一種電子指南針的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種電子指南針。
【背景技術(shù)】
[0002] 地球是一個(gè)大磁體。地球的兩個(gè)極分別在接近地理南極和地理北極的地方。地球 表面的磁體,當(dāng)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),就會(huì)因磁體同性相斥、異性相吸的性質(zhì)指示南北。在中國(guó) 的方位文化中經(jīng)歷了從天文學(xué)方法定位再以磁學(xué)方法制成司南,最后由司南演變成指南針 的三個(gè)階段,隨之而來(lái)的是測(cè)定方位技術(shù)的不斷完善。
[0003] 隨著人們不斷加深對(duì)指南針原理的認(rèn)識(shí),測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度大小的指南針也由先前笨 重的"司南"發(fā)展到現(xiàn)在的便攜式的指南針。但是其基本結(jié)構(gòu)是不變的,還是能夠通過(guò)地球 磁場(chǎng)影響和自由旋轉(zhuǎn)支持影響使用的磁針。由于機(jī)械的先天因素導(dǎo)致了指針式指南針在精 度、靈敏度、便攜性以及使用壽命上都有許多的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子指南針,提供一種電子式指南針,采用磁場(chǎng)傳感器 和專(zhuān)用處理器對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和處理后指示磁場(chǎng)方向、大小以及其他參數(shù),利用電子處理 提高磁場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確度和精確度。
[0005] 有鑒于此,本發(fā)明提供一種電子指南針,可包括:
[0006] 數(shù)據(jù)采集裝置、處理器和顯示裝置;
[0007] 所述數(shù)據(jù)采集裝置,用于采集待測(cè)空間內(nèi)三維方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度,依次將每個(gè)方 向的磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào),分別存儲(chǔ)每個(gè)方向?qū)?yīng)的電信號(hào);
[0008] 所述處理器,用于依次讀取每個(gè)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)并對(duì)讀取的電信號(hào)進(jìn) 行處理,確定所述待測(cè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)參數(shù);
[0009] 所述顯示裝置,用于顯示處理得到的磁場(chǎng)參數(shù)。
[0010] 優(yōu)選的,所述電信號(hào)包括電流信號(hào)或電壓信號(hào),所述電信號(hào)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)。
[0011] 優(yōu)選的,所述處理器包括:
[0012] 數(shù)據(jù)讀取子模塊,用于依次讀取每個(gè)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào);
[0013] 處理子模塊,用于執(zhí)行對(duì)所述數(shù)據(jù)讀取子模塊讀取的電信號(hào)進(jìn)行處理的步驟;
[0014] 結(jié)果確定子模塊,用于確定所述待測(cè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)參數(shù);
[0015] 所述對(duì)電信號(hào)的處理步驟包括:將當(dāng)前方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng) 的十進(jìn)制數(shù)據(jù),判斷轉(zhuǎn)換后的十進(jìn)制數(shù)據(jù)是否超出預(yù)設(shè)閾值;若未超出,則保持讀取的當(dāng)前 方向和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)大小不變;若超出,則取當(dāng)前方向的反方向?yàn)楫?dāng)前方向,當(dāng)前方向的磁 場(chǎng)大小確定為讀取的電信號(hào)進(jìn)行求補(bǔ)運(yùn)算后的結(jié)果。
[0016] 優(yōu)選的,所述數(shù)據(jù)采集裝置為霍尼韋爾HMC5883L模塊。
[0017] 優(yōu)選的,所述處理器為STC89C52單片機(jī)。
[0018] 優(yōu)選的,所述顯示裝置為Nokia5110液晶顯示屏。
[0019] 從以上技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例中,采用非機(jī)械式方式實(shí)現(xiàn)空間磁場(chǎng)的測(cè)量,具體為數(shù)據(jù)采集器采 集空間內(nèi)的磁場(chǎng)信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),處理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理,以高精度電子處理的方 式,降低機(jī)械式誤差,提高空間磁場(chǎng)測(cè)量的精確性以及準(zhǔn)確性。
[0021] 進(jìn)一步的,可以采用霍尼韋爾HMC5883L采集空間磁場(chǎng)并進(jìn)行存儲(chǔ),其實(shí)測(cè)精度可 以達(dá)到1°,提高在軸向的靈敏度和線性精度。
[0022] 進(jìn)一步的,可以采用Nokia5110液晶顯示屏,與并行通信的IXD顯示屏相比,接口 信號(hào)線數(shù)量大幅度減少,且可顯示多行漢字、工作時(shí)可全速寫(xiě)入顯示數(shù)據(jù),無(wú)等待時(shí)間,傳 輸速率可高達(dá)4Mbps,性?xún)r(jià)比高。
[0023] 進(jìn)一步的,本電子指南針可以實(shí)時(shí)更新磁場(chǎng)強(qiáng)度和大小,顯示直觀,設(shè)備便攜,指 不靈敏度尚。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明提供的一種電子指南針實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026] 圖2為電子指南針的另一種結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027] 圖3為單片機(jī)與HMC5883L的連接圖;
[0028] 圖4為單片機(jī)與Nokia5110的連接圖;
[0029] 圖5為單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232的連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子指南針,用于測(cè)量空間內(nèi)的磁場(chǎng),采用電子方式實(shí) 現(xiàn),減小機(jī)械誤差,可以實(shí)時(shí)更新磁場(chǎng)強(qiáng)度和大小,顯示直觀,設(shè)備便攜,指示靈敏度高。
[0031] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的 附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是 本發(fā)明一部分的實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0032] 參考圖1所示,為本發(fā)明提供的一種電子指南針實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,該電子指 南針包括:數(shù)據(jù)采集裝置11、處理器12和顯示裝置13 ;
[0033] 所述數(shù)據(jù)采集裝置11,用于采集待測(cè)空間內(nèi)三維方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度,依次將每個(gè) 方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電信號(hào),分別存儲(chǔ)每個(gè)方向?qū)?yīng)的電信號(hào);
[0034] 所述處理器12,用于依次讀取每個(gè)方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)并對(duì)讀取的電 信號(hào)進(jìn)行處理,確定所述待測(cè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)參數(shù);
[0035] 所述顯示裝置13,用于顯示處理得到的磁場(chǎng)參數(shù)。
[0036] 其中,空間磁場(chǎng)的三維方向?yàn)榭臻g坐標(biāo)系中的X方向、Y方向和Z方向,每個(gè)方向 均具有一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)。具體由于磁場(chǎng)受地球轉(zhuǎn)動(dòng)的影響,所以某一空間內(nèi)的磁場(chǎng)也是處 于實(shí)時(shí)變化中的,當(dāng)然有時(shí)變化是微小的,所以為了準(zhǔn)確以及高精度的獲得空間磁場(chǎng)大小, 本實(shí)施中可以采取實(shí)時(shí)采集的方式,每次采集均包括X方向、Y方向和Z方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0037] 電子設(shè)備處理的一般是電信號(hào),而實(shí)時(shí)米集的磁場(chǎng)強(qiáng)度是一種實(shí)際的物理量,要 將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)才能做具體處理,該電信號(hào)可以據(jù)具體的處理方式選擇,比如電流或者 電壓。
[0038] 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器采集磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)際是一個(gè)矢量,其中包括了磁場(chǎng)的很多特征數(shù) 據(jù),比如方向、大小等,本步驟的目的是要將采集得到的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)一定的方式將表征磁 場(chǎng)的一些參數(shù)提取出來(lái)并至顯示器處顯示,將磁場(chǎng)參數(shù)更為直觀的展示出來(lái),便于查看。
[0039] 本實(shí)施例中,與傳統(tǒng)方式不同,采用非機(jī)械式方式實(shí)現(xiàn)空間磁場(chǎng)的測(cè)量,具體為數(shù) 據(jù)采集器采集空間內(nèi)的磁場(chǎng)信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),處理器對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理,以高精度電 子處理的方式,降低機(jī)械式誤差,提高空間磁場(chǎng)測(cè)量的精確性以及準(zhǔn)確性。
[0040] 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還提供一種電子指南針實(shí)施例2,本實(shí)施例中電子指 南針,除包括實(shí)施例1中所述的各組成結(jié)構(gòu)外,進(jìn)一步的,采集三維方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度被轉(zhuǎn) 換后的電信號(hào)可以是電流信號(hào)或電壓信號(hào),所述電信號(hào)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)。
[0041] 則所述處理器還可以包括:
[0042] 數(shù)據(jù)讀取子模塊,用于依次讀取每個(gè)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào);
[0043] 處理子模塊,用于依次對(duì)所述數(shù)據(jù)讀取子模塊讀取的電信號(hào)進(jìn)行處理;
[0044] 結(jié)果確定子模塊,用于確定所述待測(cè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)參數(shù);
[0045] 由于采集的是三維方向的