GPS ( Globální Polohovací Systém ) modul je zařízení, které se stalo účinným nástrojem v oblasti sledování, sledování a vědeckého použití. Modul GPS je založen na technologii satelitní navigace, která poskytuje informace o čase a poloze za všech povětrnostních podmínek kdekoli na Zemi. Hlavním účelem systému GPS je zjistit polohu osoby nebo vozidla. Přijímač GPS poskytuje přesné umístění objektu z hlediska zeměpisné délky a šířky a také poskytuje časovací služby, určování polohy a spolehlivou navigaci uživatelům kdekoli a kdykoli na Zemi.
Rozhraní GPS s mikrokontrolérem 8051
Systém GPS používá k poskytování údajů uživatelům hlavně 24–32 satelitů. Tento systém se stal velmi důležitým pro celosvětovou navigaci a je užitečný pro sledování, sledování, značení cest a map a mnoho dalšího.
Ale než se seznámíme s tímto systémem GPS, pojďme si udělat představu o tom, jak GPS propojuje s 8051 mikrokontrolér což je malá aplikace založená na GPS. Popisuje použití modulu GPS nebo přijímače k vyhledání zeměpisné délky a šířky jeho polohy. Data získaná z přijímače GPS jsou zpracovávána mikrokontrolérem 8051, aby byly získány jeho hodnoty ve formě zeměpisné délky a šířky. GPS rozhraní s mikrokontrolérem 8051 a hodnoty polohy jsou zobrazeny na LCD displeji.
Rozhraní GPS s mikrokontrolérem 8051:
Blokové schéma GPS propojení s mikrokontrolérem 8051 je zobrazen níže. Skládá se z modulů GPS, mikrokontroléru MAX 232, 8051 a LCD displeje.
Blokové schéma propojení GPS s mikrokontrolérem 8051
MAX232 je integrovaný obvod, který se používá k převodu logických úrovní tranzistoru (TTL) na RS232 logické úrovně sériová komunikace ATmelsmikrokontroléry s počítačem. Regulátor pracuje na logické úrovni TTL 0-5V.Sériová komunikace USART s počítačem však funguje na standardech RS232 (-2,5 V až + 2,5 V). To ztěžuje hledání přímého spojení pro vzájemnou komunikaci.
Mikrokontrolér AT89C51 je 8bitový mikrokontrolér, který patří do rodiny Atmel 8051. Má 4KB flash PEROM (programovatelná a vymazatelná paměť pouze pro čtení a 128 bajtů RAM). Může být naprogramován a vymazán příliš mnohokrát.
16 × 2 LCD displej je elektronický displej, který se velmi často používá v mnoha zařízeních a obvodech. Tyto displeje jsou preferovány před 7segmentové displeje .
Princip fungování modulu GPS je,vždy přenáší sériová data ve formě vět. Hodnoty zeměpisné délky a šířky polohy jsou obsaženy ve větě. Komunikovat znovu USART nebo UART potřebujete pouze tři základní signály: TXD, RXD a GND - abyste mohli komunikovat UART s mikrokontrolérem 8051 .
Hlavním záměrem je zde najít přesnou polohu přijímače GPS z hlediska zeměpisné délky a šířky. Modul GPS poskytuje výstupní data ve formátu logické úrovně RS232. K převodu formátu RS232 do formátu TTL se používá line-converter MAX232. Je propojen mezi modulem GPS a mikrokontrolérem AT89C51. Blokové schéma propojení GPS s blokovým schématem připojení 8051 je zobrazeno ve výše uvedeném diagramu. Hodnoty umístění byly zobrazeny na LCD displeji, který je propojen s mikrokontrolérem .
Rozhraní GPS s obvodovým schématem mikrokontroléru:
Součásti obvodu jsou mikrokontrolér AT89C51, modul GPS, MAX 232 IC , LCD displej, programovací deska, 12V DC baterie nebo adaptér, 12MHz Crystal. Rezistory, kondenzátory.
Obvodová propojení rozhraní GPS s mikrokontrolérem jsou následující:
Rozhraní GPS s obvodovým schématem mikrokontroléru
MAX232 je určen pro sériovou komunikaci. Přijímač pin3 modulu GPS je připojen k pin13 R1IN a výstupní pin MAX 232 je připojenk RxDpin10 mikrokontroléru. Kolíky 1,2 a 3 mikrokontroléru AT89C51 jsou připojeny k ovládacím kolíkům (RS, R / W a EN) na LCD displeji. Datové kolíky LCD displeje jsou připojeny k portu p2 řídicí jednotky. Hodnoty zeměpisné délky a šířky se zobrazují na LCD displeji.
Ve výše uvedeném propojení GPS s mikrokontrolérem obvod, přijímač GPS vždy přenáší data podle formátů NMEA pomocí protokolu RS232. V tomto formátu NMEA jsou hodnoty zeměpisné délky a šířky přesného umístění dostupné ve větě GPRMC. Tyto hodnoty jsou získány ze standardů NMEA a zobrazeny na LCD.
Pomocí protokolu UART přijímá řídicí jednotka data z modulu GPS a poté z přijatých zpráv extrahuje hodnoty zeměpisné délky a šířky a nakonec je zobrazí na LCD.
Extrakce hodnot zeměpisné šířky a délky z formátu NMEA:
Prvních šest přijatých znaků z modulu GPS je porovnáno s řetězcem GPRMC.Pokud je řetězec shodný, musíte počkat, až dostanete další dvě čárky, znak určuje, zda je modul GPS aktivován nebo ne. Pokud je další znak „A“, aktivuje se GPS, jinak se neaktivuje.Opět musíte počkat, až dostanete čárku. Dalších 9 znaků určuje LATITUDE. Ještě jednou počkejte, dokud nezískáte dvě čárky - dalších 10 znaků určuje LONGITUDE.
Pokud chcete zkontrolovat hodnoty LATITUDE a LONGITUDE přesného umístění bez jakéhokoli kódování, použijte software TRIMBLE STUDIO. Když propojíte modul GPS, pak tento software přímo udává zeměpisnou délku, šířku, rychlost, čas, nadmořskou výšku a čas. Poskytuje přesné umístění v google maps. Tyto informace jsou shromažďovány v určitém formátu řetězce, který je dekódován modemem GPS. Modem GPS poskytuje výstupní data ve formátu řetězce zvaném NMEA a níže je vysvětlena běžná věta GPS.
$ GPGGA, 080146,00 234 9185, N, 07452,7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- Řetězec vždy začíná znaménkem „$“
- GPGGA: Údaje o opravách globálního pozičního systému
- Čárka (,) určuje oddělení mezi dvěma hodnotami
- 080146,00: GMT čas jako 08 hodin: 01 minuta: 46 sekund: 00 m sekund
- 2342,9185, N: Zeměpisná šířka 23 stupňů: 42 minut: 9185 sekund na sever
- 07452.7442, E: Zeměpisná délka 074 stupňů: 52 minut: 7442 sekund na východ
- 1: Množství opravy 0 = neplatná data, 1 = platná data, 2 = oprava DGPS
- 06: Počet aktuálně zobrazených satelitů
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: Nadmořská výška (výška nad mořem v metrech)
- -41,5, M: výška geoidů
- ¬_, data DGPS
- 0000: Data DGPS
- * 57: Kontrolní součet
Aplikace rozhraní GPS s mikrokontrolérem 8051
Technologie GPS je nyní ve všem, od náramkových hodinek, mobilních telefonů až po přepravní kontejnery, bankomat(Bankomaty) a buldozery. GPS zvyšuje produktivitu napříč širokým spektrem ekonomiky, zahrnuje stavebnictví, zemědělství, těžbu, doručování balíků, geodetické práce, bankovní systémy afinanční trhy atd.Nějaký bezdrátové komunikační služby nemůže fungovat bez technologie GPS.
Aplikace rozhraní GPS s mikrokontrolérem 8051
Tento systém se používá při řízení vozového parku, navigaci automobilů a námořní navigaci.
- Používá se pro mapování a sledování zařízení.
- Používá se v osobních pozicích a v mnoha vloženýSystémzaložené projekty zjistit přesnou polohu vozidla nebo osoby.
- Pomocí GPS lze také provést přesný výpočet času s ohledem na GMT.
- Těžba hodnot zeměpisné délky a šířkyzformát NMEA.
Jedná se tedy o propojení GPS s mikrokontrolérem 8051, což je technologie, kterou lze použít v mnoha projekty elektronického inženýrství zjistit přesnou polohu vozidla pomocí metody GPS a dalších navigačních systémů, které fungují prostřednictvím satelitů a pozemních stanic. Informace o vozidle lze prohlížet digitálněmapapomocí softwaru. Dokonce i data lze uložit a stáhnout do počítače z jednotky GPS na základnové stanici a později je lze použít k analýze.
