一種氣壓溫濕度實時測量裝置及測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空勘探領域，尤指一種氣壓溫濕度實時測量裝置及測量方法。
【背景技術】
[0002]在航空地球物理勘探中，當要求測量精度更高時，不僅需要測量地球物理勘探必須的磁場、重力、電法等參數，也需要對地球物理勘探測量系統所處的環境參數進行同步測量，包括環境溫度、濕度、氣壓，以便對地球物理勘探測量進行校正，提高地球物理勘探測量精度。
[0003]目前對氣壓溫濕度的測量方法，一般是串行采樣，即采樣到氣壓信號后，再采樣溫濕度信號，然后由單片機進行數據處理，包括各種改正等，最后顯示出氣壓、溫度和濕度。
[0004]氣壓傳感器和溫濕度傳感器一般為數字信號輸出，在單片機發出測量氣壓和溫濕度的命令后，內部將模擬量轉換為數字量輸出。由于A/D模數轉換需要時間，并且轉換精度越高，轉換位數越多，轉換時間越長。如果采用現有的串行采樣技術進行氣壓、溫度和濕度測量，那么得到的數據將失去實時性;又因為一般氣壓溫濕度儀器內部沒有時鐘和數據存儲，無法與其他測量同步，無法進行后續數據處理。
【發明內容】
[0005]由于在航空地球物理勘探測量系統中各儀器一般選用GPS時鐘做同步信號，所以環境參數的測量儀器也需要內置時鐘，以便與其他地球物理勘探測量同步，為此發明了一種氣壓溫濕度實時測量裝置及測量方法。
[0006]由于單片機系統是基于單任務順序執行的機制，程序只能按單一的線索順序執行，在要求多任務實時性測量的場合，必須對單片機的機制進行改進。借助于定時器中斷機制，將單片機的運行時間劃分為許多小的時間片，將每個任務劃分為若干個小任務，每個小任務在自己的時間片內執行，從而造成微觀上各程序分時使用單片機，宏觀上并發運行的多任務實時測量的效果，同時內置實時時鐘，通過設置時鐘與GPS的時鐘一致，達到同步測量目的;增加文本文件的存儲電路，實現數據的連續存儲。
[0007]為達到上述目的，本發明提出了一種氣壓溫濕度實時測量裝置，該裝置包括:供電電路(1)、氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設置電路(5)、U盤存儲電路(6);供電電路(I)與氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設置電路(5)、U盤存儲電路(6)連接，單片機控制和時鐘設置電路(5)與氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、U盤存儲電路(6)連接;其中，供電電路(I)，用于給氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)、單片機控制和時鐘設置電路(5)、U盤存儲電路(6)提供工作電壓;氣壓采樣電路(2)，用于測量氣壓數據，發送至單片機控制和時鐘設置電路(5);溫濕度采樣電路(3)，用于測量溫濕度數據，發送至單片機控制和時鐘設置電路(5);實時時鐘電路(4)，用于提供實時時鐘數據，發送至單片機控制和時鐘設置電路(5);單片機控制和時鐘設置電路(5)，用于控制氣壓采樣電路(2)、溫濕度采樣電路(3)、實時時鐘電路(4)進行氣壓、溫濕度測量并記錄實時時鐘數據，實時采集氣壓數據、溫濕度數據，將所述氣壓數據、溫濕度數據以及與所述氣壓數據、溫濕度數據對應的實時時鐘數據發送至U盤存儲電路(6) ;U盤存儲電路(6)，用于將匹配有對應的實時時鐘數據的氣壓數據、溫濕度數據存儲至外部U盤。
[0008]進一步的，供電電路(I)包括:電池組、第一電壓調節器、第二電壓調節器、第一濾波電容、第二濾波電容、第三濾波電容;其中，電池組的正極連接第一濾波電容的一端、第一電壓調節器的IN管腳、/OFF管腳，電池組的負極連接地、第一濾波電容的另一端、第二濾波電容的一端、第三濾波電容的一端，第一電壓調節器的GND管腳、SET管腳接地，第一電壓調節器的OUT管腳連接第二濾波電容的另一端、第二電壓調節器的Vin管腳，第二電壓調節器的V-管腳連接第三濾波電容的另一端，第二電壓調節器的GND管腳接地。
[0009]進一步的，氣壓采樣電路(2)包括:第一晶振、氣壓傳感器、第四濾波電容、第五濾波電容、第一上拉電阻、第二上拉電阻;其中，第一晶振的V1管腳連接VCC管腳、第四濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調節器的Vciut管腳，第一晶振的GND管腳接地，第一晶振的OUT管腳連接氣壓傳感器的MCLK管腳，第四濾波電容的另一端接地，氣壓傳感器的GND管腳接地，氣壓傳感器的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P3.7管腳，氣壓傳感器的VDD管腳連接第五濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調節器的V-管腳，第五濾波電容的另一端接地，氣壓傳感器的DOUT管腳連接單片機控制和時鐘設置電路
(5)中單片機的P2.1管腳、第一上拉電阻的一端，氣壓傳感器的DIN管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P2.0管腳、第二上拉電阻的一端，第一上拉電阻的另一端連接第二上拉電阻的另一端、供電電路(I)中第二電壓調節器的Vciut管腳。
[0010]進一步的，溫濕度采樣電路(3)包括:溫濕度傳感器、第六濾波電容、第三上拉電阻；其中，溫濕度傳感器的GND管腳接地，溫濕度傳感器的DATA管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P3.6管腳、第三上拉電阻的一端，第三上拉電阻的另一端連接供電電路(I)中第二電壓調節器的Vciut管腳，溫濕度傳感器的SCK管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P3.5管腳，溫濕度傳感器的VDD管腳連接第六濾波電容的一端、供電電路(I)中第二電壓調節器的V-管腳，第六濾波電容的另一端接地。
[0011 ]進一步的，實時時鐘電路(4)包括:時鐘芯片、第七濾波電容、第一頻率補償電容、第二晶振、備份電池、第三上拉電阻、第四上拉電阻、第五上拉電阻；其中，時鐘芯片的VCC2管腳連接供電電路(I)中第一電壓調節器的OUT管腳、第七濾波電容的一端，第七濾波電容的另一端接地，時鐘芯片的Xl管腳連接第二晶振的一端、時鐘芯片的X2管腳連接第二晶振的另一端、第一頻率補償電容的一端，第一頻率補償電容的另一端接地，時鐘芯片的GND管腳接地，時鐘芯片的VCCl管腳連接備份電池的正極，備份電池的負極接地，時鐘芯片的SCLK管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P2.4管腳、第三上拉電阻的一端，時鐘芯片的1管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P2.2管腳、第四上拉電阻的一端，時鐘芯片的/RST管腳連接單片機控制和時鐘設置電路(5)中單片機的P2.3管腳、第五上拉電阻的一端，第三上拉電阻的另一端連接供電電路(I)中第一電壓調節器的OUT管腳、第四上拉電阻的另一端、第五上拉電阻的另一端。
[0012]進一步的，單片機控制和時鐘設置電路(5)包括:單片機、第八濾波電容、第九濾波電容、第十濾波電容、第二頻率補償電容、第三頻率補償電容、第三晶振、第六上拉電阻、第七上拉電阻、第八上拉電阻、第一按鍵開關、第二按鍵開關、第三按鍵開關;其中，單片機的XTALl管腳連接第二頻率補償電容的一端、第三晶振的一端，第二頻率補償電容的另一端連接地、第三頻率補償電容的一端，單片機的XTAL2管腳連接第三晶振的另一端、第三頻率補償電容的一端;單片機的MONEN管腳連接供電電路(I)中第二電壓調節器的Vcmt管腳、單片機的第一 VDD管腳、第八濾波電容的一端，單片機的第一 DGND管腳連接地、第八濾波電容的另一端;單片機的第二VDD管腳連接供電電路(I)中第二電壓調節器的Vcmt管腳、第九濾波電容的一端，單片機的第二 DGND管腳連接地、第九濾波電容的另一端；單片機的第三VDD管腳連接供電電路(I)中第二電壓調節器的Vciut管腳、第十濾波電容的一端，單片機的第三DGND管腳連接地、第十濾波電容的另一端;單片機的Pl.3管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D3管腳，單片機的Pl.4管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D4管腳，單片機的Pl.5管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D5管腳，單片機的Pl.6管腳連接U盤存儲電路(6)中文件管理控制芯片的D6管腳，單片機的Pl.7管腳連接U盤存儲電路
(6)中文件管理控制芯片的D7管腳;單片機的P3.1管腳連接第六上拉電阻的一端、第一按鍵開關的一端，單片機的P3.2管腳連接第七上拉電阻的一端、第二按鍵開關的一端，單片機的P3.3管腳連接第八上拉電阻的一端、第三按鍵開關的一端，第六上拉電阻的另一端連接第二電壓調節器的Vciut管腳、第七上拉電阻的另一端、第八上拉電阻的另一端，第一按鍵開關的另一端、第二按鍵開關的另一端、第三按鍵開關的另一端分別接地。
[0013]進一步的，U盤存儲電路(6)包括:文件管理控制芯片、U盤插座、第一下拉電阻、第二下拉電阻、第三下拉電阻、限流電阻、第十一濾波電容、第十二濾波電容、第十三濾波電容、上電復位電容、第四頻率補償電容、第四晶振;其中，文件管理控制芯片的V3管腳連接第二電壓調節器的Vciut管腳、第十一濾波電容的一端，第十一濾波電容的另一端連接地、文件管理控制芯片的GND管腳、第四頻率補償電容的一端，文件管理控制芯片的XI管腳連接第四晶振的一端，第四晶振的另一端連接文件管理控制芯片的XO管腳、第四頻率補償電容的另一端;文件管理控制芯片的VCC管腳連接第二電壓調節器的Vciut管腳、文件管理控制芯片的PCS#管腳、第十二濾波電容的一端，第十二濾波電容的另一端接地;文件管理控制芯片的RSTI管腳連接上電復位電容的一端，上電復位電容的另一端連接第二電壓調節器的Vcmt管腳、第一下拉電阻的一端、第二下拉電阻的一端、第三下拉電阻的一端，第一下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的TXD管腳，第二下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的RXD管腳，第三下拉電阻的另一端連接文件管理控制芯片的AO管腳;U盤插座的第一引腳連接限流電阻的一端、第十三濾波電容的一端，限流電阻的