嵌入式实训32.docx
- 文档编号:10666242
- 上传时间:2023-05-27
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:160.38KB
嵌入式实训32.docx
《嵌入式实训32.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《嵌入式实训32.docx(11页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
嵌入式实训32
嵌入式实训32——维信科技
一、实训目的
1.掌握GPS通讯原理。
2.学习NMEA0183ASCII接口协议格式。
3.学习编程实现对GPS通讯信息的采集方法。
二、实训内容
学习GPS通讯原理,阅读GPS模块的产品说明,了解模块的电气指标、串行接口连接方式、NMEA语句格式。
通过软件来设置GPS模块的波特率、波特率、输出语句和初始化经纬度等内容。
编程实现对GPS通讯信息的采集方法,将接收到的数据进行语义的解析,并在LCD上显示当前的地理位置信息。
三、预备知识
1、用ARMSDT2.5或ADS1.2集成开发环境,编写和调试程序的基本过程。
2、ARM应用程序的框架结构。
3、会使用SourceInsight3编辑C语言源程序。
4、了解GPS通讯原理。
四、设备及工具(维信科技,山西最专业的IT实训)
硬件:
ARM嵌入式试验箱,其主要包括:
ARM嵌入式试验板,用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上
软件:
PC机操作系统win98以上、ARMSDT2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、SourceInsight3.0,UC操作系统
五、原理及说明
1.GPS概述
GPS(GlobalPositioningSystem-全球定位系统)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
GPS的主要优点包括:
(1)全球,全天候工作:
能为用户提供连续,实时的三维位置,三维速度和精密时间。
不受天气的影响。
(2)定位精度高:
单机定位精度优于10米,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。
(3)功能多,应用广:
目前已广泛的应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等学科领域。
GPS由三个独立的部分组成:
●空间部分:
21颗工作卫星,3颗备用卫星。
●地面支撑系统:
1个主控站,3个注入站,5个监测站。
●用户设备部分:
接收GPS卫星发射信号,以获得必要的导航和定位信息,经数据处理,完成导航和定位工作。
GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。
GPS定位原理(维信科技,山西最专业的IT实训):
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。
如图所示,假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机,可以测定GPS信号到达接收机的时间△t,再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式,如图7-1所示:
图7-1GPS定位原理及其定位方程
上述四个方程式中待测点坐标x、y、z和Vto为未知参数,其中di=c△ti(i=1、2、3、4)。
di(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
△ti(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间(维信科技,山西最专业的IT实训)。
c为GPS信号的传播速度(即光速)。
四个方程式中各个参数意义如下:
x、y、z为待测点坐标的空间直角坐标。
xi、yi、zi(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标,可由卫星导航电文求得。
Vti(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差,由卫星星历提供。
Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Vto。
目前GPS系统提供的定位精度是优于10米,而为得到更高的定位精度,通常采用差分GPS技术:
将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。
根据基准站已知精密坐标,计算出基准站到卫星的距离改正数,并由基准站实时将这一数据发送出去。
用户接收机在进行GPS观测的同时,也接收到基准站发出的改正数,并对其定位结果进行改正(维信科技,山西最专业的IT实训),从而提高定位精度。
2.GPS接口
在UP-NetARM3000平台上所选配的GPS模块是GPS15L/H。
接口特性如下:
RS-232输出,可输入RS232或者具有RS-232极性的TTL电平。
可选的波特率为:
300、600、1200、2400、4800、9600、19200。
GPS15与PC串口的连接见示意图如下图7-2:
图7-2GPS15与PC串口连接示意图
串口输出协议:
输出NEMA0183格式的ASCII码语句,输出:
GPALM,GPGGA,GPGLL,GPGSA,GPGSV,GPRMC,GPVTG(NMEA标准语句);PGRMB,PGRME,PGRMF,PGRMM,PGRMT,PGRMV(GARMIN定义的语句)。
还可将串口设置为输出包括GPS载波相位数据的二进制数据。
输入:
初始位置、时间、秒脉冲状态、差分模式、NMEA输出间隔等设置信息(维信科技,山西最专业的IT实训)。
在缺省的状态下,GPS模块输出数据的波特率为4800,输出信息包括:
GPRMC、GPGGA、GPGSA、GPGSV、PGRME等,每秒钟定时输出,如下图7-3所示。
图7-3GPS模块原始输出信息
在具体的应用场合,有时会要求模块输出不同的波特率,或输出其他语句信息,因此,需要通过相应软件修改GPS模块的缺省配置(维信科技,山西最专业的IT实训)。
在这里,我们使用模块自带的设置软件SNSRCFG.exe,见下图7-4,详细的使用见附录。
图7-4SNSRCFG.EXE-GPS模块设置软件
六、实训步骤
1、采集GPS原始数据,当收到“\n”之后,表示收到一条完整的信息。
GPS原始采集的数据如上图所示。
2、对接收的数据进行格式的解析,实现GPRMC格式数据的解析:
voidgps_parse(char*line,GPS_INFO*GPS)
{
inti,tmp,start,end;
charc;
char*buf=line;
c=buf[5];
if(c=='C'){//判断
"GPRMC"语句
GPS->D.hour=(buf[7]-'0')*10+(buf[8]-'0');//读取小时
GPS->D.minute=(buf[9]-'0')*10+(buf[10]-'0');//读取分钟
GPS->D.second=(buf[11]-'0')*10+(buf[12]-'0');//读取秒
tmp=GetComma(9,buf);
GPS->D.day=(buf[tmp+0]-'0')*10+(buf[tmp+1]-'0');//读取日
GPS->D.month=(buf[tmp+2]-'0')*10+(buf[tmp+3]-'0');//读取月
GPS->D.year=(buf[tmp+4]-'0')*10+(buf[tmp+5]-'0')+2000;//读取年
//------------------------------
GPS->status=buf[GetComma(2,buf)];//读取小时
GPS->latitude=get_double_number(&buf[GetComma(3,buf)]);//读取纬度
GPS->NS=buf[GetComma(4,buf)];//南纬or北纬
GPS->longitude=get_double_number(&buf[GetComma(5,buf)]);//读取经度
GPS->EW=buf[GetComma(6,buf)];//东经或者西经
#ifdefUSE_BEIJING_TIMEZONE
UTC2BTC(&GPS->D);
#endif
}
if(c=='A'){//"$GPGGA"
GPS->high=get_double_number(&buf[GetComma(9,buf)]);//读取小时
}
}
3、gps数据的显示:
voidshow_gps(GPS_INFO*GPS)
{
Uart_Printf("DATE:
%ld-%02d-%02d\n",GPS->D.year,GPS->D.month,GPS->D.day);
Uart_Printf("TIME:
%02d:
%02d:
%02d\n",GPS->D.hour,GPS->D.minute,GPS->D.second);
Uart_Printf("Latitude:
%.4f%c\n",GPS->latitude,GPS->NS);
Uart_Printf("Longitude:
%.4f%c\n",GPS->longitude,GPS->EW);
Uart_Printf("Highness:
%.4f\n",GPS->high);
Uart_Printf("STATUS:
%c\n",GPS->status);
}
七、实训附录GPS设置工具的使用
1、打开,选择模块类型(维信科技,山西最专业的IT实训):
GPS15H/L,如图7-5。
图7-5选择模块类型
2、点击图标
,检测模块当前的波特率,检测成功后,显示模块的状态信息,如图7-6。
图7-6检测模块当前信息
3、修改当前的设置
(1)点击Config/SensorConfiguration显示如下的对话框,可以设置:
GPS上电后的初始经纬度、(维信科技,山西最专业的IT实训)波特率、产生标准的秒脉冲信号等信息,这里我们主要用来修改其波特率信息,设置后,点击OK,如图7-7。
。
图7-7配置GPS模块基本信息
(2)点击Config/NMEASentenceSelections显示如下,该对话框用来设置模块输出语句的种类,预知道每条语句所包含的详细信息请阅读模块产品说明。
在这里我们只选择了GPGGA和GPRMC两个选项(维信科技,山西最专业的IT实训),可以获取模块当前的经纬度、速度、高度等信息,如图7-8所示。
图7-8配置GPS模块的输出语句种类
4、将以上的信息设置完成后(维信科技,山西最专业的IT实训),点击
下载GPS配置信息。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 嵌入式 32