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本帖最后由 BillScot2 于 2020-2-5 13:19 编辑 # ^) ^: w# j X+ A; ?
8 C: T& g) r1 T- Y2 M o7 c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8 p! o, S+ i- b
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% d7 b* e# ~0 |! ^( H% `
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
F) }) W% P: J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。
: K7 R, s& M* ~
. J" g- P5 ~0 {/ D( b' ~9 _4 n关键词:计算机应用; GPS 接收机;设计;单片机;串口通讯; OEM板
7 b/ b* s& T5 M4 o* z. |
9 [2 q7 T! f& I+ ~4 A X$ D0前言3 B/ S/ l& |/ H" I$ N
在精细农业技术体系中，定位技术起到十分关
0 S; g; ?( A( ]7 M+ K$ D8 p键的作用。由于精细农业是研究农田中小区的差异
5 m" ^+ i' A, l$ Z* {2 F3 O性,所以应使用定位技术引导信息采集和田间作业。* ^- ]5 z. J) _4 W& w
在目前精细农业的研究实验中，定位系统一般选用) s) i. d! c! h" Y: W) z
基于卫星的全球定位系统。
* s" L5 h" p( D4 A0 g现在用于定位的GPS接受机，在其性能上有了
) Z# o+ g3 A, e2 W4 N% {很大的提高，能够满足在精细农业中的定位以及实
. h7 N/ v: N9 U* [施小区域变量耕作的要求，如美国天宝公司+ }7 m) Y; ]& ? n
(Trimble)的系列化产品一亚米级信标导航差分
( W6 q8 n. Q' T* M: k, _. {AgGPS122，AgGPS124， AgGPS132，载波相位技术的
; g4 u( x5 |$ G8 S5 B. X3 B( J$ ~' R8 NAgGPS214以及GPS车载计算机系统AgGPS170等。
* c: u9 Y! ]* A9 W' o/ Y; T' k, X目前，尽管大多的GPS接收板生产厂家都形成9 F4 [+ I N5 u5 j3 [7 C
了自己的系列产品，但是总的来看，其价位还是普
- J/ E5 I6 F& D7 X" o5 W! {: |遍偏高，用于农业作业中，其功能也得不到充分发
6 T2 l6 |( V8 E y; t挥。鉴于此现状，并结合西北农林科技大学机械与; u' o- R. Q4 Z7 T
电子工程学院智能化旱作节水机具课题的研究，设
0 r# I: c& N* U$ M计了一种既经济实用又能满足现代农业要求的GPS
1 L4 ]3 A* q$ B; r4 O# c接收机。. x8 ^& e5 A8 t: _; G: o% v
1硬件设计( h' v U' d- W+ v7 T( R! ^" s& N
系统采用51单片机为处理器，以4X4的控制
. X' Z B1 D+ m3 f( \$ n Q" g键盘和液晶显示作为人机对话接口，设计了看门狗' f0 K2 E6 c& M3 V, @3 j
电路。系统框图如图1所示。
2 _) `: e/ [. }) M3 S1.1 单片机; ^ p: D, y+ M0 r' L
单片机是整个系统的核心。采用MCS-51 系列$ R( O6 Q: u5 E
单片机，虽然信号处理和计算的功能相对差些，但3 U. g/ Z1 ^( X! M* s" w
其结构简单、体积小、性价比高、可靠性高、功耗
: k3 Y1 v% T7 k9 j# U' Y# d小及应用范围广，适合于小型化作业。因此，笔者
8 W# V Y8 B! E; r选择了ATMEL公司的AT89C51单片机作为微控制器。4 o" R) D7 E1 Y" ?5 o1 r0 j
1.2 GPS 0EM板
3 c- q2 W7 h; l' z机具在田间运作是以农田空间定位为基础的。) t. ~8 }0 }' ]/ d; P, j; R
在指导农机作业时，根据GPS接收机获取的定位信
5 I5 w& g$ o# P5 x息来确定机具当前对应于处方图中属性信息分布图( D, n/ ~0 Z4 f/ w& _' x
上的精确位置，从而提取出该位置的属性信息。6 I6 e3 D# c6 C6 P9 r# O7 z+ w* H
本设计采用了美国ROCKWELL 公司的Jupiter
% l6 R" ]* N5 }' I2 D2 O$ EGPS 0EM接收板，接收板有两个串口，主串口传送2 z" W! s5 |$ Z
定位数据，辅助串口接收RTCM SC-104 差分数据信
, y' K5 t5 [ L3 C号。接口电平为TTL电平，通信协议为9600bps,1 v- }5 g9 ?' G" [
无校验位，8个数据位，1个停止位。
2 ~4 W- A8 z& c; p+ j9 j/ A* B. `+ h根据GPS OEM的接口特性，NMEA 消息格式，主
( {0 | Y5 P! `: o8 }( q9 Q串口输出默认NMEA消息集合。按存储在ROM中的默; \1 T8 J2 o6 L% X% D1 k
认值进行初始化，无动态差分，采用三线制串口通
. Z! Q4 {& m: U; q* f7 V信和单片机串口相连(1.2。电路原理图如图2所示。( g; N: B8 S4 Q: e; K2 z3 x
接收数据格式如下: $GPRMC ,0301 12 ,A ,3417.4877,
, p: z# L0 r9 I3 H( F9 ~, \) oN, 10804. 2278, E, 0.000, 0.0, 141205, 2.2, W*69。
7 a* w) E" n5 Q! U% V从上述语句中提取需要的信息: 030112和" Q5 |4 I/ |* a2 }
141205代表时间，前者加8h后才是北京时间;后+ v4 G( a d* f( M
者为日期，即05年12月14日上午11时01分122 Q) @8 p4 C" [8 F( ?
秒;北纬34 17'4877"，东经108 04'2278";坐标是+ U: b$ [; i+ O- c1 v M+ ?0 c; M; [
; I* R, p/ }7 [. u; V' E
' `$ @, Q$ m" a
( b" K: r [5 E
附加下载：, G" r5 r8 z. S$ E, B; Q4 \
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发表于 2020-2-5 13:17
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