GPS ist ein sehr nützliches Gerät, das in vielen Elektronikprojekten und -anwendungen wie Fahrzeugverfolgungssystemen, GPS-Uhren, Unfallerkennungssystemen, Verkehrsnavigations- und Überwachungssystemen usw. verwendet wird. Die Frage ist jedoch, wie das GPS verwendet und die Daten vom GPS gelesen werden können. Mit Arduino können wir die GPS-Daten problemlos direkt auf unseren Computer übertragen.
GPS steht für Global Positioning System und wird verwendet, um den Breiten- und Längengrad eines beliebigen Ortes auf der Erde mit der genauen UTC-Zeit (Universal Time Coordinated) zu erfassen. Dieses Gerät empfängt die Koordinaten vom Satelliten für jede Sekunde mit Uhrzeit und Datum. GPS bietet eine hohe Genauigkeit und liefert neben Positionskoordinaten auch andere Daten. Wir werden sie in Kürze untersuchen.
In diesem Arduino GPS-Tutorial erklären wir Ihnen, wie Sie ein GPS-Modul mit Computer und Arduino testen oder verbinden. Für die Verbindung von GSM mit Computer benötigen wir entweder USB to Serial Converter oder Arduino Board. Hier verwenden wir Arduino Board, um GPS zu verbinden. Wir benötigen nur Arduino Board, GPS-Modul, Computer und 12V / 3,3V-Adapter für die Stromversorgung. Hier haben wir das GPS-Empfängermodul SKG13BL verwendet (siehe Abbildung oben).
Bevor wir es an den Computer anschließen, müssen wir zuerst den Arduino IC (Atmega Chip) von der Arduino-Platine entfernen, da wir nur die serielle Schaltung des Arduino benötigen. Dies wird als Gateway-Modus bezeichnet. Das Entfernen des IC ist in den folgenden Abbildungen dargestellt:
Stellen Sie nun die Verbindung wie im folgenden Bild dar:
- GPS TX Pin auf Digital PIN 1 von Arduino (TXD)
- GPS Ground Pin zu GND PIN von Arduino
- GPS-Stromversorgung (3,3 V) Pin auf 3,3 V PIN von Arduino
Schließen Sie nach dem Anschließen das USB-Kabel an den Computer an, öffnen Sie Ihre Arduino IDE-Software im Computer, wählen Sie den COM-Anschluss und öffnen Sie den seriellen Monitor, um den seriellen Anschluss abzuhören und das Arduino- und GPS-Modul einzuschalten.
Jetzt sehen Sie GPS-Daten im Arduino Serial Monitor-Fenster wie unten. Unten finden Sie zwei Schnappschüsse: Der erste ist, wenn sich GPS nicht in Reichweite befindet, und der zweite, wenn sich GPS in Reichweite befindet.
GPS-Daten Wenn sich der GPS-Empfänger außerhalb der Reichweite befindet:
GPS-Daten Wenn sich der GPS-Empfänger in Reichweite befindet:
Im seriellen Fenster sehen Sie einige Sätze, die mit dem $ -Zeichen beginnen. Dies sind NMEA-Sätze. Das GPS-Modul sendet die Echtzeit-Tracking-Positionsdaten im NMEA-Format (siehe Abbildung oben). Das NMEA-Format besteht aus mehreren Sätzen, in denen im Folgenden vier wichtige Sätze aufgeführt sind. Weitere Details zum NMEA-Satz und seinem Datenformat finden Sie hier.
- $ GPGGA: Fixierungsdaten für das globale Positionierungssystem
- $ GPGSV: GPS-Satelliten im Blick
- $ GPGSA: GPS DOP und aktive Satelliten
- $ GPRMC: Empfohlene minimale spezifische GPS / Transit-Daten
Diese Zeichenfolgen enthalten viele GPS-Parameter wie: Uhrzeit, Datum, Längengrad, Breitengrad, Geschwindigkeit, Nr. von Satelliten in gebrauchten, Höhe und vielen anderen Dingen.
Für alle Standortkoordinaten und -zeiten können wir $ GPGGA und $ GPRMC verwenden.
Für Datum und Uhrzeit können wir einen $ GPRMC-String verwenden.
Wenn wir ein GPS-Modul zum Verfolgen eines beliebigen Standorts verwenden, benötigen wir nur Koordinaten, die wir in einer $ GPGGA-Zeichenfolge finden. In Programmen wird meistens nur die Zeichenfolge $ GPGGA (Global Positioning System Fix Data) verwendet, und andere Zeichenfolgen werden ignoriert. Diese Zeichenfolge besteht aus den folgenden Fixdaten:
$ GPGGA, 104534.000,7791.0381, N, 06727.4434, E, 1,08,0,9,510,4, M, 43,9, M,, * 47 $ GPGGA, HHMMSS.SSS, Breitengrad, N, Längengrad, E, FQ, NOS, HDP, Höhe, M, Höhe, M,, Prüfsummen-Daten
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Kennung |
Beschreibung |
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$ GPGGA |
Fixdaten des Global Positioning Systems |
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HHMMSS.SSS |
Zeit in Stunden, Minuten, Sekunden und Millisekunden. |
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Breite |
Breitengrad (Koordinate) |
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N. |
Richtung N = Nord, S = Süd |
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Längengrad |
Längengrad (Koordinate) |
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E. |
Richtung E = Ost, W = West |
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FQ |
Qualitätsdaten korrigieren |
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NOS |
Anzahl der verwendeten Satelliten |
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HDP |
Horizontale Verdünnung der Präzision |
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Höhe |
Höhe (Meter über dem Meeresspiegel) |
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M. |
Meter |
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Höhe |
Höhe |
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Prüfsumme |
Prüfsummen-Daten |
Die $ GPRMC-Zeichenfolge enthält hauptsächlich Geschwindigkeit, Uhrzeit, Datum und Position
$ GPRMC, 123519.000, A, 7791.0381, N, 06727.4434, E, 022.4.0844.230394.003,1, W * 6A $ GPRMC, HHMMSS.SSS, A, Breite, N, Länge, E, Geschwindigkeit, Winkel, Datum, MV, W, CMD
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Kennung |
Beschreibung |
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RMC |
Empfohlener Mindestsatz C. |
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HHMMSS.SSS |
Zeit in Stunden, Minuten, Sekunden und Millisekunden. |
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EIN |
Status // A = aktiv und V = ungültig |
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Breite |
Breitengrad 49 Grad. 16,45 min. Norden |
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N. |
Richtung N = Nord, S = Süd |
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Längengrad |
Längengrad (Koordinate) |
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E. |
Richtung E = Ost, W = West |
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Geschwindigkeit |
Geschwindigkeit in Knoten |
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Winkel |
Verfolgungswinkel in Grad |
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Datum |
Zeitstempel (Datum in UTC) |
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MV |
Magnetische Variation |
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W. |
Variationsrichtung E / W. |
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CMD (* 6A) |
Prüfsummen-Daten |
Meistens wird diese Zeichenfolge zum Aufnehmen von Zeit, Datum und Geschwindigkeit verwendet.