一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，包括北斗定位系统，还包括用于采集0.05～7GHz电磁辐射信号的超宽带磁场探头、用于将采集信号下混频成中频信号的混频模块，所述超宽带磁场探头的信号输出端与混频模块的输入端电连接、所述混频模块的输出端与宽带放大器的输入端电连接、所述宽带放大器输出端经过A/D转换器电连接至单片机；所述北斗定位系统与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端连接有液晶显示模块。本实用新型专利技术可较为精确地测量出电磁辐射强度，通过显示屏显示出数据，然后可以根据北斗定位系统大致刻画出一个地区的电磁辐射强度分布，对于居民的生活有极大的意义。

An electromagnetic measurement system for residential environment based on Beidou Positioning

The utility model discloses a residential environmental electromagnetic measuring system based on Beidou Positioning, including the Beidou Positioning System, which is used for collecting 0.05 ~ 7GHz magnetic field probe, ultra wideband electromagnetic radiation signal acquisition for mixing into mixing module of intermediate frequency signal, the input power output input end signal output end of the super broadband magnetic field probe and mixing module connection, the mixing module and broadband amplifier connection, the broadband amplifier output through A/D converter is electrically connected to the input terminal of the SCM; Beidou Positioning System with monolithic machine connected to the output end of the singlechip is connected with the liquid crystal display module. The utility model can measure the intensity of electromagnetic radiation accurately, through the display of data, and then according to the Beidou Positioning system generally depicts the electromagnetic radiation intensity distribution in an area, it is of great significance for the life of the residents.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电磁探测
，具体涉及一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统。
技术介绍
随着社会的发展和科技的进步，电子产品越来越多地进入人们的生活，居民环境的高压线、建筑楼顶的发射天线、无线电广播、移动电话等都成为了电磁辐射干扰源。这些电磁干扰都可能形成电磁污染，影响人体健康。电磁辐射形成干扰源之后，不仅能影响通讯，影响心脏起搏器功能，影响精密仪器的精确运作，有时甚至可能引起炸弹引爆，迫使飞机异常起飞或降落。最重要的是，它们也对人们的身体健康造成了直接的影响。目前，有关居民环境的电磁干扰问题己引起了世界各国及有关国际组织的普遍关注；因此我们有必要测量居民周边的电磁场强，来了解电磁辐射情况。目前存在的电磁探测手段以及国家标准都是对低频如50Hz～1kHz的频率的场强进行测试。但电磁辐射频率很宽，不同的频率对人体伤害程度不一样，仅仅对低频进行了限制，无法满足对电磁辐射危害的研究要求。而且当前也没有相应的测量系统来完整地检测居民区域的电磁干扰，并基于位置形成三维的电磁骚扰发射图。因此，本领域技术人员有必要提供一种能够完整的检测居民区域的电磁干扰、记录居民生活环境中每个位置电磁辐射水平的基于北斗定位的居民环境电磁测量系统。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本技术提供了一种能够完整的检测居民区域的电磁干扰、记录居民生活环境中每个位置电磁辐射水平的基于北斗定位的居民环境电磁测量系统。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，包括北斗定位系统，还包括用于采集0.05～7GHz电磁辐射信号的超宽带磁场探头、用于将采集信号下混频成中频信号的混频模块，所述超宽带磁场探头的信号输出端与混频模块的输入端电连接、所述混频模块的输出端与宽带放大器的输入端电连接、所述宽带放大器输出端经过A/D转换器电连接至单片机；所述北斗定位系统与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端连接有液晶显示模块。优选的，所述超宽带磁场探头采用带状线结构的近场磁场探头。优选的，所述混频模块采用混频芯片NE602。进一步的，所述混频芯片NE602的8引脚通过150Ω电阻外接+5V的电源，并通过电容C1接地；探头信号通过高频变压器输入NE602的1、2引脚，NE602的4引脚连接电容后输出信号；6、7引脚连接晶振；3引脚接地。优选的，所述宽带放大器的型号为AD620，A/D转换器采用AD转化芯片AD7793。进一步的，所述放大器AD620的1、5引脚之间接一个498Ω的电阻，2引脚接一个1kΩ电阻并接地，信号通过3引脚输入；7OUTPUT引脚和8REF各自通过一个1kΩ的电阻与AD转化芯片AD7793的5、6引脚相连，AD转化芯片AD7793的5、6引脚通过电容C1直接相连,并分别通过电容C3、C2接地；AD7793的13、14引脚通过100Ω的电阻后接+5V的电源，同时与两个并联电容C4、C5串联并接地。优选的，所述液晶显示模块采用LCD12864液晶显示模块。进一步的，所述单片机的P00-P07和P10-P14分别与LCD12864的9-16和8、7、6、2、1引脚相连；另外单片机于18、19口外接一个晶振，并分别通过30pF的电容接地；单片机的引脚RNVF连接+5V电源，并通过22μF电容连接引脚RESET，20引脚接地并通过1kΩ电阻和引脚RESET相连；所述LCD12864的3引脚接地，4引脚连接电源，5、18引脚通过滑动变阻器连接+5V电源。进一步的，该电磁测量系统设为手持式。本技术的有益效果在于：1)本技术一方面采用了超宽带磁场探头，可以对较大频率范围的电磁场进行测试，满足对电磁辐射危害的研究要求；另一方面，基于北斗定位的位置信息可以把探测的每一个位置的电磁辐射水平结合起来构成整个居民环境的电磁辐射水平图，可以明显直观的反应居民生活区的电磁辐射情况，可以为居民的身体健康提供一份参考。从而本技术系统能够完整的检测居民区域的电磁干扰、记录居民生活环境中每个位置的电磁辐射水平，具有较强的实用性。2)本技术可以实时在系统的液晶屏上显示当前位置的电磁辐射情况；连续地记录不同位置的场强即可完成周边的电磁辐射水平图，便于实时观察环境的电磁辐射。3)本技术采用了带状线结构的近场磁场探头，该探头由本课题组自主设计，于2016-03-28公开在中国文献中【冯超超，万发雨，安苏生.一种探测电磁干扰的磁场探头设计[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2016,39(3):347-350】，具有探头直径尺寸小、结构简单，空间分辨率较好、测量频带范围较宽等优点，在0.05～7GHz频带范围内频率特性良好；从而可以做成手持式，应用于探测室内的电磁强度；不仅结构简单，功耗低，成本低，使用起来经济方便，便于推广利用。附图说明图1为本技术的系统结构图。图2为本技术磁场探头的结构图。图3为本技术混频模块的混频芯片电路图。图4为本技术放大器与采样模块的外围电路图。图5为本技术单片机与LCD12864的电路连接图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，包括北斗定位系统，还包括用于采集电磁辐射信号的超宽带磁场探头、用于将采集信号下混频成中频信号的混频模块，所述超宽带磁场探头的信号输出端与混频模块的输入端电连接、所述混频模块的输出端与宽带放大器的输入端电连接、所述宽带放大器输出端经过A/D转换器电连接至单片机；所述北斗定位系统与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端连接有液晶显示模块。上述测量系统的工作原理为：本测量系统通过超宽带磁场探头采集电磁辐射信号，由于采集的高频信号难以直接测量，故使用混频模块将采集信号下混频成中频信号，通过宽带放大器将信号放大，经过A/D转换器将模拟信号变为数字信号，并传送至单片机，经单片机计算处理后，在液晶显示屏上显示数值。同时，根据北斗定位系统的定位，确认该经纬度下的电磁辐射强度；连续地记录不同位置的场强即可完成周边的电磁辐射水平图。实施例1本技术需要测量周围电磁辐射信号，因此探头的设计至关重要，本实施例采用一种新型带状线结构的近场磁场探头，该探头由本课题组自主设计，已于2016-03-28公开在中国文献中【冯超超，万发雨，安苏生.一种探测电磁干扰的磁场探头设计[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2016,39(3):347-350】。其具有探头直径尺寸小、结构简单，空间分辨率较好、测量频带范围较宽等优点，在0.05～7GHz频带范围内频率特性良好。该探头通过带状线结构以及圆环状的导带末端，总体呈对称结构，采用SMA(sub-mininature-A)接头进行馈电，可以达到很好的屏蔽电场作用，具体结构如图2所示。根据其设计原理，当磁场垂直穿过探头的环面，则探头的输出电压可近似表示为：V0∝-jωμ0∫S|H|ds＝-jωμ0HS(1)其中，μ0为真空磁导率，H为探头导带圆环中心的磁场强度，S为探头的圆环面积，ω由磁场的频率决定。所以只需测出探头的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，其特征在于：包括北斗定位系统，还包括用于采集0.05～7GHz电磁辐射信号的超宽带磁场探头、用于将采集信号下混频成中频信号的混频模块；所述超宽带磁场探头的信号输出端与混频模块的输入端电连接、所述混频模块的输出端与宽带放大器的输入端电连接、所述宽带放大器输出端经过A/D转换器电连接至单片机；所述北斗定位系统与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端连接有液晶显示模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，其特征在于：包括北斗定位系统，还包括用于采集0.05～7GHz电磁辐射信号的超宽带磁场探头、用于将采集信号下混频成中频信号的混频模块；所述超宽带磁场探头的信号输出端与混频模块的输入端电连接、所述混频模块的输出端与宽带放大器的输入端电连接、所述宽带放大器输出端经过A/D转换器电连接至单片机；所述北斗定位系统与单片机的输入端电连接，所述单片机的输出端连接有液晶显示模块。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，其特征在于：所述超宽带磁场探头采用带状线结构的近场磁场探头。3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，其特征在于：所述混频模块采用混频芯片NE602。4.根据权利要求3所述的一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，其特征在于：所述混频芯片NE602的8引脚通过150Ω电阻外接+5V的电源，并通过电容C1接地；探头信号通过高频变压器输入NE602的1、2引脚，NE602的4引脚连接电容后输出信号；6、7引脚连接晶振；3引脚接地。5.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的居民环境电磁测量系统，其特征在于：所述宽带放大器的型号为AD620，A/D转换器采用AD转化芯片AD7793。6.根据权利要求5所述的一种基于北斗定位的居...

【专利技术属性】
技术研发人员：周思佩，朱艳锋，刘玉飞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32