HMR3000数字罗盘模块解读.doc

HMR3000数字罗盘模块用户指南1、 概述Honeywell的HMR3000数字罗盘模块使用磁阻传感器和两轴倾斜传感器来提供航向信息带有电子常平架的罗盘即使倾达40°，也能给出精确的航向HMR3000内部全部使用表面贴装元件，不含有任何的移动元件，所以非常可靠和坚固这个低功耗、小体积的装置带有非铁磁性金属外壳，便于安装固定在任何一个平台上HMR3000便于使用，极其多样化允许用户对罗盘的输出进行组态，包括六种NMEA标准信息的组合，改变磁场计的测量参数以适应不同应用的需要等完善的罗盘自动标定程序将修正平台的磁影响磁场计的宽动态范围（±1G或100μT）允许HMR3000工作在当地较大的磁场下2、 开始了解HMR30002.1 辨别产品HMR3000罗盘模块有三种不同的选型（1） 带有RS232或RS485接口的电路板（2） 带有RS232或RS485接口，带有外壳的罗盘模块（3） 演示装置（只有RS232接口）在选型（1）中，接口形式清楚地标路板上，在选型（2）中，清楚地标在产品标签上选型（3）只有RS232接口2.2 安装对于演示装置，接口和电源电缆包括在其中（参见“电连接”一节）对于其他的HMR3000选型，用户自己应按照下表制作带有标准9针阴连接器的电缆。

电源只接到第9针或第8针上对于多数应用，连接好表1中所列出的几个管脚就可以了，而第1、4、6和7针在HMR3000工作中执行特定的功能，平时应保持其开路（维持逻辑高电平）见表1关于所有管脚的定义）有关HMR3000和PC机COM口的连线图请参见图1名称In/Out针号说明TxD/AOut2RS232发送/RS485发送-接收信号RxD/BIn3RS232接收/RS485发送-接收返回GNDIn5电源和信号的公共地6-15VIn9未稳压的电源输入5VIn8经过稳压的电源输入表1 HMR3000在平常操作时的管脚定义（参见表3的完整的定义）注意：在8脚上加的电压不要超过+5.5V，以免对元件造成损坏2.3 HMR3000到计算机RS232的连接图2.4 电连接用上述电缆将HMR3000和PC机的COM口连接起来给HMR3000供电（未经稳压的输入为6-15V，经稳压的输入为5V）如果客户购买的是HMR3000演示装置，使用提供的电源和接口电缆连接HMR3000和PC机COM口确认交流电压的选择（110V或220V）提供给HMR3000的直流电压应在6V至15V之间2.5 通讯-RS232选项HMR3000与外部的主机通过RS232或RS485的标准，使用简单的ASCII指令字符串进行通讯。

主机可通过这些指令直接操作HMR3000选择RS232通讯方式，有一个对用户友好的图形接口软件，可用于对罗盘进行直接操作RS232选项连同罗盘模块提供给客户一套PC演示接口软件，客户可以通过RS232口对HMR3000进行组态这个软件适用于与IBM PC兼容的计算机、带有MS WINDOWS 3.11，Windows 95或Windows 97，允许HMR3000和PC机之间通讯，对HMR3000组态，接收罗盘的输出，记录和获得罗盘的信息这个PC演示接口软件还可以演示输入/输出的选项，是学习了解HMR3000的一个重要的工具2.6 安装PC演示软件客户将收到两张3.5”的软盘从第一张软盘上运行Setup.exe根据第一张软盘上的提示在计算机上安装对PC机的要求：最低要求 PC486/33MHZ Windows 3.1,Windows 95或97操作系统 VGA 2Mb硬盘空间（如果记录获得的数据则需更多的空间） RS232串口推荐 P5/120MHZ Windows 3.1,Window 95或97操作系统 SVGA 1024*768 Microsoft Excel (6.0或更高版本)，用来获得和输出数据（选项）注：如果PC图象处理功能较慢，或PC同时运行其他软件，HMR3000演示软件的图象的变化会比较慢。

2.7 得到HMR3000的输出的数据当电源和接口电缆连接好，软件在PC机中安装好以后，便可以开始从HMR3000获取罗盘数据了在PC演示软件的窗口下双击图标，选择相应的COM口和19200波特率工厂设定为19200）在屏幕上将会出现信息块，表明微程序语言的版本出现这一信息块表明安装和连接正确在PC演示界面下激活“Tune Parameters”的菜单，（从parameter菜单或使用Tune按钮）罗盘处于RUN模式下（连续输出），没有信息输出（所有输出句子的输出速率在出厂时设置为0）设定HPR句子的输出速率为825（Tune Page\Serial Output）现在罗盘可以按每分钟825条句子的速率输出航向、俯仰和横滚数据激活Display\View界面，Display\Monitor NMEA Sentences界面来看输出Diagnostics\View Log是另一种检查罗盘数据的选择注意要使“Log all messages”选择被激活（在Diagnositics\Options菜单中的logging一页）注：为使View\Interface被激活，应选择一个非零的HPR信息速率。

罗盘显示航向和倾斜的信息需要快速的处理器(Pentium)，以便足够快的响应罗盘的输出速度较慢的计算机会在罗盘输出和显示间有较长的延时所有被选择的NMEA信息将在“Display\Monitor NMEA Sentences”中被更新HMR3000的输出可以被改变为包括所有六个NMEA句子或六个句子中的任意部分，每个句子可有自己的速率用户可以使用“Capture Mode”来捕获一段信息到某一文件中Diagnostics\Options菜单）用户还可以通过PC演示界面软件修改HMR3000的测量参数2.8 HMR3000的组态下面是一些可以在安装时和经常地访问的基本参数控制磁场计操作、航向输出和报警阈值等高级参数将在“组态参数”（Configuration Parameters section）一节中叙述2.9 使用PC演示界面激活Tune Parameters的按钮进行组态功能参数/说明位于范围磁偏角/Declination磁偏角磁北和地理北的夹角在磁航向上加上磁偏角得到航向真值General page±0-180°±0-3200mils输出信息和速率Output Message and FiltersHDG,HDT,XDR,HPR,RCD,CCD的NMEA句子输出，速率单位是每分钟句子数目Serial Output page没有或所有0-1200/min数据或滤波Data FiltersTC1用于IIR滤波器的时间常数0- 2551=72ms航向输出Heading OutputL和S非线性滤波器的平滑系数D1L=0表示不执行L<256偏向角Deviation偏向角罗盘的正向和平台的的正向方向的夹角。

在罗盘的指向上加上偏向角得到平台的指向General page±0-180°±0-3200mils表2 安装时和经常访问的参数2.10 通讯-RS485选项带有RS485接口的HMR3000的操作和组态通过主机的直接命令输入来完成没有图形界面可提供见“组态参数”一节的叙述图2为HMR3000和计算机的连线图HMR3000罗盘模块的RS485接口为半双工，即发射和接收电路使用同一对传输线HMR3000必须禁止它的发射器允许接收来自主机的字符如罗盘工作在“Run”的模式下，例如产生重复的输出，那么“Run/Stop”的插脚（第6号插脚）在主机试图发送命令前应强制其为低电平见“硬件中断”一节的叙述2.11 安装当在你的运载工具或平台上安装HMR3000时，为获得最佳特性，需遵守下列规则：位置：使HMR3000尽可能远离任何可能产生磁场的地点和铁磁性的金属物体HMR3000内部的磁传感器具有较大的磁场范围（±1G或100μT），而地球最大的磁场为0.65G(65μT)，所以在大多数平台上传感器不会饱和罗盘内部的标定和补偿程序可以有效地补偿附加在地磁场上的静态磁场，但不能对交流或直流电流产生的变化的磁场进行补偿。

水平：HMR3000带有电子常平架，所以不需使罗盘完全水平但是为获得最大的倾斜变化范围，罗盘应安装成水平状态，当运载工具或平台处于正常工作位置时初始方向：罗盘的正向可以和平台的正向成任意夹角使用偏向角（Deviation）参数将罗盘的磁方向转化为运载工具或平台的磁方向或真值方向2.12 标定所有的磁罗盘必须标定，来补偿地磁场外的其他磁场，以获得精确的航向地磁场外的磁场是由主平台产生的，因此与罗盘的安装位置有关通过执行一个简单的程序，HMR3000可以补偿诸如硬铁磁场的静态环境磁场经标定程序发现的磁场分量仅对于罗盘的特定的位置和方向是有效的如果罗盘改变了安装位置或平台的磁特性发生了变化，罗盘需重新标定，否则会产生航向误差罗盘的标定是依照制造厂商规定的标定步骤来完成的在这一过程中罗盘为补偿算法收集数据这一标定过程的目的是对于主平台系统在许多可能的方向下的磁场分量进行采样将主平台系统旋转360°或使其行驶一个圆圈（如果主平台是车辆的话），可使罗盘对它所在的磁场环境进行采样HMR3000的标定即可以使用插入的标定方法（Built-in Calibration Method），也可以使用PC演示软件，两者标定的结果是一样的。

插入的标定方法（Built-in Calibration Method）这一方法使用迭代的过程来计算硬铁偏置通常情况下275次迭代可以得出满意的结果标定的过程一直继续直到达到这一迭代次数将HMR3000置于标定模式下（发给命令，#F33.4=0*51） 缓慢地转动平台两周，在平台允许范围内尽可能多地变化俯仰和横滚角度通常这一过程需进行2分钟通过命令#26C？*31来检查迭代次数HMR3000将回答#nnnn*hh信息，其中nnnn为迭代次数如果该值小于275，继续进行标定过程直到该值达到275为止在这一过程的最后发出指令（#2FE.2=1*67）将结果存于EEPROM中将罗盘返回操作模式发给指令：#F33.4=1*50）这种方法用于当硬铁磁场较小时PC演示软件界面的方法PC Demo Interface Software Method三维标定（3D Calibration）;。