ฝัง OEM GPS ไว้ในทุกสิ่ง: 7 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ฉันจะแสดงวิธีเชื่อมต่อหน่วย OEM GPS ที่ปรับแต่งได้สูง อุปกรณ์เหล่านี้เป็นชิ้นส่วนที่ยอดเยี่ยมที่สามารถฝังลงในแทบทุกอย่าง การสร้างระบบที่ปรับแต่งได้เองอย่างสมบูรณ์เป็นงานที่ต้องทำมากมาย โดยปกติแล้วจะต้องมีความรู้เฉพาะเกี่ยวกับองค์ประกอบหลายอย่าง แม้หลังจากเรียนรู้แต่ละองค์ประกอบแล้ว ก็ยังต้องใช้เวลาพอสมควรในการรวบรวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน ตอนแรกฉันคิดว่าจะลองสร้างเครื่องรับ GPS ของตัวเอง แต่หลังจากดูบทความเกี่ยวกับทฤษฎี GPS และ GLONASS แล้ว ฉันตัดสินใจไม่ลองพยายามเพราะอาจใช้เวลาครึ่งปี โชคดีสำหรับพวกเราที่ต้องการใช้ GPS ในโครงการที่กำหนดเองของเรา (ฉันใช้พวกมันในวิทยาการหุ่นยนต์) หรือเพียงแค่เรียนรู้เพิ่มเติม มีหน่วย GPS ของ OEM ให้เลือกมากมาย OEM หมายความว่ามันถูกรวมเข้ากับโครงการอื่น ๆ และไม่มีหน้าจอ เคส หรือส่วนเสริมใดๆ สิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับอุปกรณ์ส่วนใหญ่เหล่านี้คืออุปกรณ์เหล่านี้ใช้งานได้หลากหลายและเชื่อมต่อได้ง่าย ตามปกติแล้ว ฉันได้จัดเตรียมบทช่วยสอนนี้ในรูปแบบวิดีโอด้วย: ฉันจะพยายามอธิบายแต่ละส่วนอย่างละเอียดในขณะที่เราดำเนินการต่อไป.

ขั้นตอนที่ 1: อุปกรณ์ที่จำเป็น

1. กำลังไฟประมาณ 5v (แบตเตอรี่ AA หรือ AAA 3 ก้อนในซีรีย์คือ 4.5V หรือ 9V พร้อมตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า)2. หากใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 9V - 5v3. ขั้วต่อสายไฟกับแบตเตอรี่ 9v4. เขียงหั่นขนม5. พอร์ตอนุกรมหญิง6. สายไฟบางส่วนเพื่อต่อเข้ากับพอร์ตอนุกรม7 หัวแร้ง8. บัดกรีหากคุณมีปัญหาในการค้นหาพอร์ตอนุกรม คุณสามารถแยกอุปกรณ์เก่าออกได้ ฉันฉีกอะแดปเตอร์กล้องดิจิตอลเก่าออกจากกัน รุ่นที่ผมจะสาธิตวิธีการต่อและใช้งานคือ Garmin GPS15L อย่างไรก็ตาม คำแนะนำเหล่านี้ควรใช้ได้ค่อนข้างดีในรุ่นต่างๆ สิ่งสำคัญในการเลือกอุปกรณ์ OEM ที่ต้องใส่ใจกับรูปแบบเอาต์พุตของตัวเครื่องเป็นสิ่งสำคัญ เอาต์พุต GPS15L ตามอนุกรมระดับ RS232 โดยที่หน่วย Parallax Gps จะส่งสัญญาณออกที่ระดับ TTL ซึ่งหมายความว่าโมเดลพารัลแลกซ์จะไม่ทำงานในแบบที่เราต่ออุปกรณ์นี้ โดยทั่วไปจะใช้ระดับ TTL สำหรับการสื่อสารวงจรรวม ดังนั้นหน่วย Parallax จะเหมาะสมกว่าหากคุณต้องการให้อุปกรณ์เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์โดยตรง ไม่ใช่กับพีซีของคุณ

ขั้นตอนที่ 2: เชื่อมต่อ

จริงๆแล้วการต่อเครื่องนั้นค่อนข้างง่าย หากคุณกำลังใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อกราวด์กับขั้วลบของแบตเตอรี่ พอร์ตอนุกรม และ GPS คุณสามารถใช้แหล่งพลังงานประเภทใดก็ได้ที่คุณต้องการตราบเท่าที่คุณระบุให้อยู่ในช่วงที่ระบุในคู่มือผู้ผลิต (GPS15L 3.3 - 5.4VDC)พอร์ต USB ให้เอาต์พุต 5.05V ตามปกติ ดังนั้นจึงเป็นตัวเลือกด้วย เดิมทีฉันมีไฟใยแก้วนำแสงเสียซึ่งใช้แบตเตอรี่ AA 3 ก้อน แบตเตอรี่ AA หรือ AAA หนึ่งก้อนคือ 1.5 โวลต์ ไฟใยแก้วนำแสงมีแบตเตอรี่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ดังนั้นเอาต์พุตจริงคือ 3x1.5 = 4.5 โวลต์ เดิมทีฉันใช้แหล่งพลังงานไฟใยแก้วนำแสงที่ตัดออกแล้วใส่ลงในภาชนะทัปเปอร์แวร์พร้อมกับหน่วย GPS ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือไม่มีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ฉันเพิ่งต่อสายดินเข้าด้วยกันและบัดกรีสายไฟโดยตรง

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบบน Linux

การเข้าถึงพอร์ต Comm ก่อนที่คุณจะสามารถทำอะไรกับหน่วย GPS บน Linux ได้ คุณอาจต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ให้สิทธิ์การเข้าถึงแบบอ่านและเขียนไปยังพอร์ตที่คุณจะทำการทดสอบด้วย โดยปกติพอร์ตอนุกรมจะอยู่ใน /dev/ttys0, /dev/ttys1, …ฯลฯ หากคุณใช้อะแดปเตอร์ซีเรียลเป็น usb คุณสามารถค้นหาได้ที่ /dev/ttyUSB Minicom จากแอปพลิเคชันทั้งหมดที่ฉันลองครั้งแรก เพื่อใช้สำหรับการตรวจสอบพอร์ตอนุกรม/ขนานบน Linux วิธีที่ง่ายที่สุดที่ฉันพบว่าใช้คือ "minicom" แอปพลิเคชั่นนี้ถูกโจมตีและพลาดหากติดตั้งไว้ล่วงหน้าหรือไม่ขึ้นอยู่กับการแจกจ่ายที่คุณใช้ Ubuntu 8 ไม่ได้ติดตั้งมาให้ล่วงหน้า แต่อย่างที่คุณเห็นจากภาพหน้าจอ ใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการติดตั้งและใช้งานได้ สิ่งแรกที่คุณต้องทำกับ minicom คือกำหนดค่าให้ใช้งานได้ พารามิเตอร์ที่ถูกต้อง คุณสามารถกำหนดค่าแอปพลิเคชันโดยใช้สวิตช์บรรทัดคำสั่ง -sนอกจากนี้ เมื่อคุณใช้งาน minicom คุณสามารถเข้าถึงเมนูได้โดยกด "ctrl" และ "a" จากนั้นกด "z" Serial to USB Adapter อะแดปเตอร์ที่ฉันใช้อยู่ในปัจจุบัน ฉันสร้างตัวเอง อย่างไรก็ตาม ฉันขอแนะนำให้ซื้ออะแดปเตอร์ที่ใช้ชิป FTDI ซีรีส์ FTDI ให้การสนับสนุนไดรเวอร์ที่ยอดเยี่ยมในทุกแพลตฟอร์ม! Sparkfun นำเสนอโซลูชันที่ประกอบไว้ล่วงหน้าบางส่วน พวกเขายังมีบทช่วยสอนที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการใช้ชิป RS232RL กับ Eagle เพื่อสร้างของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 4: การทดสอบบน Windows

เพื่อทดสอบสิ่งนี้บน Windows ฉันใช้ Hyperterminal เสมอ มันมาติดตั้งโดยค่าเริ่มต้นเกือบตลอดเวลา ฉันคิดว่าฉันต้องติดตั้งโปรแกรมเพิ่ม/ลบโปรแกรมหนึ่งครั้งบนระบบที่ใช้ Windows Server

การตั้งค่าเริ่มต้นที่คุณจะต้องกำหนดค่า Hyperterminal ด้วยจะอยู่ในคู่มือของผู้ผลิต สำหรับ GPS15L อัตราการส่งข้อมูลเริ่มต้นคือ 4800bps ฉันได้รวมภาพหน้าจอของอะแดปเตอร์ซีเรียลเป็น usb ที่ฉันใช้กับโปรเจ็กต์ gps หุ่นยนต์ของฉัน ควรกล่าวว่าสิ่งนี้ทำบนเครื่อง Windows 2000 ไดรเวอร์ที่รองรับสำหรับสายเคเบิลนี้ค่อนข้างจำกัด ดูขั้นตอนก่อนหน้าสำหรับอะแดปเตอร์ที่ฉันแนะนำ

ขั้นตอนที่ 5: ทำความเข้าใจผลลัพธ์

GPS15L สามารถส่งออกได้ทั้งประโยค NMEA 0183 v2 หรือ NMEA 0183 v3 NMEA 0183 เป็นเพียงชื่อแฟนซีที่บอกว่าหน่วยแสดงผลประโยคข้อความในรูปแบบที่แน่นอน นี่คือรูปแบบที่ค่อนข้างเป็นสากลระหว่างหน่วย GPS สำหรับการส่งออกข้อมูล โชคดีที่คู่มือสำหรับ GPS15L/H ได้อธิบายแต่ละประโยคอย่างละเอียด

เมื่อคุณเริ่มใช้งาน 15L ครั้งแรก มันจะส่งออกประโยคต่างๆ มากมาย ในแอปพลิเคชันวิทยาการหุ่นยนต์ที่ฉันใช้ ฉันปิดประโยคอื่นๆ ยกเว้นข้อมูล GPS/TRANSIT เฉพาะขั้นต่ำที่แนะนำ (RMC) ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของประโยคนี้ $GPRMC, 163126, V, 4335.2521, N, 08446.0900, W, 000.0, 173.2, 051206, 006.1, W*62 ประโยคประกอบด้วยลองจิจูด, ละติจูด, ความเร็วเหนือพื้นดิน, เส้นทางบนพื้นดิน และข้อมูลที่เป็นประโยชน์อีกมากมาย โปรดทราบว่าหากคุณปิดใช้งานประโยคทั้งหมดยกเว้น RMC เมื่อคุณใช้หน่วยนี้กับซอฟต์แวร์ที่ไม่ได้กำหนดเอง คุณลักษณะบางอย่างอาจขึ้นอยู่กับประโยคอื่นๆ ต่อไปฉันจะแสดงวิธีแก้ไขการตั้งค่าบน 15L/H.

ขั้นตอนที่ 6: การปรับเปลี่ยนการตั้งค่า GPS

สมมติว่าคุณสามารถทดสอบเครื่องโดยใช้ Minicom หรือ Hyperterminal ได้สำเร็จ คุณควรจะสามารถส่งคำสั่งไปยังเครื่องนั้นได้เช่นกัน คุณดูในคู่มือผลิตภัณฑ์ มีส่วนที่เรียกว่า "GPS 15H และ 15L Software Interface" ส่วนนี้อธิบายประโยคทั้งหมดที่คุณสามารถส่งกลับไปยังหน่วย GPS เพื่อกำหนดค่าได้ มันง่ายมาก สิ่งที่คุณต้องทำคือพิมพ์ประโยคหนึ่งของโปรแกรม

ตัวอย่างเช่น ใน Hyperterminal คุณสามารถพิมพ์บางอย่างเช่น: $PGRMO, GPRMC, 0 จะปิดใช้งานประโยค GPRMC คุณยังสามารถเขียนคำสั่งทั้งหมดที่คุณต้องการให้ดำเนินการในไฟล์ข้อความ จากนั้นให้ "ประเภท" ของไฮเปอร์เทอร์มินัลนั้นไปยังหน่วย GPS สำหรับคุณ

ขั้นตอนที่ 7: การเขียนโปรแกรม

ความงามที่แท้จริงของหน่วย OEM ออกมาเมื่อคุณตัดสินใจที่จะสร้างซอฟต์แวร์ที่กำหนดเองสำหรับมัน ฉันต้องสารภาพว่าฉันมีประสบการณ์ในการเขียนโปรแกรมพอสมควร ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อยเลยที่จะเขียนซีเรียลบัฟเฟอร์เพื่ออ่านข้อมูลลงในแอปพลิเคชันที่กำหนดเอง หากคุณไม่ต้องการเขียนซอฟต์แวร์ที่กำหนดเองสำหรับเครื่องนี้ ฉันขอแนะนำโปรแกรม gpsDrive สำหรับ Linux เป็นอย่างยิ่ง มันจะทำงานนอกกรอบได้โดยตรงจากทุกสิ่งที่ส่งประโยค NMEA 0183 หากคุณต้องการเขียนซอฟต์แวร์ที่กำหนดเอง แสดงว่าคุณโชคดี ฉันได้แนบคลาสที่ฉันเขียนใน Java ที่สามารถส่งและรับข้อมูลไปยังพอร์ตอนุกรม ควรกล่าวว่า Java ไม่ได้มาพร้อมกับคลาสที่จำเป็นในการสนับสนุนการสื่อสารแบบอนุกรมโดยปริยาย สำหรับชั้นเรียนที่ฉันแนบมา ฉันกำลังใช้ไลบรารีโอเพ่นซอร์ส RXTX หากคุณไม่แน่ใจและต้องการดูการทำงานของหน่วยและรหัส คุณสามารถไปที่เว็บไซต์ของฉันและดูวิดีโอของหน่วยงานอิสระ โครงการนำทางหุ่นยนต์ ฉันยังมีซอร์สโค้ดที่สมบูรณ์ซึ่งใช้ในการนำทางหุ่นยนต์ ที่สำคัญที่สุด ขอให้สนุกกับ GPS ของคุณ!