GPS ( Παγκόσμιο Σύστημα Τοποθεσίας ) Το module είναι μια συσκευή που έχει καταστεί αποτελεσματικό εργαλείο στον τομέα της παρακολούθησης, της παρακολούθησης και της επιστημονικής χρήσης. Η μονάδα GPS βασίζεται σε τεχνολογία δορυφορικής πλοήγησης που παρέχει τις πληροφορίες του χρόνου και της τοποθεσίας σε όλες τις καιρικές συνθήκες οπουδήποτε στη γη. Ο κύριος σκοπός του συστήματος GPS είναι να ανακαλύψει τη θέση ενός ατόμου ή οχήματος. Ένας δέκτης GPS παρέχει μια ακριβή τοποθεσία ενός αντικειμένου από άποψη γεωγραφικού μήκους και πλάτους και παρέχει επίσης υπηρεσίες χρονισμού, τοποθέτηση και αξιόπιστη πλοήγηση στους χρήστες οπουδήποτε και οποτεδήποτε στη γη.
Διασύνδεση GPS με 8051 μικροελεγκτή
Το σύστημα GPS χρησιμοποιεί κυρίως 24-32 δορυφόρους για να παρέχει τα δεδομένα στους χρήστες. Αυτό το σύστημα έχει γίνει πολύ σημαντικό για την παγκόσμια πλοήγηση και είναι χρήσιμο για την παρακολούθηση, την επιτήρηση, τον τρόπο και τη σήμανση χαρτών και πολλά άλλα.
Αλλά πριν μάθουμε αυτό το σύστημα GPS, ας αποκτήσουμε μια ιδέα για το πώς το GPS διασυνδέεται με το 8051 μικροελεγκτής που είναι μια μικρή εφαρμογή που βασίζεται στο GPS, μπορεί να γίνει. Περιγράφει τη χρήση της μονάδας GPS ή του δέκτη για τον εντοπισμό γεωγραφικού μήκους και πλάτους της θέσης της. Τα δεδομένα που επιτυγχάνονται από τον δέκτη GPS υποβάλλονται σε επεξεργασία από τον μικροελεγκτή 8051 για να λάβει τις τιμές του με τη μορφή γεωγραφικού μήκους και πλάτους. Η διασύνδεση GPS με 8051 μικροελεγκτή και οι τιμές θέσης εμφανίζονται σε μια οθόνη LCD.
Διασύνδεση GPS με 8051 μικροελεγκτή:
Το μπλοκ διάγραμμα του GPS διασύνδεση με 8051 μικροελεγκτή φαίνεται παρακάτω. Αποτελείται από μονάδες GPS, MAX 232, 8051 μικροελεγκτή και οθόνη LCD.
Μπλοκ διάγραμμα της διασύνδεσης GPS με 8051 μικροελεγκτή
Το MAX232 είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή των επιπέδων λογικής τρανζίστορ (TTL) σε RS232 επίπεδα λογικής μέσω σειριακή επικοινωνία της ATmelsμικροελεγκτές με υπολογιστή. Ο ελεγκτής λειτουργεί σε λογικό επίπεδο TTL 0-5V.Όμως, η σειριακή επικοινωνία USART με υπολογιστή λειτουργεί με πρότυπα RS232 (-2,5V έως + 2,5V). Αυτό καθιστά δύσκολη την εύρεση ενός άμεσου συνδέσμου για επικοινωνία μεταξύ τους.
Ο μικροελεγκτής AT89C51 είναι ένας μικροελεγκτής 8-bit που ανήκει στην οικογένεια Atmel 8051. Διαθέτει 4KB flash PEROM (προγραμματιζόμενη και διαγράψιμη μνήμη μόνο ανάγνωσης & 128 byte RAM. Μπορεί να προγραμματιστεί και να διαγραφεί πάρα πολλές φορές.
16 × 2 οθόνη LCD είναι μια ηλεκτρονική οθόνη, η οποία χρησιμοποιείται πολύ συχνά σε πολλές συσκευές και κυκλώματα. Αυτές οι οθόνες προτιμούνται έναντι Οθόνες 7 τμημάτων .
Η αρχή λειτουργίας της μονάδας GPS είναι,μεταδίδει πάντα σειριακά δεδομένα με τη μορφή προτάσεων. Οι τιμές γεωγραφικού μήκους και πλάτους της τοποθεσίας περιλαμβάνονται στην πρόταση. Για επικοινωνία USART ή UART χρειάζεστε μόνο τρία βασικά σήματα: TXD, RXD και GND - Για να μπορείτε να συνδεθείτε UART με 8051 μικροελεγκτή .
Η βασική πρόθεση εδώ είναι να βρείτε την ακριβή θέση του δέκτη GPS σε όρους γεωγραφικού μήκους και πλάτους. Η μονάδα GPS δίνει τα δεδομένα εξόδου σε μορφή λογικού επιπέδου RS232. Για να μετατρέψετε τη μορφή RS232 σε μορφή TTL, χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας γραμμής MAX232. Συνδέεται μεταξύ της μονάδας GPS και του μικροελεγκτή AT89C51. Η διασύνδεση GPS με διάγραμμα μπλοκ σύνδεσης 8051 φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Οι τιμές της τοποθεσίας έχουν εμφανιστεί σε μια οθόνη LCD που είναι διασυνδεδεμένος με τον μικροελεγκτή .
Διασύνδεση GPS με διάγραμμα κυκλώματος μικροελεγκτή:
Τα εξαρτήματα κυκλωμάτων είναι μικροελεγκτής AT89C51, μονάδα GPS, MAX 232 IC , Οθόνη LCD, πλακέτα προγραμματισμού, μπαταρία 12V DC ή προσαρμογέα, 12MHz Crystal. Αντιστάσεις, πυκνωτές.
Οι συνδέσεις κυκλώματος της διεπαφής GPS με μικροελεγκτή είναι οι εξής:
Διασύνδεση GPS με διάγραμμα κυκλώματος μικροελεγκτή
Το MAX232 προορίζεται για σειριακή επικοινωνία. Ο ακροδέκτης δέκτη 3 της μονάδας GPS συνδέεται με τον ακροδέκτη 13 R1IN και ο πείρος εξόδου του MAX 232 είναι συνδεδεμένοςστο RxDpin10 του μικροελεγκτή. Οι ακίδες 1,2 και 3 του μικροελεγκτή AT89C51 συνδέονται στους ακροδέκτες ελέγχου (RS, R / W και EN) της οθόνης LCD. Οι ακίδες δεδομένων της οθόνης LCD συνδέονται στη θύρα p2 του ελεγκτή. Οι τιμές του μήκους και του πλάτους εμφανίζονται στην οθόνη LCD.
Στα παραπάνω διασύνδεση GPS με μικροελεγκτή κύκλωμα, ο δέκτης GPS μεταδίδει πάντα τα δεδομένα σύμφωνα με τις μορφές NMEA χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο RS232. Σε αυτήν τη μορφή NMEA, οι τιμές γεωγραφικού μήκους και πλάτους της ακριβούς τοποθεσίας είναι διαθέσιμες στην πρόταση GPRMC. Αυτές οι τιμές εξάγονται από τα πρότυπα NMEA και εμφανίζονται σε LCD.
Χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο UART, ο ελεγκτής λαμβάνει τα δεδομένα από τη μονάδα GPS και στη συνέχεια εξάγει τις τιμές γεωγραφικού μήκους και πλάτους από τα ληφθέντα μηνύματα τις εμφανίζει τελικά στην οθόνη LCD.
Εξαγωγή τιμών γεωγραφικού πλάτους και μήκους από τη μορφή NMEA:
Οι πρώτοι έξι χαρακτήρες που λαμβάνονται από τη μονάδα GPS συγκρίνονται με τη συμβολοσειρά GPRMC.Εάν η συμβολοσειρά ταιριάζει, τότε πρέπει να περιμένετε μέχρι να λάβετε δύο κόμματα στη συνέχεια, ο χαρακτήρας καθορίζει εάν η μονάδα GPS είναι ενεργοποιημένη ή όχι. Εάν ο επόμενος χαρακτήρας είναι «Α», τότε το GPS είναι ενεργοποιημένο, διαφορετικά δεν είναι ενεργοποιημένο.Και πάλι, πρέπει να περιμένετε μέχρι να πάρετε κόμμα. Οι επόμενοι 9 χαρακτήρες καθορίζουν την ΑΡΧΗ Για άλλη μια φορά, περιμένετε μέχρι να λάβετε δύο κόμματα - οι επόμενοι 10 χαρακτήρες καθορίζουν το LONGITUDE.
Εάν θέλετε να ελέγξετε τις τιμές LATITUDE και LONGITUDE της ακριβούς τοποθεσίας χωρίς κωδικοποίηση, χρησιμοποιήστε το λογισμικό TRIMBLE STUDIO. Όταν συνδέετε μια μονάδα GPS, τότε αυτό το λογισμικό δίνει απευθείας μήκος, πλάτος, ταχύτητα, χρόνο, υψόμετρο και χρόνο. Παρέχει την ακριβή τοποθεσία στους χάρτες google. Αυτές οι πληροφορίες συγκεντρώνονται σε μια συγκεκριμένη μορφή συμβολοσειράς που αποκωδικοποιείται από το μόντεμ GPS. Το μόντεμ GPS δίνει τα δεδομένα εξόδου σε μορφή συμβολοσειράς που ονομάζεται NMEA και μια κοινή πρόταση GPS εξηγείται παρακάτω.
GPGGA $, 080146.00,2342.9185, N, 07452.7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- Μια συμβολοσειρά ξεκινά πάντα με ένα σύμβολο «$»
- GPGGA: Παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης
- Το κόμμα (,) καθορίζει τον διαχωρισμό μεταξύ δύο τιμών
- 080146.00: ώρα GMT ως 08 ώρες: 01 λεπτό: 46 δευτερόλεπτα: 00 m δευτερόλεπτα
- 2342.9185, Β: Γεωγραφικό πλάτος 23 μοίρες: 42 λεπτά: 9185 δευτερόλεπτα Βόρεια
- 07452.7442, E: Γεωγραφικό μήκος 074 μοίρες: 52 λεπτά: 7442 δευτερόλεπτα Ανατολικά
- 1: Διόρθωση ποσότητας 0 = μη έγκυρα δεδομένα, 1 = έγκυρα δεδομένα, 2 = διόρθωση DGPS
- 06: Αριθμός δορυφόρων που προβάλλονται αυτήν τη στιγμή
- 1.0: HDOP
- 440.6, M: Υψόμετρο (Ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας σε μέτρο)
- -41,5, M: Ύψος Geoids
- ¬_, δεδομένα DGPS
- 0000: Δεδομένα DGPS
- * 57: Checksum
Εφαρμογές διασύνδεσης GPS με 8051 μικροελεγκτή
Η τεχνολογία GPS είναι πλέον σε όλα, από ρολόγια χειρός, κινητά τηλέφωνα έως κιβώτια μεταφοράς, ΑΤΜ(Αυτόματες ταμειακές μηχανές) και μπουλντόζες. Το GPS αυξάνει την παραγωγικότητα σε ένα ευρύ φάσμα της οικονομίας, συμπεριλαμβανομένων των κατασκευών, της γεωργίας, της εξόρυξης, της παράδοσης πακέτων, της έρευνας, των τραπεζικών συστημάτων καιχρηματοοικονομικές αγορές κ.λπ.Μερικοί ασύρματες υπηρεσίες επικοινωνίας δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς τεχνολογία GPS.
Εφαρμογές διασύνδεσης GPS με 8051 μικροελεγκτή
Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται στη διαχείριση στόλου, στην πλοήγηση αυτοκινήτων και στη θαλάσσια πλοήγηση.
- Χρησιμοποιείται για χαρτογράφηση και παρακολούθηση των συσκευών.
- Χρησιμοποιείται στην προσωπική τοποθέτηση και σε πολλά ενσωματωμένοΣύστημαβασισμένα έργα για να μάθετε την ακριβή τοποθεσία του οχήματος ή του ατόμου.
- Με τη χρήση GPS, μπορεί επίσης να γίνει ο ακριβής υπολογισμός χρόνου σε σχέση με το GMT.
- Εξόρυξη τιμών γεωγραφικού μήκους και γεωγραφικού πλάτουςαπότη μορφή NMEA.
Έτσι, πρόκειται για διασύνδεση GPS με 8051 μικροελεγκτή, είναι η τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς έργα ηλεκτρονικής μηχανικής για να μάθετε την ακριβή τοποθεσία ενός οχήματος χρησιμοποιώντας μια μέθοδο GPS και άλλα συστήματα πλοήγησης που λειτουργούν μέσω δορυφόρων και επίγειων σταθμών. Οι πληροφορίες του οχήματος μπορούν να προβληθούν σε ψηφιακόχάρτηςχρησιμοποιώντας ένα λογισμικό. Ομοιόμορφα δεδομένα μπορούν να αποθηκευτούν και να ληφθούν σε υπολογιστή από τη μονάδα GPS σε σταθμό βάσης και αργότερα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ανάλυση.
