摘 要隨著人們對指南針的認(rèn)識的不斷深入，指南針從最初的機械構(gòu)造的指南針逐漸到了電子式的指南針。機械構(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，不再是機械結(jié)構(gòu)而采用了磁場傳感器和專用處理器對磁場進行測量和處理后指示方向。同時這不單單是指南針，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)實踐中發(fā)現(xiàn)了磁偏角的存在.他精辟地指出，這是因為地球上的磁極正好在南北兩極的緣故.指南針及磁偏角理論在遠洋航行中發(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，但由于其信號常被地形等因素影響，而且老年人使用尤其不方便，為彌補這一不足，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，解決了機械指南針測量不準(zhǔn)，定位不精確的技術(shù)問題，達到了又可以定位，又可以實現(xiàn)指示方向的技術(shù)效果。采用語音播報的技術(shù)設(shè)計，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，達到了一些老人不識字或者視力相對欠缺用聽力去彌補的技術(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單元的輸入端連接，定位模塊的輸出端與單片機單元的輸入端連接，單片機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聲器驅(qū)動的輸入端連接，揚聲器驅(qū)動的輸出端與揚聲器連接；電源模塊與單片機單元的電源口連接，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：

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

（2）HMC5883電子指南針傳感器模塊具有成本低，性價比高，測量精確，傳感器帶有的對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又能實現(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，揚聲器驅(qū)動為LM386運算放大器，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口與單片機單元的VCC口和GND口連接，電子指南針模塊的SCL口與單片機單元的P2.0口連接和經(jīng)阻值為5.1K的電阻與單片機單元的VCC口連接，電子指南針模塊的SDA口與單片機單元的P2.1口和經(jīng)5.1K的電阻與單片機單元的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，則會將數(shù)據(jù)傳到單片機單元，單片機單元會將數(shù)據(jù)顯示在顯示單元上，同時定位模塊也會將定位信息通過單片機單元將信息寫在顯示單元上，此時你會知道你處在什么位置并且可以指示方向，這種情況針對與對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的形式，將所在的方位和方向播報出來，方便老年人分辨方向。單片機的最小型系統(tǒng)，使用STC12C5204AD單片機作為主控單元，集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬件接口電路，穩(wěn)定性強，處理速度快，使用壽命長，具有極高性能價格比； HMC5883電子指南針傳感器模塊具有成本低，性價比高，測量精確，傳感器帶有的對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。相信在不遠的將來，我國的新型電子定位裝置產(chǎn)業(yè)也一定會迅猛發(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。研究方向為電子。

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