GPS on erittäin hyödyllinen laite, jota käytetään monissa elektroniikkaprojekteissa ja sovelluksissa, kuten ajoneuvojen seurantajärjestelmä, GPS-kello, onnettomuuksien havaitsemisvaroitusjärjestelmä, liikenteen navigointi- ja valvontajärjestelmä jne. Mutta kysymys on, kuinka GPS: ää käytetään ja tietoja luetaan GPS: ltä ? Saamme GPS-tiedot helposti tietokoneellemme Arduinon avulla.
GPS tarkoittaa globaalia paikannusjärjestelmää ja sitä käytetään minkä tahansa maan sijainnin leveys- ja pituuspiirin tunnistamiseen tarkalla UTC-ajalla (Universal Time Coordinated). Tämä laite vastaanottaa satelliitilta jokaisen sekunnin koordinaatit, kellonajan ja päivämäärän. GPS tarjoaa suuren tarkkuuden ja tarjoaa myös muita tietoja sijaintikoordinaattien lisäksi, tarkastelemme sitä pian.
Tässä arduino-GPS-opetusohjelmassa selitämme, kuinka GPS-moduulin testaaminen tai käyttöliittymä tietokoneella ja Arduinolla. GSM: n liittämiseksi tietokoneeseen tarvitsemme joko USB: n Serial Converteriin tai Arduino Boardin. Tässä käytämme Arduino-korttia GPS: n liittämiseen. Tarvitsemme virtalähteeksi vain Arduino Boardin, GPS-moduulin, tietokoneen ja 12v / 3.3v adapterin. Tässä olemme käyttäneet GPS-vastaanotinmoduulia SKG13BL (esitetty yllä olevassa kuvassa).
Ennen kuin liität sen tietokoneeseen, meidän on ensin poistettava Arduino IC (Atmega-siru) Arduino-levyltä, koska tarvitsemme vain Arduinon sarjapiirit. Tätä kutsutaan Gateway-tilaksi. IC: n irrottaminen on esitetty alla olevissa kuvissa:
Tee nyt yhteys kuten alla olevassa kuvassa:
- GPS-TX-tappi Arduinon (TXD) digitaaliseen PIN-koodiin 1
- GPS-maadoitustappi Arduinon GND-PIN-koodiin
- GPS-virta (3.3v) Kiinnitä Arduinon 3.3v PIN-koodiin
Liittämisen jälkeen liitä USB-kaapeli tietokoneeseen, avaa Arduino IDE -ohjelmisto tietokoneessa, valitse com-portti ja avaa sarjamonitori kuunnellaksesi sarjaporttia ja käynnistä Arduino- ja GPS-moduuli.
Nyt näet GPS-tiedot Arduino Serial Monitor -ikkunassa kuten alla. Alla on kaksi tilannekuvaa, joista ensimmäinen on, kun GPS ei ole kantama-alueella, ja toinen, kun GPS on alueella.
GPS-tiedot, kun GPS-vastaanotin on kantaman ulkopuolella:
GPS-tiedot, kun GPS-vastaanotin on kantaman alueella:
Sarjaikkunassa näet joitain lauseita, jotka alkavat $ -merkistä. Nämä ovat NMEA-lauseita. GPS-moduuli lähettää reaaliaikaisen paikannustiedot NMEA-muodossa (katso yllä oleva kuvakaappaus). NMEA-formaatti koostuu useista lauseista, joissa alla on neljä tärkeää virkettä. Lisätietoja NMEA-lauseesta ja sen datamuodosta löytyy täältä.
- $ GPGGA: Globaalin paikannusjärjestelmän korjaustiedot
- $ GPGSV: GPS-satelliitit näkyvissä
- $ GPGSA: GPS DOP ja aktiiviset satelliitit
- $ GPRMC: Suositeltu GPS / Transit-datan vähimmäistiedot
Nämä merkkijonot sisältävät monia GPS-parametreja, kuten: aika, päivämäärä, pituusaste, leveysaste, nopeus, ei. satelliittien käytöstä, korkeudesta ja monista muista asioista.
Kaikille sijaintikoordinaateille ja ajalle voimme käyttää $ GPGGA ja $ GPRMC.
Päivämäärälle ja ajalle voimme käyttää $ GPRMC-merkkijonoa.
Kun käytämme GPS-moduulia minkä tahansa sijainnin seuraamiseen, tarvitsemme vain koordinaatit ja löydämme sen $ GPGGA-merkkijonosta. Ainoastaan $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) -merkkijonoa käytetään ohjelmissa ja muita merkkijonoja ei oteta huomioon. Tämä merkkijono koostuu seuraavista korjaustiedoista:
$ GPGGA, 104534.000,7791.0381, N, 06727.4434, E, 1,08,0,9510,4, M, 43,9, M,, * 47 $ GPGGA, HHMMSS.SSS, leveysaste, N, pituusaste, E, FQ, NOS, HDP, korkeus, M, korkeus, M, tarkistussummatiedot
|
Tunniste |
Kuvaus |
|
$ GPGGA |
Globaalin paikannusjärjestelmän korjaustiedot |
|
HHMMSS.SSS |
Aika tunnissa sekunteina ja millisekunteina. |
|
Leveysaste |
Leveysaste (koordinaatti) |
|
N |
Suunta N = pohjoinen, S = etelä |
|
Pituusaste |
Pituusaste (koordinaatti) |
|
E |
Suunta E = itä, W = länsi |
|
FQ |
Korjaa laatutiedot |
|
NOS |
Käytettyjen satelliittien lukumäärä |
|
HDP |
Tarkkuuden vaakasuora laimennus |
|
Korkeus |
Korkeus (metriä merenpinnan yläpuolella) |
|
M |
Mittari |
|
Korkeus |
Korkeus |
|
Tarkistussumma |
Tarkistussummatiedot |
Ja $ GPRMC-merkkijono sisältää pääasiassa nopeuden, ajan, päivämäärän ja sijainnin
$ GPRMC, 123519.000, A, 7791.0381, N, 06727.4434, E, 022.4.084.4,230394.003.1, W * 6A $ GPRMC, HHMMSS.SSS, A, leveysaste, N, pituusaste, E, nopeus, kulma, päivämäärä, MV, W, CMD
|
Tunniste |
Kuvaus |
|
RMC |
Suositeltava vähimmäisrangaistus C |
|
HHMMSS.SSS |
Aika tunnissa sekunteina ja millisekunteina. |
|
A |
Tila // A = aktiivinen ja V = mitätön |
|
Leveysaste |
Leveysaste 49 astetta. 16,45 min. pohjoinen |
|
N |
Suunta N = pohjoinen, S = etelä |
|
Pituusaste |
Pituusaste (koordinaatti) |
|
E |
Suunta E = itä, W = länsi |
|
Nopeus |
nopeus solmuina |
|
Kulma |
Seurantakulma asteina |
|
Päivämäärä |
Aikaleima (päivämäärä UTC) |
|
MV |
Magneettinen vaihtelu |
|
W |
Variaation suunta E / W |
|
CMD (* 6A) |
Tarkistussummatiedot |
Enimmäkseen tätä merkkijonoa käytetään ajan, päivämäärän ja nopeuden ottamiseen.