关于多功能定位指示系统的概述

摘 要随着人们对指南针的认识的不断深入，指南针从最初的机械构造的指南针逐渐到了电子式的指南针。机械构造的指南针在便携性、灵敏度、精度以及使用寿命上都有一定的限制。由于国外电子技术的飞速发展，特别是在磁传感器和专用芯片上的发展使指南针的有了质的飞跃，不再是机械结构而采用了磁场传感器和专用处理器对磁场进行测量和处理后指示方向。同时这不单单是指南针，此系统还加入了定位装置，方便我们知道自己的方位，使指南针的使用更有意义。

【关键词】多功能 定位 指示系统

北宋著名科学家沈括，在制作和应用指南针的科学实践中发现了磁偏角的存在.他精辟地指出，这是因为地球上的磁极正好在南北两极的缘故.指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用，使人们获得了全天候航行的能力，人类第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。

现代社会所使用的指南针主要有两种：

（1）根據地球磁场的有极性制作的地磁指南针，但这种指南针指示的南北方向与真正的南北方向不同，存在一个磁偏角；

（2）电子指南针，采用磁场传感器的磁阻（MR）技术，可很好地修正磁偏角的问题，现已大量用于GPS定位装置中。虽然GPS在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用，但由于其信号常被地形等因素影响，而且老年人使用尤其不方便，为弥补这一不足，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统介绍

本实用新型涉及定位指示技术领域，尤其涉及一种多功能定位指示系统，采用了以单片机系统为核心，集测量方位、定位及其控制系统为一位的技术方法，解决了机械指南针测量不准，定位不精确的技术问题，达到了又可以定位，又可以实现指示方向的技术效果。采用语音播报的技术设计，解决了一般指南针或者指示方向的装置只能看不能听的技术问题，达到了一些老人不识字或者视力相对欠缺用听力去弥补的技术效果。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：多功能定位指示系统，包括单片机单元、电子指南针模块、定位模块、语音芯片和显示单元；电子指南针模块的输出端与单片机单元的输入端连接，定位模块的输出端与单片机单元的输入端连接，单片机单元的输出端与语音芯片的输入端连接，语音芯片的输出端与扬声器驱动的输入端连接，扬声器驱动的输出端与扬声器连接；电源模块与单片机单元的电源口连接，电源模块的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与语音芯片的电源端连接；电子指南针模块、定位模块和显示单元的电源端与单片机单元的电源口连接。

与现有技术相比，新型多功能定位指示系统具有以下优点：

（1）使用STC12C5204AD单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，稳定性强，处理速度快，使用寿命长，具有极高性能价格比；

（2）HMC5883电子指南针传感器模块具有成本低，性价比高，测量精确，传感器带有的对于正交轴低敏感性的固相结构用于测量地球磁场的方向和大小，其测量范围从毫高斯到8高斯，灵敏度高，可靠性较好的传感器；

（3）此系统在电子指南针的基础上又加入了定位模块，使在指示方向的同时又能实现定位的功能，使电子指南针的指示方向的效果更明显，更方便。

2 关于新型多功能定位指示系统的构造分析

在STC12C5204AD单片机中，定位模块为NEO-6M卫星定位模块，电源模块为1.5V的干电池，语音芯片为ISD4004芯片，扬声器驱动为LM386运算放大器，显示单元为LCD12864液晶显示屏；电子指南针模块为HMC5883传感器；电子指南针模块的VCC和GND口与单片机单元的VCC口和GND口连接，电子指南针模块的SCL口与单片机单元的P2.0口连接和经阻值为5.1K的电阻与单片机单元的VCC口连接，电子指南针模块的SDA口与单片机单元的P2.1口和经5.1K的电阻与单片机单元的VCC口连接；所述的稳压电路包括AMS1117稳压芯片，AMS1117的输入端与电容C4、C5和电源模块的输出端VCC端连接，AMS1117的输出端与电容和3V端连接。电子指南针模块是用来指示方向的，当电子指南针模块指示好方向时，则会将数据传到单片机单元，单片机单元会将数据显示在显示单元上，同时定位模块也会将定位信息通过单片机单元将信息写在显示单元上，此时你会知道你处在什么位置并且可以指示方向，这种情况针对与对方向分不清并且在不熟悉的地方的人；若是一些老年人，他们可能听力或视力不好，这就可以通过语音播报的形式，将所在的方位和方向播报出来，方便老年人分辨方向。单片机的最小型系统，使用STC12C5204AD单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，稳定性强，处理速度快，使用寿命长，具有极高性能价格比； HMC5883电子指南针传感器模块具有成本低，性价比高，测量精确，传感器带有的对于正交轴低敏感性的固相结构用于测量地球磁场的方向和大小，其测量范围从毫高斯到8高斯，灵敏度高，可靠性较好的传感器；在指南针的基础上又完善了定位功能，使指示效果更明显，功能更强大。

随着电子定位系统的更新换代，多功能定位装置越来越广泛的应用到人们的生活中。相信在不远的将来，我国的新型电子定位装置产业也一定会迅猛发展。

参考文献

[1]梁久祯.无线定位系统[M].电子工业出版社，2013（02）.

[2]张志霞.单片机原理[M].水利水电出版社，20014（03）.

[3]姜志海，黄玉清，刘连鑫[M].单片机原理及应用（第3版）.电子工业出版社，2013（08）.

[4]周真，苑惠娟.传感器原理与应用[M].清华大学出版社，2011（07）.

[5]张志勇.现代传感器原理及应用[M].电子工业出版社，2014.

[6]何希才.稳压电源电路的设计与应用[M].中国电力出版社，2006.

作者简介

徐洋（1989-），女，河南省临颍县人。许昌电气职业学院教师，职称：助理级。研究方向为电子。

作者单位

许昌电气职业学院（许昌技师学院）电气系 河南省许昌市 461000endprint