CN106324365A - 舒曼波接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种舒曼波接收装置，包括：磁传感器、控制器以及显示装置；所述磁传感器用于根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号；所述控制器与所述磁传感器电连接，用于根据所述磁传感器产生的电信号确定所述舒曼波的特征信息；所述显示装置与所述控制器连接，用于向用户显示所述舒曼波的特征信息。本发明提供的舒曼波接收装置，能够使用户及时获知周围环境中是否存在舒曼波，存在的舒曼波的强度和波形如何，为用户提供了便利。

Description

舒曼波接收装置

技术领域

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种舒曼波接收装置。

背景技术

舒曼波是地球中存在的一种极低频电磁波，由雷电放电激发，其波长约等于地球的周长。舒曼波的频率受到地球电离层波导的控制，主频为7.83Hz。恰好人类脑波中的α波和θ波的频率也接近7.8Hz，即我们的神经系统会对电磁脉冲舒曼波产生共振反应。

由于舒曼波会对人体产生一定的影响，对人体健康有着重要意义，因此，周围环境中是否存在舒曼波，存在的舒曼波强度和波形如何，也逐渐成为人们关心的问题，但是目前现有技术中还没有专门检测周围空间中舒曼波的装置。

发明内容

本发明提供一种舒曼波接收装置，用以解决现有技术无法检测周围空间中舒曼波的技术问题。

本发明提供一种舒曼波接收装置，包括：磁传感器、控制器以及显示装置；

所述磁传感器用于根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号；

所述控制器与所述磁传感器电连接，用于根据所述磁传感器产生的电信号确定所述舒曼波的特征信息；

所述显示装置与所述控制器连接，用于向用户显示所述舒曼波的特征信息。

进一步地，所述舒曼波的特征信息，包括下述至少一项：所述舒曼波的频率信息、强度信息、波形信息。

进一步地，所述舒曼波接收装置，还包括：信号调理模块；

所述控制器与所述磁传感器之间通过所述信号调理模块实现电连接，所述信号调理模块用于对所述磁传感器产生的电信号进行调整。

进一步地，所述信号调理模块包括：

滤波电路，用于对磁传感器产生的电信号进行滤波；

放大电路，用于对经所述滤波电路滤波后的电信号进行放大；

电平调整电路，用于对经所述放大电路放大后的电信号进行电平调整，以使调整后的电信号符合所述控制器的要求。

进一步地，所述控制器具体用于：

接收经所述信号调理模块调整后的电信号；

对所述调整后的电信号进行数字滤波；

采用微弱信号检测算法对数字滤波后的电信号进行处理，判断空间中是否存在舒曼波，并确定舒曼波的特征信息。

进一步地，所述舒曼波接收装置，还包括：外扩存储器；

所述外扩存储器与所述控制器连接，用于接收所述控制器发送的所述舒曼波的特征信息并存储。

进一步地，所述磁传感器为接收线圈；

所述接收线圈由漆包线绕制而成，所述接收线圈中穿设有铁芯；

所述接收线圈的电感值大于60H。

进一步地，所述磁传感器为三轴霍尔传感器。

进一步地，所述舒曼波接收装置，还包括：电源管理模块；

所述控制器、所述显示装置和所述信号调理模块分别与所述电源管理模块连接；

所述电源管理模块用于为所述控制器、所述显示装置和所述信号调理模块供电。

进一步地，所述电源管理模块由多节干电池串联供电，或者，由市电经过开关电源整流、降压后供电。

本发明提供的舒曼波接收装置中，磁传感器能够根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号，控制器与所述磁传感器电连接，能够根据所述磁传感器产生的电信号确定所述舒曼波的特征信息，控制显示装置向用户显示所述舒曼波的特征信息，使用户及时获知周围环境中是否存在舒曼波，存在的舒曼波的强度和波形如何，为用户提供了便利。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的舒曼波接收装置的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的舒曼波接收装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的舒曼波接收装置的结构示意图。

附图标记：

1-磁传感器 2-控制器 3-显示装置

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

实施例一

本发明实施例一提供一种舒曼波接收装置。图1为本发明实施例一提供的舒曼波接收装置的结构框图。如图1所示，本实施例中的舒曼波接收装置，可以包括：磁传感器1、控制器2以及显示装置3；

所述磁传感器1用于根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号；

所述控制器2与所述磁传感器1电连接，用于根据所述磁传感器1产生的电信号确定所述舒曼波的特征信息；

所述显示装置3与所述控制器2连接，用于向用户显示所述舒曼波的特征信息。

本实施例中，所述磁传感器1能够感应周围空间中的舒曼波的磁场变化，从而产生一定的感应电压，该感应电压可以作为输入至信号调理模块的电信号。

具体地，所述磁传感器1可以有多种实现方式，只要实现将磁信号转换为电信号的功能即可。优选的是，所述磁传感器1可以为接收线圈，所述接收线圈可以由漆包线绕制而成，铁芯穿设在所述接收线圈中，以提高检测性能；或者，所述磁传感器1可以为三轴霍尔传感器，能够实现多方位磁信号的感应。

所述控制器2可以为单片机或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等，优选的是，本实施例中可以采用具有较强的信号处理能力的DSP，以保证准确、快速地对采集到的舒曼波进行分析处理。

所述控制器2与所述磁传感器1之间可以电连接，以根据所述磁传感器1产生的电信号确定舒曼波的特征信息。为了使磁传感器1产生的电信号可以更好地被处理，可以在所述电信号输入至控制器2之前，对所述电信号进行调整。

具体地，所述控制器2与所述磁传感器1之间可以通过信号调理模块实现电连接。所述信号调理模块的输入端可以与所述磁传感器1连接，输出端可以与所述控制器2连接，从而实现磁传感器1与控制器2之间的电连接。

所述磁传感器1根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号后，该电信号传输给所述信号调理模块。所述信号调理模块能够对所述磁传感器1产生的电信号进行调整，使得调整后的电信号符合所述控制器2的输入信号要求，适于所述控制器2接收。

例如，所述控制器2要求输入信号的电压值在0到3.8V之间，则所述信号调理模块可以将所述磁传感器1产生的电信号调整至0到3.8V之间。

具体地，所述信号调理模块可以包括：滤波电路、放大电路以及电平调整电路。所述滤波电路，用于对磁传感器1产生的电信号进行滤波；所述放大电路，用于对经所述滤波电路滤波后的电信号进行放大；所述电平调整电路，用于对经所述放大电路放大后的电信号进行电平调整，以使调整后的电信号符合所述控制器2的要求。

所述滤波电路、放大电路以及电平调整电路可以采用运算放大器、高精度电阻和高精度电容等部件构成，通过不同的电路结构实现相应的功能。

所述控制器2与所述信号调理模块连接，能够接收经所述信号调理模块调整后的电信号，并根据所述调整后的电信号确定所述舒曼波的特征信息。其中，所述舒曼波的特征信息，可以包括下述至少一项：所述舒曼波的频率信息、强度信息、波形信息。

具体地，所述控制器2可以首先接收经所述信号调理模块调整后的电信号，然后对所述调整后的电信号进行数字滤波，最后采用微弱信号检测算法对数字滤波后的电信号进行处理，判断空间中是否存在舒曼波，并确定舒曼波的特征信息。

当然，如果磁传感器1产生的电信号较好，也可以不设置信号调理模块，磁传感器1产生的电信号直接输入至控制器2进行处理。

所述显示装置3与所述控制器2连接。在确定所述舒曼波的特征信息后，所述控制器2可以将所述特种信息发送给显示装置3，以使所述显示装置3向用户显示所述舒曼波的特征信息。

所述显示装置3可以为液晶显示屏或发光二极管等。所述显示装置3的个数可以为一个或多个。显示所述特征信息的方式有很多种，本实施例不作限制。例如，可以以数字的形式显示所述特征信息，也可以以图表的形式显示所述特征信息。

进一步地，本实施例中的舒曼波接收装置，还可以包括：外扩存储器；所述外扩存储器与所述控制器2连接，用于接收所述控制器2发送的所述舒曼波的特征信息并存储。

进一步地，本实施例中的舒曼波接收装置，还可以包括：电源管理模块；所述控制器2、所述显示装置3和所述信号调理模块分别与所述电源管理模块连接；所述电源管理模块用于为所述控制器2、所述显示装置3和所述信号调理模块供电。

所述控制器2、所述显示装置3和所述信号调理模块所需的电源电压可以相同，也可以不同。在不同的情况下，所述电源管理模块具有输出多个幅值的电压的能力。

所述电源管理模块可以由多节干电池串联供电，也可以由市电经过开关电源整流、降压后供电。

在实际应用中，磁传感器1能够感应周围空间的舒曼波及其谐波，产生对应的电信号，电信号经过信号调理模块调整后输入至控制器2，控制器2对所述电信号进行处理，获得所述舒曼波及其谐波的特征信息，将特征信息存储在外扩存储器中，同时可以控制显示装置3显示所述特种信息，使得用户可以方便地通过显示装置3获知空间中是否存在舒曼波及其谐波，以及舒曼波及其谐波的强度、频率和波形。

本实施例提供的舒曼波接收装置中，磁传感器1能够根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号，控制器2与所述磁传感器1电连接，能够根据所述磁传感器1产生的电信号确定所述舒曼波的特征信息，控制显示装置3向用户显示所述舒曼波的特征信息，使用户及时获知周围环境中是否存在舒曼波，存在的舒曼波的强度和波形如何，为用户提供了便利。

实施例二

本发明实施例二提供一种舒曼波接收装置。图2为本发明实施例二提供的舒曼波接收装置的结构示意图。本实施例是在实施例一提供的技术方案的基础上，采用三轴霍尔传感器作为感应舒曼波的磁传感器，并对舒曼波接收装置中的各部件进行了更详细的限定。

如图2所示，本实施例提供的舒曼波接收装置中，磁传感器采用MLX90393型号的三轴霍尔元件，MLX90393是一个可编程的集成式霍尔元件，尺寸为3*3mm，功耗极低，测量噪声小，能够在磁场的X、Y和Z轴方向采集到精确的测量数据。

控制器可以采用TMS320F28335型号的DSP，TMS320F28335可进行32位浮点运算，并具有精度高、成本低、功耗小、性能高等优点。

所述三轴霍尔传感器产生的电信号受周围空间中舒曼波磁场变化的影响，所述电信号经过信号调理模块进行调整后输入到DSP的AD采集端口。所述三轴霍尔传感器可以通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)实现与DSP的通信。

所述DSP对采集到的数据进行带通数字滤波处理，并通过微弱信号检测算法进行信号检测，判断是否存在舒曼波及其谐波信号，将相应的结果通过外扩存储器进行实时存储，并在显示装置上实时显示舒曼波磁场波形、舒曼波磁感应强度、舒曼波磁场频率等相关信息。

所述外扩存储器可以为SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存取存储器)，所述SRAM与DSP之间可以通过总线进行通信。

所述显示装置可以为液晶屏，具体可以为彩色可触控液晶屏，由DSP通过RS-232接口编程控制，实时显示舒曼波的特征信息。

电源管理模块可以由TPS63061芯片、TPS767D318芯片及外围电路构成。TPS63061芯片为降压/升压开关电源芯片，该芯片体积小，转换效率高，输入电压范围宽，输出电流能力强。TPS767D318芯片能够同时提供3.3V及1.8V两种电压。

电源管理模块可以为舒曼波接收装置中的各部分元件提供+5V、+3.3V和+1.8V等三种稳定的电源电压，保证了各部分元件的正常稳定工作。

所述电源管理模块可以采用6节电池串联供电，或采用市电经开关电源整流、降压后对整个装置进行供电。

本实施例提供的舒曼波接收装置中，三轴霍尔传感器的检测分辨率好于10pT，所述DSP可以基于采集到的数据进行实时数字滤波，并通过微弱信号检测算法对干扰背景下的舒曼波信号进行检测并提取舒曼波信号波形，能有效检测出空间中存在的舒曼波及其谐波，检测精度高，最小舒曼波磁场强度为100pT，抗扰能力强，相对于地磁场的背景干扰，可检测的最低信噪比达-20dB。

实施例三

本发明实施例三提供一种舒曼波接收装置。图3为本发明实施例三提供的舒曼波接收装置的结构示意图。本实施例是在实施例一提供的技术方案的基础上，采用接收线圈作为所述磁传感器，并对舒曼波发生装置中的各部件进行了更详细的限定。

如图3所示，本实施例提供的舒曼波接收装置中，所述磁传感器可以为接收线圈，所述接收线圈由漆包线绕制而成，所述接收线圈中可以穿设有铁芯，以提高检测性能，所述接收线圈的电感值大于60H，可感测的最小磁场强度为10pT。

在实施例二中，采用三轴霍尔元件检测空间磁场的大小，但霍尔元件测量的是磁场绝对大小，对磁场变化不够敏感。而本实施例中采用接收线圈作为磁传感器时，感应电压对空间磁场的变化非常敏感，测量精度高，适用于判定某一特定频率是否存在。

所述接收线圈与控制器之间可以通过信号调理模块实现电连接。所述控制器可以为DSP。所述信号调理模块可以包括滤波、放大、电平调整三个部分，采用AD8639型号运算放大器和高精度的电阻电容通过不同的电路结构实现相应的功能。

接收线圈产生的电信号经过信号调理模块调整后，输入到DSP的AD采集端口。AD采样频率可以为400Hz，对采样得到的数据进行数字滤波，然后利用微弱信号检测方法对滤波后的数据进行处理，判断是否存在舒曼波。

本实施例的其他部分均与实施例二类似，此处不再赘述。

本实施例提供的舒曼波接收装置，采用接收线圈来感应周围环境中的舒曼波的磁场变化，结构简单，易于实现，且测量精度较高。

实施例四

本发明实施例四提供一种舒曼波接收装置。本实施例是在实施例三提供的技术方案的基础上进行了改进，将检测空间中是否存在舒曼波及其谐波，进一步拓展至检测多种频率的空间磁信号。

本实施例提供的舒曼波接收装置的结构示意图可以参照图3。

本实施例中，为了实现对空间中多种频率的磁信号的检测，可以在实施例三的基础上，根据所要检测的频率范围调整信号调理模块中的滤波电路的参数，DSP的数字滤波的参数也需要进行相应修改，使之适应所要检测的频率范围。在所述DSP的算法中，基于磁传感器产生的电信号，依次对各个频点进行扫描，判断空间中存在的是哪种频率的磁信号，并确定该磁信号的波形和强度等信息。显示装置中可以显示空间中存在的磁信号的特征信息，并不局限于舒曼波及其谐波。

本实施例中其余各部件的结构和功能均与实施例三类似，整体电路结构也与实施例三类似，此处不再赘述。

本实施例提供的舒曼波接收装置，通过对信号调理模块和DSP算法稍作改进，不仅可以检测出空间中的舒曼波，也可以检测出空间中存在的其它磁信号，并将磁信号的特征信息显示给用户，方便用户及时了解周围环境中的磁场状况，为用户提供更大便利。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种舒曼波接收装置，其特征在于，包括：磁传感器、控制器以及显示装置；

所述磁传感器用于根据空间中舒曼波的磁场变化产生相应的电信号；

所述控制器与所述磁传感器电连接，用于根据所述磁传感器产生的电信号确定所述舒曼波的特征信息；

所述显示装置与所述控制器连接，用于向用户显示所述舒曼波的特征信息。

2.根据权利要求1所述的舒曼波接收装置，其特征在于，所述舒曼波的特征信息，包括下述至少一项：所述舒曼波的频率信息、强度信息、波形信息。

3.根据权利要求1所述的舒曼波接收装置，其特征在于，还包括：信号调理模块；

所述控制器与所述磁传感器之间通过所述信号调理模块实现电连接，所述信号调理模块用于对所述磁传感器产生的电信号进行调整。

4.根据权利要求3所述的舒曼波接收装置，其特征在于，所述信号调理模块包括：

滤波电路，用于对磁传感器产生的电信号进行滤波；

放大电路，用于对经所述滤波电路滤波后的电信号进行放大；

电平调整电路，用于对经所述放大电路放大后的电信号进行电平调整，以使调整后的电信号符合所述控制器的要求。

5.根据权利要求3所述的舒曼波接收装置，其特征在于，所述控制器具体用于：

接收经所述信号调理模块调整后的电信号；

对所述调整后的电信号进行数字滤波；

采用微弱信号检测算法对数字滤波后的电信号进行处理，判断空间中是否存在舒曼波，并确定舒曼波的特征信息。

6.根据权利要求1所述的舒曼波接收装置，其特征在于，还包括：外扩存储器；

所述外扩存储器与所述控制器连接，用于接收所述控制器发送的所述舒曼波的特征信息并存储。

7.根据权利要求1所述的舒曼波接收装置，其特征在于，所述磁传感器为接收线圈；

所述接收线圈由漆包线绕制而成，所述接收线圈中穿设有铁芯；

所述接收线圈的电感值大于60H。

8.根据权利要求1所述的舒曼波接收装置，其特征在于，所述磁传感器为三轴霍尔传感器。

9.根据权利要求3-8任一项所述的舒曼波接收装置，其特征在于，还包括：电源管理模块；

所述控制器、所述显示装置和所述信号调理模块分别与所述电源管理模块连接；

所述电源管理模块用于为所述控制器、所述显示装置和所述信号调理模块供电。

10.根据权利要求9所述的舒曼波接收装置，其特征在于，所述电源管理模块由多节干电池串联供电，或者，由市电经过开关电源整流、降压后供电。