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[毕业设计] 基于0EM板的GPS接收机设计

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发表于 2020-2-5 13:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 BillScot2 于 2020-2-5 13:19 编辑
# u* P- l' N1 k4 F$ O4 N% z, R9 g
+ D' r8 ^: I1 v4 I摘要:利用单片机和0EM板二次设计了一种成本低又能满足性能使用要求的经济型GPS接收机。系统硬+ j$ |5 S$ T, r8 ?$ W1 i/ H7 z; W
件是以Intel 8051 单片机为核心,采用Jupiter-TM GPS接收板二次开发、键盘、液晶显示器、RS-232 电
9 [1 q( P/ w1 h8 u7 P5 Z缆及其它外围器件开发设计的;应用汇编语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。经# Q$ G+ X' Z. E* w0 ]. {: Z
实验证明:该接收机单点无差分定位精度低,但比一-般的手持机精度要高,需要进一步研究如何提高精度。3 b; f/ ~  w* e  }

% b% i- {0 A# h0 s7 ?$ [3 a关键词:计算机应用; GPS 接收机;设计;单片机;串口通讯; OEM板8 I/ ^! U/ e. `, `! e% d0 X

5 q2 Y, ?2 N9 [- @% H0前言
! l; F$ C; W. `/ R' d在精细农业技术体系中,定位技术起到十分关% v% E' I1 `2 K+ S/ W" a) u  a
键的作用。由于精细农业是研究农田中小区的差异
; H- k0 u$ Y7 o+ a* [性,所以应使用定位技术引导信息采集和田间作业。9 z8 [+ e  V+ Y  y0 O7 `/ K
在目前精细农业的研究实验中,定位系统一般选用0 N0 x6 l" p* y. s! m
基于卫星的全球定位系统。5 ^& H" R. W3 t* B. w
现在用于定位的GPS接受机,在其性能上有了' W% N& \6 B" s) U0 a: d( O
很大的提高,能够满足在精细农业中的定位以及实
( k1 |" A7 \: p5 l7 c施小区域变量耕作的要求,如美国天宝公司( Q% I/ K/ ~7 j. O
(Trimble)的系列化产品一亚米级信标导航差分/ f$ t3 K8 r2 ^6 F! H0 `
AgGPS122,AgGPS124, AgGPS132,载波相位技术的- A1 w; A, t% ^1 L
AgGPS214以及GPS车载计算机系统AgGPS170等。  |6 e8 c; k: v1 J$ o6 \2 ~/ l: i
目前,尽管大多的GPS接收板生产厂家都形成
' |1 ~% C! {- c& C2 W了自己的系列产品,但是总的来看,其价位还是普
) ~* I* e5 _" W2 M5 b4 s遍偏高,用于农业作业中,其功能也得不到充分发
' j; b% p1 g) r/ q5 Q/ L挥。鉴于此现状,并结合西北农林科技大学机械与
( c& U4 \- x0 f' t4 o电子工程学院智能化旱作节水机具课题的研究,设1 Z& s0 k" h! d# I! \9 A& D! x+ q
计了一种既经济实用又能满足现代农业要求的GPS
! l0 `, l* U0 ^接收机。8 a0 e- L7 G! ]$ y/ h+ R3 Y" F, J+ v
1硬件设计$ i2 D  v$ w. l) i# U6 Q% I! G4 G
系统采用51单片机为处理器,以4X4的控制& \1 [1 Q% ?7 q1 P  m, Y9 ]& b3 ]
键盘和液晶显示作为人机对话接口,设计了看门狗
& n4 J, {3 }' \7 t0 g8 x& R电路。系统框图如图1所示。
; I) d1 y+ C, S6 l/ W4 j1.1 单片机
4 s; u% i* ~9 L4 l单片机是整个系统的核心。采用MCS-51 系列% e$ c& G4 V* a% E
单片机,虽然信号处理和计算的功能相对差些,但
& }. U6 K: ~1 C3 ^其结构简单、体积小、性价比高、可靠性高、功耗
' ?) C1 R$ G' g( q小及应用范围广,适合于小型化作业。因此,笔者
  D. U9 R" V2 `' E9 [) a选择了ATMEL公司的AT89C51单片机作为微控制器。
, @+ N7 C/ Z- W/ c1.2 GPS 0EM板
* r7 ]9 {) m" H机具在田间运作是以农田空间定位为基础的。2 C2 B9 m( y) ^$ @* u% M5 v! X
在指导农机作业时,根据GPS接收机获取的定位信
% j6 K5 _- V1 H6 z5 X$ ~8 H! U$ F息来确定机具当前对应于处方图中属性信息分布图
$ s8 c0 u- |0 V3 C2 `8 w; V5 S/ y上的精确位置,从而提取出该位置的属性信息。/ A8 W: g$ D/ l/ _! U+ p$ l$ T- ?( R
本设计采用了美国ROCKWELL 公司的Jupiter
1 v; I/ N. |" L4 ZGPS 0EM接收板,接收板有两个串口,主串口传送
& O. ]* D  Y: X- U- E! f3 Z) ~  V定位数据,辅助串口接收RTCM SC-104 差分数据信
+ h; ~  n' h0 R" U号。接口电平为TTL电平,通信协议为9600bps,
* ^4 `. k- o8 B3 _无校验位,8个数据位,1个停止位。3 f# ~+ L; X3 w5 {
根据GPS OEM的接口特性,NMEA 消息格式,主
' g' y% M6 o: s% `- y3 i/ F( t串口输出默认NMEA消息集合。按存储在ROM中的默
: p% j1 l. h7 L; D0 a认值进行初始化,无动态差分,采用三线制串口通0 Q4 o; b  i0 [3 R  `/ H7 {8 r
信和单片机串口相连(1.2。电路原理图如图2所示。
, l% {8 W8 [# t% T接收数据格式如下: $GPRMC ,0301 12 ,A ,3417.4877,6 K  L, d' W; x5 _* Y6 ~/ f
N, 10804. 2278, E, 0.000, 0.0, 141205, 2.2, W*69。
5 c( V& _. y1 v从上述语句中提取需要的信息: 030112和
- e1 R, s* y5 F$ C1 Y6 D141205代表时间,前者加8h后才是北京时间;后* d% _) D3 p9 K- |$ e8 ~* s
者为日期,即05年12月14日上午11时01分12
$ d4 z* q% H2 b4 W! P7 C# w秒;北纬34 17'4877",东经108 04'2278";坐标是
9 y2 F3 N# Z! F  s  g5 `: B" E/ u# |) a8 n
* n- R- ?! x4 m' N; u5 g

. m$ ?2 d; I& v附加下载:
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  X  d  k0 ?% d/ n$ i" i: O
! n, k# q# x! Q' ^5 i

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发表于 2020-2-5 13:18 | 只看该作者
选择了ATMEL公司的AT89C51单片机作为微控制器
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