CN205503187U - 一种低功耗井下人员定位卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗井下人员定位卡，属于嵌入式智能应用领域，本实用新型要解决的技术问题为如何能够改善充电频繁或更换电池频繁。技术方案为：该定位卡包括电池模块、主控制器、射频模块和PCB天线，主控制器连接射频模块，射频模块连接PCB天线；该定位卡还包括稳压模块，所述电池模块连接稳压模块，稳压模块连接主控制器；射频模块采用射频芯片，射频芯片型号为NRF2401，射频芯片的频率为2.4GHZ。
Description
技术领域
本实用新型涉及嵌入式智能应用领域，具体地说是一种低功耗井下人员定位卡。
背景技术
射频识别技术是近年来兴起的一种自动识别技术，该技术可利用射频信号识别对象，利用电磁耦合原理交换信息。与传统的识别技术相比，RFID技术具有读卡器和射频标签无接触的特点。由于RFID技术所具有的优点，它目前被广泛应用于井下人员定位卡中，不同位置的分站通过接收人员定位卡发出的信息，从而确定相关人员的位置。然而，RFID芯片的收发功率普遍较高，而井下人员定位卡大都采用电池供电的方式，因此，频繁的充电或更换电池给人们带来很多不便。
专利号为CN 205068466 U专利文献公开了一种基于433MHZ射频技术的矿用人员定位卡，包括单片机、433MHZ无线收发器和为单片机与无线收发器供电的电源模块，所述单片机通过无线收发器与矿井基站通信；所述无线收发器通过天线与矿井基站通信；还包括检测电源模块电压的电源电压检测模块，电源电压检测模块与所述单片机连接，还包括由电源模块供电的蜂鸣器、LED指示灯、呼叫器。该技术方案存在功耗高、成本高、结构复杂等缺点。
如何能够改善充电频繁或更换电池频繁的缺点是目前现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本实用新型的技术任务是提供一种低功耗井下人员定位卡，来解决如何能够改善充电频繁或更换电池频繁的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低功耗井下人员定位卡，该定位卡包括电池模块、主控制器、射频模块和PCB天线，主控制器连接射频模块，射频模块连接PCB天线；该定位卡还包括稳压模块，所述电池模块连接稳压模块，稳压模块连接主控制器；射频模块采用射频芯片，射频芯片型号为NRF2401，射频芯片的频率为2.4GHZ。其中，主控制器用于控制射频模块发送数据和***休眠，主控制器待机模式为0.5微安。射频芯片发射时的电流约为10mA。该定位卡整体待机功耗约为10 uA。
作为优选，所述主控制器采用单片机，单片机型号为MSP430G2211。其中，MSP430G2211单片机的休眠特性，即休眠3秒钟唤醒一次，完成射频发送任务，其发送时间约32us，随及自动进入休眠，如此循环。
更优地，所述电池模块包括电池接口和纽扣电池，纽扣电池连接电池接口，电池接口连接稳压模块。
更优地，所述纽扣电池型号为CR2477，容量为1000mAh。
更优地，所述稳压模块采用电压为3.3V稳压模块。
更优地，所述PCB天线采用倒F型PCB天线，用于增大射频芯片的信号强度。
本实用新型的一种低功耗井下人员定位卡和现有技术相比，具有以下有益效果：本实用新型在元器件选型和***控制上都采用低功耗原则，在保证功能完整的前提下，将平均电流降低到微安级别，大大增加了电池使用寿命，保证了电池的续航能力，实现了定位卡低功耗长时间持续工作，减少了电池充电次数和更换次数，大大降低了使用成本。
本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图1为一种低功耗井下人员定位卡的结构框图；
附图2为一种低功耗井下人员定位卡的控制***的流程图。
图中：1、电池模块，2、稳压模块，3、主控制器，4、射频模块，5、PCB天线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如附图1所示，本实用新型的一种低功耗井下人员定位卡，其结构包括电池模块1、稳压模块2、主控制器3、射频模块4和PCB天线5，电池模块1连接稳压模块2，稳压模块2连接主控制器3，主控制器3待机模式为0.5微安。稳压模块2采用电压为3.3V稳压模块。电池模块1包括电池接口和纽扣电池，纽扣电池连接电池接口，电池接口连接稳压模块2。纽扣电池型号为CR2477，容量为1000mAh。主控制器3采用MSP430G2211单片机。其中，MSP430G2211单片机的休眠特性，即休眠3秒钟唤醒一次，完成射频发送任务，其发送时间约32us，随及自动进入休眠，如此循环。主控制器3连接射频模块4，射频模块4连接PCB天线5，主控制器3用于控制射频模块4发送数据和***休眠。PCB天线5采用倒F型PCB天线，用于增大射频芯片的信号强度。射频模块4采用NRF2401射频芯片，该射频芯片的频率为2.4GHZ。其中，射频芯片发射时的电流约为10mA。该定位卡整体待机功耗约为10 uA。
该定位卡的平均功耗(电流值) = (TX时间 * TX电流 + SLEEP时间 * SLEEP电流) / 周期T，由此推算平均功耗：Iavr = (32us * 10mA + 10uA
* 3s) / 3s = 30.32uA，由此得1000mAh电池使用寿命约为：1000mAh / 31uA = 32258小时 ≈ 3.6年。大大增加了电池的使用寿命，降低了成本，有效改善了井下定位卡电池充电或更换频繁的问题。
如附图2所示，该定位卡的控制***的具体工作步骤如下：
（1）、硬件初始化；
（2）、判断硬件初始化是否成功：
①、若成功，则执行步骤（3）；
②、若未成功，则执行步骤（1）；
（3）、射频模块4发送射频信号；
（4）、通过主控制器3内的定时器设置***休眠和唤醒时间；
（5）、该定位卡的控制***进入休眠；
（6）、判断定时器是否触发中断：
①、若是，则执行步骤（7）；
②、若不是，则执行步骤（5）；
（7）、该定位卡的控制***被唤醒，执行步骤（3）。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的一种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (6)
1.一种低功耗井下人员定位卡，该定位卡包括电池模块、主控制器、射频模块和PCB天线，主控制器连接射频模块，射频模块连接PCB天线；其特征在于：该定位卡还包括稳压模块，所述电池模块连接稳压模块，稳压模块连接主控制器；射频模块采用射频芯片，射频芯片型号为NRF2401，射频芯片的频率为2.4GHZ。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗井下人员定位卡，其特征在于：所述主控制器采用单片机，单片机型号为MSP430G2211。
3.根据权利要求1或2所述的一种低功耗井下人员定位卡，其特征在于：所述电池模块包括电池接口和纽扣电池，纽扣电池连接电池接口，电池接口连接稳压模块。
4.根据权利要求3所述的一种低功耗井下人员定位卡，其特征在于：所述纽扣电池型号为CR2477，容量为1000mAh。
5.根据权利要求4所述的一种低功耗井下人员定位卡，其特征在于：所述稳压模块采用电压为3.3V稳压模块。
6.根据权利要求5所述的一种低功耗井下人员定位卡，其特征在于：所述PCB天线采用倒F型PCB天线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620326966.9U CN205503187U (zh) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | 一种低功耗井下人员定位卡 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205503187U true CN205503187U (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=56715848
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205503187U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107997312A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-08 | 中国矿业大学 | 智能手环 |
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2016
- 2016-04-19 CN CN201620326966.9U patent/CN205503187U/zh active Active
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