一種基于移動(dòng)通信終端平臺(tái)的便攜式高精度地磁場(chǎng)探測(cè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于移動(dòng)通信終端平臺(tái)的便攜式高精度地 磁場(chǎng)探測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)各類(lèi)自然災(zāi)害頻發(fā)，但現(xiàn)有預(yù)警手段有限，不能全方位解決自然災(zāi)害預(yù)警難 題。通過(guò)地磁場(chǎng)變化來(lái)預(yù)測(cè)自然災(zāi)害是提高預(yù)警能力的有效手段之一。大量科學(xué)數(shù)據(jù)表明， 在諸如地震等自然災(zāi)害發(fā)生前夕，震源附件地磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生顯著的異常變化。因此在地震等 自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)大量布置地磁測(cè)量傳感器能夠有效實(shí)現(xiàn)所在地區(qū)的地磁場(chǎng)檢測(cè)，從而為 地震等自然災(zāi)害的早期預(yù)警提供技術(shù)支撐。但是目前地磁測(cè)量預(yù)警主要由地磁臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 由于地磁臺(tái)分建設(shè)成本高昂，不易實(shí)現(xiàn)較高密度、較大范圍的布置，因此必然存在監(jiān)控盲點(diǎn) 及測(cè)量樣本不足的問(wèn)題。
[0003] 此外，目前常規(guī)高精度便攜式磁強(qiáng)計(jì)設(shè)備相對(duì)于地磁臺(tái)來(lái)說(shuō)具有成本低、易大量 布置的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)水平要求較高、同時(shí)不具備數(shù)據(jù)發(fā)送及聯(lián)網(wǎng)功能，不能 夠做到大范圍測(cè)量數(shù)據(jù)的及時(shí)統(tǒng)一上報(bào)，實(shí)時(shí)性較差。與此同時(shí)，自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)往往位 于農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、偏遠(yuǎn)山區(qū)等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，所在地人民群眾科學(xué)知識(shí)水平有限，對(duì)專(zhuān)業(yè)儀 器設(shè)備的操作、維護(hù)面臨較大難度，因此同樣不能夠滿(mǎn)足較高密度、較大范圍內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、 上報(bào)所在地地磁場(chǎng)信息的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求。
[0004] 綜上所述，在我國(guó)地震等自然災(zāi)害頻發(fā)，自然災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)需求迫切的現(xiàn)狀下，尚 缺乏具有高測(cè)量精度、具備通信功能、成本低、易維護(hù)、通用性好的便攜式磁場(chǎng)探測(cè)設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于移動(dòng) 通信終端平臺(tái)的便攜式高精度磁場(chǎng)設(shè)備，本發(fā)明結(jié)合高精度三軸數(shù)字磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量功能與 智能化人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)所在地區(qū)內(nèi)地磁場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)測(cè)量，同時(shí)能夠接收上級(jí)系統(tǒng)的 指令，完成測(cè)量結(jié)果的上報(bào)、發(fā)送及互聯(lián)網(wǎng)分享。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0007] -種基于移動(dòng)通信終端平臺(tái)的便攜式高精度磁場(chǎng)探測(cè)設(shè)備，包括：三軸磁強(qiáng)計(jì)模 塊、接口切換模塊、人機(jī)交互模塊；
[0008] 三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊，通過(guò)接口切換模塊接收人機(jī)交互模塊發(fā)出的由上級(jí)系統(tǒng)或特定 用戶(hù)端通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給人機(jī)交互模塊的測(cè)量指令，完成所在區(qū)域地磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)測(cè) 量，并將實(shí)時(shí)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)以及三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)終端平臺(tái)；
[0009] 接口切換模塊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互模塊與三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊、外部電源的連接切換；在數(shù) 據(jù)采集狀態(tài)時(shí)，連接人機(jī)交互模塊與三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互模塊對(duì)三軸磁強(qiáng)計(jì)模 塊的供電、數(shù)據(jù)采集以及測(cè)量指令的轉(zhuǎn)發(fā)；在充電狀態(tài)時(shí)，連接人機(jī)交互模塊與外部電源， 通過(guò)外部電源，為人機(jī)交互模塊供電；
[0010] 人機(jī)交互模塊，通過(guò)接口切換模塊向三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊發(fā)送地磁場(chǎng)測(cè)量指令以及采 集三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊輸出的測(cè)量數(shù)據(jù)及姿態(tài)信息，并將其轉(zhuǎn)化為被測(cè)區(qū)域的地磁場(chǎng)真實(shí)值， 同時(shí)將地磁場(chǎng)真實(shí)值發(fā)送至上級(jí)系統(tǒng)或特定用戶(hù)端供用戶(hù)判斷，并能夠接收上級(jí)系統(tǒng)或特 定用戶(hù)端的指令，在地磁場(chǎng)真實(shí)值異常時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。
[0011] 三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊采用具備傾斜補(bǔ)償?shù)母呔葦?shù)字式三軸磁強(qiáng)計(jì)為最優(yōu)。
[0012] 三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊包括三軸磁強(qiáng)計(jì)單元、加速度傳感器單元、數(shù)據(jù)處理單元以及USB 接口單元，其中：
[0013] 三軸磁強(qiáng)計(jì)單元，測(cè)量被測(cè)區(qū)域地磁場(chǎng)，并將地磁場(chǎng)在自身三維坐標(biāo)系上的磁場(chǎng) 分量轉(zhuǎn)化為與之對(duì)應(yīng)的模擬電壓輸出；
[0014] 加速度傳感器單元，采集三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊的姿態(tài)信息，輸出三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊俯仰 角和橫滾角的角度信息的模擬電壓值；
[0015] 數(shù)據(jù)處理單元，將三軸磁強(qiáng)計(jì)和加速度計(jì)輸出的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出給 USB接口單元；
[0016] USB接口單元，將數(shù)據(jù)處理單元處理完成的測(cè)量數(shù)據(jù)及角度信息的數(shù)字量通過(guò) USB接口和接口切換模塊發(fā)送給人機(jī)交互模塊。
[0017] 數(shù)據(jù)處理單元包括5通道的AD轉(zhuǎn)換電路、并-串轉(zhuǎn)換電路；AD轉(zhuǎn)換電路分別將三 軸磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量的地磁場(chǎng)三軸磁場(chǎng)分量的模擬電壓值與兩個(gè)姿態(tài)角度的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為 數(shù)字量，然后通過(guò)并-串轉(zhuǎn)換電路電路將5個(gè)數(shù)字量串行輸出給USB接口單元。
[0018] 接口切換模塊包括USB接口和單刀雙擲開(kāi)關(guān)，具體工作方式如下：
[0019] 當(dāng)處于數(shù)據(jù)采集狀態(tài)時(shí)，接口切換模塊的USB接口與三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊的USB接口 單元相連，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)切換至數(shù)據(jù)采集端，完成數(shù)據(jù)采集以及測(cè)量指令的轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)人 機(jī)交互模塊為三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊供電；
[0020] 當(dāng)處于在充電狀態(tài)時(shí)，接口切換模塊的USB接口與外部提供電源的USB充電線(xiàn)相 連接，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)切換至充電端時(shí)，實(shí)現(xiàn)外部電源對(duì)人機(jī)交互模塊充電。
[0021] 人機(jī)交互模塊包括功能設(shè)置單元、數(shù)據(jù)處理單元、測(cè)量數(shù)據(jù)顯示單元、地圖與天氣 顯示單元、接收與發(fā)送單元，其中：
[0022] 功能設(shè)置單元，設(shè)置人機(jī)交互模塊的初始化參數(shù)及系統(tǒng)安全設(shè)置，所述的初始化 參數(shù)包括測(cè)量持續(xù)時(shí)間、測(cè)量采樣率、測(cè)量異常判斷條件、磁場(chǎng)測(cè)量校準(zhǔn)參數(shù)；所述的系統(tǒng) 安全設(shè)置為初次進(jìn)入功能設(shè)置單元時(shí)需要設(shè)置密碼，后續(xù)需要正確輸入設(shè)置的密碼時(shí)方可 使用功能設(shè)置單元；
[0023] 數(shù)據(jù)處理單元，將三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊通過(guò)接口切換模塊輸出的三軸磁場(chǎng)數(shù)字量還原 為地磁場(chǎng)真實(shí)值、并與三軸磁強(qiáng)計(jì)模塊輸出的俯仰角、橫滾角信息進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算得出被測(cè) 區(qū)域地磁場(chǎng)的方向及地磁場(chǎng)垂直分量信息；
[0024] 測(cè)量數(shù)據(jù)顯示單元，將數(shù)據(jù)處理單元處理完成的地磁場(chǎng)真實(shí)值及姿態(tài)信息進(jìn)行顯 示；
[0025] 地圖與天氣顯示單元，將被測(cè)區(qū)域的地理坐標(biāo)、天氣、衛(wèi)星地圖信息進(jìn)行顯示；
[0026] 接收與發(fā)送單元，通過(guò)通信接口將人機(jī)交互模塊的處理后的測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給上級(jí) 系統(tǒng)或特定用戶(hù)端，并接收上級(jí)系統(tǒng)或特定用戶(hù)端發(fā)送的指令，在地磁場(chǎng)真實(shí)值異常時(shí)實(shí) 現(xiàn)報(bào)警以及測(cè)量數(shù)據(jù)的共享，并將測(cè)量信息發(fā)送至共享群體。
[0027] 接收與發(fā)送單元包括測(cè)量信息編輯單元、通訊錄編輯單元、指令接收單元、短信息 發(fā)送單元、網(wǎng)絡(luò)分享單元、報(bào)警單元；其中：
[0028] 測(cè)量信息編輯單元，自動(dòng)完成測(cè)量信息編輯功能，測(cè)量信息中包含所在地地磁場(chǎng) 測(cè)量信息、所在地天氣信息、所在地地理坐標(biāo)信息、所在地時(shí)間信息；
[0029] 通訊錄編輯單元，提供短信息發(fā)送群體的通訊錄編輯功能、調(diào)用現(xiàn)有人機(jī)交互界 面內(nèi)部的通訊錄實(shí)現(xiàn)信息共享發(fā)送群體的選擇；
[0030] 指令接收單元，接收上級(jí)系統(tǒng)或用戶(hù)端發(fā)送的允許報(bào)警和允許分享指令；
[0031] 短信息發(fā)送單元，在接收到上級(jí)系統(tǒng)或特定用戶(hù)端發(fā)送的允許分享命令后，將測(cè) 量信息編輯單元編輯完成的測(cè)量信息發(fā)送至通訊錄編輯單元提供的用戶(hù)群體；
[0032] 網(wǎng)絡(luò)分享單元，在接收到上級(jí)系統(tǒng)或用戶(hù)端發(fā)送的允許分享命令后，將測(cè)量信息 編輯單元編輯完成的測(cè)量信息通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)分享至微博、微信等互聯(lián)網(wǎng)社交平臺(tái)；
[0033] 報(bào)警單元，在接收到上級(jí)系統(tǒng)或用戶(hù)端發(fā)送的允許報(bào)警命令后，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。
[0034] 所述的人機(jī)交互界面采用移動(dòng)終端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)；
[0035] 移動(dòng)移動(dòng)終端平臺(tái)為任何搭載移動(dòng)操作系統(tǒng)且具備OTG(On-The-Gc)技術(shù)）功能， 并且接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的智能手機(jī)、平板電腦平臺(tái)。
[0036] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)