كيفية استخدام نظام تحديد المواقع مع الأردوينو

يعد GPS جهازًا مفيدًا للغاية يستخدم في العديد من مشاريع وتطبيقات الإلكترونيات مثل نظام تتبع المركبات ، وساعة GPS ، ونظام التنبيه للكشف عن الحوادث ، ونظام الملاحة المرورية والمراقبة وما إلى ذلك. ولكن السؤال هو كيفية استخدام GPS وقراءة البيانات من GPS ؟ يمكننا بسهولة الحصول على بيانات GPS مباشرة في جهاز الكمبيوتر الخاص بنا باستخدام Arduino.

يشير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى نظام تحديد المواقع العالمي ويستخدم لاكتشاف خطوط الطول والعرض لأي موقع على الأرض ، مع التوقيت العالمي المنسق (UTC) (تنسيق التوقيت العالمي). يستقبل هذا الجهاز الإحداثيات من القمر الصناعي لكل ثانية مع الوقت والتاريخ. يوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دقة كبيرة ويوفر أيضًا بيانات أخرى إلى جانب إحداثيات الموقع ، وسننظر فيها قريبًا.

في هذا البرنامج التعليمي الخاص بـ arduino GPS ، سنشرح كيفية اختبار أو واجهة وحدة GPS باستخدام الكمبيوتر و Arduino. لربط GSM بالكمبيوتر ، نحتاج إما إلى USB إلى Serial Converter أو Arduino Board. نحن هنا نستخدم لوحة Arduino لواجهة GPS. نحتاج فقط إلى لوحة Arduino ووحدة GPS وجهاز كمبيوتر ومحول 12v / 3.3v لإمداد الطاقة. هنا استخدمنا وحدة استقبال GPS SKG13BL (كما هو موضح في الشكل أعلاه).

قبل توصيله بالكمبيوتر ، نحتاج أولاً إلى إزالة Arduino IC (شريحة Atmega) من لوحة Arduino ، حيث نحتاج فقط إلى الدوائر التسلسلية لـ Arduino. وهذا ما يسمى وضع البوابة. تظهر إزالة IC في الأشكال أدناه:

الآن قم بالاتصال كما هو موضح في الصورة أدناه:

1. دبوس GPS TX إلى رقم التعريف الشخصي الرقمي 1 من Arduino (TXD)
2. GPS Ground Pin إلى GND PIN الخاص بـ Arduino
3. GPS Power (3.3v) Pin to 3.3v PIN من Arduino

بعد التوصيلات ، قم بتوصيل كبل USB بالكمبيوتر ، وافتح برنامج Arduino IDE في الكمبيوتر ، وحدد منفذ com وافتح الشاشة التسلسلية للاستماع إلى المنفذ التسلسلي وتشغيل وحدة Arduino و GPS.

الآن سترى بيانات GPS على نافذة Arduino Serial Monitor كما هو موضح أدناه. يوجد أدناه لقطتان ، الأولى عندما لا يكون GPS في النطاق والثانية عندما يكون GPS في النطاق.

بيانات GPS عندما يكون جهاز استقبال GPS خارج النطاق:

بيانات GPS عندما يكون مستقبل GPS في النطاق:

في المسلسل Window ، يمكنك رؤية بعض الجمل التي تبدأ من علامة $. هذه هي جمل NMEA. وحدة GPS ترسل بيانات موقع التعقب في الوقت الحقيقي بتنسيق NMEA (انظر لقطة الشاشة أعلاه). يتكون تنسيق NMEA من عدة جمل ، وفيها أربع جمل مهمة ترد أدناه. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول جملة NMEA وتنسيق البيانات الخاص بها هنا.

• GPGGA دولار: بيانات إصلاح نظام تحديد المواقع العالمي
• GPGSV دولار: أقمار GPS الصناعية قيد النظر
• GPGSA دولار: GPS DOP والأقمار الصناعية النشطة
• GPRMC $: الحد الأدنى الموصى به لبيانات GPS / النقل العام

تحتوي هذه السلاسل على العديد من معلمات GPS مثل: الوقت والتاريخ وخط الطول وخط العرض والسرعة ، لا. من الأقمار الصناعية المستخدمة والارتفاع وأشياء أخرى كثيرة.

لأي إحداثيات موقع ووقت ، يمكننا استخدام GPGGA و $ GPRMC.

للتاريخ والوقت يمكننا استخدام سلسلة GPRMC $.

عندما نستخدم وحدة GPS لتتبع أي موقع ، فإننا نحتاج فقط إلى الإحداثيات ويمكننا العثور عليها في سلسلة $ GPGGA. يتم استخدام سلسلة GPGGA (بيانات نظام تحديد المواقع العالمي) فقط في الغالب في البرامج ويتم تجاهل السلاسل الأخرى. تتكون هذه السلسلة من بيانات الإصلاح على النحو التالي:

GPGGA بالدولار ، 104534.000 ، 7791.0381 ، N ، 06727.4434 ، E ، 1،08،0.9،510.4 ، M ، 43.9 ، M ، * 47 دولارًا GPGGA ، HHMMSS.SSS ، خطوط العرض ، N ، خط الطول ، E ، FQ ، NOS ، HDP الارتفاع M الارتفاع بيانات المجموع الاختباري

المعرف	وصف
GPGGA دولار	بيانات نظام تحديد المواقع العالمي
HHMMSS.SSS	الوقت بتنسيق ساعة دقيقة ثانية وميلي ثانية.
خط العرض	خط العرض (تنسيق)
ن	الاتجاه N = الشمال ، S = الجنوب
خط الطول	خط الطول (الإحداثيات)
ه	الاتجاه E = الشرق ، W = الغرب
FQ	إصلاح بيانات الجودة
NOS	عدد الأقمار الصناعية المستخدمة
HDP	التخفيف الأفقي للدقة
ارتفاع	الارتفاع (متر فوق مستوى سطح البحر)
م	متر
ارتفاع	ارتفاع
اختباري	بيانات المجموع الاختباري

و $ GPRMC سلسلة يحتوي أساسا السرعة والوقت والتاريخ والموقف

GPRMC، 123519.000، A، 7791.0381، N، 06727.4434، E، 022.4،084.4،230394،003.1، W * 6A $ GPRMC، HHMMSS.SSS، A ، خطوط العرض ، N ، خط الطول ، E ، السرعة ، الزاوية ، التاريخ ، MV ، W ، CMD

المعرف	وصف
RMC	أوصى الحد الأدنى الجملة ج
HHMMSS.SSS	الوقت بتنسيق ساعة دقيقة ثانية وميلي ثانية.
أ	الحالة // A = نشط و V = باطل
خط العرض	خط العرض 49 درجة. 16.45 دقيقة شمال
ن	الاتجاه N = الشمال ، S = الجنوب
خط الطول	خط الطول (الإحداثيات)
ه	الاتجاه E = الشرق ، W = الغرب
سرعة	السرعة في عقدة
زاوية	زاوية التتبع بالدرجات
تاريخ	الطابع الزمني (التاريخ بالتوقيت العالمي المنسق)
MV	الاختلاف المغناطيسي
دبليو	اتجاه الاختلاف E / W
CMD (* 6A)	بيانات المجموع الاختباري

تستخدم هذه السلسلة في الغالب لأخذ الوقت والتاريخ والسرعة.