GPS ( Global Positioning System ) Modul ist ein Gerät, das zu einem effizienten Werkzeug im Bereich der Überwachung, Verfolgung und wissenschaftlichen Nutzung geworden ist. Das GPS-Modul basiert auf der Satellitennavigationstechnologie, die Informationen zu Zeit und Ort bei allen Wetterbedingungen überall auf der Erde liefert. Der Hauptzweck des GPS-Systems besteht darin, den Standort einer Person oder eines Fahrzeugs herauszufinden. Ein GPS-Empfänger bietet eine genaue Position eines Objekts in Bezug auf Längen- und Breitengrad sowie Zeitdienste, Positionierung und zuverlässige Navigation für die Benutzer überall und jederzeit auf der Erde.
GPS-Schnittstelle mit 8051 Mikrocontroller
Das GPS-System verwendet hauptsächlich 24-32 Satelliten, um die Daten den Benutzern bereitzustellen. Dieses System ist für die weltweite Navigation sehr wichtig geworden und eignet sich zur Verfolgung, Überwachung, Weg- und Kartenmarkierung und vielem mehr.
Bevor wir uns mit diesem GPS-System vertraut machen, wollen wir uns ein Bild davon machen, wie GPS mit dem GPS-System zusammenarbeitet 8051 Mikrocontroller Dies ist eine kleine Anwendung, die auf GPS basiert. Es beschreibt die Verwendung eines GPS-Moduls oder -Empfängers zum Ermitteln des Längen- und Breitengrads seines Standorts. Die vom GPS-Empfänger erhaltenen Daten werden vom 8051-Mikrocontroller verarbeitet, um seine Werte in Form von Längen- und Breitengrad zu ermitteln. Die GPS-Schnittstelle zum 8051-Mikrocontroller und die Positionswerte werden auf einem LCD-Display angezeigt.
GPS-Schnittstelle mit 8051-Mikrocontroller:
Das Blockdiagramm von GPS Schnittstelle zum 8051 Mikrocontroller wird unten gezeigt. Es besteht aus GPS-Modulen, MAX 232, 8051 Mikrocontroller und einem LCD-Display.
Blockdiagramm der GPS-Schnittstelle mit dem 8051-Mikrocontroller
Der MAX232 ist eine integrierte Schaltung, in die die Transistorlogikpegel (TTL) umgewandelt werden RS232 Logikpegel durch serielle Kommunikation von ATmelsMikrocontroller mit einem PC. Die Steuerung arbeitet mit dem TTL-Logikpegel 0-5V.Die serielle Kommunikation USART mit PC funktioniert jedoch nach RS232-Standards (-2,5 V bis + 2,5 V). Dies macht es schwierig, eine direkte Verbindung zu finden, um miteinander zu kommunizieren.
Der AT89C51-Mikrocontroller ist ein 8-Bit-Mikrocontroller, der zur Atmel 8051-Familie gehört. Es verfügt über 4 KB Flash-PEROM (programmierbarer und löschbarer Nur-Lese-Speicher und 128 Byte RAM). Es kann zu oft programmiert und gelöscht werden.
A 16 × 2 LCD Bildschirm ist eine elektronische Anzeige, die in vielen Geräten und Schaltkreisen sehr häufig verwendet wird. Diese Anzeigen werden gegenüber bevorzugt 7-Segment-Anzeigen .
Das Funktionsprinzip des GPS-Moduls ist,Es überträgt serielle Daten immer in Form von Sätzen. Die Längen- und Breitengrade des Ortes sind im Satz enthalten. Über kommunizieren USART oder UART Sie benötigen nur drei grundlegende Signale: TXD, RXD und GND - Damit Sie eine Schnittstelle herstellen können UART mit 8051 Mikrocontroller .
Die Hauptabsicht hier ist es, den genauen Standort des GPS-Empfängers in Bezug auf Längen- und Breitengrad zu finden. Das GPS-Modul liefert die Ausgangsdaten im RS232-Logikpegelformat. Um das RS232-Format in das TTL-Format zu konvertieren, wird ein Linienkonverter MAX232 verwendet. Es ist zwischen dem GPS-Modul und dem Mikrocontroller AT89C51 angeschlossen. Die GPS-Schnittstelle mit dem 8051-Verbindungsblockdiagramm ist im obigen Diagramm dargestellt. Die Werte des Standorts wurden auf einem LCD angezeigt an den Mikrocontroller angeschlossen .
GPS-Schnittstelle mit Mikrocontroller-Schaltplan:
Schaltungskomponenten sind AT89C51 Mikrocontroller, GPS-Modul, MAX 232 IC , LCD-Display, Programmierkarte, 12-V-DC-Batterie oder -Adapter, 12-MHz-Kristall. Widerstände, Kondensatoren.
Die Schaltungsverbindungen der GPS-Schnittstelle mit dem Mikrocontroller sind wie folgt:
GPS-Schnittstelle mit Mikrocontroller-Schaltplan
Der MAX232 dient zur seriellen Kommunikation. Der Empfänger-Pin3 des GPS-Moduls ist mit Pin13 R1IN verbunden, und der Ausgangs-Pin von MAX 232 ist verbundenzum RxDPin10 des Mikrocontrollers. Die Pins 1,2 und 3 des Mikrocontrollers AT89C51 sind mit den Steuerpins (RS, R / W und EN) der LCD-Anzeige verbunden. Die Datenpins der LCD-Anzeige sind mit Port p2 der Steuerung verbunden. Die Werte für Längen- und Breitengrad werden auf dem LCD angezeigt.
In obigem Anbindung von GPS an Mikrocontroller Der GPS-Empfänger überträgt die Daten immer gemäß den NMEA-Formaten unter Verwendung des Protokolls RS232. In diesem NMEA-Format sind die Längen- und Breitengrade des genauen Ortes im GPRMC-Satz verfügbar. Diese Werte werden aus NMEA-Standards extrahiert und auf dem LCD angezeigt.
Unter Verwendung des UART-Protokolls empfängt die Steuerung die Daten vom GPS-Modul und extrahiert dann die Längen- und Breitengrade aus den empfangenen Nachrichten, um sie schließlich auf dem LCD anzuzeigen.
Extraktion von Breiten- und Längenwerten aus dem NMEA-Format:
Die ersten sechs vom GPS-Modul empfangenen Zeichen werden mit der GPRMC-Zeichenfolge verglichen.Wenn die Zeichenfolge übereinstimmt, müssen Sie warten, bis Sie als nächstes zwei Kommas erhalten. Das Zeichen gibt an, ob das GPS-Modul aktiviert ist oder nicht. Wenn das nächste Zeichen 'A' ist, ist das GPS aktiviert, andernfalls ist es nicht aktiviert.Auch hier müssen Sie warten, bis Sie ein Komma erhalten. Die nächsten 9 Zeichen geben die LATITUDE an. Warten Sie erneut, bis Sie zwei Kommas erhalten. Die nächsten 10 Zeichen geben die LONGITUDE an.
Wenn Sie die LATITUDE- und LONGITUDE-Werte des genauen Standorts ohne Codierung überprüfen möchten, verwenden Sie die TRIMBLE STUDIO-Software. Wenn Sie ein GPS-Modul anschließen, gibt diese Software direkt Längengrad, Breitengrad, Geschwindigkeit, Zeit, Höhe und Zeit an. Es gibt den genauen Standort in Google Maps an. Diese Informationen werden in einem bestimmten Zeichenfolgenformat gesammelt, das vom GPS-Modem decodiert wird. Das GPS-Modem gibt die Ausgabedaten in einem als NMEA bezeichneten Zeichenfolgenformat aus, und ein allgemeiner GPS-Satz wird unten erläutert.
$ GPGGA, 080146.00,2342.9185, N, 07452.7442, E, 1,06,1,0,440,6 M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- Eine Zeichenfolge beginnt immer mit dem Zeichen '$'.
- GPGGA: Global Positioning System Fixdaten
- Komma (,) gibt die Trennung zwischen zwei Werten an
- 080146.00: GMT-Zeit als 08 Stunden: 01 Minuten: 46 Sekunden: 00 m Sekunden
- 2342.9185, N: Breite 23 Grad: 42 Minuten: 9185 Sekunden Nord
- 07452.7442, E: Längengrad 074 Grad: 52 Minuten: 7442 Sekunden Ost
- 1: Fix Menge 0 = ungültige Daten, 1 = gültige Daten, 2 = DGPS Fix
- 06: Anzahl der aktuell angezeigten Satelliten
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: Höhe (Höhe über dem Meeresspiegel in Metern)
- -41,5, M: Geoidenhöhe
- ¬_, DGPS-Daten
- 0000: DGPS-Daten
- * 57: Prüfsumme
Anwendungen der Schnittstelle zwischen GPS und 8051-Mikrocontroller
Die GPS-Technologie ist jetzt in allen Bereichen verfügbar, von Armbanduhren über Mobiltelefone bis hin zu Versandbehältern. Geldautomat(Geldautomaten) und Bulldozer. GPS erhöht die Produktivität in einem weiten Bereich der Wirtschaft, einschließlich Bauwesen, Landwirtschaft, Bergbau, Paketzustellung, Vermessung, Bankensysteme undFinanzmärkte etc.Etwas drahtlose Kommunikationsdienste kann nicht ohne GPS-Technologie betrieben werden.
Anwendungen der Schnittstelle zwischen GPS und 8051-Mikrocontroller
Dieses System wird im Flottenmanagement, in der Autonavigation und in der Seefahrt eingesetzt.
- Es wird zum Zuordnen und Verfolgen der Geräte verwendet.
- Es wird in der persönlichen Positionierung und in vielen verwendet eingebettetSystembasierte Projekte um den genauen Standort des Fahrzeugs oder der Person herauszufinden.
- Durch die Verwendung von GPS kann auch die genaue Zeitberechnung in Bezug auf GMT durchgeführt werden.
- Bergbau von Längen- und Breitengradenvondas NMEA-Format.
Hier dreht sich alles um die GPS-Schnittstelle mit dem 8051-Mikrocontroller. Diese Technologie kann in vielen Bereichen eingesetzt werden Projekte der Elektrotechnik Ermitteln des genauen Standorts eines Fahrzeugs mithilfe einer GPS-Methode und anderer Navigationssysteme, die über Satelliten und bodengestützte Stationen betrieben werden. Die Fahrzeuginformationen können digital angezeigt werdenKartemit einer Software. Sogar Daten können von der GPS-Einheit an einer Basisstation gespeichert und auf einen Computer heruntergeladen und später zur Analyse verwendet werden.
