GPS ( Globalt positionerings system ) -modul er en enhed, der er blevet et effektivt værktøj inden for overvågning, sporing og videnskabelig anvendelse. GPS-modulet er baseret på satellitnavigationsteknologi, der giver information om tid og placering under alle vejrforhold overalt på jorden. Hovedformålet med GPS-systemet er at finde ud af placeringen af en person eller et køretøj. En GPS-modtager giver en nøjagtig placering af et objekt med hensyn til længde- og breddegrad og leverer også timing-tjenester, positionering og pålidelig navigation til brugerne hvor som helst og når som helst på jorden.
GPS-interface med 8051 mikrokontroller
GPS-systemet bruger primært 24-32 satellitter til at levere dataene til brugerne. Dette system er blevet meget vigtigt for verdensomspændende navigation, og det er nyttigt til sporing, overvågning, vej- og kortmarkering og meget mere.
Men inden vi kender dette GPS-system, lad os få en idé om, hvordan GPS grænseflade med 8051 mikrokontroller som er en lille applikation baseret på GPS, kan gøres. Den beskriver brugen af GPS-modul eller -modtager til at finde længdegrad og breddegrad for dens placering. De data, der opnås fra GPS-modtageren, behandles af 8051-mikrocontrolleren for at udtage dens værdier i form af længde- og breddegrad. GPS-grænsefladen til 8051-mikrocontroller og placeringsværdier vises på et LCD-display.
GPS-grænseflade med 8051 mikrokontroller:
Blokdiagrammet for GPS grænseflade med 8051 mikrokontroller er vist nedenfor. Den består af GPS-moduler, MAX 232, 8051 mikrokontroller og en LCD-skærm.
Blokdiagram over GPS-interface med 8051 Microcontroller
MAX232 er et integreret kredsløb, der bruges til at konvertere transistorlogiske niveauer (TTL) til RS232 logik niveauer igennem seriel kommunikation af ATmelsmikrokontroller med en pc. Controlleren fungerer på TTL-logikniveau 0-5V.Men den serielle kommunikation USART med pc fungerer på RS232-standarder (-2,5V til + 2,5V). Dette gør det vanskeligt at finde et direkte link til at kommunikere med hinanden.
AT89C51 mikrocontroller er en 8-bit mikrocontroller, der tilhører Atmel 8051-familien. Den har 4KB flash PEROM (programmerbar og sletbar skrivebeskyttet hukommelse & 128 byte RAM. Den kan programmeres og slettes for mange gange.
En 16 × 2 LCD-skærm er et elektronisk display, som meget almindeligt bruges i mange enheder og kredsløb. Disse skærme foretrækkes frem for 7-segment skærme .
GPS-modulets funktionsprincip er,det transmitterer altid serielle data i form af sætninger. Lokalitetens længdegrad og breddegrad er indeholdt i sætningen. At kommunikere over USART eller UART du har bare brug for tre grundlæggende signaler: TXD, RXD og GND - Så du kan interface UART med 8051 mikrokontroller .
Hovedintentionen her er at finde den nøjagtige placering af GPS-modtageren med hensyn til længdegrad og breddegrad. GPS-modulet giver outputdataene i RS232 logisk niveauformat. For at konvertere RS232-format til TTL-format anvendes en line-converter MAX232. Det er forbundet mellem GPS-modul og AT89C51 mikrokontroller. GPS-grænsefladen med 8051-forbindelsesblokdiagram er vist i ovenstående diagram. Værdierne for placeringen er vist på et LCD-display, der er grænseflade til mikrokontrolleren .
GPS-grænseflade med mikrokontroller kredsløbsdiagram:
Kredsløbskomponenter er AT89C51 mikrokontroller, GPS-modul, MAX 232 IC , LCD display, programmeringskort, 12V DC batteri eller adapter, 12MHz Crystal. Modstande, kondensatorer.
Kredsløbsforbindelserne til GPS-interface med mikrocontroller er som følger:
GPS-grænseflade med mikrokontroller kredsløbsdiagram
MAX232 er til seriel kommunikation. GPS-modulets modtager pin3 er forbundet til pin13 R1IN, og output pin fra MAX 232 er tilsluttettil RxDpin10 på mikrokontrolleren. Stifter 1,2 og 3 på mikrokontrolleren AT89C51 er forbundet til kontrolstifterne (RS, R / W og EN) på LCD-skærmen. Datastifterne på LCD-skærmen er forbundet til controllerens port p2. Værdierne for længde- og breddegradsværdier vises på LCD'et.
I ovenstående grænseflade GPS med mikrokontroller kredsløb, sender GPS-modtageren altid dataene i henhold til NMEA-formater ved hjælp af protokol RS232. I dette NMEA-format er længde- og breddegradsværdierne for den nøjagtige placering tilgængelige i GPRMC-sætning. Disse værdier ekstraheres fra NMEA-standarder og vises på LCD.
Ved at bruge UART-protokollen modtager controlleren dataene fra GPS-modulet, og derefter udtrækker den værdierne for længde- og breddegrad fra de modtagne meddelelser, og viser dem endelig på LCD'et.
Ekstraktion af bredde- og længdegradsværdier fra NMEA-format:
De første modtagne seks tegn fra GPS-modulet sammenlignes med GPRMC-strengen.Hvis strengen matches, skal du vente, indtil du får to kommaer næste, tegnet angiver, om GPS-modulet er aktiveret eller ej. Hvis det næste tegn er 'A', er GPS aktiveret, ellers er det ikke aktiveret.Igen skal du vente, indtil du får et komma. De næste 9 tegn angiver LATITUDE. Vent igen, indtil du får to kommaer - de næste 10 tegn angiver LONGITUDE.
Hvis du vil kontrollere LATITUDE- og LONGITUDE-værdierne for den nøjagtige placering uden kodning, skal du bruge TRIMBLE STUDIO-software. Når du bruger et GPS-modul, giver denne software direkte længdegrad, breddegrad, hastighed, tid, højde og tid. Det giver den nøjagtige placering i google maps. Disse oplysninger indsamles i et bestemt strengformat, der dekodes af GPS-modemet. GPS-modemet giver outputdataene i et strengformat kaldet NMEA, og en fælles GPS-sætning forklares nedenfor.
$ GPGGA, 080146.00,2342.9185, N, 07452.7442, E, 1,06,1,0,440,6M, -41,5, M ,, 0000 * 57
- En streng starter altid med tegnet '$'
- GPGGA: Global Positioning System Fix Data
- Komma (,) angiver adskillelsen mellem to værdier
- 080146.00: GMT tid som 08 timer: 01 minut: 46 sekunder: 00 m sekunder
- 2342.9185, N: Breddegrad 23 grader: 42 minutter: 9185 sekunder nord
- 07452.7442, E: Længdegrad 074 grader: 52 minutter: 7442 sekunder øst
- 1: Fix antal 0 = ugyldige data, 1 = gyldige data, 2 = DGPS-rettelse
- 06: Antal satellitter, der aktuelt er set
- 1.0: HDOP
- 440,6, M: Højde (højde over havets overflade i meter)
- -41,5, M: Geoids højde
- ¬_, DGPS-data
- 0000: DGPS-data
- * 57: Kontrolsum
Anvendelser af interfacing GPS med 8051 Microcontroller
GPS-teknologi findes nu i alt lige fra armbåndsure, mobiltelefoner til containere, Hæveautomat(Automatiske kassemaskiner) og bulldozere. GPS øger produktiviteten over et bredt område af økonomien til at omfatte byggeri, landbrug, minedrift, levering af pakker, landmåling, banksystemer ogfinansielle markeder mv.Nogle trådløse kommunikationstjenester kan ikke fungere uden GPS-teknologi.
Anvendelser af interfacing GPS med 8051 Microcontroller
Dette system bruges til flådestyring, bilnavigation og marine navigation.
- Det bruges til kortlægning og sporing af enhederne.
- Det bruges i personlig positionering og i mange indlejretsystembaserede projekter for at finde ud af den nøjagtige placering af køretøjet eller personen.
- Ved at bruge GPS kan den nøjagtige tidsberegning i forhold til GMT også udføres.
- Udvinding af værdier for længdegrad og breddefraNMEA-formatet.
Således handler det kun om GPS-grænseflade med 8051 mikrokontroller, det er teknologien, der kan bruges i mange elektroniske ingeniørprojekter for at finde ud af den nøjagtige placering af et køretøj ved hjælp af en metode GPS og andre navigationssystemer, der fungerer gennem satellitter og jordbaserede stationer. Køretøjsoplysningerne kan ses på en digitalkortved hjælp af en software. Selv data kan gemmes og downloades til en computer fra GPS-enheden ved en basestation, og senere kan de bruges til analyse.
