Модуль GPS:полное руководство для начинающих

Модуль GPS

Ваш проект включает в себя точные и точные данные о местоположении, и вы не знаете, с чего начать? Было бы неплохо, если бы у вас был модуль GPS.

С помощью базового модуля GPS вы можете получить все данные о местоположении, необходимые для вашего проекта.

Хотя работать с GPS может быть сложно, это скорее просто, чем сложно — благодаря усилиям нескольких людей и отраслей.

Вы также можете запутаться в том, какие модули GPS лучше всего подходят для вашего приложения или поиска нужных деталей.

В этой статье вы найдете решения проблем, связанных с GPS, и узнаете все, что вам нужно знать о цепи GPS.

Что такое модуль GPS?

GPS

Когда дело доходит до данных о местоположении, первое, что приходит на ум, — это GPS. Но что такое GPS?

Глобальная система позиционирования (GPS) — это радионавигационная система, которая определяет точное и точное местоположение, скорость и время независимо от погодных условий. Кроме того, GPS работает на суше, в воздухе и на море.

Модули GPS — это устройства, которые позволяют вашим устройствам или схемам получать данные GPS. Но если модули GPS недоступны, вы можете использовать микроконтроллеры в качестве альтернативы с помощью простого кода.

В настоящее время настройки GPS являются стандартными для телефонов, компьютеров и других интеллектуальных устройств, которые позволяют вам делиться своим местоположением или отслеживать местоположение другого объекта или человека. Кроме того, GPS дает вам доступ к картам в реальном времени и предлагает навигационные системы.

Как работает GPS?

Спутник GPS

Спутники GPS и приемники GPS являются двумя основными компонентами, которые делают возможной работу GPS. Также у устройства всегда есть четыре активных спутника в зоне действия приёмника.

Каждый спутник GPS отправляет приемнику данные о своем текущем времени и местоположении. Затем спутник передает эти данные в виде радиосигналов, которые перехватывает GPS-приемник.

Интересно, что эти радиосигналы распространяются со скоростью света, что делает передачу достаточно быстрой для приложений с данными в реальном времени. Кроме того, вы можете рассчитать расстояние между спутником и приемником GPS, отметив разницу между моментом, когда спутник отправил сигнал, и моментом, когда приемник его перехватил.

Когда приемник собирает эти сигналы более чем с трех спутников, он определяет свое местоположение с помощью процесса трилатерации. Однако для передачи данных о местоположении приемнику GPS требуется как минимум три спутника GPS.

GPS-приемник

Интересно, что большинство GPS-модулей работают одинаково. Они используют стандартный последовательный интерфейс для связи с вариантами интерфейсов связи SPI и I2C.

Кроме того, формат обмена сообщениями также имеет свои стандарты. Модули GPS обычно выводят данные, используя форму NMEA-0183.

Модуль GPS 2

В качестве альтернативы вы можете использовать коды для платформ микроконтроллеров, которые превратят вашу плату в работающий модуль GPS. Некоторые из этих проектов включают Adafruit GPS, minima и NeoGPS. Подобные проекты будут использовать последовательный поток данных для предоставления всех необходимых данных о местоположении.

Модули GPS с Arduino и Raspberry Pi

Для этого проекта мы будем использовать GPS-модуль НЭП-6М. Этот модуль поставляется с внешней антенной, но не имеет штыревых контактов. Следовательно, вам нужно будет припаять контакты разъема к вашему модулю, если вам нужно их использовать.

Модуль НЭП-6М работает с платами микроконтроллеров Arduino и Raspberry Pi. Для этого вам понадобятся следующие компоненты:

• Комплект Arduino
• Перемычки
• GPS-модуль НЕО-6М

Подключение GPS-модуля к Arduino

GPS-модуль NEO-6M имеет четыре контакта:RX, GND, VCC и T.

Последовательная связь является основным методом связи с Arduino. Кроме того, TX и RX служат в качестве последовательных контактов.

Вот как подключить Arduino к модулю GPS:

• Подключите контакт GND модуля GPS к контакту GND Arduino.
• Затем соедините контакт RX модуля с контактом 3 Arduino.
• Затем соедините контакт TX с контактом 4 Arduino.
• Наконец, соедините контакт VCC с контактом 5V Arduino.

Код

После подключения модуля к Arduino загрузите следующий код в Arduino UNO:

Код Arduino

Пока вы это делаете, убедитесь, что вы отредактировали код в соответствии с функциями вашего модуля GPS.

Модуль GPS с Raspberry Pi

Вы можете использовать GPS-модуль U-Blox NEO-M8N с Raspberry Pi для получения данных о местоположении. Но вам нужен некоторый опыт работы с Python перед установкой Raspbian OS. Кроме того, вам понадобится код Python для подключения платы Pi к модулю GPS.

Тем не менее, вот что вам нужно для этого проекта:

• Плата Raspberry Pi
• Блок питания (для Raspberry Pi)
• Макет
• Карта MicroSD желательно 8 ГБ.
• Перемычки
• GPS-модуль (GPS-модуль U-Blox NEO-M8N)

Как построить

Во-первых, вам нужно включить связь UART на вашем Raspberry Pi. Затем используйте следующий код, чтобы начать процесс: 

• Затем добавьте в конец файла следующие строки:

• Затем, чтобы закрыть файл, нажмите "Ctrl+X" или вы можете сохранить его, нажав "y и ввод".

Примечание. UART — это последовательная консоль для ОС Raspian. Следовательно, вы можете отключить эту функцию. Кроме того,

вы можете внести изменения в файл «/boot/cmdline.txt». Но прежде чем что-либо изменять, создайте резервную копию со следующим кодом:

• Затем восстановите текстовый файл со следующими строками:

• Затем, чтобы закрыть файл, нажмите «Ctrl+X». Пока вы это делаете, вы можете сохранить свои изменения, нажав «Y» и «Enter».

• Наконец, используйте следующий код, чтобы перезагрузить Pi и увидеть свои изменения:

Используйте светодиод модуля GPS, чтобы проверить, работает ли он. Если светодиод (желтый) мигает, модуль GPS работает. Итак, вы можете приступить к выполнению следующей команды: 

Отключить службу Serial Getty для Raspberry Pi

Если ttyAMA0 работает с Serial0 для вашего вывода, используйте следующие команды, чтобы деактивировать его:

В качестве альтернативы, если вы связываете свое творение «Serial0» и «ttys0», используйте следующие команды, чтобы отключить его:

Затем перезагрузите систему с помощью команды reboot.

Активировать ttys0

После деактивации ttyAMA0 используйте следующую команду, чтобы включить ttys0:

Установка «Pynmea2» и «Minicom»

Установите пакет Python «minicom», чтобы связать модуль GPS. После этого вы можете понять данные ниже:

Кроме того, установите режим Python pynmea2 для запуска полученных данных NMEA:

Проверьте выход схемы

Наконец, проверьте выходные данные вашего GPS с помощью следующей команды:

Результаты должны выглядеть следующим образом:

Результаты GPS

Затем запишите код Python, чтобы вы могли подключить Raspberry Pi к модулю GPS:

Ваши окончательные результаты должны выглядеть следующим образом:

Окончательные результаты GPS

Как правильно выбрать GPS-модуль для вашего проекта

Как упоминалось ранее, почти все модули GPS работают одинаково. Но тип используемого модуля GPS должен зависеть от вашего приложения.

Вам могут понадобиться разные вещи из вашего модуля GPS-навигации. Например, если вы работаете с быстро движущимися платформами, использующими GPS для автопилотирования, вам понадобится модуль GPS с высокой скоростью обновления.

Базового модуля GPS будет достаточно, если вам требуется точность до нескольких метров при низкой частоте обновления.

Также, если вам нужны постоянные сигналы, идеально подойдет модуль с внешней антенной GPS. Но если точность — это все, что вам нужно, использование модулей с технологией Real-Time Kinetics — идеальный выбор.

Заключительные слова

Спутник и приемник GPS

С модулями GPS вы можете получать данные о местоположении с точностью до скорости. Несмотря на отсутствие видимых спутников, спутники GPS вращаются вокруг Земли, обеспечивая постоянную точность.

Кроме того, передача данных между спутником GPS и приемником также происходит со скоростью света. Так что это быстро и надежно для ваших проектов и приложений.

Если у вас есть какие-либо вопросы, обязательно свяжитесь с нами, и мы будем рады помочь.