專利名稱：多功能野外重力圖形顯示記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集圖形顯示記錄裝置，具體地說，涉及一種用于野外重力觀測(cè)的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置；可廣泛應(yīng)用于測(cè)量、地震、勘探及其它部門。
背景技術(shù)：
重力測(cè)量不僅可以用來研究地球重力場(chǎng)和地球形狀，而且在地球物理勘探方面也得到了廣泛的應(yīng)用，成為礦產(chǎn)、油氣、地?zé)豳Y源勘探不可替代的重要手段。
由于環(huán)境變化對(duì)重力儀觀測(cè)精度有較大影響，所以在進(jìn)行重力測(cè)量的同時(shí)，還需要對(duì)溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素加以觀測(cè)，以進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)改正，提取出有效的重力信號(hào)，為監(jiān)測(cè)和研究地球重力場(chǎng)變化以及地球物理勘探提供可靠的資料。此外，在野外重力觀測(cè)中，還需要了解重力測(cè)量車船的實(shí)時(shí)位置、航向、速度以及日期、格林尼治時(shí)間或北京時(shí)間。所以，目前重力觀測(cè)不得不攜帶和使用由多臺(tái)功能各異的儀器設(shè)備組成的龐大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，給工作帶來極大的不便。
具體地說，目前用于重力測(cè)量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，存在以下幾個(gè)方面的問題①只能進(jìn)行單一的重力測(cè)量，由于不具備同步采集、存儲(chǔ)溫度、濕度與氣壓等環(huán)境因素的能力，所以無法進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)改正，消除環(huán)境因素的影響，大大降低了重力觀測(cè)精度。
②由于不具備同步獲取重力測(cè)量精確的實(shí)時(shí)位置、航向、速度以及日期、格林尼治時(shí)間或北京時(shí)間的能力，不利于野外重力觀測(cè)。
③為了解決上述問題，重力測(cè)量必須攜帶和使用由多臺(tái)功能各異的儀器設(shè)備組成的龐大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，給工作帶來極大的不便。
④現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功耗大，對(duì)后備電源容量要求高，對(duì)普遍存在電網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度過大和經(jīng)常斷電現(xiàn)象的廣大的邊遠(yuǎn)地區(qū)，往往還得額外配置穩(wěn)壓穩(wěn)流設(shè)備，不僅提高了野外觀測(cè)的成本，增加了觀測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也難以保證流動(dòng)重力觀測(cè)的可靠性和穩(wěn)定性。
⑤組成現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各個(gè)儀器都是獨(dú)立的專用設(shè)備，不能或很難與其它傳感器、儀器儀表互換和配接。使用時(shí)往往需要配置不同的電源、接口，甚至需要對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，同時(shí)還存在連接困難、操作復(fù)雜、耗工耗時(shí)等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到很大的限制。
⑥現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無法完全脫離手工記錄重力、環(huán)境因素與GPS參數(shù)的方式，效率低下。即使有的采集系統(tǒng)已經(jīng)部分實(shí)現(xiàn)了上述參數(shù)的自動(dòng)化觀測(cè)，但是它們?nèi)杂捎诓痪邆渫瑫r(shí)進(jìn)行圖形曲線顯示或提供給計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)打印的能力，無法同時(shí)對(duì)它們的數(shù)值大小和變化趨勢(shì)進(jìn)行觀察、比較、分析和處理各個(gè)環(huán)境因素變化對(duì)重力的影響。
⑦難以對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備配置統(tǒng)一的時(shí)間裝置，甚至不得不采用人工對(duì)時(shí)的原始手段，使整個(gè)系統(tǒng)無法統(tǒng)一在精確的協(xié)調(diào)世界時(shí)下，不能滿足當(dāng)今重力測(cè)量發(fā)展的要求。
⑧由于需要同時(shí)提取重力、溫度、濕度和氣壓等多個(gè)模擬信號(hào)，所以不得不對(duì)它們分別配置以相應(yīng)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、存貯器和調(diào)理電路。在數(shù)據(jù)采集完成之后，還得將存儲(chǔ)在各自存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)儲(chǔ)，造成數(shù)據(jù)采集過程繁瑣，耗工耗時(shí)，采集系統(tǒng)成本昂貴，操控性差。
⑨在重力、溫度、濕度和氣壓出現(xiàn)異常，超出正常范圍時(shí)，不能自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，提醒觀測(cè)人員及時(shí)到達(dá)、分析和處理現(xiàn)場(chǎng)情況。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，而提供一種多功能野外重力圖形顯示記錄裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的其一，采用傳感器和微機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重力、溫度、濕度和氣壓信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和圖形曲線、數(shù)字顯示；其二，根據(jù)用戶要求，將測(cè)定的重力、溫度、濕度和氣壓數(shù)據(jù)存入儀器的靜態(tài)存貯器，或通過通訊接口，將它們傳送到計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)進(jìn)行打印和數(shù)字記錄；其三、提供高精度的GPS全球定位系統(tǒng)時(shí)間、地理位置、航向、速度信息，對(duì)它們加以實(shí)時(shí)顯示和記錄，將時(shí)間信息通過通訊接口輸出到計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)與協(xié)調(diào)世界時(shí)的精確同步。
具體地說，如圖1，本實(shí)用新型由GPS天線1、GPS-OEM板2、控制處理器3、參考基準(zhǔn)源4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、重力傳感單元6、溫度傳感單元7、濕度傳感單元8、氣壓傳感單元9、靜態(tài)存貯器10、RS-232接口11、圖形顯示器12、鍵盤控制器13、鍵盤矩陣14、計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15、打印機(jī)16、LED指示17組成；GPS天線1與GPS-OEM板2的輸入端相連；鍵盤矩陣14與鍵盤控制器13的輸入端相連；參考基準(zhǔn)源4以及重力傳感單元6、溫度傳感單元7、濕度傳感單元8和氣壓傳感單元9的輸出端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的輸入端相連；GPS-OEM板2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、鍵盤控制器13的輸出端分別與控制處理器3的輸入端相連；控制處理器3的輸出端分別與RS-232接口11的輸入端以及靜態(tài)存貯器10、圖形顯示器12、LED指示17相連；RS-232接口11的輸出端與計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15的輸入端相連，計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15的輸出端與打印機(jī)16相連；本實(shí)用新型的工作原理是在完成上電自檢和初始化后，控制處理器3通過對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的控制，將重力傳感單元6、溫度傳感單元7、濕度傳感單元8和氣壓傳感單元9輸出的模擬微小信號(hào)，分別經(jīng)四個(gè)模擬通道送入，完成各自的模數(shù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)傳感器的類型對(duì)其二進(jìn)制輸出結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)度變換、非線性補(bǔ)償與溫度補(bǔ)償，將當(dāng)前結(jié)果數(shù)據(jù)存入靜態(tài)存貯器10；GPS-OEM板2不斷將從GPS天線1接收到的最新定位數(shù)據(jù)，傳送給控制處理器3，與靜態(tài)存貯器10存儲(chǔ)的結(jié)果數(shù)據(jù)一道，在圖形顯示器12上實(shí)時(shí)顯示；或通過RS-232接口11，在進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，以9600baud的波特率串行輸出給計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15，完成對(duì)測(cè)量結(jié)果的存儲(chǔ)和打印，并對(duì)計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15的時(shí)鐘進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，確保它的時(shí)間精度；用戶在圖形顯示器12屏幕菜單的提示下，可通過中斷功能調(diào)用，經(jīng)由鍵盤矩陣14進(jìn)行日期、時(shí)間、位置、速度、航向以及測(cè)定的重力、溫度、濕度和氣壓輸出信號(hào)等觀測(cè)數(shù)據(jù)的顯示切換，完成系統(tǒng)復(fù)位和數(shù)據(jù)傳輸。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果(1)采用單片微機(jī)控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能多樣、功耗低、體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、操作攜帶方便等特點(diǎn)，可減輕野外流動(dòng)重力觀測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低野外觀測(cè)成本，有效提高流動(dòng)重力觀測(cè)的可靠性和穩(wěn)定性。
(2)利用高精度GPS時(shí)間信息，對(duì)計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘自動(dòng)進(jìn)行校正，從而使之與協(xié)調(diào)世界時(shí)精確同步。
(3)可全天候、連續(xù)實(shí)時(shí)獲取和顯示高精度的日期、時(shí)間、地理位置、速度、航向信息，方便野外重力測(cè)量。
(4)可通過儀器的圖形顯示器同步進(jìn)行重力、溫度、濕度和氣壓等多個(gè)模擬信號(hào)的圖形曲線顯示，實(shí)時(shí)觀察到它們的數(shù)值大小和變化趨勢(shì)，比較和分析各個(gè)環(huán)境因素變化對(duì)重力的影響。
(5)可根據(jù)實(shí)際需要，靈活選擇各個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間間隔，進(jìn)而改變數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間周期，有利于重力觀測(cè)。
(6)在重力、溫度、濕度和氣壓各觀測(cè)參數(shù)的信號(hào)幅度超出設(shè)定范圍時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行LED指示17閃爍報(bào)警，提示用戶及時(shí)分析和處理現(xiàn)場(chǎng)情況。在鎖定GPS衛(wèi)星少于3顆，處于失鎖狀態(tài)時(shí)，本儀器即會(huì)在LED指示17閃爍報(bào)警的同時(shí)，自動(dòng)切換到內(nèi)部時(shí)鐘，繼續(xù)保持時(shí)間的正確顯示。
(7)可根據(jù)用戶要求，通過其RS-232接口11將重力、溫度、濕度、氣壓以及GPS時(shí)間、地理位置、航向、速度數(shù)據(jù)，經(jīng)由串行通訊電纜，輸出到計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存和打印。
(8)利用單片高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器5進(jìn)行重力、溫度、濕度和氣壓等多個(gè)模擬信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。不僅省去了通常所需要的多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器以及必須相應(yīng)配置的調(diào)理電路，降低了成本，減小了體積，便于隨身攜帶，也使得儀器操控變得容易，資源的占用減至最小，有利于野外重力觀測(cè)。
(9)具有較低的功耗，可使用電池和直流電源供電，有利于野外重力觀測(cè)。
(10)可根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小，自動(dòng)選擇儀器內(nèi)部的靜態(tài)存貯器10或外部計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)當(dāng)存貯的數(shù)據(jù)量超出儀器靜態(tài)存貯器容量時(shí)，會(huì)自動(dòng)向外部計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存，同時(shí)刷新靜態(tài)存貯器。
(11)由于儀器采用了折疊方式，不僅使體積減小，便于攜帶，還保護(hù)了圖形顯示器，使之免受外力的沖擊。同時(shí)儀器還設(shè)置了自動(dòng)啟閉的電源開關(guān)，在顯示屏打開時(shí)自行啟動(dòng)儀器，顯示屏合上時(shí)關(guān)閉儀器，避免了用戶誤觸鍵盤造成儀器的誤動(dòng)作和不必要的功耗。
(12)易于和其它類型傳感器配接，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。使用時(shí)無須對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，操作簡單、方便、快捷，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。
(13)儀器顯示字符規(guī)范，可漢字化，能顯示各種圖形、曲線等豐富的內(nèi)容，具有人機(jī)對(duì)話操作、測(cè)量處理結(jié)果顯示功能，適合多行業(yè)多層面的人員使用，應(yīng)用前景良好。
(14)儀器具有背光顯示功能，可在弱光和黑暗的條件下使用。


圖1為本實(shí)用新型組成方框圖；圖2為本實(shí)用新型外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型組成電路原理圖。
其中1-GPS天線；2-GPS-OEM板；3-控制處理器；4-參考基準(zhǔn)源；5-模數(shù)轉(zhuǎn)換器；6-重力傳感單元；7-溫度傳感單元；8-濕度傳感單元；9-氣壓傳感單元；10-靜態(tài)存貯器；11-RS-232接口；12-圖形顯示器；13-鍵盤控制器；
14-鍵盤矩陣；15-計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)；16-打印機(jī)；17-LED指示。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明一、整機(jī)1、按發(fā)明內(nèi)容的組成及連接實(shí)施。
2、整機(jī)外觀結(jié)構(gòu)如圖2。
二、元器件圖3是與圖1對(duì)應(yīng)的電路原理圖。
1、控制處理器3與靜態(tài)存貯器10控制處理器3選用ATMEL公司的AT89S52及其配套電路；靜態(tài)存貯器10選用62256。
控制處理器3是整個(gè)儀器處理、操作、控制的中心，一切信號(hào)的接收、存貯、顯示、控制均在它的監(jiān)控之下進(jìn)行?？刂铺幚砥?通過A0～A15地址線、D0～D7數(shù)據(jù)線及讀RD/、寫WR/、復(fù)位RESET等信號(hào)對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行控制。
74LS373地址鎖存器用于解決控制處理器3地址總線AB與數(shù)據(jù)總線DB分時(shí)復(fù)用的問題。
74LS138地址譯碼器對(duì)地址線A13～A15進(jìn)行譯碼，它的輸出Y0～Y3分別作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、靜態(tài)存貯器10、圖形顯示器12、鍵盤控制器13的片選信號(hào)，由控制處理器3通過數(shù)據(jù)線對(duì)它們分時(shí)進(jìn)行訪問。
SS1晶體振蕩器與電容C2、C3組成12MHz的晶體振蕩電路，與控制處理器3的X1、X2引腳相連構(gòu)成內(nèi)部振蕩方式，用來提供控制處理器3內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)。
復(fù)位按紐S1、電容C4、電阻R0、R1構(gòu)成自動(dòng)上電及手動(dòng)復(fù)位電路，接入控制處理器3的RESET腳，在圖形顯示儀上電或者復(fù)位鍵S1按下時(shí)使圖形顯示儀復(fù)位，從0000H地址單元開始執(zhí)行監(jiān)控程序。
控制處理器3的內(nèi)部存貯器分為程序存貯器和數(shù)據(jù)存貯器兩部分。其中，管理、監(jiān)控程序以及中/西文字庫存放于程序存貯器中，中間結(jié)果數(shù)據(jù)存放于數(shù)據(jù)存貯器中。
儀器專門設(shè)置了靜態(tài)存貯器10，用于補(bǔ)充控制處理器3數(shù)據(jù)存貯器存儲(chǔ)量的不足，存放獲取的重力、溫度、濕度和氣壓以及GPS等結(jié)果數(shù)據(jù)。
2、圖形顯示器12與LED指示17圖形顯示器12選用OPTREX公司的DMF5001圖形液晶顯示模塊，其8位并行數(shù)據(jù)總線D0～D7直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線DB連接；來自地址譯碼器74LS138輸出的Y2作為圖形顯示器12的片選信號(hào)；而控制處理器3的讀RD/和寫WR/控制信號(hào)進(jìn)行圖形顯示器12的讀/寫選擇；地址鎖存器74LS373的輸出地址A0則作為圖形顯示器12的讀/寫選擇的控制信號(hào)。作為對(duì)比度調(diào)節(jié)的電位器P1對(duì)-20V供電電壓VEE分壓后，提供給VADJ腳，用以調(diào)節(jié)圖形顯示器12的顯示對(duì)比度。S2是場(chǎng)致發(fā)光的背光照明源控制，通過微型逆變器TR，將5V直流電壓轉(zhuǎn)換為100V左右的1000Hz的交變電壓，提供給圖形顯示器12的EL端，使它能在弱光或黑暗的條件下使用。
發(fā)光二極管的秒脈沖指示L3、報(bào)警指示L2與電源指示L1共同構(gòu)成了LED指示17。GPS-OEM板2輸出的秒脈沖通過LM555和電阻R8、電容C13、C14構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路，輸出到L3，指示秒脈沖的到來?？刂铺幚砥?的P17引腳平時(shí)處于低電平，則與之相連的報(bào)警指示L2不發(fā)光。當(dāng)重力、溫度、濕度和氣壓數(shù)值超出許可范圍或當(dāng)鎖定衛(wèi)星少于3顆，儀器處于失鎖狀態(tài)時(shí)，P17引腳輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)R7送至L2，使其閃爍報(bào)警。
3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、參考基準(zhǔn)源4模數(shù)轉(zhuǎn)換器5選用分辨率為24位的AD7714，配置為四個(gè)通道的模擬輸入。控制處理器3通過其端口的P10、P11、INT1，分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的SCLK、DOUT與DIN、DRDY相連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的MCLK IN與MCLK OUT端接入SS2晶體，用以獲得時(shí)基信號(hào)。
參考基準(zhǔn)源4選用低噪聲電壓基準(zhǔn)源AD780，作為模數(shù)轉(zhuǎn)換電壓的比較基準(zhǔn)，接入模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的REF IN+端。幅度限制在0到+2.5V之間的重力傳感單元6、溫度傳感單元7、濕度傳感單元8和氣壓傳感單元9輸出的模擬微小信號(hào)，分別經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的四個(gè)模擬輸入端AIN1、AIN2、AIN3、AIN4直接檢出，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器5內(nèi)部的模擬開關(guān)逐個(gè)分時(shí)送入輸入緩沖器和可編程增益放大器，經(jīng)∑-△調(diào)制器轉(zhuǎn)換成含有數(shù)字信息的數(shù)字脈沖序列，經(jīng)由截止頻率可編程的低通數(shù)字濾波器進(jìn)行處理。在模數(shù)轉(zhuǎn)換完成后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的DRDY腳輸出電平變低，并要求控制處理器3提供SCLK時(shí)鐘信號(hào)；控制處理器3通過P10、P11編程輸出對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的寄存器進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)傳感器的類型對(duì)其二進(jìn)制輸出結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的的標(biāo)度變換、非線性補(bǔ)償與溫度補(bǔ)償，然后送入圖形顯示器12實(shí)時(shí)顯示。
4、RS-232接口11由于控制處理器3輸出的串行數(shù)據(jù)是0～5V的TTL電平，而計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15配置的是RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，不能直接進(jìn)行通訊。為此，增設(shè)了串行收發(fā)器MAX202，與插座J232共同構(gòu)成RS-232接口11，與控制處理器3的串行口TXD輸出端相連，在對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，通過串行通訊電纜的連接實(shí)現(xiàn)本儀器與計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15的異步串行通訊。
5、鍵盤控制器13與鍵盤矩陣14為減輕控制處理器3的負(fù)擔(dān)，儀器選用INTEL公司的8279作為鍵盤控制器13來對(duì)鍵盤進(jìn)行管理，將其SL0～SL1端作為2×5鍵盤矩陣14的行掃描信號(hào)，鍵盤的列值信號(hào)由RL0～RL4端返回鍵盤控制器13。鍵盤控制器13定時(shí)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，確定有無鍵盤閉合。當(dāng)鍵盤矩陣14有鍵按下時(shí)，該鍵的編碼即被送入鍵盤控制器13，同時(shí)，鍵盤控制器13產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)IRQ，經(jīng)反相后送至控制處理器3的INTO端，觸發(fā)其中斷，由程序進(jìn)行鍵識(shí)別，并把預(yù)先制好的對(duì)應(yīng)菜單調(diào)到圖形顯示器12上顯示。在其屏幕菜單的提示下，用戶可方便地進(jìn)行各個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)與圖形曲線的選擇和操作。
三、根據(jù)以上設(shè)計(jì)原理，本實(shí)用新型采用以下程序1、主程序主程序的功能是對(duì)各接口進(jìn)行初始化設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、圖形顯示器12、鍵盤控制器13與控制處理器3串行端口的工作方式、鍵盤中斷方式以及給堆棧、數(shù)據(jù)存貯單元和標(biāo)志單元預(yù)置初值，給重力、溫度、濕度和氣壓通道分配通道號(hào)等。在完成上電自檢后，讀取標(biāo)志單元中的當(dāng)前頁號(hào)，裝入并顯示相應(yīng)的頁內(nèi)容。
在接收到GPS信息數(shù)據(jù)后，將獲得的日期、時(shí)間及三維位置等信息提取出來，將協(xié)調(diào)世界時(shí)轉(zhuǎn)化為北京時(shí)，分別存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元。同時(shí)，讀取控制處理器3采集到的重力、溫度、濕度和氣壓二進(jìn)制數(shù)值，根據(jù)當(dāng)前通道號(hào)判斷傳感器的類型，進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)度變換、非線性補(bǔ)償與溫度補(bǔ)償，并將結(jié)果數(shù)據(jù)存入靜態(tài)存貯器；當(dāng)發(fā)現(xiàn)重力、溫度、濕度和氣壓數(shù)值超出許可范圍或GPS衛(wèi)星失鎖時(shí)，令報(bào)警指示L2閃爍報(bào)警，并由圖形顯示器12上顯示提示信息；失鎖時(shí)，本儀器會(huì)自動(dòng)切換到內(nèi)部時(shí)鐘，繼續(xù)保持時(shí)間的正確顯示。
只有在上述的結(jié)果數(shù)據(jù)低于報(bào)警閾值后，控制處理器3方才退出報(bào)警狀態(tài)，恢復(fù)在圖形顯示器12上顯示的信息內(nèi)容及圖形曲線，并根據(jù)用戶的需求，通過RS-232接口11輸出串行數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集波形顯示的方法是，首先判斷兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集值Yn和Yn+1，當(dāng)Yn≥Yn+1時(shí)，確定(Xn+1，Yn)為上點(diǎn)，(Xn+1，Yn+1)為下點(diǎn)；而當(dāng)Yn≤Yn+1時(shí)，確定(Xn+1，Yn)為下點(diǎn)，(Xn+1，Yn+1)為上點(diǎn)，通過將數(shù)據(jù)采集點(diǎn)兩兩依次垂直相連得到波形顯示。改變Yn相對(duì)于Xn的偏移值，可以使波形前后移動(dòng)；對(duì)全部采樣數(shù)值按一定比例衰減或放大，可以方便地進(jìn)行波形幅度的調(diào)整。
當(dāng)接收到鍵盤控制器13發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，控制處理器3將停止執(zhí)行主程序轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷子程序。在子程序結(jié)束后，方又回到原來執(zhí)行的主程序繼續(xù)工作。主程序采用模塊結(jié)構(gòu)，各模塊之間互相獨(dú)立。
2、中斷服務(wù)程序在響應(yīng)鍵盤控制器13發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)之后，隨即進(jìn)入本中斷服務(wù)程序，在關(guān)中斷、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)后，讀取和判斷鍵盤矩陣14確定的鍵值，執(zhí)行它所對(duì)應(yīng)的子程序功能。如更新當(dāng)前頁號(hào)，從靜態(tài)存貯器中取出與新頁號(hào)相對(duì)應(yīng)的頁內(nèi)容，裝入到圖形顯示器12的顯示緩沖區(qū)，顯示格林尼治或北京時(shí)間與日期、經(jīng)度、緯度、速度、航向以及測(cè)定的重力、溫度、濕度和氣壓等觀測(cè)數(shù)據(jù)、圖形曲線。
在開中斷、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)后，執(zhí)行RETI指令，中斷返回到主程序。
權(quán)利要求1.一種多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于GPS天線(1)與GPS-OEM板(2)的輸入端相連；鍵盤矩陣(14)與鍵盤控制器(13)的輸入端相連；參考基準(zhǔn)源(4)以及重力傳感單元(6)、溫度傳感單元(7)、濕度傳感單元(8)和氣壓傳感單元(9)的輸出端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)的輸入端相連；GPS-OEM板(2)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)、鍵盤控制器(13)的輸出端分別與控制處理器(3)的輸入端相連；控制處理器(3)的輸出端分別與RS-232接口(11)的輸入端以及靜態(tài)存貯器(10)、圖形顯示器(12)、LED指示(17)相連；RS-232接口(11)的輸出端與計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)(15)的輸入端相連，計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)(15)的輸出端與打印機(jī)(16)相連。
2.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于GPS天線(1)和GPS-OEM板(2)選用GARMIN公司的GPS25型。
3.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于控制處理器(3)選用ATMEL公司的AT89S52及其配套電路。
4.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于參考基準(zhǔn)源(4)選用AD公司的AD780。
5.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)選用AD公司的AD7714。
6.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于靜態(tài)存貯器(10)選用RAM芯片62256。
7.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于RS-232接口(11)由串行收發(fā)器MAX202與插座J232組成。
8.按權(quán)利要求1所述的多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，其特征在于圖形顯示器(12)選用OPTREX公司的DMF5001。
專利摘要本實(shí)用新型公開了多功能野外重力圖形顯示記錄裝置，涉及一種數(shù)據(jù)采集圖形顯示記錄裝置。本實(shí)用新型由GPS天線1、GPS－OEM板2、控制處理器3、參考基準(zhǔn)源4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、重力傳感單元6、溫度傳感單元7、濕度傳感單元8、氣壓傳感單元9、靜態(tài)存貯器10、RS－232接口11、圖形顯示器12、鍵盤控制器13、鍵盤矩陣14、計(jì)算機(jī)記錄系統(tǒng)15、打印機(jī)16、LED指示17組成。本實(shí)用新型不僅可進(jìn)行野外流動(dòng)重力觀測(cè)，亦可對(duì)溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素進(jìn)行同步測(cè)量，同時(shí)提供重力觀測(cè)的實(shí)時(shí)位置、航向、速度以及日期、格林尼治時(shí)間或北京時(shí)間，為監(jiān)測(cè)和研究地球重力場(chǎng)變化以及地球物理勘探提供可靠資料?？蓮V泛應(yīng)用于測(cè)量、地震、勘探及其它部門。
文檔編號(hào)G01V7/02GK2881668SQ20062009558
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者周百力 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所