كيفية ربط GPS بـ 8051 متحكم؟

GPS ( نظام تحديد المواقع العالمي ) الوحدة النمطية هي جهاز أصبح أداة فعالة في مجال المراقبة والتتبع والاستخدام العلمي. تعتمد وحدة GPS على تقنية الملاحة عبر الأقمار الصناعية التي توفر معلومات عن الوقت والموقع في جميع الظروف الجوية في أي مكان على الأرض. الغرض الرئيسي من نظام GPS هو معرفة موقع الشخص أو السيارة. يوفر جهاز استقبال GPS موقعًا دقيقًا لكائن ما من حيث خطوط الطول والعرض ، كما يوفر خدمات التوقيت وتحديد المواقع والملاحة الموثوقة للمستخدمين في أي مكان وزمان على الأرض.

واجهة GPS مع متحكم 8051

يستخدم نظام GPS بشكل أساسي 24-32 قمرًا صناعيًا لتوفير البيانات للمستخدمين. أصبح هذا النظام مهمًا جدًا للملاحة في جميع أنحاء العالم وهو مفيد للتتبع والمراقبة ووضع علامات على الطرق والخرائط وغير ذلك الكثير.

ولكن قبل أن نتعرف على نظام GPS هذا ، دعنا نكتسب فكرة عن كيفية تفاعل GPS مع 8051 متحكم وهو تطبيق صغير يعتمد على GPS ، يمكن القيام به. يصف استخدام وحدة GPS أو جهاز الاستقبال للعثور على خط الطول وخط العرض لموقعه. تتم معالجة البيانات التي تم الحصول عليها من مستقبل GPS بواسطة متحكم 8051 لأخذ قيمها في شكل خطوط الطول والعرض. يتم عرض واجهة GPS مع متحكم 8051 وقيم الموقع على شاشة LCD.

واجهة GPS مع متحكم 8051:

مخطط كتلة GPS التواصل مع متحكم 8051 هو مبين أدناه. يتكون من وحدات GPS ، و MAX 232 ، و 8051 متحكم ، وشاشة LCD.

مخطط كتلة لواجهة GPS مع متحكم 8051

MAX232 عبارة عن دائرة متكاملة تستخدم لتحويل مستويات منطق الترانزستور (TTL) إلى RS232 مستويات المنطق من خلال الاتصال التسلسلي لأجهزة ATmelsميكروكنترولر مع جهاز كمبيوتر. تعمل وحدة التحكم على مستوى منطق TTL 0-5V.لكن الاتصال التسلسلي USART مع الكمبيوتر الشخصي يعمل وفقًا لمعايير RS232 (من -2.5 فولت إلى + 2.5 فولت). هذا يجعل من الصعب العثور على رابط مباشر للتواصل مع بعضنا البعض.

المتحكم AT89C51 هو متحكم 8 بت ينتمي إلى عائلة Atmel 8051. يحتوي على 4 كيلوبايت من الفلاش بيروم (ذاكرة قراءة فقط قابلة للبرمجة والمسح و 128 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي. يمكن برمجتها ومسحها عدة مرات.

أ 16 × 2 عرض شاشات الكريستال السائل هي شاشة عرض إلكترونية تُستخدم بكثرة في العديد من الأجهزة والدوائر. هذه العروض مفضلة على شاشات من 7 أجزاء .

مبدأ عمل وحدة GPS هووينقل دائمًا البيانات التسلسلية في شكل جمل. يتم تضمين قيم خط الطول وخط العرض للموقع في الجملة. للتواصل USART أو UART تحتاج فقط إلى ثلاث إشارات أساسية: TXD و RXD و GND - حتى تتمكن من التفاعل UART مع متحكم 8051 .

الهدف الرئيسي هنا هو العثور على الموقع الدقيق لجهاز استقبال GPS من حيث خطوط الطول والعرض. تعطي وحدة GPS بيانات الإخراج بتنسيق مستوى المنطق RS232. لتحويل تنسيق RS232 إلى تنسيق TTL ، يتم استخدام محول خط MAX232. وهو متصل بين وحدة GPS والميكروكونترولر AT89C51. يتم عرض واجهة GPS مع مخطط كتلة الاتصال 8051 في الرسم البياني أعلاه. تم عرض قيم الموقع على شاشة LCD واجهة متحكم .

نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع مخطط دائرة متحكم دقيق:

مكونات الدائرة هي متحكم AT89C51 ، وحدة GPS ، ماكس 232 إيك ، شاشة LCD ، لوحة برمجة ، بطارية أو محول 12 فولت تيار مستمر ، كريستال 12 ميجا هرتز. المقاومات والمكثفات.

فيما يلي توصيلات الدائرة لواجهة GPS مع متحكم دقيق:

نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع مخطط دائرة متحكم دقيق

إن MAX232 مخصص للاتصال التسلسلي. تم توصيل طرف الاستقبال 3 الخاص بوحدة GPS بـ pin13 R1IN ودبوس الخرج الخاص بـ MAX 232 متصلإلى RxDpin10 من متحكم. ترتبط الدبابيس 1 و 2 و 3 من متحكم AT89C51 بمسامير التحكم (RS و R / W و EN) لشاشة LCD. تتصل دبابيس بيانات شاشة LCD بالمنفذ p2 لوحدة التحكم. يتم عرض قيم خطوط الطول والعرض على شاشة LCD.

في ما سبق ربط GPS مع متحكم في الدائرة ، يقوم مستقبل GPS دائمًا بنقل البيانات وفقًا لتنسيقات NMEA باستخدام بروتوكول RS232. في تنسيق NMEA هذا ، تتوفر قيم خطوط الطول والعرض للموقع الدقيق في جملة GPRMC. يتم استخراج هذه القيم من معايير NMEA وعرضها على شاشة LCD.

باستخدام بروتوكول UART ، تتلقى وحدة التحكم البيانات من وحدة GPS ، ثم تستخرج قيم خطوط الطول والعرض من الرسائل المستلمة التي تعرضها أخيرًا على شاشة LCD.

استخراج قيم خطوط الطول والعرض من تنسيق NMEA:

تتم مقارنة الأحرف الستة الأولى المستلمة من وحدة GPS مع سلسلة GPRMC.إذا كانت السلسلة متطابقة ، فأنت بحاجة إلى الانتظار حتى تحصل على فاصلتين بعد ذلك ، يحدد الحرف ما إذا كانت وحدة GPS نشطة أم لا. إذا كان الحرف التالي هو 'A' ، فسيتم تنشيط GPS ، وإلا فلن يتم تنشيطه.مرة أخرى ، عليك الانتظار حتى تحصل على فاصلة. تحدد الأحرف التسعة التالية LATITUDE. مرة أخرى ، انتظر حتى تحصل على فاصلتين - تحدد الأحرف العشرة التالية LONGITUDE.

إذا كنت تريد التحقق من قيمتي LATITUDE و LONGITUDE للموقع الدقيق دون أي تشفير ، فاستخدم برنامج TRIMBLE STUDIO. عندما تقوم بتوصيل وحدة GPS ، فإن هذا البرنامج يعطي مباشرة خط الطول وخط العرض والسرعة والوقت والارتفاع والوقت. يوفر الموقع الدقيق في خرائط جوجل. يتم جمع هذه المعلومات بتنسيق سلسلة معين يتم فك تشفيره بواسطة مودم GPS. يعطي مودم GPS بيانات الإخراج بتنسيق سلسلة يسمى NMEA ويتم شرح جملة GPS شائعة أدناه.

GPGGA دولار ، 080146.00،2342.9185 ، N ، 07452.7442 ، E ، 1،06،1.0،440.6M ، -41.5 ، M ، 0000 * 57

• تبدأ السلسلة دائمًا بعلامة '$'
• GPGGA: بيانات إصلاح نظام تحديد المواقع العالمي
• تحدد الفاصلة (،) الفصل بين قيمتين
• 080146.00: توقيت غرينتش كـ 08 ساعات: 01 دقيقة: 46 ثانية: 00 متر ثانية
• 2342.9185 ، شمالاً: خط عرض 23 درجة: 42 دقيقة: 9185 ثانية شمالاً
• 07452.7442، شرقًا: خط الطول 074 درجة: 52 دقيقة: 7442 ثانية شرقًا
• 1: إصلاح الكمية 0 = بيانات غير صالحة ، 1 = بيانات صالحة ، 2 = إصلاح DGPS
• 06: عدد الأقمار الصناعية المعروضة حاليًا
• 1.0: HDOP
• 440.6 ، M: الارتفاع (الارتفاع فوق مستوى سطح البحر بالمتر)
• -41.5 م: إرتفاع جيويدس
• ¬_ ، بيانات DGPS
• 0000: بيانات DGPS
• * 57: المجموع الاختباري

تطبيقات الربط بين GPS مع متحكم 8051

تتوفر تقنية GPS الآن في كل شيء بدءًا من ساعات المعصم والهواتف المحمولة وحتى حاويات الشحن ، ماكينة الصراف الآلي(ماكينات الصرف الآلي) والجرافات. يزيد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من الإنتاجية عبر قطاع واسع من الاقتصاد ، ليشمل البناء والزراعة والتعدين وتسليم الطرود والمسح والأنظمة المصرفية والأسواق المالية إلخ.بعض خدمات الاتصالات اللاسلكية لا يمكن أن تعمل بدون تقنية GPS.

تطبيقات الربط بين GPS مع متحكم 8051

يستخدم هذا النظام في إدارة الأسطول وملاحة السيارات والملاحة البحرية.

• يتم استخدامه لرسم الخرائط وتتبع الأجهزة.
• يتم استخدامه في تحديد المواقع الشخصية وفي كثير المضمنةالنظامالمشاريع القائمة لمعرفة الموقع الدقيق للسيارة أو الشخص.
• باستخدام GPS ، يمكن أيضًا إجراء حساب دقيق للوقت فيما يتعلق بتوقيت جرينتش.
• تعدين قيم خطوط الطول والعرضمنتنسيق NMEA.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بتفاعل GPS مع متحكم 8051 ، إنها التكنولوجيا التي يمكن استخدامها في العديد من مشاريع الهندسة الإلكترونية لمعرفة الموقع الدقيق للمركبة باستخدام طريقة GPS وأنظمة الملاحة الأخرى التي تعمل من خلال الأقمار الصناعية والمحطات الأرضية. يمكن عرض معلومات السيارة على جهاز رقميخريطةباستخدام برنامج. حتى البيانات يمكن تخزينها وتنزيلها على جهاز كمبيوتر من وحدة GPS في محطة أساسية ، وبعد ذلك يمكن استخدامها للتحليل.