专利名称：内置gps功能的金属探测器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属探测器领域技术，尤其是指一种内置GPS功能的金属探测器电路。
背景技术：
金属探测器利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场，这个磁场能在金属物体内部产生涡电流，涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声。然而，现有之金属探测器均不具备全球定位系统(GPS)，在利用现有技术之金属探测器进行金属探测的过程中，由于各种原因(如电量不足需要更换电池、遇到突变的天气等)需要中断金属探测作业时，为了便于以后在中断位置上继续进行金属探测作业，通常的做法是由使用者手工记录探测地点的大致地理位置和情况。此种方式虽然可以使使用者重新回到原探测地进行金属探测作业，然而，当采集数据包含大量样品的结果和地理位置的数据后，统计的结果经常由于人为误差会造成地理位置信息的不及时、不详细和不准确，进而导致整个探测过程出现混乱，费时费力，给使用者的金属探测作业带来很多不便之处。

实用新型内容有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种内置GPS 功能的金属探测器电路，其能有效解决现有之金属探测器由于不具备全球定位系统(GPS) 而给使用者的金属探测作业带来不便的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案一种内置GPS功能的金属探测器电路，包括有微控制器、金属检测部分和人机接口部分；该金属检测部分和人机接口部分均与微控制器连接，进一步包括有GPS部分，该 GPS部分包括有GPS模块、地磁传感器和重力传感器；该GPS模块与微控制器连接，该GPS模块用于实时获取当前点的位置信息以及与目标点的直线距离；该地磁传感器和重力传感器均与GPS模块连接，该地磁传感器和重力传感器结合完成电子指南针功能。作为一种优选方案，所述金属检测部分包括有发射线路和接收线路；其中，该发射线路包括有发射线圈和驱动放大模块；前述微控制器、驱动放大模块和发射线圈依次连接，由微控制器经过驱动放大模块而驱动发射线圈，使发射线圈向地下发送低频信号；该接收电路包括有接收线圈、前级放大模块、同步解调模块、第一滤波放大模块、 正交解调模块、第二放大滤波模块、模拟复用开关和A/D芯片；该接收线圈、前级放大模块、 同步解调模块、第一滤波放大模块、模拟复用开关、A/D芯片和微控制器依次连接，同时，该前级放大模块连接正交解调模块，该正交解调模块连接第二滤波放大模块，该第二滤波放大模块连接模拟复用开关；该接收线圈的放置根据感应平衡原理，在无金属目标出现时，该接收线圈上的感应电压接近于零，一旦有金属目标出现破坏前述的感应平衡状态，则接收线圈上会出现与发射电路中同频率的交变信号，交变信号与原发射信号之间存在一定的相移信号，该相移信号是被用于区分金属类别的主要参量；接收线圈上微弱的感应信号经过前级放大以及分路正交解调，进而通过滤波放大，得到与金属目标对应的同相分量包络信号和正交分量包络信号，两路包络信号经过模拟复用开关轮流选通，然后经过A/D芯片模数转换，使得包络信号的数据被微控制器所获取。 作为一种优选方案，所述人机接口部分包括有按键网络、IXD模块和音频输出端； 该按键网络、LCD模块和音频输出端均与微控制器连接，该按键网络为用户提供良好的控制接口，该LCD模块向用户提供最直接的视觉信息，该音频输出端完成对应的音频信号的输出ο 作为一种优选方案，所述GPS模块与地磁传感器的连接采用I2C协议接口。作为一种优选方案，所述GPS模块与重力传感器的连接采用I2C协议接口。作为一种优选方案，所述GPS模块与微控制器之间的通信采用RS232串行通信接□。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知一、通过设置有GPS部分，配合利用其GPS模块与地磁传感器以及重力传感器的结合，实时显示当前位置距离目标区域的距离以及目标方位，直至再次回到目标区域，可重新切换会金属检测模式继续进行勘测活动，能够及时、快速、准确回到目标区域，不会造成探测过程出现混乱，省时省力，为使用者的金属探测作业提供便利性。二、其地磁传感器和重力传感器均采用I2C协议接口与GPS模块连接，利用该地磁传感器和重力传感器结合完成电子指南针功能，可实时获取当前点相对目标点的方位信息，对回归目标区域进行实施导航，产品使用更方便。三、其GPS模块与微控制器之间的通信采用RS232串行通信接口，利用RS232串行通信接口具有较高的数据传输效率，可非常方便地与微控制器进行实时通信。为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，
以下结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

[0019]图1是本实用新型之较佳实施例的工作原理示意图。[0020]附图标识说明[0021]10、微控制器20、金属检测部分[0022]21、发射电路211、发射线圈[0023]212、驱动放大模块22、接收电路[0024]221、接收线圈222、前级放大模块[0025]223、同步解调模块224、第一滤波放大模块[0026]225、正交解调模块226、第二滤波放大模块[0027]227、模拟复用开关228, A/D 芯片[0028]229、相移信号30、人机接口部分[0029]31、按键网络32、LCD模块[0030]33、音频输出端40、GPS部分41、GPS模块42、地磁传感器43重力传感器。
具体实施方式
请参照图1所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有微控制器10、金属检测部分20和人机接口部分30和GPS部分40。其中，该金属检测部分20用于完成金属探测功能，其包括有发射线路21和接收线路22 ο该发射线路21包括有发射线圈211和驱动放大模块212 ；前述微控制器10、驱动放大模块212和发射线圈211依次连接，由微控制器10经过驱动放大模块212而驱动发射线圈211，使发射线圈211向地下发送低频信号，根据电磁感应原理发射线圈211内的交变电流会产生交变磁场。该接收电路22包括有接收线圈221、前级放大模块222、同步解调模块223、第一滤波放大模块224、正交解调模块225、第二放大滤波模块226、模拟复用开关227和A/D芯片 228;该接收线圈221、前级放大模块222、同步解调模块223、第一滤波放大模块224、模拟复用开关227、A/D芯片2 和微控制器10依次连接，同时，该前级放大模块222连接正交解调模块225，该正交解调模块225连接第二滤波放大模块226，该第二滤波放大模块2 连接模拟复用开关227 ；工作时，该接收线圈221的放置根据感应平衡原理，在无金属目标出现时，该接收线圈221上的感应电压接近于零，一旦有金属目标出现破坏前述的感应平衡状态，则接收线圈221上会出现与发射电路21中同频率的交变信号，交变信号与原发射信号之间存在一定的相移信号229，该相移信号2 是被用于区分金属类别的主要参量；接收线圈221上微弱的感应信号经过前级放大模块222放大以后，分路进入正交解调模块225， 进而通过第二滤波放大模块2 滤波放大，得到与金属目标对应的同相分量包络信号和正交分量包络信号，两路包络信号经过模拟复用开关227轮流选通，然后经过A/D芯片2 模数转换，使得包络信号的数据被微控制器10所获取，微控制器10内部执行金属检测算法， 最终判别金属类别，深度，尺寸等参数。该人机接口部分30包括有按键网络31、IXD模块32和音频输出端33 ；该按键网络31、LCD模块32和音频输出端33均与前述微控制器10连接，该按键网络31包括有七个用于基本操作的按键，包括模式选择，灵敏度选择，音量级别选择等功能，为用户提供良好的控制接口 ；该LCD模块32向用户提供最直接的视觉信息，包括当前模式，当前金属目标类别，当前深度，当前信号强度，当前音量级别等信息；该音频输出端33完成对应的音频信号的输出，辅助显示面板提供金属检测过程中的伴随信息给到用户，使用四种音调，以及五种音量级别的不同音频信号提示用户不同的检测状态以及目标金属性质。该GPS部分40包括有GPS模块41、地磁传感器42和重力传感器43 ；该地磁传感器42和重力传感器43均采用I2C协议接口与GPS模块41连接，该地磁传感器42和重力传感器43结合完成电子指南针功能，可实时获取当前点相对目标点的方位信息；该GPS模块41与前述微控制器10连接，该GPS模块41用于实时获取当前点的位置信息以及与目标点的直线距离，GPS模块41通过I2C接口获取电子罗盘数据，结合自身的定位数据，通过内部的软件算法，实时地将位置、距离、方位、时间等信息提供给微控制器10，GPS模块41与微控制器10之间的通信采用RS232串行通信接口，可非常方便的与微控制器10进行实时通信；内置GPS模块41完成对金属检测活动的重要辅助作用，当用户在检测过程中发现重要检测目标区域时，可通过模式键切换至GPS保存子模式对当前位置信息进行保存，而且该信息存储在EEPROM中，不会因为电量不足或者更换电池而丢失；当想再次回到保存过的检测区域时，可选择进入GPS加载子模式，根据保存的目标区域名选择加载目标区域，此时金属探测器会更换角色为导航仪，引导用户走向目标区域，并且由于GPS模块41与地磁传感器42以及重力传感器43的结合，仪器会实时显示当前位置距离目标区域的距离以及目标方位，直至再次回到目标区域，可重新切换会金属检测模式继续进行勘测活动。详述本实施例的工作原理如下如图1所示，通过人机接口部分30控制微控制器10工作执行金属探测作业首先，由微控制器10经过驱动放大模块212而驱动发射线圈211，使发射线圈211 向地下发送低频信号，根据电磁感应原理发射线圈211内的交变电流会产生交变磁场。接着，在无金属目标出现时，该接收线圈221上的感应电压接近于零，一旦有金属目标出现破坏前述的感应平衡状态，则接收线圈221上会出现与发射电路21中同频率的交变信号，交变信号与原发射信号之间存在一定的相移信号229，该相移信号2 是被用于区分金属类别的主要参量；接收线圈221上微弱的感应信号经过前级放大模块222放大以后， 分路进入正交解调模块225，进而通过第二滤波放大模块2 滤波放大，得到与金属目标对应的同相分量包络信号和正交分量包络信号，两路包络信号经过模拟复用开关227轮流选通，然后经过A/D芯片2 模数转换，使得包络信号的数据被微控制器10所获取，微控制器 10内部执行金属检测算法，最终判别金属类别、深度、尺寸等参数。然后，当用户在检测过程中发现重要检测目标区域时，可通过模式键切换至GPS 保存子模式对当前位置信息进行保存，而且该信息存储在EEPROM中，不会因为电量不足或者更换电池而丢失；当想再次回到保存过的检测区域时，可选择进入GPS加载子模式，根据保存的目标区域名选择加载目标区域，此时金属探测器会更换角色为导航仪，引导用户走向目标区域，并且由于GPS模块41与地磁传感器42以及重力传感器43的结合，仪器会实时显示当前位置距离目标区域的距离以及目标方位，直至再次回到目标区域，可重新切换会金属检测模式继续进行勘测活动。本实用新型的设计重点在于首先，通过设置有GPS部分，配合利用其GPS模块与地磁传感器以及重力传感器的结合，实时显示当前位置距离目标区域的距离以及目标方位，直至再次回到目标区域，可重新切换会金属检测模式继续进行勘测活动，能够及时、快速、准确回到目标区域，不会造成探测过程出现混乱，省时省力，为使用者的金属探测作业提供便利性。其次，其地磁传感器和重力传感器均采用I2C协议接口与GPS模块连接，利用该地磁传感器和重力传感器结合完成电子指南针功能，可实时获取当前点相对目标点的方位信息，对回归目标区域进行实施导航，产品使用更方便。再者，其GPS模块与微控制器之间的通信采用RS232串行通信接口，利用RS232串行通信接口具有较高的数据传输效率，可非常方便地与微控制器进行实时通信。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变
化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种内置GPS功能的金属探测器电路，包括有微控制器、金属检测部分和人机接口部分；该金属检测部分和人机接口部分均与微控制器连接，其特征在于进一步包括有GPS 部分，该GPS部分包括有GPS模块、地磁传感器和重力传感器；该GPS模块与微控制器连接， 该GPS模块用于实时获取当前点的位置信息以及与目标点的直线距离；该地磁传感器和重力传感器均与GPS模块连接，该地磁传感器和重力传感器结合完成电子指南针功能。
2.根据权利要求1所述的内置GPS功能的金属探测器电路，其特征在于所述金属检测部分包括有发射线路和接收线路；其中，该发射线路包括有发射线圈和驱动放大模块；前述微控制器、驱动放大模块和发射线圈依次连接，由微控制器经过驱动放大模块而驱动发射线圈，使发射线圈向地下发送低频信号；该接收电路包括有接收线圈、前级放大模块、同步解调模块、第一滤波放大模块、正交解调模块、第二放大滤波模块、模拟复用开关和A/D芯片；该接收线圈、前级放大模块、同步解调模块、第一滤波放大模块、模拟复用开关、A/D芯片和微控制器依次连接，同时，该前级放大模块连接正交解调模块，该正交解调模块连接第二滤波放大模块，该第二滤波放大模块连接模拟复用开关；接收线圈上微弱的感应信号经过前级放大以及分路正交解调，进而通过滤波放大，得到与金属目标对应的同相分量包络信号和正交分量包络信号，两路包络信号经过模拟复用开关轮流选通，然后经过A/D芯片模数转换，使得包络信号的数据被微控制器所获取。
3.根据权利要求1所述的内置GPS功能的金属探测器电路，其特征在于所述人机接口部分包括有按键网络、LCD模块和音频输出端；该按键网络、LCD模块和音频输出端均与微控制器连接，该按键网络为用户提供良好的控制接口，该音频输出端完成对应的音频信号的输出。
4.根据权利要求1所述的内置GPS功能的金属探测器电路，其特征在于所述GPS模块与地磁传感器的连接采用I2C协议接口。
5.根据权利要求1所述的内置GPS功能的金属探测器电路，其特征在于所述GPS模块与重力传感器的连接采用I2C协议接口。
6.根据权利要求1所述的内置GPS功能的金属探测器电路，其特征在于所述GPS模块与微控制器之间的通信采用RS232串行通信接口。
专利摘要本实用新型公开一种内置GPS功能的金属探测器电路，包括有微控制器、金属检测部分、人机接口部分和GPS部分；该金属检测部分和人机接口部分均与微控制器连接；该GPS部分包括有GPS模块、地磁传感器和重力传感器；该GPS模块与微控制器连接，该GPS模块用于实时获取当前点的位置信息以及与目标点的直线距离；该地磁传感器和重力传感器均与GPS模块连接，该地磁传感器和重力传感器结合完成电子指南针功能；藉此，配合利用GPS模块与地磁传感器以及重力传感器的结合，实时显示当前位置距离目标区域的距离以及目标方位，直至再次回到目标区域，能够及时、快速、准确回到目标区域，不会造成探测过程出现混乱，省时省力，为使用者的金属探测作业提供便利性。
文档编号G01V3/10GK202217068SQ20112025446
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者向志文, 杜明辉, 杨运勋, 范振粤, 范立斌, 袁仁坤, 辜大光 申请人:东莞市南星电子有限公司