[發明專利]一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度地磁場探測設備

在審

• 申請號: 201410838166.0
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104597512A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 楊子健;李慧娟;郝長嶺;楊斌;陶家渠
• 申請（專利權）人: 中國航天時代電子公司
• 主分類號: G01V3/40
• 分類號: G01V3/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度磁場探測設備，其特征在于包括：三軸磁強計模塊、接口切換模塊、人機交互模塊；

三軸磁強計模塊，通過接口切換模塊接收人機交互模塊發出的由上級系統或特定用戶端通過移動通信網絡發送給人機交互模塊的測量指令，完成所在區域地磁場的實時測量，并將實時測量得到的數據以及三軸磁強計模塊姿態數據發送給人機交互模塊；

接口切換模塊，實現人機交互模塊與三軸磁強計模塊、外部電源的連接切換；在數據采集狀態時，連接人機交互模塊與三軸磁強計模塊，實現人機交互模塊對三軸磁強計模塊的供電、數據采集以及測量指令的轉發；在充電狀態時，連接人機交互模塊與外部電源，通過外部電源，為人機交互模塊供電；

人機交互模塊，通過接口切換模塊向三軸磁強計模塊發送地磁場測量指令以及采集三軸磁強計模塊輸出的測量數據及姿態信息，并將其轉化為被測區域的地磁場真實值，同時將地磁場真實值發送至上級系統或特定用戶端供用戶判斷，并能夠接收上級系統或特定用戶端的指令，在地磁場真實值異常時實現報警。

2.根據權利要求1所述的一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度磁場探測設備，其特征在于：所述三軸磁強計模塊采用具備傾斜補償的高精度數字式三軸磁強計為最優。

3.根據權利要求2所述一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度磁場探測設備，其特征在于：所述三軸磁強計模塊包括三軸磁強計單元、加速度傳感器單元、數據處理單元以及USB接口單元，其中：

三軸磁強計單元，測量被測區域地磁場，并將地磁場在自身三維坐標系上的磁場分量轉化為與之對應的模擬電壓輸出；

加速度傳感器單元，采集三軸磁強計模塊的姿態信息，輸出三軸磁強計模塊俯仰角和橫滾角的角度信息的模擬電壓值；

數據處理單元，將三軸磁強計和加速度計輸出的模擬電壓值轉換為數字量輸出給USB接口單元；

USB接口單元，將數據處理單元處理完成的測量數據及角度信息的數字量通過USB接口和接口切換模塊發送給人機交互模塊以及人機交互模塊為三軸磁強計模塊的充電。

4.根據權利要求1所述一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度磁場探測設備，其特征在于：所述數據處理單元包括5通道的AD轉換電路、并-串轉換電路；AD轉換電路分別將三軸磁強計測量的地磁場三軸磁場分量的模擬電壓值與兩個姿態角度的模擬電壓值轉換為數字量，然后通過并-串轉換電路電路將5個數字量串行輸出給USB接口單元。

5.根據權利要求3所述一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度磁場探測設備，其特征在于：所述接口切換模塊包括USB接口和單刀雙擲開關，具體工作方式如下：

當處于數據采集狀態時，接口切換模塊的USB接口與三軸磁強計模塊的USB接口單元相連，將單刀雙擲開關切換至數據采集端，完成數據采集以及測量指令的轉發，同時人機交互模塊為三軸磁強計模塊供電；

當處于在充電狀態時，接口切換模塊的USB接口與外部提供電源的USB充電線相連接，將單刀雙擲開關切換至充電端時，實現外部電源對人機交互模塊充電。

6.根據權利要求1所述一種基于移動通信終端平臺的便攜式高精度磁場探測設備，其特征在于：所述人機交互模塊包括功能設置單元、數據處理單元、測量數據顯示單元、地圖與天氣顯示單元、接收與發送單元，其中：

功能設置單元，設置人機交互模塊的初始化參數及系統安全設置，所述的初始化參數包括測量持續時間、測量采樣率、測量異常判斷條件、磁場測量校準參數；所述的系統安全設置為初次進入功能設置單元時需要設置密碼，后續需要正確輸入設置的密碼時方可使用功能設置單元；

數據處理單元，將三軸磁強計模塊通過接口切換模塊輸出的三軸磁場數字量還原為地磁場真實值、并與三軸磁強計模塊輸出的俯仰角、橫滾角信息進行補償計算得出被測區域地磁場的方向及地磁場垂直分量信息；

測量數據顯示單元，將數據處理單元處理完成的地磁場真實值及姿態信息進行顯示；

地圖與天氣顯示單元，將被測區域的地理坐標、天氣、衛星地圖信息進行顯示；

接收與發送單元，通過通信接口將人機交互模塊的處理后的測量數據發送給上級系統或特定用戶端，并接收上級系統或特定用戶端發送的指令，在地磁場真實值異常時實現報警以及測量數據的共享，并將測量信息發送至共享群體。