Встраивайте штатный GPS во что угодно: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Я покажу вам, как подключить OEM-GPS с широкими возможностями настройки. Это отличное оборудование, которое можно встроить практически во что угодно. Создание полной индивидуальной системы - это большая работа. Обычно это требует определенных знаний о нескольких компонентах. Даже после изучения каждого компонента требуется значительное количество времени, чтобы собрать все воедино. Сначала я подумал о том, чтобы создать свой собственный GPS-приемник, но, прочитав статью о теории GPS и ГЛОНАСС, я отказался от этой попытки, поскольку это, вероятно, займет полгода. К счастью для тех из нас, кто хочет использовать GPS. в наши индивидуальные проекты (я использую их в робототехнике) или просто узнайте больше, существует огромный выбор OEM-устройств GPS. OEM означает, что они предназначены для включения в другие проекты и не имеют экрана, корпуса, или любые дополнительные услуги. Самое замечательное в большинстве этих устройств то, что они чрезвычайно универсальны и просты в подключении. Как обычно, я также предоставил это руководство в видеоформате: я сделаю все возможное, чтобы подробно объяснить каждый раздел по мере продвижения..

Шаг 1. Необходимые материалы

1. Напряжение около 5 В (3 батареи AA или AAA, соединенные последовательно, на 4,5 В или 9 В с регулятором напряжения) 2. При использовании регулятора напряжения 9В - 5В 3. Разъем провода к батарее 9В 4. макет 5. женский последовательный порт 6. несколько проводов для подключения к последовательному порту 7. паяльник 8. Если у вас возникли проблемы с поиском последовательного порта, вы можете разобрать старое устройство. Я разорвал старый переходник для цифровой камеры. Модель, которую я продемонстрирую, как подключить и использовать, - это Garmin GPS15L. Однако эти инструкции должны применяться к разным моделям. При выборе OEM-устройства важно обращать особое внимание на выходной формат устройства. Выводы GPS15L основаны на последовательном интерфейсе уровня RS232, тогда как блок Parallax Gps выводит сигналы с уровнями TTL. Это означает, что модель Parallax не будет работать так, как мы подключаем это устройство. Уровни TTL обычно используются для связи на интегральных схемах. Таким образом, устройство Parallax лучше всего подойдет, если вы хотите, чтобы он подключался прямо к микроконтроллеру, а не к вашему ПК.

Шаг 2. Подключение

На самом деле подключить устройство довольно просто. Если вы используете регулятор напряжения, обязательно подключите заземление к отрицательным клеммам аккумулятора, последовательного порта и GPS. Вы можете использовать любой тип источника питания, который вам нужен, если вы предоставляете его в пределах диапазона, указанного в руководстве производителя. (GPS15L 3,3 - 5,4 В постоянного тока) USB-порт обычно выдает 5,05 В, так что это тоже вариант. Изначально у меня был сломанный оптоволоконный свет, который потреблял 3 батарейки АА. Одна батарейка AA или AAA - 1,5 вольта. В волоконно-оптическом свете батареи были подключены последовательно, поэтому фактическая мощность составляла 3x1,5 = 4,5 вольта. Первоначально я использовал отрезанный от оптоволоконного источника питания источник питания и поместил его в контейнер Tupperware с устройством GPS. Единственное отличие в том, что не было регулятора напряжения. Я просто соединил заземления и спаял провода напрямую.

Шаг 3. Тестирование в Linux

Доступ к коммуникационному порту Прежде чем вы сможете что-либо делать со своим GPS-устройством в Linux, вам, вероятно, потребуется предоставить доступ для чтения и записи к порту, с которым вы будете тестировать. Обычно последовательные порты находятся в / dev / ttys0, / dev / ttys1, … и т. Д. Если вы используете адаптер последовательного интерфейса USB, вы можете найти его в / dev / ttyUSB Minicom Из всех приложений, которые я изначально пробовал Чтобы использовать для проверки последовательного / параллельного порта в Linux, проще всего, что я нашел для использования, был "minicom". Это приложение очень популярно, если оно предустановлено или нет, в зависимости от используемого вами дистрибутива. В Ubuntu 8 он не был предустановлен, но, как вы можете видеть на снимках экрана, установка и работа с ним займет всего несколько минут. Первое, что вам нужно сделать с minicom, - это настроить его для использования правильные параметры. Вы можете настроить приложение с помощью параметра командной строки -s. Также, когда вы запускаете minicom, вы можете получить доступ к меню, нажав «ctrl» и «a», а затем нажав «z». Я построил сам. Однако я бы рекомендовал приобрести переходник на базе микросхем серии FTDI. FTDI предлагает отличную поддержку драйверов на всех платформах! Sparkfun предлагает несколько готовых решений. У них также есть отличное руководство по использованию микросхемы RS232RL с Eagle, чтобы сделать свою собственную.

Шаг 4. Тестирование в Windows

Чтобы протестировать подобные вещи в Windows, я всегда использую Hyperterminal. В большинстве случаев он устанавливается по умолчанию. Я думаю, что мне пришлось один раз установить его из добавления / удаления программ в системе под управлением Windows Server.

Первоначальные настройки, которые вам понадобятся для настройки Hyperterminal, обычно находятся в руководстве производителя. Для GPS15L скорость передачи данных по умолчанию составляет 4800 бит / с. Я включил снимок экрана адаптера последовательного порта к USB, который я использовал в своем проекте GPS-робототехники. Следует отметить, что это было сделано на машине с Windows 2000. Поддержка драйверов для этого кабеля весьма ограничена. См. Предыдущий шаг для адаптера, который я рекомендую.

Шаг 5: понимание вывода

GPS15L может выводить сообщения в предложениях NMEA 0183 v2 или NMEA 0183 v3. NMEA 0183 - это просто причудливое название для обозначения того, что устройство выводит текстовые предложения в определенном формате. Это формат, который в значительной степени универсален для устройств GPS для вывода данных. К счастью, руководство к GPS15L / H подробно описывает каждое из этих предложений.

Когда вы впервые запускаете 15L, он выводит целую кучу разных предложений. В приложении для робототехники, для которого я использовал это, я отключил все остальные предложения, кроме рекомендованных минимальных конкретных данных GPS / TRANSIT (RMC). Ниже приводится пример этого предложения. $ GPRMC, 163126, V, 4335.2521, N, 08446.0900, W, 000.0, 173.2, 051206, 006.1, W * 62 Предложение содержит долготу, широту, скорость относительно земли, курс относительно земли и многое другое. Имейте в виду, что если вы отключите все предложения, кроме RMC, когда вы собираетесь использовать устройство с нестандартным программным обеспечением, некоторые из функций могут зависеть от других предложений. Далее я покажу вам, как изменить настройки 15L / H.

Шаг 6: изменение настроек GPS

Предполагая, что вы смогли успешно протестировать устройство с помощью Minicom или Hyperterminal, вы также сможете отправлять ему команды. Если вы посмотрите в руководстве по продукту, есть раздел под названием «Программный интерфейс GPS 15H и 15L». В этом разделе описаны все предложения, которые вы можете отправить обратно на устройство GPS, чтобы настроить его. Это действительно просто. Все, что вам нужно сделать, это набрать одно из предложений программы.

Например, в Hyperterminal вы можете ввести что-то вроде: $ PGRMO, GPRMC, 0 отключит предложение GPRMC. Вы также можете записать все команды, которые вы хотите выполнить, в текстовый файл, а затем указать гипертерминал «тип» этого файла на устройство GPS.

Шаг 7: Программирование

Настоящая красота OEM-устройства проявляется, когда вы решаете создать для него индивидуальное программное обеспечение. Должен признаться, что имею приличный опыт программирования. Конечно, нетривиально написать последовательный буфер для чтения данных в пользовательское приложение. Если вы не хотите писать специальное программное обеспечение для устройства, я настоятельно рекомендую программу gpsDrive для Linux. Он будет работать прямо из коробки со всем, что выводит предложения NMEA 0183. Если вы действительно хотите написать собственное программное обеспечение, тогда вам повезло. Я прикрепил класс, который я написал на Java, который может отправлять и получать данные через последовательный порт. Следует отметить, что Java по умолчанию не поставляется с классами, необходимыми для поддержки последовательной связи. Для класса, который я прикрепил, я использую библиотеку с открытым исходным кодом RXTX. Если вы настроены скептически и хотели бы увидеть модуль и код в действии, вы можете зайти на мой веб-сайт и посмотреть видео автономного проект навигации роботов. У меня также есть полный исходный код, который использовался для навигации робота. Самое главное, получайте удовольствие от своего GPS!