一种智能宠物防丢失器装置的制作方法

1.本实用新型涉及宠物定位领域，尤其涉及一种智能宠物防丢失器装置。

背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，社会经济的发展和城市化进程的加速，饲养宠物成为许多家庭必不可少的生活方式，饲养宠物不仅仅是给家庭带来了快乐，而宠物更是成为了家庭的一员，但是，很多时候会发生家养宠物走丢或被盗的事件，宠物丢失不仅给家庭造成了困扰，同时对于社会环境的安全保障也带来了很大的问题；现有的宠物防丢失装置通常采用gps信号来进行定位，而在没有gps信号的区域则无法完成定位操作，严重影响了宠物防丢失装置的使用效果，有必要对其进行改进。

技术实现要素：

3.本实用新型目的是针对上述问题，提供一种gps定位和wifi定位相结合的智能宠物防丢失器装置。
4.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
5.一种智能宠物防丢失器装置，包括控制单元，所述控制单元的第一io接口通过操控电路与通信模块相连接，通信模块通过uart接口与控制单元双向连接；所述控制单元的第二io接口通过稳压电路与wifi模块相连接，wifi模块通过uart接口与控制单元双向连接；控制单元的第三io接口与传感器电路相连接，控制单元的电源接口通过电源转换电路与电池相连接，外界电源通过充电管理电路分别与操控电路、电池相连接。
6.进一步的，所述控制单元包括控制芯片，控制芯片分别与通信模块、wifi模块、传感器电路、电源转换电路相连接；所述操控电路包括三极管q306，三极管q306的基极分别与电阻r322、电阻r321的一端相连接，电阻r322的另一端与控制芯片的pa5引脚连接，电阻r321的另一端、三极管q306的发射极均接地，三极管q306的集电极分别与电容c320的一端、电阻r323的一端、电容c321的一端、mos管q305的栅极相连接，mos管q305的漏极、电容c320的另一端均与通信模块相连接，电阻r323的另一端、电容c321的另一端、mos管q305的源极分别与电容c308的一端以及充电管理电路相连接，电容c308的另一端接地。
7.进一步的，所述通信模块包括通信芯片，通信芯片的信号输入端与操控电路的信号输出端相连接，通信芯片的信号端与控制单元的信号端双向连接；通信芯片内置有gps天线，通信芯片上连接有天线电路和sim卡槽电路；所述通信芯片的vbat_rf引脚、vbat_rf引脚与操控电路相连接，通信芯片的txd引脚、rxd引脚、usim_presence引脚、vdd_ext引脚与天线电路相连接，通信芯片的usim_presence引脚、usim_rst引脚、usim_vdd引脚、usim_data引脚、usim_clk引脚与sim卡槽电路相连接，通信芯片的pwrkey引脚与控制芯片的pb12引脚相连接，通信芯片的reset_n引脚与控制芯片的pc13引脚相连接。
8.进一步的，所述天线电路包括驱动芯片，驱动芯片的a2引脚与通信芯片的rxd引脚相连接，驱动芯片的a1引脚与通信芯片的txd引脚相连接，驱动芯片的0e引脚、vcca引脚均
与通信芯片的usim_presence引脚相连接，驱动芯片的b2引脚分别与天线接tp307、控制芯片的pa2引脚相连接，驱动芯片的b1引脚分别与天线接tp301、控制芯片的pa3引脚相连接，驱动芯片的vccb引脚与3v3端口相连接，驱动芯片的gnd引脚接地。
9.进一步的，所述sim卡槽电路包括卡槽芯片，卡槽芯片的clk引脚与通信芯片的usim_clk引脚相连接，卡槽芯片的data引脚分别与通信芯片的usim_vdd引脚、usim_data引脚相连接，卡槽芯片的rst引脚与通信芯片的usim_rst引脚相连接，卡槽芯片的cd_pin引脚与通信芯片的usim_presence引脚引脚相连接，卡槽芯片的vcc引脚、vpp引脚均与通信芯片的usim_vdd引脚相连接，卡槽芯片的gnd引脚接地。
10.进一步的，所述稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片的ce引脚与控制芯片的pb10引脚相连接，稳压芯片的vin引脚与电源端口相连接，稳压芯片的vout引脚与wifi模块相连接，稳压芯片的vss引脚接地。
11.进一步的，所述wifi模块包括无线芯片，无线芯片的vddpst引脚、vddpst引脚、vdd3p3引脚均与稳压芯片相连接，无线芯片的chip-en引脚与控制芯片的pa8引脚相连接，无线芯片的uo-txd引脚与控制芯片的pb4引脚相连接，无线芯片的uorxd引脚与控制芯片的pb3引脚相连接；无线芯片的lna引脚与wifi天线相连接。
12.进一步的，所述传感器电路包括传感器芯片，电源接口分别与传感器芯片的sda引脚、scl引脚、vddio引脚、vdd引脚相连接，传感器芯片的scl引脚与控制芯片的pb8引脚相连接，传感器芯片的sda引脚分别与控制芯片的pb9引脚相连接，传感器芯片的int1引脚与控制芯片的pa4引脚相连接，传感器芯片的byp引脚、sao引脚、gnd引脚均接地。
13.进一步的，所述充电管理电路包括电源管理芯片，电源管理芯片的in引脚与外界电源相连接，电源管理芯片的pg引脚与控制芯片的pb13引脚相连接，电源管理芯片的out引脚与电源端口相连接，电源管理芯片的chg引脚与控制芯片pb14引脚相连接；电源管理芯片的ts引脚、iset2引脚、iset引脚、vss引脚、preterm引脚、gnd引脚均接地。
14.进一步的，所述控制芯片上还连接有led灯，led灯的green引脚、第三引脚均与电源接口相连接，led灯的第一引脚与三极管q103的集电极相连接，三极管q103的基极与控制芯片的pa15引脚相连接，三极管q103的发射极接地；led灯的第二引脚分别与控制芯片pb14引脚、三极管q102的集电极相连接，三极管q102的基极与控制芯片的pa14引脚相连接，三极管q102的发射极接地。
15.与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：
16.本实用新型通过采用在控制芯片上连接通信模块和wifi模块的设计，使得该装置可以实现gps+基站+wifi多重定位方式，其在室外利用gps技术定位，在室内利用wifi技术定位，有效避免了无gps信号的区域无法定位的状况发生；同时其可以将获取到的位置信息通过lte天线发送到云端服务器，人们通过app或网页端账号即可以查询保存在云端服务器的宠物活动轨迹、宠物运动步数、宠物消耗的能量以及宠物的其他身体指标信息，其操作简单、使用便利，有效提高了宠物防丢失装置的使用效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型的框架结构图；
19.图2为控制芯片的电路结构图；
20.图3为操控电路的结构示意图；
21.图4为通信芯片的电路结构图；
22.图5为天线电路的结构示意图；
23.图6为sim卡槽电路的结构示意图；
24.图7为稳压电路的结构示意图；
25.图8为无线芯片的电路结构图；
26.图9为传感器电路的结构示意图；
27.图10为充电管理电路的结构示意图；
28.图11为led灯的电路结构图。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
30.如图1所示，本实施例公开了一种智能宠物防丢失器装置，包括控制单元，所述控制单元的第一io接口通过操控电路与通信模块相连接，通信模块通过uart接口与控制单元双向连接；所述控制单元的第二io接口通过稳压电路与wifi模块相连接，wifi模块通过uart接口与控制单元双向连接；控制单元的第三io接口与传感器电路相连接，控制单元的电源接口通过电源转换电路与电池相连接，外界电源通过充电管理电路分别与操控电路、电池相连接。
31.如图2、图3所示，所述控制单元包括控制芯片，控制芯片的信号为stm32l07-lqfp48，控制芯片分别与通信模块、wifi模块、传感器电路、电源转换电路相连接；所述操控电路包括三极管q306，三极管q306的基极分别与电阻r322、电阻r321的一端相连接，电阻r322的另一端与控制芯片的pa5引脚连接，电阻r321的另一端、三极管q306的发射极均接地，三极管q306的集电极分别与电容c320的一端、电阻r323的一端、电容c321的一端、mos管q305的栅极相连接，mos管q305的漏极、电容c320的另一端均与通信模块相连接，电阻r323的另一端、电容c321的另一端、mos管q305的源极分别与电容c308的一端以及充电管理电路相连接，电容c308的另一端接地。
32.控制单元采用的是st的低功耗系列stm32l072，此mcu丰富的接口设计，能满足产品的各种外设连接和完成多种控制单元，该芯片有3个uart接口以及1个i2c接口，uart1用于mcu的软件下载和更新；uart2用于和lte通信模块bg96的控制和信息的获取；uart3用于和wifi通信电路的通信；i2c接口用于和三方向震动传感器(传感器电路)的通信，同时芯片还有adc接口，用于对电池电压的检测，其他一些io接口，完成对led以及其他单元的控制。
33.如图4所示，所述通信模块包括通信芯片，通信芯片的型号为bg96，通信芯片的信号输入端与操控电路的信号输出端相连接，通信芯片的信号端与控制单元的信号端双向连接；通信芯片内置有gps天线，通信芯片上连接有天线电路和sim卡槽电路；所述通信芯片的vbat_rf引脚、vbat_rf引脚与操控电路相连接，通信芯片的txd引脚、rxd引脚、usim_presence引脚、vdd_ext引脚与天线电路相连接，通信芯片的usim_presence引脚、usim_rst引脚、usim_vdd引脚、usim_data引脚、usim_clk引脚与sim卡槽电路相连接，通信芯片的pwrkey引脚与控制芯片的pb12引脚相连接，通信芯片的reset_n引脚与控制芯片的pc13引脚相连接。
34.通信模块采用的芯片型号为bg96，bg96是一款嵌入式nbiot和ltecat-m无线通信模块，它支持网络数据连接，支持半双工lte网络的操作，它内部还提供gps和语音功能，以满足客户的特定需求；装置利用运营商网络的基站信息以及内置的gps位置信息，可以准确的了解到装置的具体位置。
35.如图5所示，所述天线电路包括驱动芯片，驱动芯片的型号为txs0102dcur，驱动芯片的a2引脚与通信芯片的rxd引脚相连接，驱动芯片的a1引脚与通信芯片的txd引脚相连接，驱动芯片的oe引脚、vcca引脚均与通信芯片的usim_presence引脚相连接，驱动芯片的b2引脚分别与天线接口tp307、控制芯片的pa2引脚相连接，驱动芯片的b1引脚分别与天线接口tp301、控制芯片的pa3引脚相连接，驱动芯片的vccb引脚与3v3端口相连接，驱动芯片的gnd引脚接地。
36.如图6所示，所述sim卡槽电路包括卡槽芯片，卡槽芯片的型号为nano_simcard_push，卡槽芯片的clk引脚与通信芯片的usim_clk引脚相连接，卡槽芯片的data引脚分别与通信芯片的usim_vdd引脚、usim_data引脚相连接，卡槽芯片的rst引脚与通信芯片的usim_rst引脚相连接，卡槽芯片的cd_pin引脚与通信芯片的usim_presence引脚引脚相连接，卡槽芯片的vcc引脚、vpp引脚均与通信芯片的usim_vdd引脚相连接，卡槽芯片的gnd引脚接地。
37.sim卡槽电路部分可以利用运营商的sim通信业务，配合lte的通信模块，将装置的相关信息通过云端保存到服务器中。
38.如图7所示，所述稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片的型号为xc6221_sot25，稳压芯片的ce引脚与控制芯片的pb10引脚相连接，稳压芯片的vin引脚与电源端口相连接，稳压芯片的vout引脚与wifi模块相连接，稳压芯片的vss引脚接地。
39.如图8所示，所述wifi模块包括无线芯片，无线芯片的型号为esp8285，无线芯片的vddpst引脚、vddpst引脚、vdd3p3引脚均与稳压芯片相连接，无线芯片的chip-en引脚与控制芯片的pa8引脚相连接，无线芯片的uo-txd引脚与控制芯片的pb4引脚相连接，无线芯片的uorxd引脚与控制芯片的pb3引脚相连接；无线芯片的lna引脚与wifi天线相连接。
40.wifi模块采用的是乐鑫的esp8285芯片，esp8285支持802.11b/g/n/e/i。拥有完整的且自成体系的wifi网络功能，其作为从机搭载于控制芯片运行。此外esp8285只需通过uart口即可作为wifi适配器同控制芯片之间交换数据。esp8285集成了天线开关、射频balun、功耗放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理理模块，这样紧凑的设计仅需极少的外部电路，并且可以将pcb的尺寸降到最小，本装置可以通过扫描周围的其他wifi设备的mac地址，然后通过第三方的服务解析，得到相应的具体位置来定位。
41.如图9所示，所述传感器电路包括传感器芯片，传感器芯片的型号为mma8453q，电源接口分别与传感器芯片的sda引脚、scl引脚、vddio引脚、vdd引脚相连接，传感器芯片的scl引脚与控制芯片的pb8引脚相连接，传感器芯片的sda引脚分别与控制芯片的pb9引脚相连接，传感器芯片的int1引脚与控制芯片的pa4引脚相连接，传感器芯片的byp引脚、sao引脚、gnd引脚均接地。
42.传感器电路采用的是st的lis2dh12芯片，通过内置的相关算法，可以检测出宠物的运动状态，运动步数，计算出消耗的能量等并经lte通信模块发送到云端服务器，方便人们进行查看。
43.如图10所示，所述充电管理电路包括电源管理芯片，电源管理芯片的型号为bq24040，电源管理芯片的in引脚与外界电源相连接，电源管理芯片的pg引脚与控制芯片的pb13引脚相连接，电源管理芯片的out引脚与电源端口相连接，电源管理芯片的chg引脚与控制芯片pb14引脚相连接；电源管理芯片的ts引脚、iset2引脚、iset引脚、vss引脚、preterm引脚、gnd引脚均接地。
44.本装置采用ti的bq24040充电ic给内置的锂电池充电，bq24040支持最大1a的充电电流，可以快速给装置中的电池进行续航。
45.如图11所示，所述控制芯片上还连接有led灯，led灯的型号为19-26/r6ghc，led灯的green引脚、第三引脚均与电源接口相连接，led灯的第一引脚与三极管q103的集电极相连接，三极管q103的基极与控制芯片的pa15引脚相连接，三极管q103的发射极接地；led灯的第二引脚分别与控制芯片pb14引脚、三极管q102的集电极相连接，三极管q102的基极与控制芯片的pa14引脚相连接，三极管q102的发射极接地。
46.led灯通过控制芯片的i0控制产生不同频率的闪烁效果，特别是在辅助寻找宠物的时候，可以调整为绚丽的跑马灯方式，提高宠物寻找效果。
47.本实用新型通过采用在控制芯片上连接通信模块和wifi模块的设计，使得该装置可以实现gps+基站+wifi多重定位方式，其在室外利用gps技术定位，在室内利用wifi技术定位，有效避免了无gps信号的区域无法定位的状况发生；同时其可以将获取到的位置信息通过lte天线发送到云端服务器，人们通过app或网页端账号即可以查询保存在云端服务器的宠物活动轨迹、宠物运动步数、宠物消耗的能量以及宠物的其他身体指标信息，其操作简单、使用便利，有效提高了宠物防丢失装置的使用效果。

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