GPS ( Globaalne positsioneerimissüsteem ) moodul on seade, mis on muutunud tõhusaks vahendiks järelevalve, jälgimise ja teadusliku kasutamise valdkonnas. GPS-moodul põhineb satelliitnavigatsioonitehnoloogial, mis pakub teavet aja ja asukoha kohta kõikides ilmastikutingimustes kõikjal maakeral. GPS-süsteemi peamine eesmärk on teada saada inimese või sõiduki asukoht. GPS-vastuvõtja annab objektile täpse asukoha pikkus- ja laiuskraadide osas ning pakub ka ajastusteenuseid, positsioneerimist ja usaldusväärset navigeerimist kasutajatele kõikjal ja igal ajal maa peal.
GPS-i liidestamine mikrokontrolleriga 8051
GPS-süsteem kasutab andmete edastamiseks kasutajatele peamiselt 24-32 satelliiti. See süsteem on muutunud ülemaailmse navigeerimise jaoks väga oluliseks ja see on kasulik jälgimiseks, jälgimiseks, tee- ja kaardimärgistamiseks ning paljuks muuks.
Kuid enne selle GPS-süsteemiga tutvumist saame aimu, kuidas GPS GPS-iga liidestub 8051 mikrokontroller mis on GPS-il põhinev väike rakendus, saab teha. See kirjeldab GPS-mooduli või -vastuvõtja kasutamist selle asukoha pikkus- ja laiuskraadi leidmiseks. GPS-vastuvõtjast saadud andmeid töötleb mikrokontroller 8051, et võtta välja selle väärtused pikkus- ja laiuskraadide kujul. GPS-liides 8051 mikrokontrolleriga ja asukoha väärtused kuvatakse LCD-ekraanil.
GPS-liides 8051 mikrokontrolleriga:
GPSi plokkskeem ühenduses 8051 mikrokontrolleriga on näidatud allpool. See koosneb GPS-moodulitest, mikrokontrollerist MAX 232, 8051 ja LCD-ekraanist.
8051 mikrokontrolleriga GPS-i liidestamise plokkskeem
MAX232 on integreeritud vooluahel, mida kasutatakse transistori loogiliste tasemete (TTL) teisendamiseks RS232 loogika tasemed läbi ATmelsi jadasidemikrokontrollerid arvutiga. Kontroller töötab TTL loogika tasemel 0-5V.Kuid jadaühendus USART arvutiga töötab RS232 standarditel (-2,5 V kuni + 2,5 V). See raskendab otsese seose leidmist omavahel suhtlemiseks.
AT89C51 mikrokontroller on 8-bitine mikrokontroller, mis kuulub Atmel 8051 perekonda. Sellel on 4KB välklamp PEROM (programmeeritav ja kustutav kirjutuskaitstud mälu ja 128 baiti RAM. Seda saab programmeerida ja kustutada liiga palju kordi.
A 16 × 2 LCD ekraan on elektrooniline ekraan, mida kasutatakse paljudes seadmetes ja vooluringides väga sageli. Need kuvarid on eelistatumad 7-segmendilised kuvarid .
GPS-mooduli tööpõhimõte on,see edastab seeriandmeid alati lausete kujul. Asukoha pikkus- ja laiuskraadi väärtused sisalduvad lauses. Et suhelda USART või UART vajate lihtsalt kolme põhisignaali: TXD, RXD ja GND - et saaksite liidestada UART koos 8051 mikrokontrolleriga .
Peamine eesmärk on siin leida GPS-vastuvõtja täpne asukoht pikkus- ja laiuskraadi järgi. GPS-moodul annab väljundandmed loogikataseme RS232 vormingus. RS232-vormingu teisendamiseks TTL-vorminguks kasutatakse reamuundurit MAX232. See on ühendatud GPS-mooduli ja mikrokontrolleri AT89C51 vahel. GPS-liides 8051-ühenduse plokkskeemiga on näidatud ülaltoodud skeemil. Asukoha väärtused on kuvatud LCD-ekraanil, mis on liidetud mikrokontrolleriga .
GPS-i liidestamine mikrokontrolleri vooluringi skeemiga:
Vooluahela komponentideks on mikrokontroller AT89C51, GPS-moodul, MAX 232 IC , LCD-ekraan, programmeerimisplaat, 12 V alalisvoolu patarei või adapter, 12 MHz kristall. Takistid, kondensaatorid.
GPS-liidese vooluühendused mikrokontrolleriga on järgmised:
GPS-i liidestamine mikrokontrolleri vooluringi skeemiga
MAX232 on mõeldud jadasideks. GPS-mooduli vastuvõtja pin3 on ühendatud pin13 R1IN-ga ja MAX 232 väljundnupp on ühendatudRxD-lemikrokontrolleri pin10. Mikrokontrolleri AT89C51 tihvtid 1,2 ja 3 on ühendatud LCD-ekraani juhtnuppudega (RS, R / W ja EN). LCD-ekraani andme tihvtid on ühendatud kontrolleri porti p2. Pikkus- ja laiuskraadi väärtused kuvatakse LCD-ekraanil.
Eespool GPS-i ühendamine mikrokontrolleriga , edastab GPS-vastuvõtja alati andmeid NMEA-vormingute järgi, kasutades protokolli RS232. Selles NMEA-vormingus on täpse asukoha pikkus- ja laiuskraadi väärtused saadaval GPRMC-lauses. Need väärtused võetakse NMEA standarditest ja kuvatakse LCD-ekraanil.
Kasutades UART-protokolli, saab kontroller andmeid GPS-moodulilt ja seejärel eraldab vastuvõetud sõnumitest pikkus- ja laiuskraadi väärtused ning kuvab need lõpuks vedelkristallekraanil.
Laius- ja pikkuskraadi väärtuste väljavõtmine NMEA-vormingust:
Esimesi GPS-moodulist saadud kuut tähemärki võrreldakse GPRMC-stringiga.Kui string sobib, siis peate ootama, kuni järgmisena saate kaks koma, märk määrab, kas GPS-moodul on sisse lülitatud või mitte. Kui järgmine märk on A, siis GPS on aktiveeritud, vastasel juhul seda ei aktiveerita.Jällegi peate ootama, kuni saate koma. Järgmised 9 tähemärki määravad LATITUDE. Oodake veel kord, kuni saate kaks komat - järgmised 10 tähemärki määravad PIKKUSE.
Kui soovite täpse asukoha väärtusi LATITUDE ja LONGITUDE ilma kodeerimiseta kontrollida, kasutage tarkvara TRIMBLE STUDIO. GPS-mooduli liidestamisel annab see tarkvara otseselt pikkus-, laiuskraadi, kiiruse, aja, kõrguse ja aja. See annab täpse asukoha google mapsis. See teave kogutakse kindlas stringivormingus, mille dekodeerib GPS-modem. GPS-modem annab väljundandmed stringivormingus, mida nimetatakse NMEA-ks ja ühist GPS-lauset selgitatakse allpool.
GPGGA, 080146,00 234,99185, N, 07452,7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- String algab alati märgiga „$”
- GPGGA: globaalse positsioneerimissüsteemi fikseeritud andmed
- Koma (,) määrab kahe väärtuse eraldamise
- 080146.00: GMT aeg kell 08 tundi: 01 minut: 46 sekundit: 00 m sekundit
- 2342.9185, N: 23 laiuskraadi: 42 minutit: 9185 sekundit põhja pool
- 07452.7442, E: 074 kraadi pikkus: 52 minutit: 7442 sekundit ida suunas
- 1: Fix Quantity 0 = valed andmed, 1 = kehtivad andmed, 2 = DGPS-i parandus
- 06: praegu vaadatud satelliitide arv
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: kõrgus (kõrgus merepinnast meetrites)
- -41,5, M: geoidide kõrgus
- ¬_, DGPS-i andmed
- 0000: DGPS-i andmed
- * 57: kontrollsumma
8051 mikrokontrolleriga GPS-i liidestamise rakendused
GPS-tehnoloogia on nüüd kõiges, alates käekelladest, mobiiltelefonidest kuni saatekonteineriteni, Pangaautomaat(Automaadid) ja buldooserid. GPS suurendab tootlikkust kogu majanduses, hõlmates ehitust, põllumajandust, kaevandamist, pakkide kohaletoimetamist, mõõdistamist, pangandussüsteeme jafinantsturud jne.Mõned traadita sideteenused ei saa ilma GPS-tehnoloogiata töötada.
8051 mikrokontrolleriga GPS-i liidestamise rakendused
Seda süsteemi kasutatakse sõidukipargi haldamisel, autoga navigeerimisel ja meresõidul.
- Seda kasutatakse seadmete kaardistamiseks ja jälgimiseks.
- Seda kasutatakse isiklikus positsioneerimises ja paljudes manustatudsüsteemipõhinevad projektid sõiduki või inimese täpse asukoha väljaselgitamiseks.
- GPS-i kasutades saab teha ka täpse ajaarvutuse GMT suhtes.
- Pikkus- ja laiuskraadi väärtuste kaevandaminealatesNMEA formaadis.
Seega on see kõik seotud GPS-i ühendamisega 8051 mikrokontrolleriga, seda tehnoloogiat saab kasutada paljudes elektroonikatehnika projektid teada saada sõiduki täpne asukoht, kasutades GPS-i ja muid satelliitide ja maapealsete jaamade kaudu töötavaid navigatsioonisüsteeme. Sõiduki teavet saab vaadata digitaalsel kujulkaarttarkvara abil. Isegi andmeid saab tugijaama GPS-seadmest salvestada ja arvutisse alla laadida ning hiljem saab neid kasutada analüüsimiseks.
