基于RM3100磁传感器的舰船磁场信号采集系统设计

罗静博，林春生，陈 浩

(海军工程大学 兵器工程学院，湖北 武汉 430031)

0 引 言

磁场信号是当前目标探测的一项重要探测源。磁场的测量已经用于各个领域，如地球物理学、空间科学、生物医学、工业探测和军事技术等[1,2]。其中，在军事领域中，水中兵器的攻防需要探测目标作为前提，而磁信号较为未定，不易受水体的干扰[3]。所以磁场的测量就显得极为重要。舰船、车辆、水中兵器等中型体量的铁磁性物体的探测是其中一项重要的研究内容。本文在此背景下设计了一种以RM3100为磁感元件，并通过MSP430单片机控制的磁场信号采集系统。

1 系统组成与工作原理

1.1 系统框架

该磁场信号采集系统组成由图1给出，包括磁传感器模块、主控模块、通信模块和供电模块。其中，RM3100磁传感器和MSP430单片机都遵循了低功耗的要求[4,5]。

图1 磁场信号采集系统

RM3100是采用3个地磁传感器，通过MagI2C中集成的施密特采样器直接输出数字信号，每个轴的磁场数字信号通过其补码的形式由四个字节传到主控单片机，最后通过串口的形式输出至上位机。系统实物图如图2所示。

图2 采集系统实物图

1.2 RM3100磁传感器

RM3100磁传感器是由PNI公司研发的一种三轴磁传感器。该传感器由2只Sen-XY-f地磁传感器、1只Sen-Z-f地磁传感器和MagI2C控制芯片组成，可以实现三分量磁场的测量[6]。其性能指标参数见表1。

表1 RM3100产品性能

2 系统硬件设计

该测量系统由4个模块组成，分别为磁传感器模块、主控模块、通信模块和供电模块。

2.1 磁传感器模块

磁传感器模块采用PNI公司研发的RM3100磁传感器。……