一种奶牛无线定位通信锚点装置论文和设计-柴源

全文摘要

一种奶牛无线定位通信锚点装置属于通信领域；现有奶牛无线定位装置数据传输丢失或移动轨迹不完整的技术问题；包括处理器模块分别连接电源模块、CAN通信模块、无线定位发送模块和指示灯模块；电源模块包括交流直流转换芯片U30、直流降压芯片U31；处理器模块包括微型单片处理机U1；CAN通信模块包括电平转换芯片U32、U33、U34、U35；无线定位发送模块包括无线定位芯片U50、天线均衡器件T1；微型单片处理机U1通过电平转换芯片U32、U33、U34、U35进行定位数据的上传与下发，微型单片处理机U1控制无线定位芯片U50进行无线定位信号及无线通信数据的收发；有效的解决了现有奶牛无线定位装置数据传输丢失或移动轨迹不完整的技术问题。

主设计要求

1.一种奶牛无线定位通信锚点装置，其特征在于，包括外壳(1)、电源模块(2)、处理器模块(3)、CAN通信模块(4)、无线定位发送模块(5)和指示灯模块(6)；所述电源模块(2)、处理器模块(3)、CAN通信模块(4)和无线定位发送模块(5)均安装在外壳(1)内，所述指示灯模块(6)设置在外壳(1)表面，所述处理器模块(3)分别连接电源模块(2)、CAN通信模块(4)、无线定位发送模块(5)和指示灯模块(6)；所述电源模块(2)包括交流直流转换芯片U30、直流降压芯片U31、电容C2和电容C3；所述处理器模块(3)包括微型单片处理机U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C19、电容C23、电容C25、电容C26、电感L1、发光管D1、晶振Y1和晶振Y2；所述CAN通信模块(4)包括电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35、校准电阻R113、校准电阻R114、校准电阻R115和校准电阻R116；所述无线定位发送模块(5)包括无线定位芯片U50、晶振Y3、谐振电容C3、谐振电容C4、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R3、电阻R4、电阻R5和天线均衡器件T1；所述微型单片处理机U1分别与电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35、无线定位芯片U50连接；无线定位芯片U50通过电容C10、电容C11与天线均衡器件T1连接；天线均衡器件T1通过电容C12与陶瓷天线E1连接；微型单片处理机U1通过电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35进行定位数据的上传与下发，微型单片处理机U1控制无线定位芯片U50进行无线定位信号及无线通信数据的收发；无线定位芯片U50与电容C10、电容C11、天线均衡器件T1、电容C12和陶瓷天线E1进行无线信号收发；所述交流直流转换芯片U30经直流降压芯片U31分别与微型单片处理机U1、电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35和无线定位芯片U50连接，交流直流转换芯片U30和直流降压芯片U31为所连接各芯片提供工作电源。

设计方案

所述电源模块(2)包括交流直流转换芯片U30、直流降压芯片U31、电容C2和电容C3；所述处理器模块(3)包括微型单片处理机U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C19、电容C23、电容C25、电容C26、电感L1、发光管D1、晶振Y1和晶振Y2；所述CAN通信模块(4)包括电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35、校准电阻R113、校准电阻R114、校准电阻R115和校准电阻R116；所述无线定位发送模块(5)包括无线定位芯片U50、晶振Y3、谐振电容C3、谐振电容C4、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R3、电阻R4、电阻R5和天线均衡器件T1；

所述微型单片处理机U1分别与电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35、无线定位芯片U50连接；无线定位芯片U50通过电容C10、电容C11与天线均衡器件T1连接；天线均衡器件T1通过电容C12与陶瓷天线E1连接；微型单片处理机U1通过电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35进行定位数据的上传与下发，微型单片处理机U1控制无线定位芯片U50进行无线定位信号及无线通信数据的收发；无线定位芯片U50与电容C10、电容C11、天线均衡器件T1、电容C12和陶瓷天线E1进行无线信号收发；所述交流直流转换芯片U30经直流降压芯片U31分别与微型单片处理机U1、电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35和无线定位芯片U50连接，交流直流转换芯片U30和直流降压芯片U31为所连接各芯片提供工作电源。

2.根据权利要求1所述一种奶牛无线定位通信锚点装置，其特征在于，交流直流转换芯片U30的引脚AC_L、引脚AC_N和引脚EARTH连接接电端口P1，交流直流转换芯片U30的引脚+5V、引脚GND连接直流降压芯片U31的引脚IN和引脚GND，直流降压芯片U31的引脚OUT分别连接电容C2和电容C3的一端，电容C2和电容C3的另一端均连接交流直流转换芯片U30和直流降压芯片U31。

3.根据权利要求2所述一种奶牛无线定位通信锚点装置，其特征在于，所述微型单片处理机U1型号为STM32F407VET6，微型单片处理机U1的引脚PB2通过电阻R3电连接地线，微型单片处理机U1的引脚PC14分别连接晶振Y1的一端和电容C8的一端，晶振Y1的另一端分别连接微型单片处理机U1的引脚PC15和电容C9的一端，电容C8和电容C9的另一端均连接地线，微型单片处理机U1的引脚PD10依次连接电阻R2、发光管D1和地线；

微型单片处理机U1的6个引脚VDD均分别连接电容C13、电感L1的一端、电容C23的一端和微型单片处理机U1的引脚VBAT，电感L1的另一端分别连接电阻R7的一端和微型单片处理机U1的引脚VDDA，电阻R7的另一端依次连接电容C19和地线，电容C23的另一端分别连接电容C25的一端、电容C26的一端和地线，电容C25和电容C26的另一端分别连接微型单片处理机U1的引脚VCAP_1和引脚VCAP_2，电容C13连接地线；

微型单片处理机U1的引脚PH0分别连接晶振Y2的一端和电容C10的一端，电容C10的一端分别连接地线和晶振Y2，晶振Y2的另一端分别连接电阻R4的一端和电容C11的一端，电容C11的另一端分别连接地线和晶振Y2，电阻R4的另一端连接微型单片处理机U1的引脚PH1，微型单片处理机U1的引脚NRST分别连接电阻R5和电容C12，微型单片处理机U1的引脚BOOT0依次连接电阻R6和地线。

4.根据权利要求3所述一种奶牛无线定位通信锚点装置，其特征在于，所述电平转换芯片U32的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U32的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U32的引脚S依次连接电阻R113和地线，电平转换芯片U32的引脚CANH和引脚CANL连接端口P2；

所述电平转换芯片U33的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U33的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U33的引脚S依次连接电阻R114和地线，电平转换芯片U33的引脚CANH和引脚CANL连接端口P3；

所述电平转换芯片U34的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U34的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U34的引脚S依次连接电阻R1153和地线，电平转换芯片U34的引脚CANH和引脚CANL连接端口P4；

所述电平转换芯片U35的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U35的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U35的引脚S依次连接电阻R115和地线，电平转换芯片U35的引脚CANH和引脚CANL连接端口P5。

5.根据权利要求4所述一种奶牛无线定位通信锚点装置，其特征在于，所述无线定位芯片U50型号为DW1000，天线均衡器件T1型号为HHM1595A1，所述天线均衡器T1一端分别通过电容C10和电容C11连接无线定位芯片U50，另一端通过电容C12连接天线E1，所述无线定位芯片U50引脚VDDVCO分别连接电容C8和电容C9的一端，电容C8的另一端通过电阻R5分别连接电容C9的另一端和无线定位芯片U50的引脚VCOTUNE；无线定位芯片U50的引脚CLKTUNE分别连接电容C7和电阻R4的一端，电阻R4的另一端通过电容C6分别连接电容C7的另一端和无线定位芯片U50的引脚VDDCLK，电阻R3两端分别连接地线和无线定位芯片U50的引脚VREF1；所述晶振Y3的引脚2和引脚4连接地线，晶振Y3的引脚2和引脚4还分别连接谐振电容C4和谐振电容C3的一端，振电容C4和谐振电容C3的另一端分别连接晶振Y3的引脚3、引脚1及无线定位芯片U50的两个引脚。

6.根据权利要求5所述一种奶牛无线定位通信锚点装置，其特征在于，所述指示灯模块(6)包括电压驱动芯片U41、限流电阻R100、限流电阻R101、限流电阻R102、限流电阻R103、限流电阻R104、限流电阻R105、发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7；所述电压驱动芯片U41的引脚B1、引脚B2、引脚B3、引脚B4、引脚B5和引脚B6分别通过限流电阻R100、限流电阻R101、限流电阻R102、限流电阻R103、限流电阻R104和限流电阻R105依次连接发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7的一端，所述发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7另一端均连接地线；所述电压驱动芯片U41分别连接直流降压芯片U31和微型单片处理机U1，所述微型单片处理机U1通过电压驱动芯片U41控制上述发光二极管进行指示灯亮灭驱动。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种奶牛无线定位通信锚点装置。

背景技术

传统的无线定位锚点应用于奶牛定位系统中，由于牧场奶牛数量多，且由于锚点数据上传多采用无线方式，导致锚点无线通信信道繁忙，造成锚点通过无线数据上传数据失败或无线定位不成功的不良情况发生，致使牧场定位系统体现奶牛定位数据丢失或奶牛移动轨迹不完整现象，达不到理想效果。

实用新型内容

本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供一种奶牛无线定位通信锚点装置，通过无线定位发送模块和CAN通信模块利用无线定位信息发送技术和CAN通信技术，实现了具有无线定位并将数据通过CAN通信传输的奶牛无线定位通信锚点装置，有效的解决了现有奶牛无线定位装置数据传输丢失或移动轨迹不完整的技术问题。

本实用新型的技术方案：

一种奶牛无线定位通信锚点装置，包括外壳、电源模块、处理器模块、CAN通信模块、无线定位发送模块和指示灯模块；所述电源模块、处理器模块、CAN通信模块和无线定位发送模块均安装在外壳内，所述指示灯模块设置在外壳表面，所述处理器模块分别连接电源模块、CAN通信模块、无线定位发送模块和指示灯模块；

所述电源模块包括交流直流转换芯片U30、直流降压芯片U31、电容C2和电容C3；所述处理器模块包括微型单片处理机U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C19、电容C23、电容C25、电容C26、电感L1、发光管D1、晶振Y1和晶振Y2；所述CAN通信模块包括电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35、校准电阻R113、校准电阻R114、校准电阻R115和校准电阻R116；所述无线定位发送模块包括无线定位芯片U50、晶振Y3、谐振电容C3、谐振电容C4、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R3、电阻R4、电阻R5和天线均衡器件T1；

进一步地，交流直流转换芯片U30的引脚AC_L、引脚AC_N和引脚EARTH连接接电端口P1，交流直流转换芯片U30的引脚+5V、引脚GND连接直流降压芯片U31的引脚IN和引脚GND，直流降压芯片U31的引脚OUT分别连接电容C2和电容C3的一端，电容C2和电容C3的另一端均连接交流直流转换芯片U30和直流降压芯片U31。

进一步地，所述微型单片处理机U1型号为STM32F407VET6，微型单片处理机U1的引脚PB2通过电阻R3电连接地线，微型单片处理机U1的引脚PC14分别连接晶振Y1的一端和电容C8的一端，晶振Y1的另一端分别连接微型单片处理机U1的引脚PC15和电容C9的一端，电容C8和电容C9的另一端均连接地线，微型单片处理机U1的引脚PD10依次连接电阻R2、发光管D1和地线；

进一步地，所述电平转换芯片U32的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U32的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U32的引脚S依次连接电阻R113和地线，电平转换芯片U32的引脚CANH和引脚CANL连接端口P2；

所述电平转换芯片U35的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U35的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U35的引脚S依次连接电阻R115和地线，电平转换芯片U35的引脚CANH和引脚CANL连接端口P5；

进一步地，所述无线定位芯片U50型号为DW1000，天线均衡器件T1型号为HHM1595A1，所述天线均衡器T1一端分别通过电容C10和电容C11连接无线定位芯片U50，另一端通过电容C12连接天线E1，所述无线定位芯片U50引脚VDDVCO分别连接电容C8和电容C9的一端，电容C8的另一端通过电阻R5分别连接电容C9的另一端和无线定位芯片U50的引脚VCOTUNE；无线定位芯片U50的引脚CLKTUNE分别连接电容C7和电阻R4的一端，电阻R4的另一端通过电容C6分别连接电容C7的另一端和无线定位芯片U50的引脚VDDCLK，电阻R3两端分别连接地线和无线定位芯片U50的引脚VREF1,；所述所述晶振Y3的引脚2和引脚4连接地线，晶振Y3的引脚2和引脚4还分别连接谐振电容C4和谐振电容C3的一端，振电容C4和谐振电容C3的另一端分别连接晶振Y3的引脚3、引脚1及无线定位芯片U50的两个引脚。

进一步地，所述指示灯模块包括电压驱动芯片U41、限流电阻R100、限流电阻R101、限流电阻R102、限流电阻R103、限流电阻R104、限流电阻R105、发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7；所述电压驱动芯片U41的引脚B1、引脚B2、引脚B3、引脚B4、引脚B5和引脚B6分别通过限流电阻R100、限流电阻R101、限流电阻R102、限流电阻R103、限流电阻R104和限流电阻R105依次连接发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7的一端，所述发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7另一端均连接地线；所述电压驱动芯片U41分别连接直流降压芯片U31和微型单片处理机U1，所述微型单片处理机U1通过电压驱动芯片U41控制上述发光二极管进行指示灯亮灭驱动。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种奶牛无线定位通信锚点装置，通过无线定位发送模块和CAN通信模块利用无线定位信息发送技术和CAN通信技术，实现了具有无线定位并将数据通过CAN通信传输的奶牛无线定位通信锚点装置，本实用新型通过无线定位发送模块利用无线通信技术向CAN通信模块发送定位信标，实现了奶牛定位与活动监测的功能，再通过CAN通信模块将定位数据进行CAN通信传输，有效的将定位与数据传输进行分离，并且能够同时进行工作，避免了锚点无线通信信道繁忙，造成锚点通过无线数据上传数据失败或无线定位不成功的不良情况发生，大大的提升了传输效率，有效的解决了现有奶牛无线定位装置数据传输丢失或移动轨迹不完整的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型结构图；

图2是电源模块电路图；

图3a是处理器模块电路一图；

图3b是处理器模块电路二图；

图3c是处理器模块电路三图；

图4a是CAN通信模块电路一图；

图4b是CAN通信模块电路二图；

图4c是CAN通信模块电路三图；

图4d是CAN通信模块电路四图；

图5是无线定位发送模块电路图；

图6是指示灯模块电路图。

图中：1外壳、2电源模块、3处理器模块、4 CAN通信模块、5无线定位发送模块、6指示灯模块。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

一种奶牛无线定位通信锚点装置，如图1-6所示，包括外壳1、电源模块2、处理器模块3、CAN通信模块4、无线定位发送模块5和指示灯模块6；所述电源模块2、处理器模块3、CAN通信模块4和无线定位发送模块5均安装在外壳1内，所述指示灯模块6设置在外壳1表面，所述处理器模块3分别连接电源模块2、CAN通信模块4、无线定位发送模块5和指示灯模块6；

所述电源模块2包括交流直流转换芯片U30、直流降压芯片U31、电容C2和电容C3；所述交流直流转换芯片U30型号为ICE2A265Z；直流降压芯片U31型号为LM2576S一ADJ；所述处理器模块3包括微型单片处理机U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C19、电容C23、电容C25、电容C26、电感L1、发光管D1、晶振Y1和晶振Y2；所述CAN通信模块4包括电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34、电平转换芯片U35、校准电阻R113、校准电阻R114、校准电阻R115和校准电阻R116；所述无线定位发送模块5包括无线定位芯片U50、晶振Y3、谐振电容C3、谐振电容C4、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电阻R3、电阻R4、电阻R5和天线均衡器件T1；电平转换芯片U32、电平转换芯片U33、电平转换芯片U34和电平转换芯片U35型号均为TXB0102；晶振Y1、晶振Y2和晶振Y3型号均为TG2520CEN 25.000000MHZKFGNNA。

具体地，交流直流转换芯片U30的引脚AC_L、引脚AC_N和引脚EARTH连接接电端口P1，交流直流转换芯片U30的引脚+5V、引脚GND连接直流降压芯片U31的引脚IN和引脚GND，直流降压芯片U31的引脚OUT分别连接电容C2和电容C3的一端，电容C2和电容C3的另一端均连接交流直流转换芯片U30和直流降压芯片U31。

具体地，所述微型单片处理机U1型号为STM32F407VET6，微型单片处理机U1的引脚PB2通过电阻R3电连接地线，微型单片处理机U1的引脚PC14分别连接晶振Y1的一端和电容C8的一端，晶振Y1的另一端分别连接微型单片处理机U1的引脚PC15和电容C9的一端，电容C8和电容C9的另一端均连接地线，微型单片处理机U1的引脚PD10依次连接电阻R2、发光管D1和地线；

具体地，所述电平转换芯片U32的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U32的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U32的引脚S依次连接电阻R113和地线，电平转换芯片U32的引脚CANH和引脚CANL连接端口P2；

所述电平转换芯片U35的引脚TXD和引脚RXD连接微型单片处理机U1，电平转换芯片U35的引脚GND和引脚VCC分别连接地线和电源+5V，电平转换芯片U35的引脚S依次连接电阻R115和地线，电平转换芯片U35的引脚CANH和引脚CANL连接端口P5；所述四组电平转换芯片构成四组CAN通信接口。

具体地，所述无线定位芯片U50型号为DW1000，天线均衡器件T1型号为HHM1595A1，所述天线均衡器T1一端分别通过电容C10和电容C11连接无线定位芯片U50，另一端通过电容C12连接天线E1，所述无线定位芯片U50引脚VDDVCO分别连接电容C8和电容C9的一端，电容C8的另一端通过电阻R5分别连接电容C9的另一端和无线定位芯片U50的引脚VCOTUNE；无线定位芯片U50的引脚CLKTUNE分别连接电容C7和电阻R4的一端，电阻R4的另一端通过电容C6分别连接电容C7的另一端和无线定位芯片U50的引脚VDDCLK，电阻R3两端分别连接地线和无线定位芯片U50的引脚VREF1,；所述所述晶振Y3的引脚2和引脚4连接地线，晶振Y3的引脚2和引脚4还分别连接谐振电容C4和谐振电容C3的一端，振电容C4和谐振电容C3的另一端分别连接晶振Y3的引脚3、引脚1及无线定位芯片U50的两个引脚。

具体地，所述指示灯模块6包括电压驱动芯片U41、限流电阻R100、限流电阻R101、限流电阻R102、限流电阻R103、限流电阻R104、限流电阻R105、发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7；电压驱动芯片U41型号为OYM8030A；所述电压驱动芯片U41的引脚B1、引脚B2、引脚B3、引脚B4、引脚B5和引脚B6分别通过限流电阻R100、限流电阻R101、限流电阻R102、限流电阻R103、限流电阻R104和限流电阻R105依次连接发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7的一端，所述发光二极管D2、发光二极管D3、发光二极管D4、发光二极管D5、发光二极管D6和发光二极管D7另一端均连接地线；所述电压驱动芯片U41分别连接直流降压芯片U31和微型单片处理机U1，所述微型单片处理机U1通过电压驱动芯片U41控制上述发光二极管进行指示灯亮灭驱动。

工作原理：市电交流220V经过交流直流转换芯片U30转换成直流5V电压，再经直流直流降压芯片U31将5V变为直流3V电压，变换后的直流电源分别与芯片U1、U32、U33、U34、U35、U41、U50连接；微型单片处理机U1分别与U32、U33、U34、U35、U41及U50连接；无线定位芯片U50通过匹配电容C10及C11与T1连接；天线均衡器件T1通过匹配电容C12与陶瓷天线E1连接，电源芯片U30、U31为所连接各芯片提供工作电源电压；

微型单片处理机U1通过电压驱动芯片U41控制发光二极管进行相应功能指示灯亮灭驱动，完成运行、电源、四组CAN通信指示灯指示功能；微型单片处理机U1通过四组CAN通信接口进行定位数据的上传与下发，微型单片处理机U1控制无线定位芯片U50进行无线定位信号及无线通信数据的收发；无线定位芯片U50与匹配电容C10、C11、天线均衡器件T1、匹配电容C12及陶瓷天线E1进行无线信号收发。

设计图

一种奶牛无线定位通信锚点装置论文和设计

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