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专利号: 2024113589573
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:包括通信控制子模块、通信控制主模块、传感器控制子模块和原子强磁计模块;

通信控制主模块包含交换机电路单元(1)、时钟晶振单元(2)和稳压电源电路单元(3);

通信控制子模块中设有以太网通信单元(4)和主控芯片(5);交换机电路单元(1)连接若干个通信控制子模块中的以太网通信单元(4),以太网通信单元(4)用于实现通信控制主模块与通信控制子模块之间的数据和指令的传输;以太网通信单元(4)连接通信控制子模块的主控芯片(5);

传感器控制子模块中设有加热控制单元(9)和激光控制单元(10),主控芯片(5)连接加热控制单元(9)和激光控制单元(10);

原子强磁计模块中设有加热单元(11)和激光器单元(13),所述加热控制单元(9)连接加热单元(11),加热单元(11)紧贴一个原子气室(12)的表面,进而对原子气室(12)进行加热;温度传感单元(14)连接加热单元(11),用于采集加热单元(11)的温度值;

激光控制单元(10)连接激光器单元(13),激光器单元(13)连接原子气室(12);光电传感单元(15)连接激光器单元(13),将原子气室(12)和激光器单元(13)作用后输出的光信号转化为电信号;

通信控制子模块设有A/D转换单元(8),数字信号处理单元(7)和D/A转换单元(6);

所述温度传感单元(14)和光电传感单元(15)与通信控制子模块中A/D转换单元(8),A/D转换单元(8)将电信号转化为数字信号;

数字信号处理单元(7)与A/D转换单元(8)连接,根据写入的数字信号处理程序,对采集数据的数字值进行锁相放大处理,提高信号的信噪比;

D/A转换单元(6)连接数字信号处理单元(7),用于将锁相放大处理完成的数据数字值转换成模拟值,并发送给主控芯片(5)。

2.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:交换机电路单元(1)、时钟晶振单元(2)和稳压电源电路单元(3)均通过金手指接口(16)与以太网通信单元(4)上的以太网通信接口(41)连接;金手指接口(16)由若干并排的导电触片组成,导电触片材料为镀金的铜板,能够增大接口的接触面积,从而减少接触电阻,提高信号传递效率。

3.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:通信控制主模块的交换机电路单元(1)可连接十五个通信控制子模块中的以太通信单元(4)。

4.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:所述以太网通信单元(4)的网络接口数据链路层包括物理层PHY芯片,主控芯片(5)内设有数据链路层MAC内核,所述物理层PHY芯片通过RMII介质接口与数据链路层MAC内核连接。

5.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:以太网通信单元(4)的网络层,采用DHCP协议,根据各通信控制子模块的主控芯片(5)的MAC地址动态分配IP地址;以太网通信单元(4)的网络层采用IPv4协议、ICMP协议、ARP协议,实现对各主控芯片(5)的MAC地址和IP地址的寻址,对数据包进行分片、重组以及丢包处理。

6.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:以太网通信单元(4)的传输层,采用TCP传输协议,建立可靠的通信连接。

7.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:以太网通信单元(4)的应用层与传输层采用Socket接口进行连接,应用层在上位机中以原子强磁计的通信控制界面呈现;所述原子强磁计通信控制界面可设置原子磁强计温度、激光波长、激光功率等参数。

8.一种根据权利要求1所述的多通道原子磁强计控制系统,其特征在于:所述主控芯片

5采用STM32芯片,通过写入STM32的主控程序控制加热控制单元(9)和激光控制单元(10)正常工作。