GPS розшифровується як Глобальна система позиціонування і використовується для визначення місцезнаходження, висоти, швидкості, дати та часу в UTC. У цьому проекті ми збираємось взаємодіяти модуль GPS з NodeMCU. Простий локальний веб-сервер створюється за допомогою NodeMCU, а деталі розташування оновлюються на веб-сторінці цього сервера. Особливістю цього заснованого на IoT проекту є те, що ми можемо перевірити місце розташування на Goolge Maps, натиснувши посилання на веб-сторінці. Ви також можете відкрити цю веб-сторінку та перевірити місцезнаходження з будь-якого місця, активуючи переадресацію портів у вашому модемі / маршрутизаторі.

Необхідні компоненти:

• NodeMCU ESP12
• GPS-модуль (uBlox Neo 6M GPS)

Модуль GPS:

Ublox Neo 6M - це послідовний модуль GPS, який надає деталі розташування за допомогою послідовного зв'язку. Він має чотири шпильки.

шпилька	Опис
Vcc	2,7 - 5В живлення
Gnd	Земля
TXD	Передати дані
RXD	Отримати дані

GPS-модуль Ublox neo 6M сумісний з TTL, і його технічні характеристики наведені нижче.

Час захоплення	Крутий старт: 27 с, гарячий старт: 1 с
Протокол зв'язку	NMEA
Послідовний зв’язок	9600 біт / с, 8 біт даних, 1 стоповий біт, відсутність парності та управління потоком
Робочий струм	45 мА

Отримання даних про місцезнаходження з GPS:

Модуль передаватиме дані в декількох рядках зі швидкістю передачі 9600 бод. Якщо ми використовуємо термінал UART зі швидкістю 9600 бод, ми побачимо дані, отримані GPS.

Модуль GPS надсилає дані про положення відстеження в реальному часі у форматі NMEA (див. Знімок екрана вище). Формат NMEA складається з декількох речень, у яких нижче наводяться чотири важливі речення. Детальніше про речення NMEA та його формат даних можна знайти тут.

• $ GPGGA: дані виправлення глобальної системи позиціонування
• $ GPGSV: супутники GPS на увазі
• $ GPGSA: GPS DOP та активні супутники
• $ GPRMC: Рекомендовані мінімальні конкретні дані GPS / Транзиту

Дізнайтеся більше про дані GPS та рядки NMEA тут.

Це дані, отримані GPS при підключенні зі швидкістю передачі 9600 бод.

$ GPRMC, 141848,00, A, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 0,553,, 100418,,, A * 73 $ GPVTG,, T,, M, 0,553, N, 1,024, K, A * 27 $ GPGGA, 141848,00, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 1,03,2.56,1.9, M, -54,2, M,, * 74 $ GPGSA, A, 2,06,02,05,,,,,,,,,, 2,75, 2,56,1,00 * 02 $ GPGSV, 1,1,04,02,59,316,30,05,43,188,25,06,44,022,23,25,03,324, * 76 $ GPGLL, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 141848,00, A, A * 65

Коли ми використовуємо модуль GPS для відстеження будь-якого місця, нам потрібні лише координати, і ми можемо знайти це в рядку $ GPGGA. Тільки рядок $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) в основному використовується в програмах, а інші рядки ігноруються.

$ GPGGA, 141848,00, 2237,63306, N, 08820,86316, E, 1,03,2,56,1,9, M, -54,2, M,, * 74

Що означає цей рядок?

Значення цього рядка:

1. Рядок завжди починається зі знака "$"

2. GPGGA розшифровується як дані про виправлення глобальної системи позиціонування

3. “,” Кома вказує на поділ між двома значеннями

4. 141848.00: GMT час як 14 (год.): 18 (хв.): 48 (сек.): 00 (мс)

5. 2237.63306, N: Широта 22 (градус) 37 (хвилини) 63306 (сек) Північ

6. 08820.86316, E: Довгота 088 (градус) 20 (хвилини) 86316 (сек) схід

7. 1: Виправити кількість 0 = недійсні дані, 1 = дійсні дані, 2 = виправлення DGPS

8. 03: Кількість супутників, які зараз переглядаються.

9. 1.0: HDOP

10. 2,56, М: Висота над рівнем моря (Висота над рівнем моря в метрах)

11. 1.9, М: Висота геоїдів

12. * 74: контрольна сума

Отже, нам потрібні №5 та №6 для збору інформації про розташування модуля або про те, де він знаходиться. У цьому проекті ми використовували бібліотеку GPS, яка надає деякі функції для вилучення широти та довготи, тому нам не доведеться про це турбуватися.

Раніше ми взаємоділи GPS з іншими мікроконтролерами:

· Як користуватися GPS з Arduino

· Підручник з взаємодії модуля GPS Raspberry Pi

· Взаємозв'язок GPS-модуля з мікроконтролером PIC

· Відстежуйте автомобіль на Картах Google за допомогою Arduino, ESP8266 та GPS

Взаємодія GPS з ESP12E NodeMCU:

NodeMCU - це плата розробки на основі ESP8266. В якості основного процесора використовується ESP-12E. Це 32-бітний MCU. Він має 14 контактів GPIO, одноканальний 10-бітний інтегрований АЦП. Він підтримує зв'язок UART, I2C, SPI. Він сумісний з 3.3V, він не може обробити 5V. Якщо ви новачок у NodeMCU, прочитайте наш Початок роботи з NodeMCU ESP-12.

Ці сполуки між NodeMCU і модулем GPS є таким, як показано нижче.

NodeMCU	GPS-модуль
3V3	Vcc
GND	GND
D1 (GPIO5)	RX
D2 (GPIO4)	TX

Нижче наведена принципова схема підключення GPS до NodeMCU:

Модулю GPS потрібно деякий час, щоб зафіксувати деталі розташування після його ввімкнення. NodeMCU запускає веб-сервер і чекає, поки клієнт підключиться до веб-сервера. Після підключення клієнта до веб-сервера NodeMCU надсилає деталі місцезнаходження підключеному клієнту. Деталі розташування відображаються на простій веб-сторінці, розробленій із використанням HTML.

Кроки:

1. Підключіть схему, як показано на схемі.
2. Завантажте код після зміни облікових даних Wi-Fi.
3. Відкрийте послідовний монітор в IDE Arduino та запишіть IP-адресу веб-сервера.
4. Відкрийте будь-який браузер і введіть IP-адресу веб-сервера.
5. На ній відображатимуться дані про місцезнаходження, дата, час та посилання на карти Google.

Пояснення коду:

Повний вихідний код для цього проекту наведено в кінці цієї статті. Код розділений на невеликі значущі фрагменти і пояснено нижче.

Для взаємодії модуля GPS з NodeMCU нам потрібно включити відповідні файли заголовків. Файли заголовків можна завантажити за посиланнями, наведеними нижче.

Крихітна бібліотека GPS ++:

#включати #включати #включати

Щоб створити веб-сервер за допомогою NodeMCU, його потрібно підключити до мережі Wi-Fi. У цій частині коду ми надаємо облікові дані Wi-Fi бездротової мережі, до якої підключається NodeMCU. Замініть це своїми обліковими даними Wi-Fi.

const char * ssid = " shashi "; const char * password = "12345678";

У цій частині коду ми створюємо об'єкт класу TinyGPSPlus і визначаємо висновки, на яких підключений GPS-модуль. Модуль GPS підключений до контактів 4 і 5 (GPIO4 і GPIO5) NodeMCU. Для підтримки послідовного зв’язку на контактах 4 та 5 ми використовуємо бібліотеку “SoftwareSerial” для створення віртуального послідовного порту.

GPS TinyGPSPlus; // об’єкт TinyGPS ++ SoftwareSerial ss (4, 5); // Послідовне підключення до пристрою GPS.

Цей рядок коду вказує номер порту створюваного веб-сервера. Для HTTP-з'єднання номер порту за замовчуванням - 80.

Сервер WiFiServer (80);

Для створення веб-сервера за допомогою NodeMCU використовується згаданий нижче фрагмент коду. Після створення веб-сервера він друкує IP-адресу веб-сервера в послідовному моніторі. Пізніше ця IP-адреса використовується для доступу до веб-сервера в локальній мережі.

server.begin (); Serial.println ("Сервер запущений"); Serial.println (WiFi.localIP ()); // Роздрукувати IP-адресу

Далі ми повинні почати читати послідовні дані, надіслані з модуля GPS, і якщо в них немає помилок, ми повинні витягти з нього деталі розташування. Для вилучення деталей розташування ми використовуємо бібліотеку TinyGPSPlus . Ця частина коду виконує вищевказану роботу.

while (ss.available ()> 0) if (gps.encode (ss.read ()))

Якщо отриманий рядок не містить помилок, спочатку ми повинні перевірити, чи справжнє місце розташування чи ні. Якщо місцезнаходження дійсне, ми повинні витягти з нього широту та довготу. Потім він перетворюється у формат рядка для відображення його на веб-сторінці. Для виконання цього завдання ми використовуємо цей фрагмент коду.

if (gps .location.isValid ()) { lattitude = gps.location.lat (); lat_str = Рядок (широта, 6); довгота = gps.location.lng (); lng_str = Рядок (довгота, 6); }

Нам потрібно виконати ті самі дії, щоб вилучити дату та час.

якщо (gps.date.isValid ()) { date = gps.date.day (); місяць = gps.date.month (); рік = gps.date.year (); }

Щоб отримати час, нам потрібно дотримуватися тієї ж процедури, але GPS надає час у форматі UTC. Щоб перевести UTC в IST, нам потрібно додати зміщення + 5 годин 30 хвилин до UTC. Ця частина коду виконує перетворення з UTC на IST.

хвилина = (хвилина + 30); якщо (хвилина> 59) { хвилина = хвилина - 60; година = година + 1; } година = (година + 5); якщо (година> 23) година = година - 24;

Цей час у 24-годинному форматі. Для перетворення 24-годинного в 12-годинний формат використовується згаданий нижче код.

якщо (година> = 12) pm = 1; інакше pm = 0; година = година% 12;

У цій частині коду ми перевіряємо, чи підключений клієнт до веб-сервера. він чекає, поки клієнт буде підключений.

Клієнт WiFiClient = server.available (); if (! client) { return; }

Після підключення клієнта веб-сервер повинен надіслати відповідь клієнту. Веб-сторінка розроблена з використанням HTML. HTML-код веб-сторінки наведено в кінці цієї статті. Значення широти, довготи, дати та часу оновлюються після отримання даних від модуля GPS. У цій частині коду ми надсилаємо відповідь клієнту. Де 's' - це рядок, який містить HTML-код веб-сторінки та інформацію про місцезнаходження.

client.print (s);

HTML-код веб-сторінки:

GPS взаємодія з NodeMCU

Деталі місця

Широта	12.9000
Довгота	77,5900
Дата	22/06/18
Час	07:12:12

Натисніть тут! Щоб перевірити розташування на картах Google.

Ось так виглядає веб-сторінка після того, як ми відкриваємо IP-адресу локального веб-сервера у веб-браузері.

Коли ви натискаєте на посилання " Натисніть тут ", воно відкриє місце на Картах Google, як показано нижче: