關(guān)于多功能定位指示系統(tǒng)的概述

摘 要隨著人們對(duì)指南針的認(rèn)識(shí)的不斷深入，指南針從最初的機(jī)械構(gòu)造的指南針逐漸到了電子式的指南針。機(jī)械構(gòu)造的指南針在便攜性、靈敏度、精度以及使用壽命上都有一定的限制。由于國外電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是在磁傳感器和專用芯片上的發(fā)展使指南針的有了質(zhì)的飛躍，不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)而采用了磁場傳感器和專用處理器對(duì)磁場進(jìn)行測量和處理后指示方向。同時(shí)這不單單是指南針，此系統(tǒng)還加入了定位裝置，方便我們知道自己的方位，使指南針的使用更有意義。

【關(guān)鍵詞】多功能 定位 指示系統(tǒng)

北宋著名科學(xué)家沈括，在制作和應(yīng)用指南針的科學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)了磁偏角的存在.他精辟地指出，這是因?yàn)榈厍蛏系拇艠O正好在南北兩極的緣故.指南針及磁偏角理論在遠(yuǎn)洋航行中發(fā)揮了巨大的作用，使人們獲得了全天候航行的能力，人類第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。

現(xiàn)代社會(huì)所使用的指南針主要有兩種：

（1）根據(jù)地球磁場的有極性制作的地磁指南針，但這種指南針指示的南北方向與真正的南北方向不同，存在一個(gè)磁偏角；

（2）電子指南針，采用磁場傳感器的磁阻（MR）技術(shù)，可很好地修正磁偏角的問題，現(xiàn)已大量用于GPS定位裝置中。雖然GPS在導(dǎo)航、定位、測速、定向方面有著廣泛的應(yīng)用，但由于其信號(hào)常被地形等因素影響，而且老年人使用尤其不方便，為彌補(bǔ)這一不足，可以采用新型多功能定向的方法。

1 新型多功能定位指示系統(tǒng)介紹

本實(shí)用新型涉及定位指示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能定位指示系統(tǒng)，采用了以單片機(jī)系統(tǒng)為核心，集測量方位、定位及其控制系統(tǒng)為一位的技術(shù)方法，解決了機(jī)械指南針測量不準(zhǔn)，定位不精確的技術(shù)問題，達(dá)到了又可以定位，又可以實(shí)現(xiàn)指示方向的技術(shù)效果。采用語音播報(bào)的技術(shù)設(shè)計(jì)，解決了一般指南針或者指示方向的裝置只能看不能聽的技術(shù)問題，達(dá)到了一些老人不識(shí)字或者視力相對(duì)欠缺用聽力去彌補(bǔ)的技術(shù)效果。

為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：多功能定位指示系統(tǒng)，包括單片機(jī)單元、電子指南針模塊、定位模塊、語音芯片和顯示單元；電子指南針模塊的輸出端與單片機(jī)單元的輸入端連接，定位模塊的輸出端與單片機(jī)單元的輸入端連接，單片機(jī)單元的輸出端與語音芯片的輸入端連接，語音芯片的輸出端與揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)的輸入端連接，揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)的輸出端與揚(yáng)聲器連接；電源模塊與單片機(jī)單元的電源口連接，電源模塊的輸出端與穩(wěn)壓電路的輸入端連接，穩(wěn)壓電路的輸出端與語音芯片的電源端連接；電子指南針模塊、定位模塊和顯示單元的電源端與單片機(jī)單元的電源口連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，新型多功能定位指示系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）使用STC12C5204AD單片機(jī)作為主控單元，集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，穩(wěn)定性強(qiáng)，處理速度快，使用壽命長，具有極高性能價(jià)格比；

（2）HMC5883電子指南針傳感器模塊具有成本低，性價(jià)比高，測量精確，傳感器帶有的對(duì)于正交軸低敏感性的固相結(jié)構(gòu)用于測量地球磁場的方向和大小，其測量范圍從毫高斯到8高斯，靈敏度高，可靠性較好的傳感器；

（3）此系統(tǒng)在電子指南針的基礎(chǔ)上又加入了定位模塊，使在指示方向的同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)定位的功能，使電子指南針的指示方向的效果更明顯，更方便。

2 關(guān)于新型多功能定位指示系統(tǒng)的構(gòu)造分析

在STC12C5204AD單片機(jī)中，定位模塊為NEO-6M衛(wèi)星定位模塊，電源模塊為1.5V的干電池，語音芯片為ISD4004芯片，揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)為LM386運(yùn)算放大器，顯示單元為LCD12864液晶顯示屏；電子指南針模塊為HMC5883傳感器；電子指南針模塊的VCC和GND口與單片機(jī)單元的VCC口和GND口連接，電子指南針模塊的SCL口與單片機(jī)單元的P2.0口連接和經(jīng)阻值為5.1K的電阻與單片機(jī)單元的VCC口連接，電子指南針模塊的SDA口與單片機(jī)單元的P2.1口和經(jīng)5.1K的電阻與單片機(jī)單元的VCC口連接；所述的穩(wěn)壓電路包括AMS1117穩(wěn)壓芯片，AMS1117的輸入端與電容C4、C5和電源模塊的輸出端VCC端連接，AMS1117的輸出端與電容和3V端連接。電子指南針模塊是用來指示方向的，當(dāng)電子指南針模塊指示好方向時(shí)，則會(huì)將數(shù)據(jù)傳到單片機(jī)單元，單片機(jī)單元會(huì)將數(shù)據(jù)顯示在顯示單元上，同時(shí)定位模塊也會(huì)將定位信息通過單片機(jī)單元將信息寫在顯示單元上，此時(shí)你會(huì)知道你處在什么位置并且可以指示方向，這種情況針對(duì)與對(duì)方向分不清并且在不熟悉的地方的人；若是一些老年人，他們可能聽力或視力不好，這就可以通過語音播報(bào)的形式，將所在的方位和方向播報(bào)出來，方便老年人分辨方向。單片機(jī)的最小型系統(tǒng)，使用STC12C5204AD單片機(jī)作為主控單元，集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，穩(wěn)定性強(qiáng)，處理速度快，使用壽命長，具有極高性能價(jià)格比； HMC5883電子指南針傳感器模塊具有成本低，性價(jià)比高，測量精確，傳感器帶有的對(duì)于正交軸低敏感性的固相結(jié)構(gòu)用于測量地球磁場的方向和大小，其測量范圍從毫高斯到8高斯，靈敏度高，可靠性較好的傳感器；在指南針的基礎(chǔ)上又完善了定位功能，使指示效果更明顯，功能更強(qiáng)大。

隨著電子定位系統(tǒng)的更新?lián)Q代，多功能定位裝置越來越廣泛的應(yīng)用到人們的生活中。相信在不遠(yuǎn)的將來，我國的新型電子定位裝置產(chǎn)業(yè)也一定會(huì)迅猛發(fā)展。

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作者簡介

徐洋（1989-），女，河南省臨潁縣人。許昌電氣職業(yè)學(xué)院教師，職稱：助理級(jí)。研究方向?yàn)殡娮印?/p>

作者單位

許昌電氣職業(yè)學(xué)院（許昌技師學(xué)院）電氣系 河南省許昌市 461000endprint