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GPS定位系统开发开题报告 电子电路设计课程设计开题报告题目SGPS定位系统的开发学院 班级 姓名 学号 指导老师 日期
一、课题简介 GPS的使用现在已经非常普及,大到航空航海系统,小到个人移动设备,都有着它的身影随着GPS的民用化与本钱的降低,已经走入了人们的日常生活中,很多、PDA等手持设备都配备了GPS功能就功能而言,GPS就是在地球经纬座标系下对被测对象的方位进行测定,同时可以提供较高精度与实时的测定数据对于基于单片机的便携式设备,如果要获取持有者的位置信息,那么GPS是最好的解决方案 本文主要研究GPS的定位原理与技术,单片机的编程及其应用,液晶屏的功能及其实现方法设计了一套方案,以软、硬件相结合的方式完成整个GPS数据接收和显示的过程本课题采用GPS模块GR-
87、单片机AT89S
52、液晶显示屏LCD1602设计一款可以实时显示当前所在位置的纬度、经度等信息,要求定位精度为5m左右本设计的主要目的是在GPS和单片机的理论和知识上,选用Atmel公司的AT89S52接收GPS模块的数据并由1602液晶显示结果在此设计过程中,主要熟悉GR-87GPS模块各性能指标,结合单片机串行通信知识能实现对GPS接收到的卫星信息进行提取,而后在1602液晶显示平台上选择性的显示数据并且利用语音芯片ISD1730进行播报音
二、研究的意义 GPS技术在军事、通讯、气象、勘探、导航、遥感、大地测量、地球动力以及天文等众多学科领域得到极其广泛的应用,推动了科学技术的迅猛开展,也丰富了人类的科学文化生活现在,GPS的外型设计已经转向便携式开展,逐步踏入寻常百姓的生活中所以,对GPS的研究具有十分重要的意义 全球定位系统(GlobalPositioningSystem简称GPS)是美国第二代军用导航系统,可实现全球范围内的实时导航和定位GPS由太空卫星、地面控制系统、用户设备三个局部组成 太空卫星共有27颗,24颗运行,3颗备用24颗可操作的工作卫星以55°的倾角分布在地球上空20~200KM的6个轨道面上这些卫星轨道上的分布状态使地球上的任何位置在任意时候都可以同时收到至少6颗卫星的定位信息,这些卫星那么不断地给全球用户发送位置和时间的播送数据 地面控制系统主要作用有根据监控系统对GPS的观测数据计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据注入到卫星中去;对卫星进行控制,对卫星进行发布指令;接收卫星信号,监测卫星状态等 用户设备用于接收GPS卫星所发出的信号,利用这些信号进行导航定位等工作 GPS系统的根本定位原理是每颗GPS卫星时刻发布其位置和时间数据信号,用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟,根据信号传输的速度可 以计算出接收机到不同卫星的距离同时收集至少4颗卫星的数据时,就可以算出三维坐标、速度和时间 由于GPS具有全球覆盖以及精度高、定位速度快、实时性好、抗干扰能力强等特点,近年来在国内外得到了广泛的应用,在各个领域发挥了极大的作用,已成为了信息时代不可以或缺的一局部
三、硬件方案的选取 方案一 主要芯片器件 GPS,GPS-OEM板;单片机,AT89S54;语音芯片,ISD1730;键盘模块;液晶LCD1602;电平转换MAX232;外置ROM等 OEM模块通过电平转换MAX232与AT89S54进行串行通信,其中GPS传入单片机的为GPRMC格式的语句,需要在单片机中进行数据拆分等操作将取得的GPS数据发送到单片机中进行处理,通过键盘模块的按键控制,单片机判断后进行操作,或将数据存储到外置rom中,或将已得的经纬度通过ISD1730语音模块播报出,再次期间,LCD1602始终显示当前位置的经纬度 方案一特点 1OEM板军用板,精确度高,是集成模块,易于携带 2键盘模块按键多,使用功能强大,可以实现多种功能 3AT89S54内存大,方便使用大程序 4外置ROM,便于存储数据以及调用 5GPS-OEM板需经过电平转化MAX232才可与单片机通信并且OEM本钱高,性价比一般 6AT89S54非常用芯片,不易获取 7使用外置ROM需要占用至少8个数据口,如图1所示,需要对某个数据口进行分时复用加大了电路复杂性 8整个电路硬件多,布局难 方案二 主要芯片器件 GPS,GR-87;单片机,AT89S52;语音芯片,ISD1730;3个按键;液晶LCD1602等GR-87模块与单片机AT89S52直接可以进行串行通信,其中GPS传入单片机的为GPRMC格式的语句,需要在单片机中进行数据拆分等操作将取得的GPS数据发送到单片机中进行处理,通过按键控制,单片机判断后进行操作,例如将已得的经纬度通过ISD1730语音模块播报出,并在特殊的经纬度范围内播报地址信息,在此期间,LCD1602始终显示当前位置的经纬度 方案二特点 1电路硬件少,结构简单易懂 2GR-87本钱低,性价比高 3AT89S52流行,内存8K足够使用 4数据口刚好够用 5结构简单,硬件及软件功能有一定的局限性 6GR-87以及接线不方便携带 最终选择了方案二,理由如下
1.GPS选择GR-87,它可以满足课题要求,并且其性价比高,而且不需要电平转换
2.课题按键功能的实现不需要键盘模块,只需4~6个按键即可
3.AT89S52内存足够用,不用再定做AT89S
544.虽然缺少了外置ROM,但减少了分时复用的麻烦
5.方案二的I/O口分配合理
四、软件设计思路 单片机程序流程图 大概就根据上述流程图进行单片机程序的编写,并且进行相关调试 上图中其他局部和一般的单片机程序没有什么特殊之处,重点难点在于中断程序中GPRMC语句的判断识别上查阅相关资料,GPRMC语句的大致结构如下 $GPRMC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12*hhGPRMC格式如下 $帧头标志符GPRMCGPS推荐的最短数据0GPRMC1UTC24小时制标准时间格式为.hhmmss.sss#2信号接收状态:A为数据OK;V为警告3纬度值格式为.ddmm.mmmm4说明南北半球N为北半球S为南半球5经度值格式为.dddmm.mmmm6说明东西经E为东经、W为西经7速度此处为08方位角范围
0.~
359.
9.9日月年格式为.日日/月月/年年#开始单片机初始化液晶屏初始化读取数据液晶屏显示中断效劳程序判断GPRMC语句接收数据并存储中断程序结束主函数流程中断程序流程 10磁偏角:
0.
00.~
180.此处不输出11地磁变化方向:向西偏差为E或W此处不输出12模式指示仅NMEA
01833.00版本输出:A=自主定位D=差分E=估算N=数据无效*校验和隔离符号13校验和CRLF帧尾结束符只需对上面GPRMC语句的帧结构有上述了解,编写中断程序就比拟轻松了
五、人员分工和工作安排 人员分工安排 姓名分工张洁硬件系统的搭建(元器件的采购,系统整装),系统调试王坤单片机软件的编写和调试,系统调试时间进度安排 时间节点工作安排xx.
09.22~xx.
10.01查资料,调研,选题,书写开题报告xx.
10.02~xx.
10.20硬件设备采购,完成初步搭建xx.
10.20~xx.
11.10硬件结构进一步完善,软件程序书写与调试模板内容仅供参考 。