一种具有USB接口的新型电子罗盘的制作方法

本实用新型涉及微机电系统(mems)技术领域，尤其是一种具有usb接口的新型电子罗盘。

背景技术：

随着电子技术、通信技术的发展，对电子产品智能化的要求也越来越高，越来越多的电子产品需要具备对周围环境的感知能力。以微机电系统(mems)为代表的微型传感器族群因运而生。常见的mems器件包括加速度计、陀螺仪、磁场传感器等。

在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器被广泛应用。电子罗盘体积小，重量轻，精度高，其输出信号通过处理后可以实现数字化，可被各种处理器进行处理后，作为设备感知外部环境的依据。电子罗盘具有抗摇动和抗振动的特性，且测向精度高，对干扰场有电子补偿，从而应用在各种导航领域中。

目前的电子罗盘大都一体化集成设置在各种设备中、作为一款设备的一部分功能存在，实现该设备的导向或导航功能，当电子罗盘出现损坏、无法实现其导航功能时，需要对设备进行拆除、才能更换坏掉的电子罗盘，不便于使用。并且对于不配备导向或导航功能的集成设备(例如：老式车载设备)来说，该集成设备已经一体成型，可能无法直接加入具有导航功能的电子罗盘，导致使用者面临设备需要更换的情况。这样的情况会极大增加设备使用者的财务负担，甚至影响项目进度。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的具有导航功能的电子罗盘集成设置在设备中、不便于安装更换电子罗盘的问题，提供一种具有usb接口的新型电子罗盘，在电子罗盘中配置磁场和加速度传感器使其具有导航功能，并设置usb接口模块，便于与外部设备的连接、拆分使用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有usb接口的新型电子罗盘，包括：磁场传感器和中央处理器，所述磁场传感器的数据输出端与所述中央处理器的第一数据采集端连接，以向所述中央处理器传输其采集到的磁场数据；加速度传感器、usb接口模块、以及电压转换器；

其中，所述usb接口模块用于与外部设备连接、并接收所述外部设备的外部供电电源；

所述usb接口模块并与所述电压转换器的输入端连接；所述电压转换器的输出端分别与所述磁场传感器、中央处理器以及加速度传感器的供电端口连接；

所述电压转换器用于将所述usb接口模块接收到的外部供电电压转换为内部供电电源，为所述磁场传感器、中央处理器加速度传感器、以及存储器供电；

所述加速度传感器的数据输出端与所述中央处理器的第二数据采集端连接，以向所述中央处理器传输其采集到的加速度数据；

所述中央处理器的第一数据输出端通过usb线路与所述usb接口模块连接，以通过所述usb接口模块向所述外部设备传输所述磁场数据和加速度数据。

优选的，上述电子罗盘还包括存储器，所述电压转换器的输出端与所述存储器的供电端口连接，以为所述存储器供电；

所述存储器的数据采集端与所述中央处理器的第二数据输出端连接，以接收所述中央处理器向其传输的磁场数据和加速度数据、并存储所述磁场数据和加速度数据。

优选的，所述存储器的容量为2kb。

优选的，所述中央处理器的第一数据采集端、第二数据采集端、第二数据输出端为i2c接口；

所述中央处理器与所述磁场传感器、所述加速度传感器以及所述存储器基于i2c总线协议进行数据交互。

优选的，所述中央处理器为armcortex-m3stm32。

优选的，所述中央处理器上配置有cpu调试接口，用于接收外部对其进行的调试控制。

优选的，所述电压转换器为5v转3.3v的电压转换器，其用于将5v外部供电电压转换为3.3v的内部供电电源。

优选的，上述电子罗盘还包括led指示灯，所述led指示灯的接收端与所述中央处理器的第三数据输出端连接，以在所述中央处理器的电平信号触发下闪烁显示。

优选的，所述加速度传感器为mma7361三轴加速度传感器；所述磁场传感器为hmc5883l三轴磁场传感器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、该电子罗盘集成加速度传感器以及磁力传感器、集成性能高，并通过设置usb接口模块与外部设备的连接、拆分使用，在导向和导航应用中可以大幅度增加外部设备的使用场景，使得外部设备功能更全面；且采用独立mcu控制，使电子罗盘运行更加稳定高效。

2、该电子罗盘配置2kb存储器，用于存储采集到的磁场和加速度数据，配置存储器，可使本罗盘在接入不同设备时，之前的测量数据以及配置信息也可被当前设备读取从而拓展本罗盘的使用场景和范围。

3、集成高精度的mma7361三轴加速度传感器与hmc5883l三轴磁场传感器，使电子罗盘能够进行高精度导航；并采用armcortex-m3stm32为中央处理器，stm32具有处理速度快、低功耗、小型化等优点，利于电子罗盘设备整体设备的小型化。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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。

实施例1

图1示出了本实用新型示例性实施例的具有usb接口的新型电子罗盘，包括：磁场传感器和中央处理器，加速度传感器、usb接口模块、以及电压转换器；

其中，所述usb接口模块用于与外部设备连接、并接收所述外部设备的外部供电电源；所述usb接口模块并与所述电压转换器的输入端连接；所述电压转换器的输出端分别与所述磁场传感器、中央处理器以及加速度传感器的供电端口连接；

所述电压转换器用于将所述usb接口模块接收到的外部供电电压转换为内部供电电源，为所述磁场传感器、中央处理器加速度传感器、以及存储器供电；所述磁场传感器的数据输出端与所述中央处理器的第一数据采集端连接，以向所述中央处理器传输其采集到的磁场数据；所述加速度传感器的数据输出端与所述中央处理器的第二数据采集端连接，以向所述中央处理器传输其采集到的加速度数据；所述中央处理器的第一数据输出端通过usb线路与所述usb接口模块连接，以通过所述usb接口模块向所述外部设备传输所述磁场数据和加速度数据。

在本实施例中，中央处理器通过其usb连接器(usb接口模块)与其他外部设备(外部智能设备)连接和通信。并支持usb5v供电(外部设备的5v外部供电电源)接口简单、通用且可靠性高。通过电子罗盘的内部电压转换器将5vusb电压转换为3.3v电源，供电子罗盘内部各个功能器件使用。在该电子罗盘中集成磁场传感器、加速度传感器来接收环境中的磁场数据、加速度数据，两个传感器将其采集到的数据转换为数字信号通过i2c接口发送到中央处理器该中央处理器上还配置有cpu调试接口，便于对其进行的调试控制。中央处理器能够将其接收到的数据处理成usb信号，通过usb接口模块传输至其连接的外部设备，usb接口连接的外部智能设备能够将该usb信号进行识别解析，最终转换为可供用户读取的实际方向，以完成相应的导航、导向功能。

实施例2

进一步的，该电子罗盘单独配备2kb存储器用于存储信息(传感器采集到的磁场和加速度数据)，存储器也接受电压转换器的3.3v供电。并且存储器的数据采集端与所述中央处理器的第二数据输出端连接，以接收所述中央处理器向其传输的磁场数据和加速度数据、并存储所述磁场数据和加速度数据。通过罗盘自身携带的存储器，可使本罗盘在接入不同设备时，之前的测量数据以及配置信息也可被当前设备读取从而拓展本罗盘的使用场景和范围。

在本实施例中，中央处理器使用armcortex-m3stm32、使用高精度的mma7361三轴加速度传感器与hmc5883l三轴磁场传感器，使电子罗盘能够进行高精度导航。具有处理速度快、低功耗、小型化等优点，利于电子罗盘设备整体设备的小型化。同时配备电源及系统运行指示灯(led指示灯)，所述led指示灯的接收端与中央处理器的第三数据输出端连接，以在所述中央处理器的电平信号触发下闪烁显示，用于保证罗盘运行状态的及时反馈。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。