GPS ( Globálny pozičný systém ) modul je zariadenie, ktoré sa stalo efektívnym nástrojom v oblasti dohľadu, sledovania a vedeckého použitia. Modul GPS je založený na satelitnej navigačnej technológii, ktorá poskytuje informácie o čase a polohe za všetkých poveternostných podmienok kdekoľvek na Zemi. Hlavným účelom systému GPS je zistiť polohu osoby alebo vozidla. Prijímač GPS poskytuje presné umiestnenie objektu z hľadiska zemepisnej dĺžky a šírky a tiež poskytuje užívateľom služby časovania, určovania polohy a spoľahlivú navigáciu kdekoľvek a kedykoľvek na zemi.
Rozhranie GPS s mikrokontrolérom 8051
Systém GPS používa na poskytovanie údajov používateľom hlavne 24 - 32 satelitov. Tento systém sa stal veľmi dôležitým pre celosvetovú navigáciu a je užitočný na sledovanie, sledovanie, označovanie spôsobov a máp a oveľa viac.
Predtým, ako sa oboznámime s týmto systémom GPS, získajme predstavu o tom, ako je GPS prepojený s Windows Mikrokontrolér 8051 čo je malá aplikácia založená na GPS. Opisuje použitie modulu GPS alebo prijímača na zistenie zemepisnej dĺžky a šírky jeho polohy. Údaje dosiahnuté z prijímača GPS spracuje mikrokontrolér 8051, aby získal svoje hodnoty vo forme zemepisnej dĺžky a šírky. GPS prepojené s mikrokontrolérom 8051 a hodnoty polohy sú zobrazené na LCD displeji.
Rozhranie GPS s mikrokontrolérom 8051:
Bloková schéma GPS prepojenie s mikrokontrolérom 8051 je zobrazený nižšie. Skladá sa z GPS modulov, mikrokontroléra MAX 232, 8051 a LCD displeja.
Bloková schéma prepojenia GPS s mikrokontrolérom 8051
MAX232 je integrovaný obvod, ktorý sa používa na prevod tranzistorových logických úrovní (TTL) na RS232 logické úrovne do sériová komunikácia ATmelsmikrokontroléry s PC. Regulátor pracuje na logickej úrovni TTL 0-5V.Sériová komunikácia USART s počítačom ale funguje na štandardoch RS232 (-2,5 V až + 2,5 V). To sťažuje hľadanie priameho spojenia pre vzájomnú komunikáciu.
Mikrokontrolér AT89C51 je 8-bitový mikrokontrolér, ktorý patrí do rodiny Atmel 8051. Má 4KB flash PEROM (programovateľná a vymazateľná pamäť iba na čítanie a 128 bajtov RAM). Môže byť naprogramovaný a vymazaný príliš mnohokrát.
A 16 × 2 displej LCD je elektronický displej, ktorý sa veľmi často používa v mnohých zariadeniach a obvodoch. Tieto displeje sú uprednostňované pred 7-segmentové displeje .
Princíp fungovania modulu GPS je,vždy prenáša sériové údaje vo forme viet. Hodnoty zemepisnej dĺžky a šírky polohy sú obsiahnuté vo vete. Komunikovať viac USART alebo UART potrebujete iba tri základné signály: TXD, RXD a GND - aby ste mohli komunikovať UART s mikrokontrolérom 8051 .
Hlavným zámerom je nájsť presné umiestnenie prijímača GPS z hľadiska zemepisnej dĺžky a šírky. Modul GPS poskytuje výstupné údaje vo formáte logickej úrovne RS232. Na prevod formátu RS232 do formátu TTL sa používa linkový prevodník MAX232. Je pripojený medzi GPS modulom a mikrokontrolérom AT89C51. Blokové schéma prepojenia GPS s blokovým diagramom pripojenia 8051 je znázornená na vyššie uvedenom diagrame. Hodnoty polohy sa zobrazili na LCD displeji, ktorý je prepojené s mikrokontrolérom .
Rozhranie GPS s obvodovým diagramom mikrokontroléra:
Súčasti obvodu sú mikrokontrolér AT89C51, modul GPS, MAX 232 IC , LCD displej, programovacia doska, 12V DC batéria alebo adaptér, 12MHz Crystal. Rezistory, kondenzátory.
Obvodové prepojenia rozhrania GPS s mikrokontrolérom sú nasledujúce:
Rozhranie GPS s obvodovým diagramom mikrokontroléra
MAX232 je určený pre sériovú komunikáciu. Prijímač pin3 modulu GPS je pripojený k pin13 R1IN a výstupný pin MAX 232 je pripojenýk RxDpin10 mikrokontroléra. Kolíky 1,2 a 3 mikrokontroléra AT89C51 sú pripojené k ovládacím kolíkom (RS, R / W a EN) na LCD displeji. Dátové kolíky LCD displeja sú pripojené k portu p2 ovládača. Hodnoty zemepisnej dĺžky a šírky sa zobrazia na LCD displeji.
Vo vyššie uvedenom prepojenie GPS s mikrokontrolérom obvod, prijímač GPS vždy prenáša údaje podľa formátov NMEA pomocou protokolu RS232. V tomto formáte NMEA sú hodnoty zemepisnej dĺžky a šírky presného umiestnenia dostupné vo vete GPRMC. Tieto hodnoty sú získané zo štandardov NMEA a zobrazené na LCD displeji.
Pomocou protokolu UART prijíma radič údaje z modulu GPS a potom z prijatých správ extrahuje hodnoty zemepisnej dĺžky a šírky a nakoniec ich zobrazí na LCD.
Extrakcia hodnôt zemepisnej šírky a dĺžky z formátu NMEA:
Prvých prijatých šesť znakov z modulu GPS sa porovná s reťazcom GPRMC.Ak je reťazec priradený, potom musíte počkať, kým nedostanete ďalšie dve čiarky, znak určuje, či je modul GPS aktivovaný alebo nie. Ak je nasledujúci znak „A“, potom sa aktivuje GPS, inak sa neaktivuje.Opäť musíte počkať, kým dostanete čiarku. Nasledujúcich 9 znakov určuje LATITUDE. Ešte raz počkajte, kým nezískate dve čiarky - ďalších 10 znakov uveďte LONGITUDE.
Ak chcete skontrolovať hodnoty LATITUDE a LONGITUDE presného umiestnenia bez akéhokoľvek kódovania, použite softvér TRIMBLE STUDIO. Keď prepojíte modul GPS, tento softvér priamo poskytne zemepisnú dĺžku, šírku, rýchlosť, čas, nadmorskú výšku a čas. Poskytuje presnú polohu v google maps. Tieto informácie sa zhromažďujú v konkrétnom formáte reťazca, ktorý sa dekóduje modemom GPS. Modem GPS poskytuje výstupné údaje vo formáte reťazca s názvom NMEA a nižšie je vysvetlená bežná veta GPS.
$ GPGGA, 080146,00 234 9185, N, 07452,7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- Reťazec sa vždy začína znakom „$“
- GPGGA: Údaje o opravách globálneho pozičného systému
- Čiarka (,) určuje rozdelenie medzi dvoma hodnotami
- 080146,00: GMT čas ako 08 hodín: 01 minúta: 46 sekundy: 00 m sekundy
- 2342,9185, N: Zemepisná šírka 23 stupňov: 42 minút: 9185 sekúnd severne
- 07452,7442, E: Zemepisná dĺžka 074 stupňov: 52 minút: 7442 sekúnd východne
- 1: Množstvo opravy 0 = neplatné údaje, 1 = platné údaje, 2 = oprava DGPS
- 06: Počet aktuálne zobrazených satelitov
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: Nadmorská výška (výška nad hladinou mora v metroch)
- -41,5, M: výška geoidov
- ¬_, údaje DGPS
- 0000: Údaje DGPS
- * 57: Kontrolný súčet
Aplikácie rozhrania GPS s mikrokontrolérom 8051
Technológia GPS je teraz vo všetkom, od náramkových hodiniek, mobilných telefónov až po prepravné obaly, Bankomat(Bankomaty) a buldozéry. GPS zvyšuje produktivitu v širokom spektre ekonomiky, zahŕňa stavebníctvo, poľnohospodárstvo, baníctvo, doručovanie balíkov, zememeračstvo, bankové systémy afinančné trhy atď.Niektoré bezdrôtové komunikačné služby nemôže fungovať bez technológie GPS.
Aplikácie rozhrania GPS s mikrokontrolérom 8051
Tento systém sa používa pri správe vozového parku, navigácii automobilov a námornej navigácii.
- Používa sa na mapovanie a sledovanie zariadení.
- Používa sa pri osobnom určovaní pozícií a pri mnohých vloženýsystémzaložené projekty na zistenie presnej polohy vozidla alebo osoby.
- Pomocou GPS je možné vykonať aj presný výpočet času vzhľadom na GMT.
- Ťažba hodnôt zemepisnej dĺžky a šírkyodformát NMEA.
Jedná sa teda o prepojenie GPS s mikrokontrolérom 8051, čo je technológia, ktorú je možné použiť v mnohých zariadeniach projekty elektronického inžinierstva zistiť presnú polohu vozidla pomocou metódy GPS a iných navigačných systémov, ktoré fungujú prostredníctvom satelitov a pozemných staníc. Informácie o vozidle je možné zobraziť na digitálnom displejimapapomocou softvéru. Dokonca aj dáta je možné uložiť a stiahnuť do počítača z jednotky GPS na základňovej stanici a neskôr ich použiť na analýzu.
