自主数据记录器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于记录和存储与对象或活体相关的测量数据的装置

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自主数据记录器


[0001]本专利技术涉及用于记录和存储以及传输与对象或活体
(
如动物或人
)
相关的测量数据的装置
、
方法和系统
。
本专利技术还可以用于被动暴露于环境影响的对象
。

技术介绍

[0002]术语自主数据记录器是指能够自主收集研究对象的数据的装置
。
这种装置，特别是当跟踪动物时通常被称为生物记录器，可以收集和提供关于动物或对象的行为的数据
。
通常，这种系统包括壳体
、
电子器件
、
储能装置或电源
、
嵌入式微控制器软件以及
(
如果适用的话
)
用于能量生成的太阳能电池
。
以这种方式，装置可以自主地收集研究对象的数据
。
将生物记录器附着到对象或动物
(
例如，作为背包
、
脚环或项圈佩戴
)
，因此可以收集关于相应动物的行为的数据
。
理想地，在动物的整个生命周期内动物佩戴生物记录器，以便在长时间内提供数据，而不必多次捕获动物
。
[0003]根据现有技术的生物记录器利用锂电池作为主要能量来源
。
然而，可再充电锂电池需要电子器件，诸如低压差调节器
(LDO)
或直流
/
直流
(DC/DC)
转换器，以便维持恒定的工作电压
。
此外，为了对锂电池充电，特别是通过太阳能电池对锂电池充电，需要特别适于安全充电的部件，由于需要线圈和无源元件，这些部件进一步增加了装置的重量和所需空间
。
而且，必须包括防止电池过充
、
深度放电和涓流充电的电路
。
然而，这些电子器件增加了系统的重量，因此使得该装置对于动物佩戴起来不太舒适
。

技术实现思路

[0004]因此，本公开的目的是克服现有技术的缺点
。
特别地，提供了一种轻量的装置，例如安装在动物身上的装置，其仅由一个或多个电容器和一个或多个光敏元件
(
优选地，光电二极管阵列
)
供电，作为用于长期生物记录器的最先进供电技术，提供了优于锂电池的各种优点
。
本公开满足了这个目的
。
该概念将超低功率和超轻量硬件设计与嵌入式软件组合并紧密结合，以便智能地预算超级电容器的可用能量作为主要电源
。
能量用于为自适应的
、
事件驱动的活动监测算法供电，例如基于连续评估的加速度数据作为活动的度量
。
[0005]本专利技术在独立权利要求中限定
。
从属权利要求描述了优选实施例
。
特别地，本专利技术涉及一种用于记录和存储与对象或活体相关的测量数据的装置
。
该装置包括：至少一个传感器，被配置为测量与对象或活体相关的数据；存储器；和控制器，被配置为将测量数据存储在存储器中
。
至少一个光敏元件被配置为将电磁辐射转换成电流
。
收发器被配置为发送测量数据和
/
或存储数据并接收数据信号
。
至少一个电容器被配置为存储来自所述至少一个光敏元件的电流
。
[0006]优选地，各种实施例可以实现以下特征
。
[0007]优选地，控制器被配置为测量所述至少一个电容器的电压
。
[0008]优选地，控制器被配置为基于测量电压预测所述至少一个电容器的输出电压，并且控制器被配置为根据测量电压或预测电压，增大或减小采样和在存储器中存储测量数据
的速率和
/
或增大或减小发送测量数据和
/
或存储数据的速率
。
[0009]优选地，采样和在存储器中存储测量数据的速率和
/
或发送测量数据和
/
或存储数据的速率在最大测量电压或预测电压下最高，而在最小测量电压或预测电压下最低，其中，优选地，最大电压是电容器的额定电压，而最小电压是最大电压的
0.66。
[0010]优选地，该装置还包括实时时钟
RTC
，其中，
RTC
优选地独立于控制器运行
。
[0011]优选地，控制器被配置为，当所述至少一个电容器的测量电压低于最小电压时，将所述至少一个传感器
、
存储器或收发器中的至少一个断电
。
[0012]优选地，控制器被配置为从
RTC
接收唤醒信号并且在接收到唤醒信号时测量所述至少一个电容器的电压
。
[0013]优选地，该装置包括多个光敏元件，优选地串联布置的光敏元件
。
[0014]优选地，光敏元件的开路电压或多个光敏元件的开路电压之和高于电容器的额定电压，其中，优选地，电容器的额定电压处于光敏元件的开路电压或多个光敏元件的开路电压之和的
0.6
至
0.8
之间，电容器的额定电压更优选为光敏元件的开路电压的
0.75。
[0015]优选地，所述至少一个光敏元件是光电二极管或包括光电二极管，其中，优选地，所述至少一个光敏元件的最大灵敏度的波长在
200nm
与
3000nm
之间，优选地在
400nm
与
1100nm
之间，和
/
或其中，电容器具有
0.2
与
50
法拉之间的电容
。
[0016]优选地，收发器是远程广域网模块或蓝牙低能量模块，或收发器包括远程广域网模块或蓝牙低能量模块，和
/
或所述至少一个传感器是陀螺仪
、
加速度传感器
、
温度传感器
、
湿度传感器
、
磁力计
、
气压计
、
光传感器
、
挥发性有机化合物
VOC
传感器或全球导航卫星系统
GNSS
模块中的至少一个，或所述至少一个传感器包括陀螺仪
、
加速度传感器
、
温度传感器
、
湿度传感器
、
磁力计
、
气压计
、
光传感器
、
挥发性有机化合物
VOC
传感器或全球导航卫星系统
GNSS
模块中的至少一个
。
[0017]优选地，该装置还包括被配置为附着到所述对象或活体的项圈
、
背带
、
腿带
、
耳标
、
背包
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于记录和存储与对象或活体相关的测量数据的装置，所述装置包括：至少一个传感器
(70)
，被配置为测量与所述对象或活体相关的数据；存储器
(50)
；控制器
(40)
，被配置为将测量数据存储在所述存储器
(50)
中；至少一个光敏元件
(10)
，被配置为将电磁辐射转换成电流；收发器
(20
，
60
，
80
，
90)
，被配置为发送测量数据和
/
或存储数据并接收数据信号；以及至少一个电容器
(30)
，被配置为存储来自所述至少一个光敏元件
(10)
的电流，其中，所述控制器
(40)
被配置为测量所述至少一个电容器
(30)
的电压，以及其中，所述控制器
(40)
被配置为基于测量电压预测所述至少一个电容器
(30)
的输出电压，并且其中，所述控制器
(40)
被配置为根据测量电压或预测电压，增大或减小采样和在所述存储器
(50)
中存储测量数据的速率和
/
或增大或减小发送测量数据和
/
或存储数据的速率
。2.
根据权利要求1所述的装置，其中，采样和在所述存储器
(50)
中存储测量数据的速率和
/
或发送测量数据和
/
或存储数据的速率在最大测量电压或预测电压下最高，而在最小测量电压或预测电压下最低，其中，优选地，所述最大电压是所述电容器
(30)
的额定电压，而所述最小电压是所述最大电压的
0.66。3.
根据权利要求1或2中任一项所述的装置，还包括实时时钟
RTC
，其中，所述
RTC
优选地独立于所述控制器
(40)
运行，以及其中，所述控制器
(40)
被配置为，当所述至少一个电容器
(30)
的测量电压低于所述最小电压时，将所述至少一个传感器
(70)、
所述存储器
(50)
或所述收发器
(20
，
60
，
80
，
90)
中的至少一个断电，以及其中，优选地，所述控制器
(40)
被配置为从所述
RTC
接收唤醒信号，并且在接收到所述唤醒信号时测量所述至少一个电容器
(30)
的电压
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置包括多个光敏元件
(10)
，优选地所述装置包括串联布置的多个光敏元件
(10)。5.
根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述光敏元件
(10)
的开路电压或所述多个光敏元件
(10)
的开路电压之和高于所述电容器
(30)
的额定电压，其中，优选地，所述电容器
(30)
的额定电压处于所述光敏元件
(10)
的开路电压或所述多个光敏元件
(10)
的开路电压之和的
0.6
至
0.8
之间，所述电容器
(30)
的额定电压更优选为所述光敏元件
(10)
的开路电压的
0.75。6.
根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述至少一个光敏元件
(10)
是光电二极管或包括光电二极管，其中，优选地，所述至少一个光敏元件
(10)
的最大灵敏度的波长在
200nm
与
3000nm
之间，优选地在
400nm
与
1100nm
之间，和
/
或其中，所述电容器
(30)
具有
0.2
与
50
法拉之间的电容
。7.
根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述收发器
(20
，
60
，
80
，
90)
是远程广域网模块或蓝牙低能量模块，或包括远程广...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：马克斯，
类型：发明
国别省市：