Як користуватися GPS з Arduino

GPS - це дуже корисний пристрій, який використовується в багатьох проектах електроніки та таких додатках, як система відстеження транспортних засобів, годинник GPS, система сповіщення про аварії, система навігації та спостереження за дорожнім рухом тощо. Але питання в тому, як користуватися GPS та зчитувати дані з GPS ? Ми можемо легко отримати дані GPS безпосередньо в наш комп’ютер за допомогою Arduino.

GPS розшифровується як система глобального позиціонування і використовується для виявлення широти та довготи будь-якого місця на Землі з точним часом UTC (координований за універсальним часом). Цей пристрій отримує координати від супутника щосекунди з часом та датою. GPS пропонує велику точність, а також надає інші дані, крім координат положення, ми розглянемо його незабаром.

У цьому підручнику з Arduino GPS ми пояснимо, як тестувати або інтерфейсувати модуль GPS за допомогою комп’ютера та Arduino. Для взаємодії GSM з комп'ютером нам потрібен або USB-послідовний перетворювач, або плата Arduino. Тут ми використовуємо плату Arduino для інтерфейсу GPS. Нам потрібні лише плата Arduino, модуль GPS, комп'ютер та адаптер 12v / 3.3v для живлення. Тут ми використовували модуль GPS-приймача SKG13BL (показано на малюнку вище).

Перш ніж підключати його до комп'ютера, нам спочатку потрібно вийняти Arduino IC (чіп Atmega) з плати Arduino, оскільки нам потрібна лише послідовна схема Arduino. Це називається режимом шлюзу. Видалення мікросхеми показано на малюнках нижче:

Тепер зробіть з'єднання, як показано на малюнку нижче:

1. Штифт GPS TX до цифрового PIN-коду 1 Arduino (TXD)
2. Заземлення GPS на PIN-код GND Arduino
3. Потужність GPS (3,3 в) Закріпіть на 3,3 в PIN-код Arduino

Після підключення підключіть USB-кабель до комп'ютера, відкрийте програмне забезпечення Arduino IDE на комп'ютері, виберіть com-порт та відкрийте послідовний монітор, щоб прослухати послідовний порт та увімкніть модуль Arduino та GPS.

Тепер ви побачите дані GPS у вікні Arduino Serial Monitor, як показано нижче. Нижче наведено два знімки, перший - коли GPS не в зоні дії, а другий - коли GPS у зоні дії.

Дані GPS, коли приймач GPS знаходиться поза зоною дії:

Дані GPS, коли GPS-приймач знаходиться в діапазоні:

У послідовному вікні ви можете побачити деякі речення, які починаються з знака $. Це речення NMEA. Модуль GPS надсилає дані про позицію 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

Ці рядки містять багато параметрів GPS, такі як: час, дата, довгота, широта, швидкість, номер. використовуваних супутників, висота та багато іншого.

Для будь-яких координат та часу розташування ми можемо використовувати $ GPGGA та $ GPRMC.

Для дати та часу ми можемо використовувати рядок $ GPRMC.

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. Цей рядок складається з даних виправлення, як показано нижче:

$ GPGGA, 104534.000,7791.0381, N, 06727.4434, E, 1,08,0.9,510.4, M, 43.9, M,, * 47 $ GPGGA, HHMMSS.SSS, широта, N, довгота, E, FQ, NOS, HDP, висота, М, висота, М,, дані контрольної суми

Ідентифікатор	Опис
$ GPGGA	Дані виправлення системи глобального позиціонування
HHMMSS.SSS	Час у форматі години хвилини секунд та мілісекунд.
Широта	Широта (координата)
N	Напрямок N = Північ, S = Південь
Довгота	Довгота (координата)
Е	Напрямок E = Схід, W = Захід
FQ	Виправте дані про якість
NOS	Кількість використовуваних супутників
HDP	Горизонтальне розведення точності
Висота над рівнем моря	Висота (метри над рівнем моря)
М	Метр
Висота	Висота
Контрольна сума	Дані контрольної суми

А рядок $ GPRMC в основному містить швидкість, час, дату та положення

$ GPRMC, 123519.000, A, 7791.0381, N, 06727.4434, E, 022.4,084.4,230394,003.1, W * 6A $ GPRMC, HHMMSS.SSS, A, широта, N, довгота, E, швидкість, кут, дата, МВ, Ш, CMD

Ідентифікатор	Опис
RMC	Рекомендований мінімум речення С
HHMMSS.SSS	Час у форматі години хвилини секунд та мілісекунд.
A	Статус // A = активний і V = порожній
Широта	Широта 49 град. 16,45 хв. Північ
N	Напрямок N = Північ, S = Південь
Довгота	Довгота (координата)
Е	Напрямок E = Схід, W = Захід
Швидкість	швидкість у вузлах
Кут	Кут відстеження в градусах
Дата	Мітка часу (дата в UTC)
МВ	Магнітна варіація
W	Напрямок варіації E / W
CMD (* 6A)	Дані контрольної суми

Здебільшого цей рядок використовується для визначення часу, дати та швидкості.