CN212723382U - 一种徒步旅行方向指示定位电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感检测和定位技术，其公开了一种徒步旅行方向指示定位电路，准确、灵敏地进行徒步旅行方向指示和定位，并提高便携性。该电路包括:磁阻传感器、磁场测量模块、处理器、定位模块以及交互电路模块；所述磁阻传感器测量地磁场信号，并输入至磁场测量模块；所述磁场测量模块对地磁场信号进行放大和模数转换，并输入至处理器；所述处理器对磁场测量模块输入的信号进行处理后通过所述交互电路模块进行方位显示和方向导航；所述定位模块与处理器连接，用于进行定位追踪。

Description

一种徒步旅行方向指示定位电路

技术领域

本实用新型涉及传感检测和定位技术，具体涉及一种徒步旅行方向指示定位电路。

背景技术

徒步亦称远足、行山或健行，是指有目的的在城市的郊区、农村或者山野间进行中长距离的走路锻炼，徒步是户外运动中最为典型和最为普遍的一种。然而，徒步旅行的方式也存在风险，稍不注意也有可能发生意外尤其是迷路。因此，在徒步旅行时携带一款导航设备是非常必要的。

随着人类对于生活品质的追求和对探索自然的渴望等多方面需求日益提升，人们不断探寻更便携、更精准的导航仪器。与传统的无线电导航、GPS导航、惯性导航相比，指南针避免了电磁波传播过程易受影响的问题和GPS导航中卫星信号丢失而导致的无法正常使用的问题，其系统成本更低、能耗更低。

然而，传统的便携式指南针的基本构造属于机械的指针式，其用于指示的机械结构基本上没有改变，都是利用某种支撑使得磁针能够受到地磁场的影响而自由的旋转。由于机械的先天因素导致了指针式指南针在便携性、灵敏度、精度以及使用寿命上都有一定的限制，不利于徒步旅行携带。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种徒步旅行方向指示定位电路，准确、灵敏地进行徒步旅行方向指示和定位，并提高便携性。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种徒步旅行方向指示定位电路,包括:磁阻传感器、磁场测量模块、处理器、定位模块以及交互电路模块；所述磁阻传感器测量地磁场信号，并输入至磁场测量模块；所述磁场测量模块对地磁场信号进行放大和模数转换，并输入至处理器；所述处理器对磁场测量模块输入的信号进行处理后通过所述交互电路模块进行方位显示和方向导航；所述定位模块与处理器连接，用于进行定位追踪。

作为进一步优化，所述处理器采用STM32单片机。

作为进一步优化，所述交互电路模块包括：OLED液晶显示电路、蜂鸣器和指示灯电路；所述OLED液晶显示电路的SDL脚、SCL脚、CS脚、NRST脚和A0脚分别对应连接STM32单片机的PB15脚、PB13脚、PB12脚、NRST脚和PB1脚；所述蜂鸣器连接STM32单片机的PA9脚；所述指示灯电路包括三个发光二极管，所述三个发光二极管的正极分别连接STM32单片机的PA6脚、PA7脚、PA8脚，负极均接地。

作为进一步优化，所述磁阻传感器采用SEN-R65磁传感器。

作为进一步优化，所述磁场测量模块采用PNI11096磁场测量芯片，所述PNI11096磁场测量芯片SCLK脚、MISO脚、MOSI脚、SSNOT脚、RESET脚和DRDY脚分别对应连接STM32单片机的PA0-PA5脚。

作为进一步优化，所述定位模块采用GPS_NEO-6模块，所述GPS_NEO-6模块的RXD1脚和TXD1脚分别连接STM32单片机的PA9脚和PA10脚。

本实用新型的有益效果是：

采用磁场传感器和处理器对磁场进行测量和处理后指示方向，由于采用电子器件可以进行集成化设计，相对于传统采用机械结构的便携式指南针可以做的更小，更加便携，并且精度和灵敏度更高；而通过融入定位模块，使得本装置在方向指示的基础上还增加了追踪定位功能，提高徒步旅行的安全性；此外，通过由OLED液晶显示电路、蜂鸣器和指示灯电路组成的交互电路的设计，使得用户可以更加直观地查看当前方位、GPS位置等信息，交互更加人性化。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的徒步旅行方向指示定位电路框图；

图2为磁阻传感器和磁场测量模块的引脚连接图；

图3为STM32F103芯片与磁场测量模块以及交互电路的引脚连接图；

图4为GPS模块与STM32F103芯片的引脚连接图；

图5为OLED液晶显示与STM32F103芯片的引脚连接图。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种徒步旅行方向指示定位电路，准确、灵敏地进行徒步旅行方向指示和定位，并提高便携性。该电路包括:磁阻传感器、磁场测量模块、处理器、定位模块以及交互电路模块；所述磁阻传感器测量地磁场信号，并输入至磁场测量模块；所述磁场测量模块对地磁场信号进行放大和模数转换，并输入至处理器；所述处理器对磁场测量模块输入的信号进行处理后通过所述交互电路模块进行方位显示和方向导航；所述定位模块与处理器连接，用于进行定位追踪。

实施例：

如图1所示，本实施例中所设计的徒步旅行方向指示定位电路主要由磁阻传感器、PNI传感器模块、STM32F103单片机、GPS_NEO-6模块以及由OLED液晶显示屏、三个发光二极管以及蜂鸣器构成的交互电路组成；

各部分的具体实施情况说明如下：

1、磁阻传感器：

磁阻传感器是系统中最前端的信号测量器件，本实施例中采用SEN-R65传感器。SEN-R65传感器为固态元件，体积小，测量精度高，最小分辨率可达0.00015高斯，非常适合测量地球磁场。磁阻传感器SEN-R65测得的地磁场要传给磁场测量芯片PNI11096，把模拟量转换成数字量。磁阻传感器和PNI11096的连接电路如图2所示。

2、磁场测量模块：

由于地磁场非常的微弱，使用SEN-R65传感器转换后，其信号也是非常的微弱。磁场测量芯片PNI11096通过磁阻效应可以把磁场的变化转换成对应变化的电流，且集成了放大和模数转换电路，从而提高测量精度，此外，能够该芯片能够同时对3轴磁场强度(即x，y，z轴)进行测量，Z轴的磁场强度可以用来校正水平面，使得X，Y轴的测量更精确。

3、交互电路：

本实施例中的交互电路由OLED液晶显示屏、三个发光二极管以及蜂鸣器构成；其中，三个发光二极管和蜂鸣器负责定向导航提示，其与STM32F103芯片的连接如图3所示。

导航模式由用户选择好行进的方向角α，在定向过程中，将当前角度angle不断与α对比，小于α则右边指示灯闪烁，大于α则左边指示闪烁，等于α则中间指示灯闪烁；当指向南方时，蜂鸣器响。

由于OLED具有反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等特点，本实施例采用OLED液晶显示电路显示当前方位、GPS位置、日期和时间。OLED液晶显示电路与STM32F103芯片的引脚连接如图5所示。

4、GPS定位跟踪：

本实施例中采用GPS_NEO-6作为定位模块，GPS_NEO-6的RXD1和TXD1与STM32F103的PA9、PA10相连，用于发送位置信息进行跟踪，如图4所示。

整个系统中前端的SEN-65磁阻传感器负责测量地磁场的大小并将磁场的变化转化为微弱的电流变化，专用的磁场测量芯片PNI11096负责把磁阻传感器变化的电流(模拟量)转换成微控制器可以识别的数字量，然后通过芯片内部的SPI总线上传给微控制器。微控制器将表征当前磁场大小的数字量按照方位进行归一化等处理后通过直观的OLED进行方位显示，同时通过三个二极管构成简单方向导航系统。GPS_NEO-6作为通信模块进行追踪定位。整个系统具有指引方向和追踪定位功能。由于整个系统具有指引方向和追踪定位功能。OLED液晶显示器不能对方向和定位进行同时显示，可以通过设计独立按键电路进行方向和定位模式的选择，由STM32的PA12引脚外接独立按键即可。

Claims (6)

1.一种徒步旅行方向指示定位电路,其特征在于，

包括:磁阻传感器、磁场测量模块、处理器、定位模块以及交互电路模块；所述磁阻传感器测量地磁场信号，并输入至磁场测量模块；所述磁场测量模块对地磁场信号进行放大和模数转换，并输入至处理器；所述处理器对磁场测量模块输入的信号进行处理后通过所述交互电路模块进行方位显示和方向导航；所述定位模块与处理器连接，用于进行定位追踪。

2.如权利要求1所述的一种徒步旅行方向指示定位电路,其特征在于，

所述处理器采用STM32单片机。

3.如权利要求2所述的一种徒步旅行方向指示定位电路,其特征在于，

所述交互电路模块包括：OLED液晶显示电路、蜂鸣器和指示灯电路；所述OLED液晶显示电路的SDL脚、SCL脚、CS脚、NRST脚和A0脚分别对应连接STM32单片机的PB15脚、PB13脚、PB12脚、NRST脚和PB1脚；所述蜂鸣器连接STM32单片机的PA9脚；所述指示灯电路包括三个发光二极管，所述三个发光二极管的正极分别连接STM32单片机的PA6脚、PA7脚、PA8脚，负极均接地。

4.如权利要求2所述的一种徒步旅行方向指示定位电路,其特征在于，

所述磁阻传感器采用SEN-R65磁传感器。

5.如权利要求2所述的一种徒步旅行方向指示定位电路,其特征在于，

所述磁场测量模块采用PNI11096磁场测量芯片，所述PNI11096磁场测量芯片SCLK脚、MISO脚、MOSI脚、SSNOT脚、RESET脚和DRDY脚分别对应连接STM32单片机的PA0-PA5脚。

6.如权利要求2-5任意一项所述的一种徒步旅行方向指示定位电路,其特征在于，

所述定位模块采用GPS_NEO-6模块，所述GPS_NEO-6模块的RXD1脚和TXD1脚分别连接STM32单片机的PA9脚和PA10脚。

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