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 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)可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時(shí)間，傳 輸速率可高達(dá)4Mbps，性價(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。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(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)通過一定的方式將表征磁 場(chǎng)的一些參數(shù)提取出來并至顯示器處顯示，將磁場(chǎng)參數(shù)更為直觀的展示出來，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