一种超长待机北斗定位追踪器论文和设计-周卫民

全文摘要

一种超长待机北斗定位追踪器，包括电源模块、MCU、GSM模块、BDS模块、RTC晶振、第一LDO、第二LDO及DC‑DC；所述电源模块分别与所述第一LDO、第二LDO及DC‑DC电连接，所述第一LDO及RTC晶振分别与所述MCU电连接，所述DC‑DC与所述GSM模块电连接，所述第二LDO与所述BDS模块电连接；所述电源模块由至少1个锂亚电池组组成，每个锂亚电池组由1个电池电容器与至少1节能量型锂亚电池组成；与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过采用能量型锂亚电池搭配电池电容器组成锂亚电池组，既能满足GSM模块瞬间的大电流放电需求，又可以持续为整机提供稳定安全的电能输出；采用低功耗的MCU、GSM模块及BDS模块搭载RTC晶振，间歇式工作模式，uA级休眠功耗，实现超长待机。

主设计要求

1.一种超长待机北斗定位追踪器，其特征在于：包括电源模块、MCU、GSM模块、BDS模块、RTC晶振、第一LDO、第二LDO及DC-DC；所述电源模块分别与所述第一LDO、第二LDO及DC-DC电连接，所述第一LDO及RTC晶振分别与所述MCU电连接，所述DC-DC与所述GSM模块电连接，所述第二LDO与所述BDS模块电连接，所述MCU分别与所述第二LDO、DC-DC、GSM模块及BDS模块电连接；所述电源模块由至少1个锂亚电池组组成，每个锂亚电池组由1个电池电容器与至少1节能量型锂亚电池组成。

设计方案

1.一种超长待机北斗定位追踪器，其特征在于：包括电源模块、MCU、GSM模块、BDS模块、RTC晶振、第一LDO、第二LDO及DC-DC；

所述电源模块分别与所述第一LDO、第二LDO及DC-DC电连接，所述第一LDO及RTC晶振分别与所述MCU电连接，所述DC-DC与所述GSM模块电连接，所述第二LDO与所述BDS模块电连接，所述MCU分别与所述第二LDO、DC-DC、GSM模块及BDS模块电连接；

所述电源模块由至少1个锂亚电池组组成，每个锂亚电池组由1个电池电容器与至少1节能量型锂亚电池组成。

2.如权利要求1所述的超长待机北斗定位追踪器，其特征在于：每个锂亚电池组由1个电池电容器与2节能量型锂亚电池组成。

3.如权利要求2所述的超长待机北斗定位追踪器，其特征在于：所述能量型锂亚电池的型号为ER14505，所述电池电容器型号为SPC1550，使得每个锂亚电池组的总容量5400mAH。

4.如权利要求1所述的超长待机北斗定位追踪器，其特征在于：所述RTC晶振的频率为32.768kHz。

5.如权利要求1所述的超长待机北斗定位追踪器，其特征在于：所述MCU采用内核为ARMCortex M0的处理器。

设计说明书

【技术领域】

本实用新型涉及追踪器技术领域，具体的涉及一种超长待机北斗定位追踪器。

【背景技术】

现有的定位追踪器基本都是基于GPS，基于BDS的相对较少。传统的GPS定位追踪器，由于GSM通讯和GPS通讯方式的功耗都比较大，为了满足追踪需求，一般都是需要外接电源线供电。外接电源线供电的方式满足了追踪器设备的工作要求，同时又可以24小时不间断工作，持续追踪监控。但是，外接电源的方式又有非常多的局限性，只能用在车辆等可以提供外部电源的设备上进行追踪，而且由于需要接线，设备的安装复杂度比较高，同时安装位置受限制，在某些实际运用领域容易被发现。

另外一种常见的GPS定位追踪器，产品内置大容量可充电锂离子电池，设备无需外部供电，仅依靠内置电池即可工作。该类设备根据配置不同容量的电池，同时配置不同的工作模式，可以持续工作几天至十几天，设备电池耗尽之后，需要取下充电。该类设备，可以满足部分场景需求，安装相对简单，可以满足几天的持续追踪，但是由于需要反复充电，设备不能做到隐蔽安装，使用也比较繁琐，维护使用成本也较高。

市场上锂亚电池有能量型电池和功率型电池两种不同的技术规格，其中，能量型电池单位体积容量大，但是放电功率低；功率型电池单位体积容量低，但是放电功率大；在安全性上，能量型电池由于放电功率小，化学稳定性更好，安全性上要比功率型电池高很多。但是在北斗定位追踪器技术领域中，GSM模块工作时要求要有很高的瞬间放电功率，所以单独使用能量型电池无法支持GSM模块工作；但是由于功率型电池在安全性上无法满足要求，同时功率型电池的有效电池容量也很低，所以不能选用功率型电池，因此，该难题成为了限制BDS定位追踪器发展的重要因素。

鉴于此，实有必要提供一种超长待机北斗定位追踪器以克服现有技术的不足。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种超长待机北斗定位追踪器，旨在实现满足GSM模块瞬间的大电流放电需求，可持续为整机提供稳定安全的电能输出；旨在实现降低休眠功耗，超长待机。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种超长待机北斗定位追踪器，包括电源模块、MCU、GSM模块、BDS模块、RTC晶振、第一LDO、第二LDO及DC-DC；

所述电源模块由至少1个锂亚电池组组成，每个锂亚电池组由1个电池电容器与至少1节能量型锂亚电池组成。

在一个优选实施方式中，每个锂亚电池组由1个电池电容器与2节能量型锂亚电池组成。

在一个优选实施方式中，所述能量型锂亚电池的型号为ER14505，所述电池电容器型号为SPC1550，使得每个锂亚电池组的总容量5400mAH。

在一个优选实施方式中，所述RTC晶振的频率为32.768kHz。

在一个优选实施方式中，所述MCU采用内核为ARM Cortex M0的处理器。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种超长待机北斗定位追踪器的有益效果在于：通过采用能量型锂亚电池搭配电池电容器组成锂亚电池组，既能满足GSM模块瞬间的大电流放电需求，又可以持续为整机提供稳定安全的电能输出；采用低功耗的MCU、GSM模块及BDS模块搭载RTC晶振，间歇式工作模式，uA级休眠功耗，实现超长待机。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的超长待机北斗定位追踪器的模块图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型提供一种超长待机北斗定位追踪器100，可运用于车载定位追踪、高价值物品追踪及宠物追踪类的产品。

在本实用新型的实施例中，所述超长待机北斗定位追踪器100包括电源模块10、MCU20、GSM模块30、BDS模块40、RTC晶振50、第一LDO60、第二LDO70及DC-DC80。

所述电源模块10分别与所述第一LDO60、第二LDO70及DC-DC80电连接，所述第一LDO60及RTC晶振50分别与所述MCU20电连接，所述DC-DC80与所述GSM模块30电连接，所述第二LDO70与所述BDS模块40电连接，所述MCU20分别与所述第二LDO70、DC-DC80、GSM模块30及BDS模块40电连接。

具体的，所述电源模块10由至少1个锂亚电池组11组成，每个锂亚电池组11由1个电池电容器111与至少1节能量型锂亚电池112组成。

需要说明的是，相关术语解释如下：

GPS：Global Positioning System(全球定位系统)

BDS：BeiDou Navigation Satellite System(中国北斗卫星导航系统)

GSM：Global System For Mobile Communications(全球移动通讯系统)

MCU20：Microcontroller Unit(微控制器)

LDO：low dropout regulator(低压差线性稳压器)

DC-DC80：DC-DC80converter(直流电压转换器)

锂亚电池：锂亚硫酰氯电池(Li\/SOCl2电池)

AGPS：Assisted Global Positioning System(辅助全球卫星定位系统)

RTC：Real-Time Clock(实时时钟)

在本实施例中，每个锂亚电池组11由1个电池电容器111与2节能量型锂亚电池112组成，其中，所述能量型锂亚电池112的型号为ER14505，所述电池电容器111型号为SPC1550，使得每个锂亚电池组11的总容量5400mAH。必须说明的是，通过采用若干能量型锂亚电池112搭配电池电容器111来组成锂亚电池组11，多个锂亚电池组11组合成电源模块10，所述电池电容器111可以满足GSM模块30瞬间的大电流放电需求，放电电流也要远大于功率型锂亚电池，同时又有安全保障，能满足-40～85摄氏度的温度适应范围，使得所述电源模块10可以持续为整机提供稳定安全的电能输出。

所述第一LDO60用于为所述MCU20供电，并将电池的3.6V电压降为3.3V；只要系统上电，所述第一LDO60就会始终处于工作状态，所以所述第一LDO60必须具备超低静态电流。在本实施例中，所述第一LDO60内的静态电流为2uA，降低静态功耗，节省电量。

所述RTC晶振50采用频率为32.768kHz的RTC晶振50，用来为所述MCU20提供时钟，当仅有所述RTC晶振50工作时，所述MCU20依赖于这个低频的时钟，在超低功耗模式下保持5uA以下的电流。

所述GSM模块30用来做远距离蜂窝通讯；所述DC-DC80为给GSM模块30供电的电源IC，所述DC-DC80将所述电源模块10的3.6V电压升到4V，用来给所述GSM模块30供电，通过所述DC-DC80提高转换效率，降低工作时的损耗。

所述MCU20采用内核为ARM Cortex M0的处理器，该MCU20具备以下几个方面的特性：宽电压供电1.8V～3.3V，多级低功耗模式，内置RTC，uA级超低功耗模式。所述MCU20可以控制所述DC-DC80工作和关闭，用来控制所述GSM模块30的工作模式。所述GSM模块30在工作过程中，除了网络连接、发送数据，只要是静止状态，所述MCU20都会控制所述GSM模块30进入低功耗模式状态，降低功率损耗。当整机进入休眠状态时，所述MCU20会直接关闭所述DC-DC80，所述GSM模块30完全断电，没有功率消耗，此时，所述DC-DC80的漏电流小于1uA。

所述BDS模块40用于提供精确的卫星定位数据，所述第二LDO70用于为所述BDS模块40供电，之所以选择所述BDS模块40而不选用GPS模块，主要基于BDS模块40为双系统定位，定位速度更快，同时所述BDS模块40的工作功耗相对GPS模块可以低30％左右。所述MCU20从所述BDS模块40获取定位数据，同时所述MCU20通过控制所述第二LDO70来控制BDS模块40的工作模式。值得说明的是，所述第一LDO60与第二LDO70要求不一样，所述第二LDO70不需要超低静态电流，但是需要具备超低漏电流，且必须能完全关断使得所述第二LDO70漏电流基本为0uA。

在实际运用中，所述超长待机北斗定位追踪器100的唤醒工作频率由所述RTC晶振50控制，保持每天唤醒一次或者多次的工作模式。所述超长待机北斗定位追踪器100每次唤醒时，总工作时间控制在3分钟以内，要求3分钟内必须完成定位和蜂窝通讯。为了加快所述BDS模块40的定位速度，在系统中还设计了AGPS功能。所述GSM模块30在每次唤醒工作时，首先开启AGPS功能，连接AGPS服务器，然后将AGPS数据最快速度注入定位模块，之后再做数据连接的功能。由于AGPS功能的加持，可以将定位速度提高到最快20S以内。如果在卫星信号非常好的情况下，设备可以在最快40S左右即可完成一次数据传输，这样可以大大降低每次设备唤醒时的工作功耗。如果所述GSM模块30和定位信号有异常，无法完成正常的数据连接，则所述MCU20会在3分钟后保存本次数据，直接进入休眠状态。在休眠状态下，整个系统的工作功耗低于7uA，该功耗可以保证所述电源模块10可以持续使用多年。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

设计图

一种超长待机北斗定位追踪器论文和设计

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