与数据处理器电性连接，数据处理器分别与LoraWAN通讯芯片、北斗定位芯片、触摸屏、键盘电信息连接；LoraWAN通讯芯片通过天线与基于LoraWAN的动物定位装置通讯，LoraWAN通讯芯片与基于LoraWAN的动物定位装置采用LoraWAN通讯方式连接，LoraWAN通讯芯片相当于一台移动的LoraWAN网关；天线安装在壳体一端，天线采用外置天线；LoraWAN通讯芯片、数据处理器、北斗定位芯片、电源安装在壳体内，开关键安装在壳体侧边框，触摸屏、键盘安装在壳体上壁。

2.根据权利要求1所述的手持式搜寻仪，其特征在于：所述键盘采用实体键盘结构或采用虚拟按键模式，键盘还包括通讯键、亮灯键、响铃键。

3.根据权利要求2所述的手持式搜寻仪，其特征在于：所述手持式搜寻仪天线采用外置伸缩天线或内置天线结构。

4.根据权利要求3所述的手持式搜寻仪，其特征在于：所述手持式搜寻仪还设置有绑带，绑带固定在壳体两侧，绑带采用魔术贴或者卡扣结构连接绑定。

5.根据权利要求4所述的手持式搜寻仪，其特征在于：所述手持式搜寻仪还设置有照明灯，照明灯设置在壳体侧边框前端。