Jak používat GPS s Arduino

GPS je velmi užitečné zařízení, které se používá v mnoha elektronických projektech a aplikacích, jako je systém sledování vozidel, hodiny GPS, systém varování před detekcí nehod, dopravní navigační a monitorovací systém atd. Otázkou však je, jak používat GPS a číst data z GPS ? Data GPS můžeme snadno získat přímo do našeho počítače pomocí Arduina.

GPS znamená Global Positioning System a používá se k detekci zeměpisné šířky a délky jakéhokoli místa na Zemi s přesným časem UTC (Universal Time Coordinated). Toto zařízení přijímá souřadnice ze satelitu každou sekundu s časem a datem. GPS nabízí velkou přesnost a kromě souřadnic polohy také poskytuje další data, brzy se na to podíváme.

V tomto výukovém programu Arduino GPS vysvětlíme, jak testovat nebo propojovat modul GPS pomocí počítačů a Arduina. Pro propojení GSM s počítačem potřebujeme buď USB to Serial Converter nebo Arduino Board. Zde používáme desku Arduino k propojení GPS. K napájení potřebujeme pouze desku Arduino, modul GPS, počítač a adaptér 12v / 3,3v. Zde jsme použili modul GPS přijímače SKG13BL (zobrazený na obrázku výše).

Před připojením k počítači musíme nejprve vyjmout Arduino IC (čip Atmega) z desky Arduino, protože potřebujeme pouze sériové obvody Arduina. Tomu se říká režim brány. Demontáž IC je zobrazena na následujících obrázcích:

Nyní proveďte připojení, jak je uvedeno na následujícím obrázku:

1. Kolík GPS TX na digitální PIN 1 Arduino (TXD)
2. Uzemňovací kolík GPS na GND PIN Arduina
3. Napájení GPS (3,3 V) na 3,3 V PIN Arduina

Po připojení připojte kabel USB k počítači, otevřete v počítači software Arduino IDE, vyberte komunikační port a otevřete sériový monitor, abyste mohli poslouchat sériový port a zapněte modul Arduino a GPS.

Nyní uvidíte data GPS v okně Arduino Serial Monitor, jak je uvedeno níže. Níže jsou dva snímky, první je, když GPS není v dosahu a druhý je, když je GPS v dosahu.

Data GPS, když je přijímač GPS mimo dosah:

Data GPS, když je přijímač GPS v dosahu:

V sériovém okně vidíte několik vět, které začínají znakem $. To jsou věty NMEA. Modul GPS odesílá údaje o poloze sledování v reálném čase ve formátu NMEA (viz výše uvedený snímek obrazovky). Formát NMEA se skládá z několika vět, ve kterých jsou níže uvedeny čtyři důležité věty. Více podrobností o větě NMEA a jejím datovém formátu najdete zde.

• $ GPGGA: Údaje o opravách globálního pozičního systému
• $ GPGSV: Zobrazují se satelity GPS
• $ GPGSA: GPS DOP a aktivní satelity
• $ GPRMC: Doporučená minimální konkrétní data GPS / Transit

Tyto řetězce obsahují mnoho parametrů GPS, jako jsou: čas, datum, zeměpisná délka, zeměpisná šířka, rychlost, č. použitých satelitů, nadmořské výšky a mnoha dalších věcí.

Pro jakékoli souřadnice polohy a čas můžeme použít $ GPGGA a $ GPRMC.

Pro Datum a čas můžeme použít řetězec $ GPRMC.

Když používáme modul GPS ke sledování libovolného místa, potřebujeme pouze souřadnice a můžeme jej najít v řetězci $ GPGGA. V programech se většinou používá pouze řetězec $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) a ostatní řetězce jsou ignorovány. Tento řetězec obsahuje data opravy, jak je uvedeno níže:

$ GPGGA, 104534 000 7791,0381, N, 06727,4434, E, 1,08,0,9 510,4, M, 43,9, M,, * 47 $ GPGGA, HHMMSS.SSS, zeměpisná šířka, N, zeměpisná délka, E, FQ, NOS, HDP, nadmořská výška, M, výška, M,, data kontrolního součtu

Identifikátor	Popis
$ GPGGA	Údaje o opravách globálního pozičního systému
HHMMSS.SSS	Čas v hodinových minutových sekundách a milisekundách.
Zeměpisná šířka	Zeměpisná šířka (souřadnice)
N	Směr N = sever, S = jih
Zeměpisná délka	Zeměpisná délka (souřadnice)
E	Směr E = východ, W = západ
FQ	Opravte údaje o kvalitě
NOS	Počet použitých satelitů
HDP	Horizontální ředění přesnosti
Nadmořská výška	Nadmořská výška (metry nad mořem)
M	Metr
Výška	Výška
Kontrolní součet	Data kontrolního součtu

A $ string GPRMC obsahuje především rychlost, čas, datum a umístění

$ GPRMC, 123519 000, A, 7791.0381, N, 06727.4434, E, 022.4,084.4,230394,003,1, W * 6A $ GPRMC, HHMMSS.SSS, A, zeměpisná šířka, N, zeměpisná délka, E, rychlost, úhel, datum, MV, W, CMD

Identifikátor	Popis
RMC	Doporučená minimální věta C
HHMMSS.SSS	Čas v hodinových minutových sekundách a milisekundách.
A	Stav // A = aktivní a V = neplatné
Zeměpisná šířka	Zeměpisná šířka 49 stupňů. 16,45 min. Severní
N	Směr N = sever, S = jih
Zeměpisná délka	Zeměpisná délka (souřadnice)
E	Směr E = východ, W = západ
Rychlost	rychlost v uzlech
Úhel	Úhel sledování ve stupních
datum	Časové razítko (datum v UTC)
MV	Magnetická variace
Ž	Směr variace E / W
CMD (* 6A)	Data kontrolního součtu

Většinou se tento řetězec používá k měření času, data a rychlosti.