GPS ( спутниковая система навигации ) - это устройство, которое стало эффективным инструментом в области наблюдения, отслеживания и научного использования. Модуль GPS основан на технологии спутниковой навигации, которая предоставляет информацию о времени и местоположении при любых погодных условиях в любой точке земного шара. Основное назначение системы GPS - определить местонахождение человека или транспортного средства. Приемник GPS обеспечивает точное местоположение объекта с точки зрения долготы и широты, а также предоставляет услуги синхронизации, позиционирования и надежной навигации для пользователей в любом месте и в любое время на Земле.
Связь GPS с микроконтроллером 8051
Система GPS в основном использует 24-32 спутника для предоставления данных пользователям. Эта система стала очень важной для мировой навигации, и она полезна для отслеживания, наблюдения, маркировки путей и карт и многого другого..
Но прежде чем познакомиться с этой системой GPS, давайте получим представление о том, как GPS взаимодействует с 8051 микроконтроллер это небольшое приложение, основанное на GPS. Он описывает использование GPS-модуля или приемника для определения долготы и широты своего местоположения. Данные, полученные от GPS-приемника, обрабатываются микроконтроллером 8051 для получения их значений в виде долготы и широты. Связь GPS с микроконтроллером 8051 и значения местоположения отображаются на ЖК-дисплее.
GPS-интерфейс с микроконтроллером 8051:
Блок-схема GPS взаимодействие с микроконтроллером 8051 показано ниже. Он состоит из модулей GPS, MAX 232, микроконтроллера 8051 и ЖК-дисплея.
Блок-схема взаимодействия GPS с микроконтроллером 8051
MAX232 - это интегральная схема, которая используется для преобразования логических уровней транзистора (TTL) в RS232 логические уровни через последовательная связь ATmelsмикроконтроллеры с ПК. Контроллер работает на логическом уровне TTL 0-5В..Но последовательная связь USART с ПК работает по стандартам RS232 (от -2,5 В до + 2,5 В). Это затрудняет поиск прямой ссылки для общения друг с другом.
Микроконтроллер AT89C51 - это 8-битный микроконтроллер, принадлежащий к семейству Atmel 8051. Он имеет 4 КБ флэш-памяти PEROM (программируемая и стираемая постоянная память для чтения и 128 байт ОЗУ. Ее можно программировать и стирать слишком много раз.
А 16 × 2 ЖК дисплей представляет собой электронный дисплей, который очень часто используется во многих устройствах и схемах. Эти дисплеи предпочтительнее 7-сегментные дисплеи .
Принцип работы модуля GPS:,он всегда передает последовательные данные в форме предложений. Значения долготы и широты местоположения содержатся в предложении. Чтобы общаться по USART или UART вам просто нужно три основных сигнала: TXD, RXD и GND - чтобы вы могли взаимодействовать UART с микроконтроллером 8051 .
Основная цель здесь - найти точное местоположение GPS-приемника с точки зрения долготы и широты. Модуль GPS предоставляет выходные данные в формате логического уровня RS232. Для преобразования формата RS232 в формат TTL используется линейный преобразователь MAX232. Он подключается между модулем GPS и микроконтроллером AT89C51. Блок-схема подключения GPS к 8051 показана на схеме выше. Значения местоположения отображаются на ЖК-дисплее, который подключен к микроконтроллеру .
Схема подключения GPS к микроконтроллеру:
Компоненты схемы: микроконтроллер AT89C51, модуль GPS, MAX 232 IC , ЖК-дисплей, плата программирования, аккумулятор или адаптер постоянного тока 12 В, кристалл 12 МГц. Резисторы, конденсаторы.
Схема соединения интерфейса GPS с микроконтроллером следующая:
Схема подключения GPS к микроконтроллеру
MAX232 предназначен для последовательной связи. Контакт 3 приемника модуля GPS подключен к контакту 13 R1IN, а выходной контакт MAX 232 подключен.к RxDpin10 микроконтроллера. Контакты 1,2 и 3 микроконтроллера AT89C51 подключены к контактам управления (RS, R / W и EN) ЖК-дисплея. Выводы данных ЖК-дисплея подключены к порту p2 контроллера. Значения долготы и широты отображаются на ЖК-дисплее.
В приведенном выше сопряжение GPS с микроконтроллером Приемник GPS всегда передает данные в формате NMEA по протоколу RS232. В этом формате NMEA значения долготы и широты точного местоположения доступны в предложении GPRMC. Эти значения взяты из стандартов NMEA и отображаются на ЖК-дисплее.
Используя протокол UART, контроллер получает данные от модуля GPS, а затем извлекает значения долготы и широты из полученных сообщений, наконец, отображает их на ЖК-дисплее.
Извлечение значений широты и долготы из формата NMEA:
Первые шесть символов, полученные от модуля GPS, сравниваются со строкой GPRMC..Если строка совпадает, то вам нужно подождать, пока вы не получите две запятые рядом, символ указывает, активирован ли модуль GPS или нет. Если следующий символ - «A», то GPS активирован, в противном случае он не активирован..Опять же, вам придется подождать, пока не появится запятая. Следующие 9 символов определяют ШИРОТУ. Еще раз подождите, пока не получите две запятые - следующие 10 символов указывают ДОЛГОТУ.
Если вы хотите проверить значения ШИРИНЫ и ДОЛГОТЫ точного местоположения без какого-либо кодирования, используйте программное обеспечение TRIMBLE STUDIO. Когда вы подключаете модуль GPS, это программное обеспечение напрямую выдает долготу, широту, скорость, время, высоту и время. Он обеспечивает точное местоположение на картах Google. Эта информация собирается в определенном строковом формате, который декодируется модемом GPS. Модем GPS выдает выходные данные в строковом формате, который называется NMEA, а стандартное предложение GPS объясняется ниже.
$ GPGGA, 080146.00, 2342.9185, N, 07452.7442, E, 1,06, 1.0, 440.6M, -41.5, M ,, 0000 * 57
- Строка всегда начинается со знака «$».
- GPGGA: данные о фиксации глобальной системы позиционирования
- Запятая (,) определяет разделение между двумя значениями.
- 080146.00: время по Гринвичу как 08 часов: 01 минута: 46 секунд: 00 м секунд
- 2342.9185, N: широта 23 градуса: 42 минуты: 9185 секунд северной широты
- 07452.7442, E: долгота 074 градуса: 52 минуты: 7442 секунды восточной долготы
- 1: количество исправлений 0 = недопустимые данные, 1 = достоверные данные, 2 = исправление DGPS
- 06: Количество просматриваемых спутников
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: высота (высота над уровнем моря в метрах)
- -41,5, M: высота геоидов
- ¬_, данные DGPS
- 0000: Данные DGPS
- * 57: Контрольная сумма
Приложения взаимодействия GPS с микроконтроллером 8051
Технология GPS теперь присутствует во всем: от наручных часов, мобильных телефонов до транспортных контейнеров, Банкомат(Банкоматы) и бульдозеры. GPS повышает производительность во многих отраслях экономики, включая строительство, сельское хозяйство, добычу полезных ископаемых, доставку пакетов, геодезию, банковские системы ифинансовые рынки и др.Немного услуги беспроводной связи не может работать без GPS.
Приложения взаимодействия GPS с микроконтроллером 8051
Эта система используется в управлении автопарком, автомобильной и морской навигации.
- Он используется для отображения и отслеживания устройств.
- Он используется в личном позиционировании и во многих встроенныйсистемаоснованные проекты чтобы узнать точное местонахождение автомобиля или человека.
- Используя GPS, можно также произвести точный расчет времени относительно GMT.
- Определение значений долготы и широтыизформат NMEA.
Таким образом, все дело в взаимодействии GPS с микроконтроллером 8051, это технология, которая может использоваться во многих электронные инженерные проекты Чтобы узнать точное местонахождение транспортного средства, используйте метод GPS и другие навигационные системы, работающие через спутники и наземные станции. Информацию об автомобиле можно просмотреть на цифровомкартас помощью программного обеспечения. Даже данные могут быть сохранены и загружены в компьютер с устройства GPS на базовой станции, а позже их можно будет использовать для анализа.
