一種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括微控制器、三軸磁傳感器、電源、按鍵、RAM和上位機，所述微控制器通過SPI總線接口連接三軸磁傳感器，所述的三軸磁傳感器控制和測量3個分立的磁通傳感器，每個傳感器在其相應(yīng)平行的磁場內(nèi)感應(yīng)磁場變化信號；電源連接微控制器的電源接口，為整個系統(tǒng)供電；按鍵的信號輸出端連接微控制器的信號輸入端，為微控制器輸入控制信號；RAM通過擴展接口連接微控制器，擴展微控制器的存儲空間；上位機通過RS-232接口連接微控制器，便與計算機進行數(shù)據(jù)通信。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的磁監(jiān)測系統(tǒng)有較低的功耗，測量范圍大、精度高、抗干擾性能好以及成本低等優(yōu)點，其市場應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利說明】—種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水文水質(zhì)的低功耗磁監(jiān)測領(lǐng)域，特別是一種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場監(jiān)測在水文水質(zhì)探測、地質(zhì)勘探、煤礦開采等領(lǐng)域具有非常重要的作用。例如通過磁場探測可以判斷湖泊河流的水質(zhì)的好壞(例如含沙量)。而測量范圍大、量程寬、精度高和響應(yīng)速度快、低功耗以及控制靈活、便攜實用是磁場探測儀必須具有的特性。因此，如何面向工程實踐應(yīng)用，采用微電子化設(shè)計，模塊體積小，功耗低，操作靈活方便的磁場探測儀，是現(xiàn)代磁場探測儀設(shè)計和研究的目標。
[0003]含沙量對黃河水文水質(zhì)影響極大，因為沙中含有一定的鐵磁物質(zhì)，所以通過磁場對鐵磁物質(zhì)的檢測可以對黃河含沙量做出準確的判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是要提供一種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為達到上述目的，本實用新型是按照以下技術(shù)方案實施的:
[0006]—種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,包括微控制器、三軸磁傳感器、電源、按鍵、RAM和上位機，所述微控制器通過SPI總線接口連接三軸磁傳感器，所述的三軸磁傳感器控制和測量3個分立的磁通傳感器，每個傳感器在其相應(yīng)平行的磁場內(nèi)感應(yīng)磁場變化信號；電源連接微控制器的電源接口，為整個系統(tǒng)供電；按鍵的信號輸出端連接微控制器的信號輸入端，為微控制器輸入控制信號；RAM通過擴展接口連接微控制器，擴展微控制器的存儲空間；上位機通過RS-232接口連接微控制器，便與計算機進行數(shù)據(jù)通信。
[0007]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述微控制器為MSP430單片機，MSP430單片機集成有顯示器。
[0008]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述三軸磁傳感器為PNI 11096系列三軸磁傳感器。
[0009]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述按鍵為4X4行列陣式按鍵。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的磁監(jiān)測系統(tǒng)可滿足多通道同時測量，硬件電路在
3.3V穩(wěn)壓供電情況下，工作時的電流消耗不超過2mA，功率不超過4mW ;系統(tǒng)有較大的磁場測量范圍(±420 μ T)和較高的分辨率(5.5X10-3 μ T)，磁滯低，探測精度較高；抗干擾性能好，本設(shè)計采用PNI 11096系列三軸磁傳感器，有較高的信噪比，抗電子干擾能力強；線性度好，溫度穩(wěn)定性高。由于系統(tǒng)有較低的功耗，測量范圍大、精度高、抗干擾性能好以及成本低等優(yōu)點，其市場應(yīng)用前景十分廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本實用新型作進一步描述，在此實用新型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0013]如圖1所示的基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括微控制器、三軸磁傳感器、電源、按鍵、RAM和上位機，所述微控制器通過SPI總線接口連接三軸磁傳感器，所述的三軸磁傳感器控制和測量3個分立的磁通傳感器，每個傳感器在其相應(yīng)平行的磁場內(nèi)感應(yīng)磁場變化信號；電源連接微控制器的電源接口，為整個系統(tǒng)供電；按鍵的信號輸出端連接微控制器的信號輸入端，為微控制器輸入控制信號；RAM通過擴展接口連接微控制器，擴展微控制器的存儲空間；上位機通過RS-232接口連接微控制器，便與計算機進行數(shù)據(jù)通信。
[0014]它具有集成液晶驅(qū)動電路，而用其他微控制器時還要采用獨立的液晶驅(qū)動芯片，減少硬件的同時降低了功耗，提高了可靠性。另外，MSP430單片機具有豐富的中斷口，片內(nèi)資源豐富，有多種省電模式。本系統(tǒng)設(shè)計采用3.3V電壓供電，晶振頻率選擇較低的32768Hz，并經(jīng)分頻，在特定的場合可輸出更低的振蕩頻率，目的是充分降低功耗，所述微控制器為MSP430單片機，MSP430單片機集成有顯示器。
[0015]所述三軸磁傳感器為PNI 11096系列三軸磁傳感器。PNI 11096系列是在PNI公司的磁通傳感器的基礎(chǔ)上研制出的一種低磁測量應(yīng)用專項集成電路，可以控制和測量3個分立的磁通傳感器，每個傳感器都會在其相應(yīng)平行的磁場內(nèi)感應(yīng)磁場變化。PNI 11096包括了信號調(diào)理電路、采樣、A/D轉(zhuǎn)換電路等，其主要參數(shù)如下:寬電壓、低功耗，2.2到5.0 VDC,工作電流為I μ A飛00 μ A ;優(yōu)化設(shè)計，功耗在3V供電情況下工作電流〈5 μ Α,在靜態(tài)模式下工作電流〈I μ A ;采樣率為2000次/秒；全數(shù)字接口，遵從SPI協(xié)議；封裝，26 pad Die 28pin MLF ;工作溫度為_20?70度；工作頻率為175kHz。
[0016]作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述按鍵為4X4行列陣式按鍵。
[0017]本實用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括微控制器、三軸磁傳感器、電源、按鍵、RAM和上位機，所述微控制器通過SPI總線接口連接三軸磁傳感器，所述的三軸磁傳感器控制和測量3個分立的磁通傳感器，每個傳感器在其相應(yīng)平行的磁場內(nèi)感應(yīng)磁場變化信號；電源連接微控制器的電源接口，為整個系統(tǒng)供電；按鍵的信號輸出端連接微控制器的信號輸入端，為微控制器輸入控制信號；RAM通過擴展接口連接微控制器，擴展微控制器的存儲空間；上位機通過RS-232接口連接微控制器，便與計算機進行數(shù)據(jù)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器為MSP430單片機，MSP430單片機集成有顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述三軸磁傳感器為PNI 11096系列三軸磁傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微控制器的含沙量磁監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述按鍵為4X4行列陣式按鍵。
【文檔編號】G01R33/02GK203786278SQ201420068539
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】劉三軍, 易正江, 張彥鋒 申請人:焦作大學