一種數(shù)字式電子羅盤的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種數(shù)字式電子羅盤，包括主控模塊、電源模塊、電子指南針模塊、定位模塊以及顯示模塊，電源模塊為連接太陽能電板的鋰蓄電池，電源模塊與主控模塊相連為系統(tǒng)供電，電子指南針模塊包括高精度HMC5883L三軸磁場傳感器和MMA7361三軸加速度傳感器，定位模塊為GPS定位模塊，電子指南針模塊以及定位模塊分別與主控模塊相連，向主控模塊提供數(shù)據(jù)，顯示模塊與主控模塊相連輸出顯示數(shù)據(jù)。本實用新型實現(xiàn)了方位角的實時測量與顯示，能夠準確測量設備的方位角，并精確的顯示出具體角度值，以便使用者觀察。該測量系統(tǒng)輕巧便攜，適合野外行進和海上航行指向，以及科研探測活動。
【專利說明】一種數(shù)字式電子羅盤

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及數(shù)字式電磁測量領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)字式電子羅盤。

【背景技術(shù)】
[0002]磁電子羅盤是一種利用地磁場來實現(xiàn)定向功能的儀器。磁電子羅盤與傳統(tǒng)的自主慣性導航設備相比，具有體積小、成本低、無累計誤差以及能夠自動尋北等特點。磁電子羅盤與常規(guī)的指針型羅盤相比，具有一些突出的優(yōu)點，如抗沖擊性、抗震性，能夠?qū)﹄s散磁場進行補償，輸出的電信號可方便地與其它電子設備組成應用系統(tǒng)。磁電阻傳感器由坡莫合金制成，這種坡莫合金薄膜的電阻值可以隨外界磁場的變化而變化。這種傳感器具有明顯的靈敏軸，并可作為集成電路生產(chǎn)，其體積小，響應時間快(響應時間小于ILs)。因此，采用磁電阻傳感器的電子羅盤，是磁電子羅盤的發(fā)展方向。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述問題，本實用新型公開了一種數(shù)字式電子羅盤。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種數(shù)字式電子羅盤，包括主控模塊、電源模塊、電子指南針模塊、定位模塊以及顯示模塊，所述電源模塊為連接太陽能電板的鋰蓄電池，電源模塊與主控模塊相連為系統(tǒng)供電，電子指南針模塊包括高精度HMC5883L三軸磁場傳感器和MMA7361三軸加速度傳感器，定位模塊為GPS定位模塊，電子指南針模塊以及定位模塊分別與主控模塊相連，向主控模塊提供數(shù)據(jù)，顯示模塊與主控模塊相連輸出顯示數(shù)據(jù)。
[0005]作為本實用新型的一種改進，所述的主控模塊采用MSP430單片機。
[0006]作為本實用新型的一種改進，所述的定位模塊為ULBOX NE0-6M GPS模塊。
[0007]作為本實用新型的一種改進，所述的顯示模塊為IXD12864液晶顯示屏。
[0008]有益效果:
[0009]本實用新型的數(shù)字式電子羅盤實現(xiàn)了方位角的實時測量與顯示，能夠準確測量設備的方位角，并精確的顯示出具體角度值，以便使用者觀察。該測量系統(tǒng)輕巧便攜，適合野外行進和海上航行指向，以及科研探測活動。數(shù)字式電子羅盤的應用可以節(jié)省大量的人力資源，提高測量的準確度。系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定的特點，有一定的現(xiàn)實意義和實用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為本實用新型的測量裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖3為本實用新型的MSP430F149主控芯片引腳圖；
[0013]圖4為本實用新型的電子指南針模塊電路圖；
[0014]圖5為本實用新型的液晶屏顯示電路圖；
[0015]圖6為本實用新型的ATK-NE0-6M GPS定位模塊電路圖；
[0016]圖7為本實用新型的太陽能電源供電方式示意圖。

【具體實施方式】
[0017]以下將結(jié)合具體實施例對本實用新型提供的技術(shù)方案進行詳細說明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0018]如圖1所示為本實用新型的一種數(shù)字式電子羅盤，包括主控模塊、電源模塊、電子指南針模塊、定位模塊以及顯示模塊，主控模塊采用MSP430單片機，所述電源模塊為連接太陽能電板的鋰蓄電池，電源模塊與主控模塊相連為系統(tǒng)供電，電子指南針模塊包括高精度HMC5883L三軸磁場傳感器和MMA7361三軸加速度傳感器，定位模塊為ULBOX NE0-6MGPS定位模塊，電子指南針模塊以及定位模塊分別與主控模塊相連，向主控模塊提供數(shù)據(jù)，顯示模塊為IXD12864液晶顯示屏，顯示模塊與主控模塊相連輸出顯示數(shù)據(jù)。
[0019]如圖2所示，為本實用新型設計的測量裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中數(shù)字式電子羅盤固定在裝置臺2上，太陽能模塊I通過系統(tǒng)支架5固定到到裝置臺2上，通過接收陽光，能夠方便及時地給鋰蓄電池4充電，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，MSP430單片機6接收電子指南針模塊7的數(shù)據(jù)和定位模塊8的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算后顯示到IXD12864液晶屏3上，方便觀測。
[0020]如圖3所示為MSP430F149主控芯片示意圖，MSP430是德州公司新開發(fā)的一類具有16位總線的帶FLASH的單片機，其性價比和集成度高，并且可以在超低功耗模式下工作，對環(huán)境和人體的輻射小，測量結(jié)果為10mw左右的功耗(電流為14m A左右)，可靠性能好，加強電干擾運行不受影響，適應工業(yè)級的運行環(huán)境，適合與做手柄之類的自動控制的設備。其采用16位的總線，外設和內(nèi)存統(tǒng)一編址，尋址范圍可達64K，還可以外擴展存儲器。具有統(tǒng)一的中斷管理和豐富的片上外圍模塊。
[0021]如圖4所示為本實用新型的電子指南針模塊電路圖，HMC5883L高精度三軸數(shù)字指南針模塊是一種檢測地磁場的變化并將其轉(zhuǎn)換電阻變化的弱磁傳感器元件。當電子指南針模塊放置的位置發(fā)生變化時，因為地磁場的改變，從而使傳感器阻值發(fā)生變化，引起電流的變化。電子指南針模塊的信號輸出端SCL、SDA與單片機P6.1、P6.2端口相連，信號由單片機進行數(shù)據(jù)處理后通過計算得到此時的方位角，并顯示到LCD12864液晶屏上。電子指南針模塊電路圖如圖4所示。
[0022]如圖5所示，為本實用新型的液晶屏顯示電路圖，顯示模塊采用12864液晶屏，該液晶屏功能齊全，操作簡單，價格低廉，非常適用于數(shù)字式平面電子羅盤裝置。12864的液晶對比度調(diào)節(jié)可以通過電位器來調(diào)節(jié)，PSB是液晶數(shù)據(jù)傳輸模式選擇位，如果PSB接高電平則液晶工作在并行數(shù)據(jù)傳輸模式，如果PSB接低電平則液晶工作在串行數(shù)據(jù)模式。17腳是液晶的復位端，此端口直接與液晶供電(LCD)相連，上電后液晶模塊自動完成復位功能。液晶屏顯示電路圖如圖5所示。
[0023]圖6為本實用新型的ATK-NE0-6M GPS定位模塊電路圖，ATK-NE0-6M GPS模塊是一款高性能GPS定位模塊。該模塊采用U-BLOX NE0-6M模組，模塊自帶高性能無源陶瓷天線(無需再購買昂貴的有源天線了)，并自帶可充電后備電池(以支持溫啟動或熱啟動，后備電池在主電源斷電后，可以維持半小時左右的GPS接收數(shù)據(jù)保存)。模塊通過串口與外部系統(tǒng)連接，串口波特率支持4800、9600、38400 (默認)、57600等不同速率，兼容5V/3.3V單片機系統(tǒng)。非常方便適用。ATK-NE0-6M GPS定位模塊電路圖如圖6所示。
[0024]圖7為本實用新型的太陽能電源供電方式示意圖，太陽能板可以將太陽能轉(zhuǎn)換成為電能，具有高效，環(huán)保，壽命長等特點。在有陽光的時候，太陽能板將轉(zhuǎn)換的電能一部分送給主控系統(tǒng)供電，另一部分存儲在鋰蓄電池中，使控制系統(tǒng)可以在任何時候都能工作，有效的保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。
[0025]本實用新型的數(shù)字式電子羅盤實現(xiàn)了方位角的實時測量與顯示，能夠準確測量設備的方位角，并精確的顯示出具體角度值，以便使用者觀察。該測量系統(tǒng)輕巧便攜，適合野外行進和海上航行指向，以及科研探測活動。數(shù)字式電子羅盤的應用可以節(jié)省大量的人力資源，提高測量的準確度。系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定的特點，有一定的現(xiàn)實意義和實用價值。
[0026]本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字式電子羅盤，其特征在于:包括主控模塊、電源模塊、電子指南針模塊、定位模塊以及顯示模塊，所述電源模塊為連接太陽能電板的鋰蓄電池，電源模塊與主控模塊相連為系統(tǒng)供電，電子指南針模塊包括高精度HMC5883L三軸磁場傳感器和MMA7361三軸加速度傳感器，定位模塊為GPS定位模塊，電子指南針模塊以及定位模塊分別與主控模塊相連，向主控模塊提供數(shù)據(jù)，顯示模塊與主控模塊相連輸出顯示數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式電子羅盤，其特征在于:所述的主控模塊采用MSP430單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式電子羅盤，其特征在于:所述的定位模塊為ULBOXNE0-6M GPS 模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式電子羅盤，其特征在于:所述的顯示模塊為IXD12864液晶顯示屏。
【文檔編號】G01C17/32GK204085526SQ201420544330
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】張秀再, 杜蒙, 張一波, 范江琪 申請人:南京信息工程大學