A GPS ( Global Positioning System ) modul olyan eszköz, amely hatékony eszközzé vált a felügyelet, a nyomon követés és a tudományos felhasználás területén. A GPS modul műholdas navigációs technológián alapul, amely az idő és a hely adatait biztosítja a világ bármely időjárási viszonyai között. A GPS-rendszer fő célja egy személy vagy jármű helyének megismerése. A GPS-vevő megadja az objektum pontos helyét hosszúsági és szélességi fokon, valamint időzítési szolgáltatásokat, helymeghatározást és megbízható navigációt biztosít a felhasználóknak a föld bármely pontján és bármikor.
GPS-interfész a 8051 mikrokontrollerrel
A GPS rendszer főleg 24-32 műholdat használ az adatok eljuttatásához a felhasználókhoz. Ez a rendszer nagyon fontos lett a világméretű navigáció szempontjából, és hasznos nyomon követéshez, megfigyeléshez, út- és térképjelöléshez, és még sok máshoz.
Mielőtt azonban megismernénk ezt a GPS rendszert, szerezzünk egy ötletet arról, hogy a GPS hogyan kapcsolódik a 8051 mikrovezérlő amely egy GPS-en alapuló kis alkalmazás, meg lehet csinálni. Leírja a GPS modul vagy vevő használatát a hely hosszúságának és szélességének megkeresésére. A GPS vevőből elért adatokat a 8051 mikrovezérlő dolgozza fel, hogy az értékeket hosszúság és szélesség formájában vegye ki. A 8051 mikrovezérlővel való GPS interfész és a helyértékek egy LCD kijelzőn jelennek meg.
GPS-interfész a 8051 mikrovezérlővel:
A GPS blokkvázlata kapcsolódik a 8051 mikrovezérlőhöz alább látható. GPS modulokból, MAX 232, 8051 mikrovezérlőből és LCD kijelzőből áll.
A 8051 mikrokontrollerrel történő GPS-interfész blokkdiagramja
A MAX232 egy integrált áramkör, amelyet a tranzisztor logikai szintjeinek (TTL) átalakítására használnak RS232 logikai szintek keresztül az ATmels soros kommunikációjamikrovezérlők PC-vel. A vezérlő TTL logikai szinten 0-5V működik.De az USART és a PC közötti soros kommunikáció az RS232 szabvány szerint működik (-2,5 V és + 2,5 V). Ez megnehezíti a közvetlen kapcsolat megtalálását az egymással való kommunikációhoz.
Az AT89C51 mikrovezérlő egy 8 bites mikrovezérlő, amely az Atmel 8051 családhoz tartozik. 4KB flash PEROM-mal rendelkezik (programozható és törölhető, csak olvasható memória és 128 bájt RAM. Túl sokszor programozható és törölhető.
A 16 × 2 LCD kijelzö egy elektronikus kijelző, amelyet nagyon gyakran használnak sok eszközben és áramkörben. Ezeket a kijelzőket részesítik előnyben 7 szegmenses kijelzők .
A GPS modul működési elve az,a soros adatokat mindig mondatok formájában továbbítja. A hely hosszúsági és szélességi értékeit a mondat tartalmazza. Kommunikálni USART vagy UART csak három alapjelre van szükséged: TXD, RXD és GND - hogy kapcsolódhass UART 8051 mikrovezérlővel .
A fő szándék itt a GPS-vevő pontos helyének megkeresése hosszúsági és szélességi viszonyok szerint. A GPS modul a kimeneti adatokat RS232 logikai szintű formátumban adja meg. Az RS232 formátum TTL formátumba konvertálásához a MAX232 vonalkonvertálót kell használni. A GPS modul és az AT89C51 mikrovezérlő között van összekötve. A 8051 csatlakozási blokkdiagrammal való GPS-interfészt a fenti ábra mutatja. A helyszín értékei megjelennek egy LCD-n, amely a mikrovezérlőhöz kapcsolódva .
GPS-interfész a mikrovezérlő áramkör diagramjával:
Az áramkör alkatrészei az AT89C51 mikrovezérlő, GPS modul, MAX 232 IC , LCD kijelző, programozó kártya, 12V DC akkumulátor vagy adapter, 12MHz Crystal. Ellenállások, kondenzátorok.
A GPS-interfész áramköri kapcsolatai a mikrovezérlővel a következők:
GPS-interfész a mikrovezérlő áramkör diagramjával
A MAX232 a soros kommunikációra szolgál. A GPS-modul vevője 3 csatlakozik az R1IN 13-as érintkezőhöz és a MAX 232 kimeneti tűje csatlakozikaz RxD-heza mikrovezérlő pin10-je. Az AT89C51 mikrovezérlő 1,2 és 3 érintkezői csatlakoznak az LCD kijelző vezérlő csapjaihoz (RS, R / W és EN). Az LCD kijelző adatcsapjai csatlakoznak a vezérlő p2 portjához. A hosszúsági és szélességi értékek megjelennek az LCD-n.
A fentiekben a GPS összekapcsolása a mikrovezérlővel áramkör esetén a GPS-vevő mindig az RS232 protokoll használatával továbbítja az adatokat az NMEA formátumok szerint. Ebben az NMEA formátumban a pontos hely hosszúsági és szélességi értékei GPRMC mondatban érhetők el. Ezeket az értékeket kivonják az NMEA szabványokból, és megjelenítik az LCD-n.
Az UART protokoll használatával a vezérlő megkapja az adatokat a GPS modultól, majd kivonja a hosszúsági és szélességi értékeket a beérkezett üzenetekből, végül megjeleníti azokat az LCD-n.
A szélességi és hosszúsági értékek kivonása az NMEA formátumból:
Az első hat karaktert, amelyet a GPS-modul kapott, összehasonlítjuk a GPRMC karakterlánccal.Ha a karakterlánc megegyezik, akkor meg kell várni, amíg két vesszőt kap a következő, a karakter megadja, hogy a GPS-modul aktiválva van-e vagy sem. Ha a következő karakter „A”, akkor a GPS aktiválódik, különben nem aktiválódik.Ismét meg kell várni, amíg vesszőt nem kap. A következő 9 karakter a LATITUDE értéket adja meg. Még egyszer várjon, amíg két vesszőt nem kap - a következő 10 karakter megadja a HOSSZÚSÁGOT.
Ha kódolás nélkül szeretné ellenőrizni a pontos hely LATITUDE és LONGITUDE értékeit, használja a TRIMBLE STUDIO szoftvert. Ha csatlakoztat egy GPS-modult, akkor ez a szoftver közvetlenül megadja a hosszúságot, szélességet, sebességet, időt, magasságot és időt. Megadja a pontos helyet a Google Maps-en. Ezeket az információkat egy meghatározott karakterlánc formátumban gyűjtik össze, amelyet a GPS modem dekódol. A GPS modem a kimeneti adatokat NMEA nevű karakterlánc formátumban adja meg, és az alábbiakban egy általános GPS mondatot ismertetünk.
$ GPGGA, 080146.00,2342.9185, N, 07452.7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- A karakterlánc mindig '$' jellel kezdődik
- GPGGA: Globális helymeghatározó rendszer javítási adatai
- A vessző (,) két érték elkülönítését határozza meg
- 080146.00: GMT idő 08 óra: 01 perc: 46 másodperc: 00 m másodperc
- 2342.9185, É: 23 fok szélesség: 42 perc: 9185 másodperc északra
- 07452.7442, K: 074 fok hosszúság: 52 perc: 7442 másodperc keletre
- 1: Fix mennyiség 0 = érvénytelen adat, 1 = érvényes adat, 2 = DGPS javítás
- 06: A jelenleg megtekintett műholdak száma
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: Tengerszint feletti magasság (tengerszint feletti magasság méterben)
- -41,5, M: Geoidok magassága
- ¬_, DGPS adatok
- 0000: DGPS adatok
- * 57: Ellenőrző összeg
Interfacing GPS alkalmazásai a 8051 mikrokontrollerrel
A GPS technológia ma már mindenben megtalálható, a karóráktól, a mobiltelefonoktól a szállítótartályokig ATM(Automata pénztárgépek) és buldózerek. A GPS a gazdaság széles körében növeli a termelékenységet, ideértve az építőipart, a gazdálkodást, a bányászatot, a csomagküldést, a földmérést, a banki rendszereket éspénzügyi piacok stb.Néhány vezeték nélküli kommunikációs szolgáltatások GPS technológia nélkül nem működhet.
Interfacing GPS alkalmazásai a 8051 mikrokontrollerrel
Ezt a rendszert a flotta kezelésében, az autós navigációban és a tengeri navigációban használják.
- Az eszközök feltérképezésére és nyomon követésére szolgál.
- Személyes pozicionálásban és sok esetben használják beágyazottrendszeralapú projektek hogy megtudja a jármű vagy személy pontos helyét.
- A GPS használatával a GMT pontos időszámítása is elvégezhető.
- A hosszúsági és szélességi értékek bányászatatól tőlaz NMEA formátumot.
Ez tehát a GPS-interfészről szól a 8051 mikrovezérlővel, ez az a technológia, amelyet sok elektronikus mérnöki projektek GPS és más műholdas és földi állomásokon keresztül működő navigációs rendszerek segítségével megtudni a jármű pontos helyét. A jármű adatait digitálisan lehet megtekintenitérképszoftver használatával. Még egy adatot is el lehet tárolni és letölthet egy számítógépre a bázisállomás GPS-egységéről, majd később elemzésre is felhasználhatja.
