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本帖最后由 BillScot2 于 2020-2-5 13:19 编辑
5 e% G5 O, h0 h/ b
# W- Z n; C* `% Q: D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* b- Z9 w1 w# J; a3 E- M
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/ V5 t2 K( x( M
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; E) \! U" s$ U8 h
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。4 ?" a* a" \/ B1 U. ?: ^; X
1 v' k+ s$ H+ p; c" D2 e2 K5 ?+ f
关键词:计算机应用; GPS 接收机;设计;单片机;串口通讯; OEM板
+ S+ ^" r! N' w. E5 f
( D- L" ]1 \" i% \: ^7 L0前言- ?$ x9 ^& G& u% I* q* g
在精细农业技术体系中，定位技术起到十分关7 Z9 j0 H- t% M! K8 f5 W
键的作用。由于精细农业是研究农田中小区的差异
" v. c4 Z3 I$ Z7 L& n3 E) W0 d8 Y( K性,所以应使用定位技术引导信息采集和田间作业。
! {% v& K, @: i" o! f在目前精细农业的研究实验中，定位系统一般选用
2 Z6 _. \: F- }. @. W基于卫星的全球定位系统。
' l8 C9 Y' _. m- l' B! d! h& B现在用于定位的GPS接受机，在其性能上有了7 w' r3 b% {* d, T
很大的提高，能够满足在精细农业中的定位以及实
3 h% i+ c. v2 z" \4 ]4 X6 L施小区域变量耕作的要求，如美国天宝公司7 N2 U# h1 [2 n7 w) z
(Trimble)的系列化产品一亚米级信标导航差分2 H' w X8 p) L$ i, A+ U# G R% u
AgGPS122，AgGPS124， AgGPS132，载波相位技术的
- I: p; L! g+ h5 l/ J) b6 qAgGPS214以及GPS车载计算机系统AgGPS170等。
2 Q. W) f u0 M7 [目前，尽管大多的GPS接收板生产厂家都形成
% c9 V( p9 K2 S. m6 G4 k5 j) X了自己的系列产品，但是总的来看，其价位还是普9 s! F0 F& G9 K
遍偏高，用于农业作业中，其功能也得不到充分发1 x% x+ J" Z9 S
挥。鉴于此现状，并结合西北农林科技大学机械与2 I) v8 r+ g. o, b$ s6 \
电子工程学院智能化旱作节水机具课题的研究，设
/ ]2 h Q/ W! W$ g1 A7 s3 M计了一种既经济实用又能满足现代农业要求的GPS
9 A, f) W+ K) v7 q接收机。, ~/ D# E. I& H. r. p: u) i
1硬件设计9 J# S7 @' o; T
系统采用51单片机为处理器，以4X4的控制3 A$ i) V: v( I' a# W% q
键盘和液晶显示作为人机对话接口，设计了看门狗* v$ n( O/ q! [% b5 @6 P
电路。系统框图如图1所示。
( o. s( e; Z2 }+ S% V0 C1.1 单片机5 k& }% F4 j$ d+ ^/ d# F
单片机是整个系统的核心。采用MCS-51 系列
c6 Q2 F, C9 E5 I: U# b4 I2 V6 u单片机，虽然信号处理和计算的功能相对差些，但* p/ S2 @. u) r1 h% `+ e' S1 Q# M
其结构简单、体积小、性价比高、可靠性高、功耗
1 x1 o, i- E1 L/ O1 b, A8 X* `/ a小及应用范围广，适合于小型化作业。因此，笔者
, Z4 o$ L) u6 v7 q5 G& D选择了ATMEL公司的AT89C51单片机作为微控制器。
, t0 w, n G: r) o1.2 GPS 0EM板' ^8 C! F7 |8 ^# S' P
机具在田间运作是以农田空间定位为基础的。, s6 W4 r* P7 \
在指导农机作业时，根据GPS接收机获取的定位信# S7 W5 f, Q; e: B+ O" W6 Z
息来确定机具当前对应于处方图中属性信息分布图
1 ~6 k" X% O" b' x" P上的精确位置，从而提取出该位置的属性信息。
% I% w: ~) r( R6 J& ]本设计采用了美国ROCKWELL 公司的Jupiter {1 k; E4 Z+ y: b+ e4 j
GPS 0EM接收板，接收板有两个串口，主串口传送
& I' x/ O- ~0 F8 [9 L) m% w定位数据，辅助串口接收RTCM SC-104 差分数据信, t3 @* j' {5 m2 |+ o# y8 e* a
号。接口电平为TTL电平，通信协议为9600bps,# L% C3 E+ a- B6 x, s8 s
无校验位，8个数据位，1个停止位。0 W" V, G! q; G! L$ I
根据GPS OEM的接口特性，NMEA 消息格式，主
" K) Z+ @4 M) P) F串口输出默认NMEA消息集合。按存储在ROM中的默, b/ l* a9 U/ d
认值进行初始化，无动态差分，采用三线制串口通7 o r3 ?: K$ c9 V
信和单片机串口相连(1.2。电路原理图如图2所示。( ~, {- w% w; Y* E
接收数据格式如下: $GPRMC ,0301 12 ,A ,3417.4877,
2 A1 k1 _2 g3 t& Q2 R& U' yN, 10804. 2278, E, 0.000, 0.0, 141205, 2.2, W*69。
( `- R1 k5 i' h9 y, X# C9 f从上述语句中提取需要的信息: 030112和5 K( C7 D" @: ^/ M8 s. t' I" L9 L
141205代表时间，前者加8h后才是北京时间;后( F4 }9 k# ^; x& j+ a
者为日期，即05年12月14日上午11时01分12
% g+ F+ G0 e& @# L秒;北纬34 17'4877"，东经108 04'2278";坐标是
, V! w- j/ H- T" T' O' q. \# J3 Q2 ?8 ~( \* q& m" ?* z
1 J; Q! L' h7 Z3 F' H7 Z. v Q6 A5 z6 [8 S0 k+ @
附加下载：
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发表于 2020-2-5 13:17
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