Arduino学习笔记（6） -- 使用GPS模块

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本文介绍了在Arduino板子上使用现有的GPS模块，并对采集来的GPS标准语言NMEA信息进行提取加工，得到最终的位置信息。

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原材料：

1、Arduino开发板及附件

2、1575R-A GPS模块 

3、杜邦线若干

如图：

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1. 1575R-A GPS模块简介

1575R-A是众多GPS天线中的一种，其工作频率为1575.42MHz，阻抗50欧姆，材质为陶瓷，尺寸和具体参数如图所示。

该模块带有一个外部天线，并且内置EEPROM。

●    接口：RS232 TTL

●    电源：3V至5V

●    默认波特率：9600 bps

●    支持标准的NMEA

要了解如何在Raspberry Pi上使用GPS模块，您可以阅读以下链接：使用Raspberry Pi和GPS模块的位置变化的电子邮件报警系统。
 

2、引脚接线

GPS模块有四个引脚：VCC、RX、TX和GND。该模块使用TX和RX引脚通过串行通信与Arduino开发板进行通信，接线简单：

 

3、原理图及管脚定义

按照以下原理图将GPS模块连接到Arduino开发板。

 

定义：

●    模块GND引脚连接到Arduino的GND引脚

●    模块RX引脚连接到Arduino引脚3

●    模块TX引脚连接到Arduino引脚4

●    模块VCC引脚连接到Arduino的5V引脚

 

4、程序代码

将以下代码复制到您的Arduino IDE并上传到Arduino开发板上。

/*
 * Rui Santos 
 * Complete Project Details http://randomnerdtutorials.com
 */
 
#include 

// The serial connection to the GPS module
SoftwareSerial ss(4, 3);

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  ss.begin(9600);
}

void loop(){
  while (ss.available() > 0){
    // get the byte data from the GPS
    byte gpsData = ss.read();
    Serial.write(gpsData);
  }
}

本示例假定您使用引脚4和3作为RX和TX串行引脚与GPS模块建立串行通信。如果您正在使用其他引脚，则应在编辑以下代码行：

SoftwareSerial ss（4，3）;

此外，如果您的模块使用不同于9600 bps的默认波特率，则应修改以下行中的代码：

ss.begin（9600）;

这个示例监听GPS串行端口，当从模块接收到数据时，它被发送到串行监视器。

while (ss.available() > 0){
  // get the byte data from the GPS
  byte gpsData = ss.read();
  Serial.write(gpsData);
}

使用波特率9600打开串行监视器。

你应该得到一堆GPS标准语言NMEA的信息。串行监视器中的每一行都是NMEA语句。NMEA全称美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association），在GPS领域，它是GPS制造商支持的标准数据格式。

5、了解NMEA

NMEA语句以$字符开头，每个数据字段用逗号分隔

$GPGGA,110617.00,41XX.XXXXX,N,00831.54761,W,1,05,2.68,129.0,M,50.1,M,,*42
$GPGSA,A,3,06,09,30,07,23,,,,,,,,4.43,2.68,3.53*02
$GPGSV,3,1,11,02,48,298,24,03,05,101,24,05,17,292,20,06,71,227,30*7C
$GPGSV,3,2,11,07,47,138,33,09,64,044,28,17,01,199,,19,13,214,*7C
$GPGSV,3,3,11,23,29,054,29,29,01,335,,30,29,167,33*4E
$GPGLL,41XX.XXXXX,N,00831.54761,W,110617.00,A,A*70
$GPRMC,110618.00,A,41XX.XXXXX,N,00831.54753,W,0.078,,030118,,,A*6A 
$GPVTG,,T,,M,0.043,N,0.080,K,A*2C

有NMEA句子的不同类型。消息的类型由第一个逗号前的字符指示。$之后的GP表示它是GPS位置。 $ GPGGA是基本的GPS NMEA消息，提供3D位置和准确性数据。在下面的句子中：

$ GPGGA，110617.00,41XX.XXXXX，N，00831.54761，W，1,05,2.68,129.0，男，50.1，M，* 42

●    110617 - 表示固定地点的时间，UTC时间11:06:17

●    41XX.XXXXX,N - 北纬41度XX.XXXXX'N

●    00831.54761，W - 经度008度31.54761'W

●    1 - 固定质量（0 =无效; 1 = GPS修正; 2 = DGPS修正; 3 = PPS修正; 4 =实时运动学; 5 =浮动RTK; 6 =估计（航位推测）; 7 =手动输入模式; 8 =模拟模式）

●    05 - 正在跟踪的卫星数量

●    2.68 - 水平位置因子

●    129.0，M - 海拔高度，以米为单位

●    50.1，M - 大于WGS84椭球体的大地水准面（平均海平面）的高度

●    空字段  - 自上次DGPS更新以来的秒数

●    空字段 - DGPS台站ID号

●    * 42 - 校验和，数据总是以*开头

其他NMEA句子提供了其他的信息：

●    $ GPGSA - GPS DOP和主动卫星

●    $ GPGSV - 详细的GPS卫星信息

●    $ GPGLL - 地理纬度和经度

●    $ GPRMC - 基本的GPS pvt（位置、速度、时间）数据

●    $ GPVTG - 速度很好

要知道这些句子中每个数据字段的含义，可以在以下链接查阅NMEA数据：http://www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm。

 

 

【程序如果报 302 240 错误，解决办法】

问：这类错误是什么原因：error: stray '\302' in program？

答：此种错误，可能程序本身没有语法错误，应该是每一行的空格的编码不对，只需要将程序出错行前面的空格删掉，然后让程序再退回即可解决问题！