GPS ( Globalny System Pozycjonowania ) to urządzenie, które stało się skutecznym narzędziem w dziedzinie nadzoru, śledzenia i zastosowań naukowych. Moduł GPS jest oparty na technologii nawigacji satelitarnej, która dostarcza informacji o czasie i lokalizacji w każdych warunkach pogodowych na całym świecie. Głównym celem systemu GPS jest ustalenie lokalizacji osoby lub pojazdu. Odbiornik GPS zapewnia dokładną lokalizację obiektu pod względem długości i szerokości geograficznej, a także zapewnia usługi pomiaru czasu, pozycjonowania i niezawodną nawigację dla użytkowników w dowolnym miejscu i czasie na ziemi.
Interfejs GPS z mikrokontrolerem 8051
System GPS wykorzystuje głównie satelity 24-32 do dostarczania danych użytkownikom. Ten system stał się bardzo ważny dla nawigacji na całym świecie i jest przydatny do śledzenia, nadzoru, oznaczania dróg i map i wielu innych.
Ale zanim poznamy ten system GPS, przyjrzyjmy się, w jaki sposób GPS łączy się z Mikrokontroler 8051 która jest małą aplikacją opartą na GPS, można to zrobić. Opisuje użycie modułu lub odbiornika GPS do znalezienia długości i szerokości geograficznej jego lokalizacji. Dane uzyskane z odbiornika GPS są przetwarzane przez mikrokontroler 8051 w celu pobrania ich wartości w postaci długości i szerokości geograficznej. GPS połączony z mikrokontrolerem 8051 i wartości lokalizacji są wyświetlane na wyświetlaczu LCD.
Interfejs GPS z mikrokontrolerem 8051:
Schemat blokowy GPS współpracujący z mikrokontrolerem 8051 pokazano poniżej. Składa się z modułów GPS, mikrokontrolera MAX 232, 8051 oraz wyświetlacza LCD.
Schemat blokowy połączenia GPS z mikrokontrolerem 8051
MAX232 to układ scalony, który służy do konwersji poziomów logiki tranzystora (TTL) na RS232 poziomy logiki poprzez komunikacja szeregowa ATmelsmikrokontrolery z komputerem PC. Sterownik działa na poziomie logicznym TTL 0-5V.Jednak port komunikacji szeregowej USART z komputerem PC działa w standardzie RS232 (od -2,5 V do + 2,5 V). Utrudnia to znalezienie bezpośredniego łącza do komunikacji między sobą.
Mikrokontroler AT89C51 to 8-bitowy mikrokontroler należący do rodziny Atmel 8051. Posiada 4 KB pamięci flash PEROM (programowalna i kasowalna pamięć tylko do odczytu oraz 128 bajtów pamięci RAM. Może być programowana i kasowana zbyt wiele razy).
A 16 × 2 wyświetlacz LCD to wyświetlacz elektroniczny, który jest bardzo powszechnie stosowany w wielu urządzeniach i obwodach. Te wyświetlacze są preferowane Wyświetlacze 7-segmentowe .
Zasada działania modułu GPS to,zawsze przesyła dane seryjne w postaci zdań. Wartości długości i szerokości geograficznej lokalizacji są zawarte w zdaniu. Aby się komunikować USART lub UART potrzebujesz tylko trzech podstawowych sygnałów: TXD, RXD i GND - abyś mógł się połączyć UART z mikrokontrolerem 8051 .
Głównym celem jest tutaj znalezienie dokładnej lokalizacji odbiornika GPS pod względem długości i szerokości geograficznej. Moduł GPS podaje dane wyjściowe w formacie poziomu logicznego RS232. Do konwersji formatu RS232 na format TTL używany jest konwerter linii MAX232. Jest podłączany pomiędzy modułem GPS a mikrokontrolerem AT89C51. Na powyższym schemacie przedstawiono interfejs GPS ze schematem blokowym połączeń 8051. Wartości lokalizacji zostały wyświetlone na wyświetlaczu LCD, który jest połączony z mikrokontrolerem .
Połączenie GPS ze schematem obwodu mikrokontrolera:
Elementy obwodu to mikrokontroler AT89C51, moduł GPS, MAX 232 IC , Wyświetlacz LCD, płytka do programowania, bateria lub adapter 12V DC, kryształ 12MHz. Rezystory, kondensatory.
Schematy połączeń interfejsu GPS z mikrokontrolerem są następujące:
Interfejs GPS ze schematem obwodu mikrokontrolera
MAX232 służy do komunikacji szeregowej. Pin3 odbiornika modułu GPS jest podłączony do pinu 13 R1IN, a pin wyjściowy MAX 232 jest podłączonydo RxDpin10 mikrokontrolera. Piny 1, 2 i 3 mikrokontrolera AT89C51 są połączone z pinami sterującymi (RS, R / W i EN) wyświetlacza LCD. Piny danych wyświetlacza LCD są podłączone do portu p2 kontrolera. Wartości długości i szerokości geograficznej są wyświetlane na wyświetlaczu LCD.
W powyższym połączenie GPS z mikrokontrolerem obwód, odbiornik GPS zawsze przesyła dane zgodnie z formatami NMEA przy użyciu protokołu RS232. W tym formacie NMEA długość i szerokość geograficzna dokładnej lokalizacji są dostępne w zdaniu GPRMC. Wartości te są pobierane ze standardów NMEA i wyświetlane na wyświetlaczu LCD.
Korzystając z protokołu UART, kontroler odbiera dane z modułu GPS, a następnie wyodrębnia wartości długości i szerokości geograficznej z odebranych komunikatów ostatecznie wyświetla je na wyświetlaczu LCD.
Wyodrębnianie wartości szerokości i długości geograficznej z formatu NMEA:
Pierwsze odebrane sześć znaków z modułu GPS jest porównywane z ciągiem GPRMC.Jeśli ciąg jest dopasowany, musisz poczekać, aż pojawią się następne dwa przecinki, znak określa, czy moduł GPS jest aktywny, czy nie. Jeśli następny znak to „A”, to GPS jest aktywowany, w przeciwnym razie nie jest aktywowany.Ponownie musisz poczekać, aż pojawi się przecinek. Kolejnych 9 znaków określa LATITUDE. Jeszcze raz poczekaj, aż pojawią się dwa przecinki - kolejne 10 znaków określa LONGITUDE.
Jeśli chcesz sprawdzić wartości LATITUDE i LONGITUDE dokładnej lokalizacji bez żadnego kodowania, użyj oprogramowania TRIMBLE STUDIO. Kiedy łączysz się z modułem GPS, to oprogramowanie bezpośrednio podaje długość i szerokość geograficzną, prędkość, czas, wysokość i czas. Zapewnia dokładną lokalizację w mapach Google. Informacje te są gromadzone w określonym formacie ciągu, który jest dekodowany przez modem GPS. Modem GPS podaje dane wyjściowe w postaci łańcucha nazwanego NMEA, a wspólne zdanie GPS jest wyjaśnione poniżej.
$ GPGGA, 080146,00,2342,9185, N, 07452.7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- Ciąg zawsze zaczyna się od znaku „$”
- GPGGA: Dane poprawki globalnego systemu pozycjonowania
- Przecinek (,) określa separację między dwiema wartościami
- 080146.00: Czas GMT jako 08 godzin: 01 minut: 46 sekund: 00 m sekund
- 2342.9185, N: Szerokość geograficzna 23 stopnie: 42 minuty: 9185 sekund na północ
- 07452.7442, E: Długość geograficzna 074 stopnie: 52 minuty: 7442 sekundy na wschód
- 1: Ilość pozycji 0 = nieprawidłowe dane, 1 = prawidłowe dane, 2 = poprawka DGPS
- 06: Liczba obecnie oglądanych satelitów
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: Wysokość (wysokość nad poziomem morza w metrach)
- -41,5, M: Wysokość geoid
- ¬_, dane DGPS
- 0000: Dane DGPS
- * 57: Suma kontrolna
Zastosowania połączenia GPS z mikrokontrolerem 8051
Technologia GPS jest obecnie stosowana we wszystkim, od zegarków na rękę, telefonów komórkowych po pojemniki transportowe, bankomat(Automaty kasjerskie) i buldożery. GPS zwiększa produktywność w wielu obszarach gospodarki, w tym w budownictwie, rolnictwie, górnictwie, dostawach paczek, geodezji, systemach bankowych irynki finansowe itp.Trochę usługi komunikacji bezprzewodowej nie może działać bez technologii GPS.
Zastosowania połączenia GPS z mikrokontrolerem 8051
System ten znajduje zastosowanie w zarządzaniu flotą, nawigacji samochodowej i nawigacji morskiej.
- Służy do mapowania i śledzenia urządzeń.
- Jest używany w pozycjonowaniu osobistym iw wielu osadzonysystemprojekty oparte aby dowiedzieć się dokładnej lokalizacji pojazdu lub osoby.
- Używając GPS, można również przeprowadzić dokładne obliczenie czasu w odniesieniu do GMT.
- Wydobywanie wartości długości i szerokości geograficznejodformat NMEA.
Chodzi więc o połączenie GPS z mikrokontrolerem 8051, jest to technologia, która może być stosowana w wielu projekty inżynierii elektronicznej aby dowiedzieć się dokładnej lokalizacji pojazdu za pomocą metody GPS i innych systemów nawigacyjnych, które działają za pośrednictwem satelitów i stacji naziemnych. Informacje o pojeździe można przeglądać cyfrowomapaza pomocą oprogramowania. Nawet dane mogą być przechowywane i przesyłane do komputera z modułu GPS w stacji bazowej, a później mogą być używane do analizy.
