[发明专利]一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法

说明书

一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法，包括一种基于量子效应的磁场测量系统，用于将环境磁场信息转换为模拟信号；模数转换子板，用于将输入的磁场信号模拟量转换为数字信号，并通过FMC标准接口将数字信号发送给ZYNQ控制和计算母板；ZYNQ控制和计算母板，用于实时处理测量得到的磁场信息，并将磁场测量结果发送给上位机系统；上位机系统，用于系统的启停执行、参数设置和测量结果接收显示。本发明采用FMC接口连接数模转换子板和ZYNQ控制计算母板的硬件结构，便于多通道扩展，利用上位机软件系统进行人机交互，实现了板级磁场测量实时读出，对于基于量子力学原理的磁场测量系统的应用具有重要的价值。

技术领域

本发明涉及数据采集技术、磁场测量技术领域，尤其涉及一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法。

背景技术

磁场测量实时读出方法是指从传感单元实时读出携带磁场测量信息的模拟信号，并对其进行计算处理快速得到磁场测量信息，其实时处理的能力对于军事和医学等领域有着重要的意义。

磁测量实时读出方法的核心是数据采集和数据计算单元，作为磁测量系统的重要组成部分必须具有大数据接收和处理的能力。针对这一目的，现有的方案有两种，第一种高速数据采集卡通过高速接口连接至计算机，计算机进行数据读取和计算，这种方法虽然具有通用性，但是过度依赖数据接口速度和计算机存储空间。另一种方案是在数据采集卡上集成FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、SRAM(Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器)等芯片，用于数据的缓存和实时计算，这种方案对SRAM的容量提出较高要求，同时对FPGA的逻辑资源和运行速度要求较高。

发明内容

本发明为解决现有的磁场测量实时读出方法存在的大数据难缓存和运算能力不足等问题，提出一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用基于量子效应的磁场测量系统将环境磁场信息转换为可测量的环境磁场模拟信号；

步骤2，利用模数转换子板将所述环境磁场模拟信号转换成环境磁场数字信号；

步骤3，利用ZYNQ控制和计算母板对所述环境磁场数字信号进行处理得到环境磁场测量结果；

步骤4，利用上位机系统实时读出所述环境磁场测量结果。

所述步骤4中的上位机系统包括以下步骤的运行操作流程：步骤210，系统运行；步骤220，信号截取位置设置；步骤230，递推平均次数设置；步骤240，开始磁场测量；步骤250，磁场测量结果显示。

所述上位机系统包括以下，设备启动执行指令，信号截取位置选择，递推平均次数指定，磁场测量结果显示。

所述ZYNQ控制和计算母板对所述环境磁场数字信号进行处理依次包括信号截取、乒乓传输、递推式平均和信号积分。

所述上位机系统采用Labview系统。