[發明專利]一種微型化、低功耗、長壽命資產追蹤終端

在審

• 申請號: 201611156688.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106787104A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 周健;孫謙晨;葉金晶;孫浩;錢蓉;孫曉瑋
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;G01S19/42
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 鄧琪,余中燕

技術領域

本發明屬于電子技術領域，尤其涉及一種微型化、低功耗、長壽命資產追蹤終端。

背景技術

目前，我國軍需物資多存放于野外，并采用傳統GPS傳感終端進行定位。然而，傳統GPS傳感終端通常采用普通非充電電池供電，因此，一方面由于沒有持續能源供應，往往容易導致物資管控中斷，為管理帶來不便；另一方面，當需要長時間(如3年)供電時，必須攜帶大容量電池，有時甚至需要幾公斤電池，導致終端體積較大，而且傳統GPS傳感終端的體積未經過優化設計，所以容易被敵對分子發現破壞。

國際上對資產追蹤設備的研究多集中于小體積和長壽命方面，有多國的研究人員進行了嘗試。歐洲微電子研究中心(IMEC)研究人員設計了三層PCB疊裝的方案，將追蹤設備體積縮小到2×2×2cm³，然而該結構由于采用了壓電捕獲能源模式，能量密度低，只能供應數小時的能量。在長壽命技術研究方面，飛思卡爾在低功耗技術上開始了探索，上海慕尼黑電子展上推出了ARM Powered微控制器Kinetis KL02，具有高速MCU喚醒、處理和返回睡眠模式配置，以及靈活的低功耗模式和外設，可以用最小的電力預算實現最大的系統壽命。將該芯片運用于追蹤設備后，盡管可以降低單個裝置的功耗，但未考慮整個設備的能耗。

國內主要從事資產追蹤設備及數據采集系統長壽命和低功耗技術研究的有南京郵電大學計算機學院寬帶無線通信與傳感網技術教育部重點實驗室、同濟大學、重慶郵電學院、中南大學信息與科學技術學院等，主要側重于網絡通訊機制優化、降耗等方面的研究。南京郵電大學陳正宇，重慶郵電學院楊翰超，中南大學信息與科學技術學院譚長庚等人對網絡睡眠機制開展了研究，主要目標是希望通過網絡優化降低節點能量損耗。另外中科院電工所、半導體所、廣州能源所對能源微型化技術開展了理論探索，中科院電工所側重于光伏微能源研究，2006年研制出包含能量轉換系統、儲能系統和能源管理系統的光伏微能源系統，該系統與無線傳感器網絡節點集成的自治微系統實現了能量的智能存儲、能源的自動切換、穩定的電壓輸出，無需維護，然而調研未見相關性能結果報道，也未見微能源體積有關數據。中科院廣州能源所學術帶頭人徐進良博士2006年研制出能量密度高、供能時間長、重量輕的微尺度燃燒及微燃燒透平發電微能源系統樣機。同濟大學黃曉生開展GPS實時貨物跟蹤系統的設計研究(華東交通大學學報，22(1)(2005)P49)，根據我國第三方物流企業的特點,利用GPS全球衛星定位系統、GIS地理信息系統和GSM短信服務系統,設計和實現了一個基于GPS的實時貨物跟蹤系統。利用該系統，客戶可以通過Internet實時查詢貨物當前的位置、狀態、估計到達時間等信息，,企業則可以對其移動的車船進行實時監控、調度、導航、接警等處理。然而，該方案不能進行三維定位，也未提及終端體積和功耗及壽命參數要求。

此外，專利號為CN201320522364.7的發明專利公開了“一種用于空降物資的定位追蹤裝置”，所述定位追蹤裝置主要適用于空投物資定位，其綁定在需空投的物資上，包括定位天線、定位裝置、主控裝置、無線通信裝置和無線通信天線；所述定位裝置連接定位天線，獲取空降物資的位置信息，并傳輸至主控裝置。然而，該發明只可以定位XY平面位置，不能檢測高度，且同樣未提及功耗指標、體積指標。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供一種微型化、低功耗、長壽命資產追蹤終端，用于實現對資產的遠程實時追蹤。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種微型化、低功耗、長壽命資產追蹤終端，包括三維定位裝置、遠程傳輸裝置、MCU、能量儲存裝置、能量捕獲裝置以及充電控制電路；

所述MCU與所述定位裝置和所述遠程傳輸裝置分別連接，其設置為控制所述三維定位裝置采集待追蹤資產的三維位置信息，以及控制所述遠程傳輸裝置將所述三維位置信息上傳至一遠程上位機；

所述能量儲存裝置與所述MCU連接，其設置為給所述MCU供電；

所述能量捕獲裝置與所述能量儲存裝置連接，其設置采集光能并將采集到的光能轉換成電能以給所述能量儲存裝置充電；

所述充電控制電路與所述能量儲存裝置和所述充電裝置分別連接，其設置為采集外部環境光強和能量儲存裝置電量，并根據所述外部環境光強和能量儲存裝置的電量控制所述能量捕獲裝置進行充電操作。