GPS衛(wèi)星定位模塊使用及感受

在淘寶上下手買了新的回來，嚴(yán)格來說應(yīng)該是全新的舊貨，三十多元，05年產(chǎn)的模塊，采用的是臺灣旺玖PROLIFIC公司的PL-6313芯片，這間公司比較陌生，但它的一款PL2303的芯片，相信多數(shù)搞電子的都知道吧。賣家說測試信號接收速度和靈敏度比SIRF3芯片稍弱，但是遠(yuǎn)強(qiáng)于使用SIRF2或是2E芯片，自帶陶瓷天線和外接天線接口，自帶鋰電池存儲數(shù)據(jù)，可惜我實(shí)測電池已經(jīng)沒電了，估計(jì)是存放太久的緣故。選擇這款主要是看中它本身自帶了天線，使用起來不用這么麻煩。下面看看我怎么折騰這塊模塊吧。

一、硬件結(jié)構(gòu)

Cepark第一代的實(shí)驗(yàn)板，這塊板用了好多年，比較簡單好用，用得也順手，LCD12864液晶屏做顯示，因?yàn)榭紤]到要顯示比較多的信息，比如經(jīng)緯度、時(shí)間等等。模塊串行輸出直接接到MCU的RXD上，因?yàn)槟K的工作電壓是3.3V的，懶得搭板做穩(wěn)壓電路了，直接在實(shí)驗(yàn)板的5V上串三只二極管得到約 3.2V的電壓。在用單片機(jī)解碼前，先是接入到PC上用軟件測試了模塊是否能工作，通電后是每隔1秒輸出一組數(shù)據(jù)，通信速率9600bps，以ASCII 格式傳送，不需要任何初始指令，驗(yàn)證了之前的板板模塊是壞的。

二、編程思路

一般GPS模塊都支持NMEA0183協(xié)議，j這款也是，看廠家資料說是V3.01版本，不知道具體有什么不同，在網(wǎng)上找了一堆協(xié)議研究，NMEA0183協(xié)議的指令比較多，經(jīng)過測試我手上這款是輸出四種指令：$GPRMC、$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV。通過單片機(jī)來讀取指令數(shù)據(jù)，然后取出其中有用的數(shù)據(jù)，考慮到一些參數(shù)沒什么用途，這次主要獲取日期、時(shí)間、經(jīng)度、緯度、可見衛(wèi)星數(shù)、當(dāng)前使用衛(wèi)星數(shù)等較常用數(shù)據(jù)。這些信息分別包含在不同的指令中，$GPRMC是推薦使用定位信息語句，包了日期、時(shí)間、經(jīng)緯度、定位成功標(biāo)志，而可見衛(wèi)星數(shù)則包含在$GPGSV中，當(dāng)前定位使用衛(wèi)星數(shù)包含在$GPGGA中，$GPGSA則包含有當(dāng)前可見衛(wèi)星的每一顆衛(wèi)星的信息。、

語句的格式一般如下：

$GPRMC,060815.00,A,3956.64797,N,11618.02077,E,000.0,000.0,251006,05.9,W,A*1E

$GPGSV,2,1,06,19,75,039,38,03,43,052,37,27,60,290,38,08,35,313,38*77

$GPGGA,060815.00,3956.64797,N,11618.02077,E,1,06,1.26,00113,M,-006,M,,*42

$GPGSA,A,3,19,03,27,08,11,16,,,,,,,2.50,1.26,2.16*04

每一語句以“$”符號開頭，然后跟著指令類型，如“GPRMC”，后面的數(shù)據(jù)以“,”號進(jìn)行區(qū)分，每一數(shù)據(jù)長度固定，不足數(shù)在前面加0補(bǔ)足，沒有數(shù)據(jù)時(shí)是連續(xù)的逗號分隔，每一語句數(shù)據(jù)總長度不固定，最長可達(dá)二百多字節(jié)，最短也有幾十字節(jié)，由于51單片機(jī)的RAM一般只有一百多字節(jié)，去除系統(tǒng)使用留給用戶僅有一百不到，而采用外部存儲的話，程序通用性又大打折扣，而且也會(huì)增加硬件成本，所以在進(jìn)行接收數(shù)據(jù)處理時(shí)，不能采用一次性全部接收再進(jìn)行處理，而要邊收邊處理數(shù)據(jù)。主要編程思路如下：

1、程序以$判斷數(shù)據(jù)列開始。

2、設(shè)定全局變量數(shù)組，記錄開始的5個(gè)數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)：GPRMC、GPGSV、GPGGA等。

3、設(shè)定全局變量數(shù)組，記錄兩個(gè),號間的數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)類型和,號個(gè)數(shù)來判斷當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行處理。

用這個(gè)方法處理，接收數(shù)據(jù)只占用不到20個(gè)字節(jié)的RAM空間，算是較為節(jié)約的方法。剩下的就是程序上處理數(shù)據(jù)和顯示了。需要注意的是GPS接收到的時(shí)間是 UTC時(shí)間（協(xié)調(diào)世界時(shí)，又稱世界統(tǒng)一時(shí)間、世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、國際協(xié)調(diào)時(shí)間），北京是在+8時(shí)區(qū)，所以接收到的時(shí)間是要比北京時(shí)間慢8小時(shí)，如果在程序中需要用到GPS的時(shí)間，需要做數(shù)據(jù)處理。

　

三、總結(jié)和感受。

這個(gè)模塊的信號還可以，在窗邊一般能見到10顆星，有時(shí)能定位成功，伸出窗外能見12顆星，定位4-5顆左右，靈敏度基本上和手上幾年前的手機(jī)相當(dāng)，估計(jì)是和SIRF Ⅱ級別相當(dāng)，不知道使用外接天線效果會(huì)如何，因?yàn)槭稚蠜]有接口符合的天線，也就沒有測試。靈敏度比現(xiàn)在手上的MOTO里程碑2手機(jī)要差多，里2在室內(nèi)可以隨時(shí)定位并且有四五顆星。模塊使用相當(dāng)方便，標(biāo)準(zhǔn)速率串行數(shù)據(jù)的輸出也很方便與電腦或單片機(jī)連接，由于不需要任何控制指令，大大方便了程序編寫，而且價(jià)格便宜，淘寶上單獨(dú)的模塊（SIRF Ⅲ級別）基本是在三十多元的價(jià)格但不帶天線，配上轉(zhuǎn)USB的線或轉(zhuǎn)藍(lán)牙模塊的線，可以很方便的應(yīng)用到各種設(shè)備。

　

　

這是模塊的元件一面，大的IC是PL-6313芯片，采用簡化型32位CPU，內(nèi)建韌體版本為LQFP64，面積僅7x7mm。小的一塊是SiGE公司的 SE4100L芯片，面積4x4mm，這個(gè)芯片內(nèi)集成了IF濾波器、帶儲備電路的電壓控制振蕩器 (VCO)，以及高性能低噪聲放大器 (LNA)。

這是連接實(shí)驗(yàn)板解碼成功的圖片，圖片是放在靠窗的電腦桌上拍的，顯示的時(shí)間是UTC時(shí)間、經(jīng)緯度數(shù)據(jù)都是直接顯示，位置數(shù)據(jù)上圖片處理了，不然要泄漏自己的位置了，呵呵，要知道這個(gè)可是只有幾米的誤差。右上角的A表示定位成功，V則表示未定位，下面的03/09表示當(dāng)前可見衛(wèi)星數(shù)9顆，當(dāng)前使用定位衛(wèi)星數(shù) 3顆。