手持GPS系统设计项目报告

1、占U瑯廬£薯实验报告实验项目名称：手持GPS系统设计指导老师： 项目成员:结题时间： 2010 12-15手持 GPS 系统设计项目报告一：实验名称手持 GPS 系统设计二：实验目的掌握嵌入式系统开发的方法 , 熟练掌握从总体方案设计、硬件电 路的搭建调试、 软件的编写测试到最终的软硬件联调、 系统性能测试 等各环节 ;掌握 GPS 模块的控制方法 .三：实验容利用51单片机开发板，GPS接收机，液晶显示屏等实现低成本， 简单的局域 GPS 导航定位系统的设计。四：相关知识1 .NMEA-0183 协议目前， GPS 采用 NMEA-0183 协议做为发送和接收数据的标准， NMEA

2、-0183 是 美 国 国 家 海 洋 电 子 协 会 (NationalMarine Electronics Association) 为统一海洋导航规而制定的标准，该格式 标准已成为国际通用的一种格式，协议容在兼容 NMEA-180 和 NMEA-0182 的基础上。增加了 GPS、测深仪、罗经方位系统等多 种设备接口和通讯协议定义， 同时还允许一些特定厂商对其设备通信 自定协议。NMEA-0183 格式数据串的所有数据都采用 ASC H文本 字符表示，数据传输以 “$”开头，后面是语句头。语句头由 5 个字母 组成。其前 2 个字母表示 “系统 ID ”，即表示该语句是属于何种系统 或设

3、备，例如GP表示该语句属于GPS定位系统，HC表示该语句属 于罗经方位系统；后 3 个字母表示 “语句 ID" ，表示该语句是关于何 方面的数据。语句头后是数据体，包含不同的数据体字段，语句末尾 为校验码 （可选 ），以回车换行符 <CR><LF> 结束，也就是 ACSII 字符 回车”（十六进制的0D）和 换行”（十六进制的0A）。数据字段以逗号 分隔识别，空字段保留逗号。 在 GPS 系统中常用语句有 GPGGA（GPS 定位信息），GPGSA（当前卫星信息），GPGSV（可见卫星信息）， GPRMC（推荐定位信息），GPGLL（定位地理信息），GPVTG

4、（地面速度 信息） 等。GPS 数据传输是以标准异步串行方式发送，其串行通信波特率 为4 800 b /s、数据位8位、停止位1位、无奇偶校验位。不同的 语句中传送不同的信息，如 GPGGA 语句中传送的格式为： $GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>, M,<11>,<12>*hh<CR><LF>传送的信息说明如下：$GPGGA :起始引导符及语句格式说明（本句为GP

5、S定位数据） <1> UTC 时间，时时分分秒秒格式<2> 纬度，度度分分 .分分分分格式（第一位是零也将传送）<3>纬度半球，N或S （北纬或南纬）<4> 经度，度度分分 .分分分分格式（第一位零也将传送）<5> 经度半球，E或W （东经或西经）<6> GPS质量指示，0=方位无法使用，1=非差分GPS获得方 位， 2= 差分方式获得方位（ DGPS）， 6= 估计获得<7> 使用卫星数量，从 00 到 12 （第一个零也将传送）<8> 水平精确度， 0.5 到 99.9<9> 天线离

6、海平面的高度， -9999.9 到 9999.9 米 M 指单位 米<10> 水准面高度， -999.9 到 9999.9 米 M 指单位米<11> 差分GPS数据期限（RTCM SC-104），最后设立RTCM 传送的秒数量（如无 DGPS 为 0）<12> 差分参考基站标号， 从0000 到 1023（首位 0也将传送。 如无 DGPS 为 0）* 语句结束标志符hh 从 $开始的所有 ASCII 码的校验和<CR><LF> 2. EM411 GPS 接收模块简介GPS接收模块性能主要决定于其部使用的 GPS核心芯片组，GPS芯片

7、组SiRF Star III通过采用20万次/频率的相关器 (Correlators)提高了灵敏度并能在室定位。冷开机/暖开机/热开机 的时间分别达到42 s/38 s /1 s，可同时追踪20个卫星信道。EM411型GPS接收模块采用SiRF Star III高效能GPS芯片组，其 具有特点：极佳的灵敏度(追踪感度：-159 dBm);讯号微弱时，TTFF(Time to First Fix)定位仍十分迅速；支持 NMEA 0183 语言格 式：GGA , GSA, GSV, RMC , GLL, VTG;建超大电容，可储存 快速获取的卫星讯号数据；建瓷天线；LED指示灯显示卫星定位状况：

8、LED不亮时接收器关闭，LED恒亮时未定位或搜寻讯号，LED闪烁 时已定位。此外，EM411体积小巧，外形尺寸为 30 mm >30 mm >0 . 5 mm，工作时供电电压为 4. 56. 5 V，消耗电流为 60 mA。对外提供6个引脚，使用时引脚1、5接地，引脚2接电源, 引脚3为串口输出数据线，引脚4为串口输入数据线，引脚6悬空。五：实验步骤1.总体方案设计通过GPS接收机接收信号，提取此信号中相关信息对移动的物体进行定位并在液晶显示屏上以及上位机上显示相关位置信息。通过软硬件分别对接收的信号进行分析，通过一定的准换渠道得到我们所 需要的实时位置进行定位。总体方案设计图2.

9、软件设计单片机部分主程序流程首先是初始化，主要包括通用 IO 端口， UART， SPI，以及LCD初始化，并在LCD上显示开机初始信息。接着单片 机开始接收从 EM411 传送的 GPS 定位信息，该系统设计的只接收 GPSGGA 语句信息并将保存接收到的信息。然后从中提取要显示在 LCD 上的信息，并然后键盘扫描， 如果有键按下则进行键盘中断程序 的处理。当 SW1 键按下时，软件通过延时子程序设定一个固定的保 存时间间隔。当 SW2 键按下时，软件执行 SD 卡驱动子程序，可以 方便地将 GPS 定位信息以 FAT 文件格式保存到 SD 卡中，并可在 Windows 操作系统下打开这些文

10、件。 SD 卡驱动子程序主要完成 SD 卡初始化、卡插入检测、写保护检测、SD卡读/写命令的发送/接收、 文件的更名、文件数据的传送等任务。部分代码/* 配置 GPS 模块初始化函数 */*void Init_GPS( )uchar i;uchar in="$PGRMO,4*"/ 发送数据数组for(i=0;i<10;i+)TI = 0;SBUF = ini;while(!TI);/* 配置 GPS 模块使能特定几个输出语句子函数 */*void Enable_GPS( )uchar i;uchar en="$PGRMO,GPRMC,1*" /发送数据数组for(i=0;i<15;i