本实用新型属于地下管线绘图领域，具体涉及一种公共地下管线绘图仪。
背景技术：
随着国民经济不断发展，城市扩建速度不断加快，公共基础设施也越来越丰富，水电、燃气、宽带等已经成为居民生活的必需品。因此，对应设施的控制管理程度、维修保养的质量、更新完善的速度等因素不仅影响着城市的规划与发展，随着住宅小区的地下管线绘制技术将迎来一个发展的高潮，也会影响到城市居民的生活质量。
但不同于道路和社区地下管线探测的是，公共地下管线的种类繁杂，分支较多，并且导线直径较细。这些因素都使得准确绘制出公共地下管线的种类、粗细、走向、断点的难度大大增加。
技术实现要素：
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是一种公共地下管线绘图仪，解决现在技术中难以在分支较多并且导线直径较细的公共区域，准确绘制出地下管线的种类、粗细、走向、断点的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种公共地下管线绘图仪，具体包括电磁探测模块、光流采集模块、驱动模块、定向模块、波形整形模块、主控制器模块、通信模块、显示模块。其中，电磁探测模块的输出端与波形整形模块连接，主控制器模块的输入端分别与光流采集模块、驱动模块、定向模块、波形整形模块的输出端相连接，主控制器模块的输出端与通信模块相连接，通信模块的输出端与显示模块相连接。
进一步，上述电磁探测模块又包括振荡电路、放大电路、稳压电源、压控滤波器、程控放大器、外部时钟电路、选频滤波电路，振荡电路的信号输入至放大电路。放大电路和稳压电源的信号输出至压控滤波器，压控滤波器和外部时钟电路的信号输出至程控放大电路，程控放大电路的信号输出至选频滤波电路。
光流采集模块又包括光流传感器模块和电源模块，电源模块的信号输出至光流传感器模块。
驱动模块又包括电机模块、电源模块，电源模块的信号输出至电机模块。
定向模块又包括电子罗盘模块和电源模块，电源模块的信号输出至电子罗盘模块。
通信模块又包括蓝牙模块1、蓝牙模块2，蓝牙模块1的信号输出至蓝牙模块2。
显示模块包括PC机、UART转串口模块、用户界面，PC机的输出信号显示在用户界面。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益技术效果：
1.公共地下管线绘图仪的工作模式多样，可以根据探测情况进入不同工作模式，进行寻迹模式、自动搜索管线模式或手动控制模式。
2.可以实时确定位置坐标保持精准定位，由于电子罗盘获实时获取当前方向下地磁场在X、Y轴的分量，计算出当前方向角，以保证光流传感器的坐标系与大地坐标系保持相对静止。
3.具有成本低、响应速度快、精度高、体积小、携带使用方便灵活的优点。
4.可以在探测条件相对恶劣的情况下工作，稳定性很高，不受环境因素制约，弥补了在GPS信号较弱情况下工作的技术问题。
5.可以完成在地下管线种类繁杂、分支较多、支路数量多、直径细的管线绘图。
6.公共地下管线绘图仪的界面实时显示探测仪当前坐标值，并在其X-Y图界面稳定、精准绘制探测仪所寻迹的金属管线的形状。在未探测到金属管线时停止绘图，保证轨迹图真实性。
附图说明
图1为本实用新型系统结构示意图；
图2为本实用新型振荡电路原理图；
图3为本实用新型放大电路原理图；
图4为本实用新型电源模块原理图；
图5为本实用新型光流传感器模块原理图；
图6为本实用新型波形整形模块原理图；
图7为本实用新型主控制板模块原理图；
图8为本实用新型UART转串口电路原理图；
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并予以实施。
如图1所示，本实用新型公共地下管线绘图仪包括：电磁探测模块1、光流采集模块2、驱动模块3、定向模块4、波形整形模块5、主控制器模块6、通信模块7、显示模块8。其中电磁探测模块1的输出端与波形整形模块5相接，主控制器模块6的输入端与光流采集模块2、驱动模块3、定向模块4、波形整形模块5、主控制器模块6相接，主控制器模块6的输出端与通信模块7相接，通信模块7的输出端与显示模块8 相接。
所述电磁探测模块1包括振荡电路、放大电路、稳压电源、压控滤波器、程控放大器、外部时钟电路、选频滤波电路。放大电路和稳压电源的信号输出至压控滤波器，压控滤波器和外部时钟电路的信号输出至程控放大电路，程控放大电路的信号输出至选频滤波电路。
如图2所示，所述振荡电路在进行探测时，谐振回路的金属线圈检测到金属，则电感L1的Q值就会变化，由以公式可以看出，谐振频率减小时电感增加，谐振频率增大时电感减小。电路的谐振频率也影响着金属探测的精度，当谐振频率高时线圈产生的磁场的交变频率会更高，由波形图可得一周期为32.180ns，取倒数可得频率约为 31KHz。
如图3所示，所述放大电路采用LM158芯片，其作用是对正弦交流信号进行放大。 LM158的输出端串联一个22μF的电解电容滤除放大后信号中的高频杂波，并接上一个 1M电阻与放大器的反相输入端相连，构成负反馈。并在反相端接一100K分压电阻；为了反相端输入电压稳定接上一个100nF旁路电容。输入端串连一个47μF的电解电容滤除高频杂波，一个1M限流电阻，和分别为100K、100K的分压电阻以及一个10μF 的旁路电容。
驱动模块3包括光流传感器模块、电源模块2。定向模块4包括电子罗盘模块、电源模块3。
所述通信模块7包括蓝牙模块1、蓝牙模块2。
如图4所示，所述电源模块电LM2596和AMS1117两款芯片组成，LM2596输出电流较大，因此输出负责电机驱动模块的供电，AMS1117波纹系数低，电压更加稳定，因此负责其他数字芯片的供电。此外ME6217C33降压芯片将AMS1117输出的5V电压转换为 3.3V供单片机使用。
所述光流采集模块2包括光流传感器模块和电源模块1。电源模块1的信号输出至光流传感器模块。如图5所示，所述光流传感器模块光流传感模块集成了ADNS3080光学传感芯片、STM32F103T8U6和一块电源芯片。所述它的内部包含了一个图像采集系统, 一个数字信号处理器，和一个四线串行端口，它通过镜头和照明系统获得表面图像，然后讲图像交由DSP处理，比较每帧图像之间像素值的映射关系，从而确定运动的方向和距离。DSP计算出相对位移值后，外部主控制器从传感器的串行接口(SPI)读取并将数据转成PS2或USB信号，将他们发送至PC端上位机处理。所述STM32F103芯片将从ADNS3080处读取的SPI信号转成TTL信号，并将一定协议发出。
如图6所示，所述波形整形模块用施密特触发器实现，施密特触发器可以将把变化缓慢的输入信号整形成陡峭的矩形方波；同时，它还能凭借其高低电平的阈值触发电压来提高抗干扰能力。所述电路使用了74LS132D施密特触发与非门，正相反相电压触发阈值分别为1.6V和0.8V。输入端接了一个10K的偏置电阻到电源和地，使输出信号为方波。输出端正接和反接一个稳压二极管二极管作为瞬态高压保护，对输出的方波再用74HC04N反相器进行反相，便成了可供单片机使用的了0/4VTTL电平。
如图7所示，所述主控制器模块由ATMEGA328P单片机作为主控制器与金属探测、电机驱动模块对应引脚相连，通过程序设计来实现对这些功能模块的控制，采集所需的数据传送到单片机进行处理。
如图8所示，所述UART转串口电路模块的USB差分信号经由该芯片转换为UART 信号，并与主控芯片ATMEGA328P通过UART串口建立通信实现程序下载或数据通信的功能。
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。