專利名稱：內(nèi)置gps功能的金屬探測器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬探測器領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路。
背景技術(shù)：
金屬探測器利用電磁感應(yīng)的原理，利用有交流電通過的線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場，這個(gè)磁場能在金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，渦電流又會產(chǎn)生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發(fā)探測器發(fā)出鳴聲。然而，現(xiàn)有之金屬探測器均不具備全球定位系統(tǒng)(GPS)，在利用現(xiàn)有技術(shù)之金屬探測器進(jìn)行金屬探測的過程中，由于各種原因(如電量不足需要更換電池、遇到突變的天氣等)需要中斷金屬探測作業(yè)時(shí)，為了便于以后在中斷位置上繼續(xù)進(jìn)行金屬探測作業(yè)，通常的做法是由使用者手工記錄探測地點(diǎn)的大致地理位置和情況。此種方式雖然可以使使用者重新回到原探測地進(jìn)行金屬探測作業(yè)，然而，當(dāng)采集數(shù)據(jù)包含大量樣品的結(jié)果和地理位置的數(shù)據(jù)后，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果經(jīng)常由于人為誤差會造成地理位置信息的不及時(shí)、不詳細(xì)和不準(zhǔn)確，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)探測過程出現(xiàn)混亂，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，給使用者的金屬探測作業(yè)帶來很多不便之處。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種內(nèi)置GPS 功能的金屬探測器電路，其能有效解決現(xiàn)有之金屬探測器由于不具備全球定位系統(tǒng)(GPS) 而給使用者的金屬探測作業(yè)帶來不便的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下之技術(shù)方案一種內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，包括有微控制器、金屬檢測部分和人機(jī)接口部分；該金屬檢測部分和人機(jī)接口部分均與微控制器連接，進(jìn)一步包括有GPS部分，該 GPS部分包括有GPS模塊、地磁傳感器和重力傳感器；該GPS模塊與微控制器連接，該GPS模塊用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)的位置信息以及與目標(biāo)點(diǎn)的直線距離；該地磁傳感器和重力傳感器均與GPS模塊連接，該地磁傳感器和重力傳感器結(jié)合完成電子指南針功能。作為一種優(yōu)選方案，所述金屬檢測部分包括有發(fā)射線路和接收線路；其中，該發(fā)射線路包括有發(fā)射線圈和驅(qū)動(dòng)放大模塊；前述微控制器、驅(qū)動(dòng)放大模塊和發(fā)射線圈依次連接，由微控制器經(jīng)過驅(qū)動(dòng)放大模塊而驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈，使發(fā)射線圈向地下發(fā)送低頻信號；該接收電路包括有接收線圈、前級放大模塊、同步解調(diào)模塊、第一濾波放大模塊、 正交解調(diào)模塊、第二放大濾波模塊、模擬復(fù)用開關(guān)和A/D芯片；該接收線圈、前級放大模塊、 同步解調(diào)模塊、第一濾波放大模塊、模擬復(fù)用開關(guān)、A/D芯片和微控制器依次連接，同時(shí)，該前級放大模塊連接正交解調(diào)模塊，該正交解調(diào)模塊連接第二濾波放大模塊，該第二濾波放大模塊連接模擬復(fù)用開關(guān)；該接收線圈的放置根據(jù)感應(yīng)平衡原理，在無金屬目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，該接收線圈上的感應(yīng)電壓接近于零，一旦有金屬目標(biāo)出現(xiàn)破壞前述的感應(yīng)平衡狀態(tài)，則接收線圈上會出現(xiàn)與發(fā)射電路中同頻率的交變信號，交變信號與原發(fā)射信號之間存在一定的相移信號，該相移信號是被用于區(qū)分金屬類別的主要參量；接收線圈上微弱的感應(yīng)信號經(jīng)過前級放大以及分路正交解調(diào)，進(jìn)而通過濾波放大，得到與金屬目標(biāo)對應(yīng)的同相分量包絡(luò)信號和正交分量包絡(luò)信號，兩路包絡(luò)信號經(jīng)過模擬復(fù)用開關(guān)輪流選通，然后經(jīng)過A/D芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換，使得包絡(luò)信號的數(shù)據(jù)被微控制器所獲取。 作為一種優(yōu)選方案，所述人機(jī)接口部分包括有按鍵網(wǎng)絡(luò)、IXD模塊和音頻輸出端； 該按鍵網(wǎng)絡(luò)、LCD模塊和音頻輸出端均與微控制器連接，該按鍵網(wǎng)絡(luò)為用戶提供良好的控制接口，該LCD模塊向用戶提供最直接的視覺信息，該音頻輸出端完成對應(yīng)的音頻信號的輸出ο 作為一種優(yōu)選方案，所述GPS模塊與地磁傳感器的連接采用I2C協(xié)議接口。作為一種優(yōu)選方案，所述GPS模塊與重力傳感器的連接采用I2C協(xié)議接口。作為一種優(yōu)選方案，所述GPS模塊與微控制器之間的通信采用RS232串行通信接□。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知一、通過設(shè)置有GPS部分，配合利用其GPS模塊與地磁傳感器以及重力傳感器的結(jié)合，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置距離目標(biāo)區(qū)域的距離以及目標(biāo)方位，直至再次回到目標(biāo)區(qū)域，可重新切換會金屬檢測模式繼續(xù)進(jìn)行勘測活動(dòng)，能夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確回到目標(biāo)區(qū)域，不會造成探測過程出現(xiàn)混亂，省時(shí)省力，為使用者的金屬探測作業(yè)提供便利性。二、其地磁傳感器和重力傳感器均采用I2C協(xié)議接口與GPS模塊連接，利用該地磁傳感器和重力傳感器結(jié)合完成電子指南針功能，可實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)相對目標(biāo)點(diǎn)的方位信息，對回歸目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行實(shí)施導(dǎo)航，產(chǎn)品使用更方便。三、其GPS模塊與微控制器之間的通信采用RS232串行通信接口，利用RS232串行通信接口具有較高的數(shù)據(jù)傳輸效率，可非常方便地與微控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。為更清楚地闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

[0019]圖1是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的工作原理示意圖。[0020]附圖標(biāo)識說明[0021]10、微控制器20、金屬檢測部分[0022]21、發(fā)射電路211、發(fā)射線圈[0023]212、驅(qū)動(dòng)放大模塊22、接收電路[0024]221、接收線圈222、前級放大模塊[0025]223、同步解調(diào)模塊224、第一濾波放大模塊[0026]225、正交解調(diào)模塊226、第二濾波放大模塊[0027]227、模擬復(fù)用開關(guān)228, A/D 芯片[0028]229、相移信號30、人機(jī)接口部分[0029]31、按鍵網(wǎng)絡(luò)32、LCD模塊[0030]33、音頻輸出端40、GPS部分41、GPS模塊42、地磁傳感器43重力傳感器。
具體實(shí)施方式
請參照圖1所示，其顯示出了本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有微控制器10、金屬檢測部分20和人機(jī)接口部分30和GPS部分40。其中，該金屬檢測部分20用于完成金屬探測功能，其包括有發(fā)射線路21和接收線路22 ο該發(fā)射線路21包括有發(fā)射線圈211和驅(qū)動(dòng)放大模塊212 ；前述微控制器10、驅(qū)動(dòng)放大模塊212和發(fā)射線圈211依次連接，由微控制器10經(jīng)過驅(qū)動(dòng)放大模塊212而驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈211，使發(fā)射線圈211向地下發(fā)送低頻信號，根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)射線圈211內(nèi)的交變電流會產(chǎn)生交變磁場。該接收電路22包括有接收線圈221、前級放大模塊222、同步解調(diào)模塊223、第一濾波放大模塊224、正交解調(diào)模塊225、第二放大濾波模塊226、模擬復(fù)用開關(guān)227和A/D芯片 228;該接收線圈221、前級放大模塊222、同步解調(diào)模塊223、第一濾波放大模塊224、模擬復(fù)用開關(guān)227、A/D芯片2 和微控制器10依次連接，同時(shí)，該前級放大模塊222連接正交解調(diào)模塊225，該正交解調(diào)模塊225連接第二濾波放大模塊226，該第二濾波放大模塊2 連接模擬復(fù)用開關(guān)227 ；工作時(shí)，該接收線圈221的放置根據(jù)感應(yīng)平衡原理，在無金屬目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，該接收線圈221上的感應(yīng)電壓接近于零，一旦有金屬目標(biāo)出現(xiàn)破壞前述的感應(yīng)平衡狀態(tài)，則接收線圈221上會出現(xiàn)與發(fā)射電路21中同頻率的交變信號，交變信號與原發(fā)射信號之間存在一定的相移信號229，該相移信號2 是被用于區(qū)分金屬類別的主要參量；接收線圈221上微弱的感應(yīng)信號經(jīng)過前級放大模塊222放大以后，分路進(jìn)入正交解調(diào)模塊225， 進(jìn)而通過第二濾波放大模塊2 濾波放大，得到與金屬目標(biāo)對應(yīng)的同相分量包絡(luò)信號和正交分量包絡(luò)信號，兩路包絡(luò)信號經(jīng)過模擬復(fù)用開關(guān)227輪流選通，然后經(jīng)過A/D芯片2 模數(shù)轉(zhuǎn)換，使得包絡(luò)信號的數(shù)據(jù)被微控制器10所獲取，微控制器10內(nèi)部執(zhí)行金屬檢測算法， 最終判別金屬類別，深度，尺寸等參數(shù)。該人機(jī)接口部分30包括有按鍵網(wǎng)絡(luò)31、IXD模塊32和音頻輸出端33 ；該按鍵網(wǎng)絡(luò)31、LCD模塊32和音頻輸出端33均與前述微控制器10連接，該按鍵網(wǎng)絡(luò)31包括有七個(gè)用于基本操作的按鍵，包括模式選擇，靈敏度選擇，音量級別選擇等功能，為用戶提供良好的控制接口 ；該LCD模塊32向用戶提供最直接的視覺信息，包括當(dāng)前模式，當(dāng)前金屬目標(biāo)類別，當(dāng)前深度，當(dāng)前信號強(qiáng)度，當(dāng)前音量級別等信息；該音頻輸出端33完成對應(yīng)的音頻信號的輸出，輔助顯示面板提供金屬檢測過程中的伴隨信息給到用戶，使用四種音調(diào)，以及五種音量級別的不同音頻信號提示用戶不同的檢測狀態(tài)以及目標(biāo)金屬性質(zhì)。該GPS部分40包括有GPS模塊41、地磁傳感器42和重力傳感器43 ；該地磁傳感器42和重力傳感器43均采用I2C協(xié)議接口與GPS模塊41連接，該地磁傳感器42和重力傳感器43結(jié)合完成電子指南針功能，可實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)相對目標(biāo)點(diǎn)的方位信息；該GPS模塊41與前述微控制器10連接，該GPS模塊41用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)的位置信息以及與目標(biāo)點(diǎn)的直線距離，GPS模塊41通過I2C接口獲取電子羅盤數(shù)據(jù)，結(jié)合自身的定位數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部的軟件算法，實(shí)時(shí)地將位置、距離、方位、時(shí)間等信息提供給微控制器10，GPS模塊41與微控制器10之間的通信采用RS232串行通信接口，可非常方便的與微控制器10進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；內(nèi)置GPS模塊41完成對金屬檢測活動(dòng)的重要輔助作用，當(dāng)用戶在檢測過程中發(fā)現(xiàn)重要檢測目標(biāo)區(qū)域時(shí)，可通過模式鍵切換至GPS保存子模式對當(dāng)前位置信息進(jìn)行保存，而且該信息存儲在EEPROM中，不會因?yàn)殡娏坎蛔慊蛘吒鼡Q電池而丟失；當(dāng)想再次回到保存過的檢測區(qū)域時(shí)，可選擇進(jìn)入GPS加載子模式，根據(jù)保存的目標(biāo)區(qū)域名選擇加載目標(biāo)區(qū)域，此時(shí)金屬探測器會更換角色為導(dǎo)航儀，引導(dǎo)用戶走向目標(biāo)區(qū)域，并且由于GPS模塊41與地磁傳感器42以及重力傳感器43的結(jié)合，儀器會實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置距離目標(biāo)區(qū)域的距離以及目標(biāo)方位，直至再次回到目標(biāo)區(qū)域，可重新切換會金屬檢測模式繼續(xù)進(jìn)行勘測活動(dòng)。詳述本實(shí)施例的工作原理如下如圖1所示，通過人機(jī)接口部分30控制微控制器10工作執(zhí)行金屬探測作業(yè)首先，由微控制器10經(jīng)過驅(qū)動(dòng)放大模塊212而驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈211，使發(fā)射線圈211 向地下發(fā)送低頻信號，根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)射線圈211內(nèi)的交變電流會產(chǎn)生交變磁場。接著，在無金屬目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，該接收線圈221上的感應(yīng)電壓接近于零，一旦有金屬目標(biāo)出現(xiàn)破壞前述的感應(yīng)平衡狀態(tài)，則接收線圈221上會出現(xiàn)與發(fā)射電路21中同頻率的交變信號，交變信號與原發(fā)射信號之間存在一定的相移信號229，該相移信號2 是被用于區(qū)分金屬類別的主要參量；接收線圈221上微弱的感應(yīng)信號經(jīng)過前級放大模塊222放大以后， 分路進(jìn)入正交解調(diào)模塊225，進(jìn)而通過第二濾波放大模塊2 濾波放大，得到與金屬目標(biāo)對應(yīng)的同相分量包絡(luò)信號和正交分量包絡(luò)信號，兩路包絡(luò)信號經(jīng)過模擬復(fù)用開關(guān)227輪流選通，然后經(jīng)過A/D芯片2 模數(shù)轉(zhuǎn)換，使得包絡(luò)信號的數(shù)據(jù)被微控制器10所獲取，微控制器 10內(nèi)部執(zhí)行金屬檢測算法，最終判別金屬類別、深度、尺寸等參數(shù)。然后，當(dāng)用戶在檢測過程中發(fā)現(xiàn)重要檢測目標(biāo)區(qū)域時(shí)，可通過模式鍵切換至GPS 保存子模式對當(dāng)前位置信息進(jìn)行保存，而且該信息存儲在EEPROM中，不會因?yàn)殡娏坎蛔慊蛘吒鼡Q電池而丟失；當(dāng)想再次回到保存過的檢測區(qū)域時(shí)，可選擇進(jìn)入GPS加載子模式，根據(jù)保存的目標(biāo)區(qū)域名選擇加載目標(biāo)區(qū)域，此時(shí)金屬探測器會更換角色為導(dǎo)航儀，引導(dǎo)用戶走向目標(biāo)區(qū)域，并且由于GPS模塊41與地磁傳感器42以及重力傳感器43的結(jié)合，儀器會實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置距離目標(biāo)區(qū)域的距離以及目標(biāo)方位，直至再次回到目標(biāo)區(qū)域，可重新切換會金屬檢測模式繼續(xù)進(jìn)行勘測活動(dòng)。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于首先，通過設(shè)置有GPS部分，配合利用其GPS模塊與地磁傳感器以及重力傳感器的結(jié)合，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置距離目標(biāo)區(qū)域的距離以及目標(biāo)方位，直至再次回到目標(biāo)區(qū)域，可重新切換會金屬檢測模式繼續(xù)進(jìn)行勘測活動(dòng)，能夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確回到目標(biāo)區(qū)域，不會造成探測過程出現(xiàn)混亂，省時(shí)省力，為使用者的金屬探測作業(yè)提供便利性。其次，其地磁傳感器和重力傳感器均采用I2C協(xié)議接口與GPS模塊連接，利用該地磁傳感器和重力傳感器結(jié)合完成電子指南針功能，可實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)相對目標(biāo)點(diǎn)的方位信息，對回歸目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行實(shí)施導(dǎo)航，產(chǎn)品使用更方便。再者，其GPS模塊與微控制器之間的通信采用RS232串行通信接口，利用RS232串行通信接口具有較高的數(shù)據(jù)傳輸效率，可非常方便地與微控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變
化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，包括有微控制器、金屬檢測部分和人機(jī)接口部分；該金屬檢測部分和人機(jī)接口部分均與微控制器連接，其特征在于進(jìn)一步包括有GPS 部分，該GPS部分包括有GPS模塊、地磁傳感器和重力傳感器；該GPS模塊與微控制器連接， 該GPS模塊用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)的位置信息以及與目標(biāo)點(diǎn)的直線距離；該地磁傳感器和重力傳感器均與GPS模塊連接，該地磁傳感器和重力傳感器結(jié)合完成電子指南針功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，其特征在于所述金屬檢測部分包括有發(fā)射線路和接收線路；其中，該發(fā)射線路包括有發(fā)射線圈和驅(qū)動(dòng)放大模塊；前述微控制器、驅(qū)動(dòng)放大模塊和發(fā)射線圈依次連接，由微控制器經(jīng)過驅(qū)動(dòng)放大模塊而驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈，使發(fā)射線圈向地下發(fā)送低頻信號；該接收電路包括有接收線圈、前級放大模塊、同步解調(diào)模塊、第一濾波放大模塊、正交解調(diào)模塊、第二放大濾波模塊、模擬復(fù)用開關(guān)和A/D芯片；該接收線圈、前級放大模塊、同步解調(diào)模塊、第一濾波放大模塊、模擬復(fù)用開關(guān)、A/D芯片和微控制器依次連接，同時(shí)，該前級放大模塊連接正交解調(diào)模塊，該正交解調(diào)模塊連接第二濾波放大模塊，該第二濾波放大模塊連接模擬復(fù)用開關(guān)；接收線圈上微弱的感應(yīng)信號經(jīng)過前級放大以及分路正交解調(diào)，進(jìn)而通過濾波放大，得到與金屬目標(biāo)對應(yīng)的同相分量包絡(luò)信號和正交分量包絡(luò)信號，兩路包絡(luò)信號經(jīng)過模擬復(fù)用開關(guān)輪流選通，然后經(jīng)過A/D芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換，使得包絡(luò)信號的數(shù)據(jù)被微控制器所獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，其特征在于所述人機(jī)接口部分包括有按鍵網(wǎng)絡(luò)、LCD模塊和音頻輸出端；該按鍵網(wǎng)絡(luò)、LCD模塊和音頻輸出端均與微控制器連接，該按鍵網(wǎng)絡(luò)為用戶提供良好的控制接口，該音頻輸出端完成對應(yīng)的音頻信號的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，其特征在于所述GPS模塊與地磁傳感器的連接采用I2C協(xié)議接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，其特征在于所述GPS模塊與重力傳感器的連接采用I2C協(xié)議接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，其特征在于所述GPS模塊與微控制器之間的通信采用RS232串行通信接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種內(nèi)置GPS功能的金屬探測器電路，包括有微控制器、金屬檢測部分、人機(jī)接口部分和GPS部分；該金屬檢測部分和人機(jī)接口部分均與微控制器連接；該GPS部分包括有GPS模塊、地磁傳感器和重力傳感器；該GPS模塊與微控制器連接，該GPS模塊用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前點(diǎn)的位置信息以及與目標(biāo)點(diǎn)的直線距離；該地磁傳感器和重力傳感器均與GPS模塊連接，該地磁傳感器和重力傳感器結(jié)合完成電子指南針功能；藉此，配合利用GPS模塊與地磁傳感器以及重力傳感器的結(jié)合，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置距離目標(biāo)區(qū)域的距離以及目標(biāo)方位，直至再次回到目標(biāo)區(qū)域，能夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確回到目標(biāo)區(qū)域，不會造成探測過程出現(xiàn)混亂，省時(shí)省力，為使用者的金屬探測作業(yè)提供便利性。
文檔編號G01V3/10GK202217068SQ20112025446
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者向志文, 杜明輝, 楊運(yùn)勛, 范振粵, 范立斌, 袁仁坤, 辜大光 申請人:東莞市南星電子有限公司