一种低频电磁感应信号接收电路的制作方法

本实用新型属于室内定位技术领域，具体涉及一种低频电磁感应信号接收电路。

背景技术：

室内定位从最初开始，基本上都是采用无线电(即RSS，ReceivedSignalStrength原理)，红外线，超声波这几种传播介质作为定位方案的实现载体。在这样的情况之下也有各个高校，各大公司研制出了许多种室内定位方案，如MITOxygen项目开发的Cricket系统，Cricket定位系统基于超声波和射频信号的到达时间差来实现定位，还有诺基亚采用的HAIP技术，该技术需要在室内安装一种定位发射台，蓝牙模块与之通信，通过这两者之间的通信完成定位，以及由微软开发的RADAR系统，该系统是最早的基于WiFi网络的定位系统，它采用射频指纹匹配方法，即从指纹库中查找最接近的几个邻居，取它们坐标的平均作为定位目标的坐标估计数据。

现有的定内定位技术主要包括激光定位、超声波定位、视频定位、超宽带定位、RFID、WiFi定位等，而各种技术在成本上都比较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本实用新型提出了一种低频电磁感应信号接收电路。

本实用新型的技术方案是：一种低频电磁感应信号接收电路，包括微处理器、选频网络模块、运放模块、谐振模块和电源模块，所述谐振模块接收低频电磁感应发射信号，谐振模块的输出端与运放模块的输入端连接，所述运放模块的输出端与所述选频网络模块的输入端连接，所述选频网络模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述电源模块向微处理器供电。

进一步地，所述谐振模块中电容C3的一端与运放模块连接，电容C3的另一端与电感L2连接，所述电感L2的另一端接地。

进一步地，所述运放模块中第一运算放大器的同相端分别与电阻R8及电阻R14连接，电阻R8的另一端分别与电容C5及电阻R9连接并接地，电阻R14的另一端分别与电阻R15、电阻R16及电容C8连接，所述电阻R16及电容C8的另一端均接地，所述电阻R15的另一端连接供电电压VDD；第一运算放大器的的反相端分别与电阻R2及电阻R4连接，所述电阻R2的另一端与第一运算放大器的输出端连接，所述电阻R4的另一端分别与电容C5和电阻R9的另一端、及电阻R5连接，所述电阻R5的另一端与电容C3的一端连接；第一运算放大器的输出端与电容C4连接；

所述运放模块中第二运算放大器的同相端与电阻R10连接，所述电阻R10的另一端分别与电阻R11、电阻R13及电容C7连接，所述电阻R13及电容C7的另一端均接地，所述电阻R11的另一端连接供电电压VDD；第二运算放大器的的反相端分别与电阻R3及电阻R6连接，所述电阻R3的另一端与第一运算放大器的输出端连接，所述电阻R6的另一端与电容C4的另一端连接；第二运算放大器的输出端与电阻R7连接。

进一步地，所述选频网络模块中电阻R7的一端与第二运算放大器的输出端连接，所述电阻R7的另一端分别与电阻R12、电容C6及微处理器连接，电阻R12及电容C6的另一端均接地。

进一步地，所述微处理器包括QD4单片机，所述QD4单片机的引脚3连接供电电压VCC，引脚4接地，引脚8与电阻R7的另一端连接，输入低频电磁感应信号。

进一步地，所述电源模块中稳压芯片的引脚1分别与电阻R1及电容C1连接，所述电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，所述电容C1的另一端接地，所述二极管D1的正极分别与电源接口J1的引脚2及供电电压VDD连接，所述电源接口J1的引脚1接地，所述稳压芯片的引脚5和3均接地，稳压芯片的引脚4连接供电电压VCC，稳压芯片的引脚2分别与电感L1及二极管D2的负极连接，所述电感L1的另一端与稳压芯片的引脚4及电容C2连接，所述二极管D2的正极接地，所述电容C2的另一端接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过谐振模块接收低频电磁感应发射信号，再经运放模块和选频网络模块进行放大滤波后，输入至微处理器进行处理，具有成本低、精度高等优点，能够应用在室内服务机器人、扫地机器人等系统中，提升产品的市场应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的低频电磁感应信号接收电路的原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，为本实用新型的低频电磁感应信号接收电路的原理示意图。一种低频电磁感应信号接收电路，包括微处理器、选频网络模块、运放模块、谐振模块和电源模块，所述谐振模块接收低频电磁感应发射信号，谐振模块的输出端与运放模块的输入端连接，所述运放模块的输出端与所述选频网络模块的输入端连接，所述选频网络模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述电源模块向微处理器供电。

上述谐振模块采用LC谐振电路，用来耦合发射端辐射出来的磁场；其中电容C3的一端与运放模块连接，电容C3的另一端与电感L2连接，所述电感L2的另一端接地。电容C3和电感L2构成接收天线，接收低频电磁感应信号。谐振模块采用电容C3和电感L2组成的谐振网络可以感应辐射信号，从而得到接收信号s(t)，接收信号s(t)中包含了信号的频率和幅度数据。

上述运放模块采用放大器对低频电磁感应信号能量进行放大，其中第一运算放大器的同相端分别与电阻R8及电阻R14连接，电阻R8的另一端分别与电容C5及电阻R9连接并接地，电阻R14的另一端分别与电阻R15、电阻R16及电容C8连接，所述电阻R16及电容C8的另一端均接地，所述电阻R15的另一端连接供电电压VDD；第一运算放大器的的反相端分别与电阻R2及电阻R4连接，所述电阻R2的另一端与第一运算放大器的输出端连接，所述电阻R4的另一端分别与电容C5和电阻R9的另一端、及电阻R5连接，所述电阻R5的另一端与电容C3的一端连接；第一运算放大器的输出端与电容C4连接；运放模块首先通过电阻R5、电阻R9和电容C5组成一个RC滤波器，进一步对信号进行滤波，从而提高信号的信噪比；电阻R15、电阻R16构成分压电路为第一运算放大器提供偏置电压，电容C8使第一运算放大器只放大交流信号，不放大直流信号；运放模块通过R4和R2构成放大网络，将接收信号进行放大，提高接收信号的能量；第一运算放大器放大后的接收信号通过电容C4输入至第二运算放大器。

运放模块中第二运算放大器的同相端与电阻R10连接，所述电阻R10的另一端分别与电阻R11、电阻R13及电容C7连接，所述电阻R13及电容C7的另一端均接地，所述电阻R11的另一端连接供电电压VDD；第二运算放大器的的反相端分别与电阻R3及电阻R6连接，所述电阻R3的另一端与第一运算放大器的输出端连接，所述电阻R6的另一端与电容C4的另一端连接；第二运算放大器的输出端与电阻R7连接，所述电阻R7的另一端分别与电阻R12、电容C6及微处理器连接，电阻R12及电容C6的另一端均接地。运放模块通过电阻R11、电阻R13构成分压电路为第二运算放大器提供偏置电压，电容C7使第二运算放大器只放大交流信号，不放大直流信号；运放模块通过R6和R3构成放大网络，将接收信号进行放大，提高接收信号的能量。

上述选频网络模块采用低频滤波器滤除噪声干扰，其中电阻R7的一端与第二运算放大器的输出端连接，所述电阻R7的另一端分别与电阻R12、电容C6及微处理器连接，电阻R12及电容C6的另一端均接地。选频网络模块通过电阻R7、电阻R12、电容C6构成选频网络，将二级放大后的接收信号输出至微处理器。

上述微处理器采用NXP公司的经典8位QD4单片机，所述QD4单片机的外围电路具体为：QD4单片机的引脚1为RESET引脚，QD4单片机的引脚2为BKGD引脚，QD4单片机的引脚3连接供电电压VCC，QD4单片机的引脚4接地，QD4单片机的引脚8与电阻R7的另一端连接，输入低频电磁感应信号。微处理器接收选频网络模块处理后的接收信号，对接收信号的幅度和频率进行处理。

微处理器还包括BDM接口，BDM接口的引脚1为BKGD引脚，与QD4单片机的BKGD引脚连接，BDM接口的引脚2接地，BDM接口的引脚4为RESET引脚，与QD4单片机的RESET引脚连接，BDM接口的引脚6连接供电电压VCC。本实用新型通过将BDM接口作为微处理器的配置接口，可以实现对微处理器进行配置和程序加载。

上述电源模块采用稳压芯片LM2576及外围电路组成5V稳压电源为MCU供电，其中稳压芯片的引脚1分别与电阻R1及电容C1连接，所述电阻R1的另一端与二极管D1的负极连接，所述电容C1的另一端接地，所述二极管D1的正极分别与电源接口J1的引脚2及供电电压VDD连接，所述电源接口J1的引脚1接地，所述稳压芯片的引脚5和3均接地，稳压芯片的引脚4连接供电电压VCC，稳压芯片的引脚2分别与电感L1及二极管D2的负极连接，所述电感L1的另一端与稳压芯片的引脚4及电容C2连接，所述二极管D2的正极接地，所述电容C2的另一端接地。电源模块通过稳压芯片LM2576及外围电路实现输入直流12V到直流5V的变换，提供微处理器的工作电平。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。