[发明专利]一种基于移动通信终端平台的便携式高精度地磁场探测设备

权利要求书

1.一种基于移动通信终端平台的便携式高精度磁场探测设备，其特征在于包括：三轴磁强计模块、接口切换模块、人机交互模块；

三轴磁强计模块，通过接口切换模块接收人机交互模块发出的由上级系统或特定用户端通过移动通信网络发送给人机交互模块的测量指令，完成所在区域地磁场的实时测量，并将实时测量得到的数据以及三轴磁强计模块姿态数据发送给人机交互模块；

接口切换模块，实现人机交互模块与三轴磁强计模块、外部电源的连接切换；在数据采集状态时，连接人机交互模块与三轴磁强计模块，实现人机交互模块对三轴磁强计模块的供电、数据采集以及测量指令的转发；在充电状态时，连接人机交互模块与外部电源，通过外部电源，为人机交互模块供电；

人机交互模块，通过接口切换模块向三轴磁强计模块发送地磁场测量指令以及采集三轴磁强计模块输出的测量数据及姿态信息，并将其转化为被测区域的地磁场真实值，同时将地磁场真实值发送至上级系统或特定用户端供用户判断，并能够接收上级系统或特定用户端的指令，在地磁场真实值异常时实现报警。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动通信终端平台的便携式高精度磁场探测设备，其特征在于：所述三轴磁强计模块采用具备倾斜补偿的高精度数字式三轴磁强计为最优。

3.根据权利要求2所述一种基于移动通信终端平台的便携式高精度磁场探测设备，其特征在于：所述三轴磁强计模块包括三轴磁强计单元、加速度传感器单元、数据处理单元以及USB接口单元，其中：

三轴磁强计单元，测量被测区域地磁场，并将地磁场在自身三维坐标系上的磁场分量转化为与之对应的模拟电压输出；

加速度传感器单元，采集三轴磁强计模块的姿态信息，输出三轴磁强计模块俯仰角和横滚角的角度信息的模拟电压值；

数据处理单元，将三轴磁强计和加速度计输出的模拟电压值转换为数字量输出给USB接口单元；

USB接口单元，将数据处理单元处理完成的测量数据及角度信息的数字量通过USB接口和接口切换模块发送给人机交互模块以及人机交互模块为三轴磁强计模块的充电。

4.根据权利要求1所述一种基于移动通信终端平台的便携式高精度磁场探测设备，其特征在于：所述数据处理单元包括5通道的AD转换电路、并-串转换电路；AD转换电路分别将三轴磁强计测量的地磁场三轴磁场分量的模拟电压值与两个姿态角度的模拟电压值转换为数字量，然后通过并-串转换电路电路将5个数字量串行输出给USB接口单元。

5.根据权利要求3所述一种基于移动通信终端平台的便携式高精度磁场探测设备，其特征在于：所述接口切换模块包括USB接口和单刀双掷开关，具体工作方式如下：

当处于数据采集状态时，接口切换模块的USB接口与三轴磁强计模块的USB接口单元相连，将单刀双掷开关切换至数据采集端，完成数据采集以及测量指令的转发，同时人机交互模块为三轴磁强计模块供电；

当处于在充电状态时，接口切换模块的USB接口与外部提供电源的USB充电线相连接，将单刀双掷开关切换至充电端时，实现外部电源对人机交互模块充电。

6.根据权利要求1所述一种基于移动通信终端平台的便携式高精度磁场探测设备，其特征在于：所述人机交互模块包括功能设置单元、数据处理单元、测量数据显示单元、地图与天气显示单元、接收与发送单元，其中：

功能设置单元，设置人机交互模块的初始化参数及系统安全设置，所述的初始化参数包括测量持续时间、测量采样率、测量异常判断条件、磁场测量校准参数；所述的系统安全设置为初次进入功能设置单元时需要设置密码，后续需要正确输入设置的密码时方可使用功能设置单元；

数据处理单元，将三轴磁强计模块通过接口切换模块输出的三轴磁场数字量还原为地磁场真实值、并与三轴磁强计模块输出的俯仰角、横滚角信息进行补偿计算得出被测区域地磁场的方向及地磁场垂直分量信息；

测量数据显示单元，将数据处理单元处理完成的地磁场真实值及姿态信息进行显示；

地图与天气显示单元，将被测区域的地理坐标、天气、卫星地图信息进行显示；

接收与发送单元，通过通信接口将人机交互模块的处理后的测量数据发送给上级系统或特定用户端，并接收上级系统或特定用户端发送的指令，在地磁场真实值异常时实现报警以及测量数据的共享，并将测量信息发送至共享群体。