一种基于微控制器的含沙量磁监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于微控制器的含沙量磁监测系统，其特征在于，包括微控制器、三轴磁传感器、电源、按键、RAM和上位机，所述微控制器通过SPI总线接口连接三轴磁传感器，所述的三轴磁传感器控制和测量3个分立的磁通传感器，每个传感器在其相应平行的磁场内感应磁场变化信号；电源连接微控制器的电源接口，为整个系统供电；按键的信号输出端连接微控制器的信号输入端，为微控制器输入控制信号；RAM通过扩展接口连接微控制器，扩展微控制器的存储空间；上位机通过RS-232接口连接微控制器，便与计算机进行数据通信。与现有技术相比，本实用新型专利技术的磁监测系统有较低的功耗，测量范围大、精度高、抗干扰性能好以及成本低等优点，其市场应用前景十分广阔。

【技术实现步骤摘要】
—种基于微控制器的含沙量磁监测系统
本技术涉及水文水质的低功耗磁监测领域，特别是一种基于微控制器的含沙量磁监测系统。
技术介绍
磁场监测在水文水质探测、地质勘探、煤矿开采等领域具有非常重要的作用。例如通过磁场探测可以判断湖泊河流的水质的好坏(例如含沙量)。而测量范围大、量程宽、精度高和响应速度快、低功耗以及控制灵活、便携实用是磁场探测仪必须具有的特性。因此，如何面向工程实践应用，采用微电子化设计，模块体积小，功耗低，操作灵活方便的磁场探测仪，是现代磁场探测仪设计和研究的目标。含沙量对黄河水文水质影响极大，因为沙中含有一定的铁磁物质，所以通过磁场对铁磁物质的检测可以对黄河含沙量做出准确的判断。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种基于微控制器的含沙量磁监测系统。为达到上述目的，本技术是按照以下技术方案实施的:—种基于微控制器的含沙量磁监测系统,其特征在于,包括微控制器、三轴磁传感器、电源、按键、RAM和上位机，所述微控制器通过SPI总线接口连接三轴磁传感器，所述的三轴磁传感器控制和测量3个分立的磁通传感器，每个传感器在其相应平行的磁场内感应磁场变化信号；电源连接微控制器的电源接口，为整个系统供电；按键的信号输出端连接微控制器的信号输入端，为微控制器输入控制信号；RAM通过扩展接口连接微控制器，扩展微控制器的存储空间；上位机通过RS-232接口连接微控制器，便与计算机进行数据通信。作为本技术的进一步优化方案，所述微控制器为MSP430单片机，MSP430单片机集成有显示器。作为本技术的进一步优化方案，所述三轴磁传感器为PNI 11096系列三轴磁传感器。作为本技术的进一步优化方案，所述按键为4X4行列阵式按键。与现有技术相比，本技术的磁监测系统可满足多通道同时测量，硬件电路在3.3V稳压供电情况下，工作时的电流消耗不超过2mA，功率不超过4mW ;系统有较大的磁场测量范围(±420 μ T)和较高的分辨率(5.5X10-3 μ T)，磁滞低，探测精度较高；抗干扰性能好，本设计采用PNI 11096系列三轴磁传感器，有较高的信噪比，抗电子干扰能力强；线性度好，温度稳定性高。由于系统有较低的功耗，测量范围大、精度高、抗干扰性能好以及成本低等优点，其市场应用前景十分广阔。【附图说明】图1为本技术的电路结构框图。【具体实施方式】下面结合附图以及具体实施例对本技术作进一步描述，在此技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。如图1所示的基于微控制器的含沙量磁监测系统，其特征在于，包括微控制器、三轴磁传感器、电源、按键、RAM和上位机，所述微控制器通过SPI总线接口连接三轴磁传感器，所述的三轴磁传感器控制和测量3个分立的磁通传感器，每个传感器在其相应平行的磁场内感应磁场变化信号；电源连接微控制器的电源接口，为整个系统供电；按键的信号输出端连接微控制器的信号输入端，为微控制器输入控制信号；RAM通过扩展接口连接微控制器，扩展微控制器的存储空间；上位机通过RS-232接口连接微控制器，便与计算机进行数据通信。它具有集成液晶驱动电路，而用其他微控制器时还要采用独立的液晶驱动芯片，减少硬件的同时降低了功耗，提高了可靠性。另外，MSP430单片机具有丰富的中断口，片内资源丰富，有多种省电模式。本系统设计采用3.3V电压供电，晶振频率选择较低的32768Hz，并经分频，在特定的场合可输出更低的振荡频率，目的是充分降低功耗，所述微控制器为MSP430单片机，MSP430单片机集成有显示器。所述三轴磁传感器为PNI 11096系列三轴磁传感器。PNI 11096系列是在PNI公司的磁通传感器的基础上研制出的一种低磁测量应用专项集成电路，可以控制和测量3个分立的磁通传感器，每个传感器都会在其相应平行的磁场内感应磁场变化。PNI 11096包括了信号调理电路、采样、A/D转换电路等，其主要参数如下:宽电压、低功耗，2.2到5.0 VDC,工作电流为I μ A飞00 μ A ;优化设计，功耗在3V供电情况下工作电流〈5 μ Α,在静态模式下工作电流〈I μ A ;采样率为2000次/秒；全数字接口，遵从SPI协议；封装，26 pad Die 28pin MLF ;工作温度为_20?70度；工作频率为175kHz。作为本技术的进一步优化方案，所述按键为4X4行列阵式按键。本技术的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本技术的技术方案做出的技术变形，均落入本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微控制器的含沙量磁监测系统，其特征在于，包括微控制器、三轴磁传感器、电源、按键、RAM和上位机，所述微控制器通过SPI总线接口连接三轴磁传感器，所述的三轴磁传感器控制和测量3个分立的磁通传感器，每个传感器在其相应平行的磁场内感应磁场变化信号；电源连接微控制器的电源接口，为整个系统供电；按键的信号输出端连接微控制器的信号输入端，为微控制器输入控制信号；RAM通过扩展接口连接微控制器，扩展微控制器的存储空间；上位机通过RS‑232接口连接微控制器，便与计算机进行数据通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于微控制器的含沙量磁监测系统，其特征在于，包括微控制器、三轴磁传感器、电源、按键、RAM和上位机，所述微控制器通过SPI总线接口连接三轴磁传感器，所述的三轴磁传感器控制和测量3个分立的磁通传感器，每个传感器在其相应平行的磁场内感应磁场变化信号；电源连接微控制器的电源接口，为整个系统供电；按键的信号输出端连接微控制器的信号输入端，为微控制器输入控制信号；RAM通过扩展接口连接微控制器，扩展微控制器的存储空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘三军，易正江，张彦锋，
申请(专利权)人：焦作大学，
类型：新型
国别省市：河南;41