Arduino开发之如何连接GPS模块？

0、引言

  NEO-6M/7M GPS模块，具有高灵敏度、低功耗、小型化、高追踪灵敏度，大大扩大了其定位的覆盖面，在普通GPS接收模块不能定位的地方，如狭窄都市天空下、密集的丛林环境，NEO-6M都能高精度定位。模块的高灵敏度、小静态漂移、低功耗及轻巧的体积，适用于车载、手持设备如PDA，车辆监控、手机、摄像机及其他移动定位系统的应用，是GPS产品应用的好选择。内嵌在使用GPS服务的智慧型手机、平板电脑、PND、DVR、可携式装置，测量设备，人员定位管理，测速设备，授时设备，交车跟踪定位、出租车跟踪定位、公司车辆跟踪定位、物流车辆跟踪定位、汽车故障检测、汽车油量检测、汽车物联网、挖掘机定位等等。本文在【Arduino如何进行开发？】基础上，借鉴现有网络资料，阐述Arduino如何连接GPS模块。

1、GPS模块说明

  
  GPS模块情况：
    NEO-7M GPS模块。PPS指示灯(即PPS引脚)，在默认条件下(没经过程序设置)，有2个状态:常亮，表示模块已开始工作，但还未实现定位；闪烁(100ms灭，900ms亮)，表示模块已经定位成功。
  

  引脚说明：
    “VCC”：接Arduino的5V
    “GND”：接Arduino的GND
    “TXD”：本文接Arduino的D10
    “RXD”：本文接Arduino的D11
    “PPS”：不接

2、接调试助手测试GPS模块接收数据

  

3、代码编写

  GPS_lib.ino

#include 
  
String data="";  
int mark = 0;  
boolean Mark_Start=false;  
boolean valid=false;  
String GGAUTCtime,GGAlatitude,GGAlongitude,GPStatus,SatelliteNum,HDOPfactor,Height,  
PositionValid,RMCUTCtime,RMClatitude,RMClongitude,Speed,Direction,Date,Declination,Mode;  
SoftwareSerial Serial1(10, 11); // RX, TX  
  
void setup(){  
  Serial.begin(38400);  
  Serial1.begin(9600);  
  delay(1000);  
}  
  
void loop(){  
  while (Serial1.available()> 0){  
    if(Mark_Start){  
      data=reader();  
      Serial.println(data);  
      if(data.equals("GPGGA")){  
        //Serial.println(1);  
        GGAUTCtime=reader();  
        GGAlatitude=reader();  
        GGAlatitude+=reader();  
        GGAlongitude=reader();  
        GGAlongitude+=reader();  
        GPStatus=reader();  
        SatelliteNum=reader();  
        HDOPfactor=reader();  
        Height=reader();  
        Mark_Start=false;  
        valid=true;  
        data="";  
      }  
      else if(data.equals("GPGSA")){  
        Serial.println(2);  
        Mark_Start=false;  
        data="";  
      }  
      else if(data.equals("GPGSV")){  
        Serial.println(3);  
        Mark_Start=false;  
        data="";  
      }  
      else if(data.equals("GPRMC")){  
        //Serial.println(4);  
        RMCUTCtime=reader();  
        PositionValid=reader();  
        RMClatitude=reader();  
        RMClatitude+=reader();  
        RMClongitude=reader();  
        RMClongitude+=reader();  
        Speed=reader();  
        Direction=reader();  
        Date=reader();  
        Declination=reader();  
        Declination+=reader();  
        Mode=reader();  
        valid=true;  
        Mark_Start=false;  
        data="";  
      }  
      else if(data.equals("GPVTG")){  
        Serial.println(5);  
        Mark_Start=false;  
        data="";  
      }  
      else{  
        Serial.println(6);  
        Mark_Start=false;  
        data="";  
      }  
    }  
    if(valid){  
      if(PositionValid=="A"){  
        Serial.println("Position Valid");  
      }  
      else{  
        Serial.println("Your position is not valid.");  
      }  
      Serial.print("Date:");//日期  
      Serial.println(Date);  
      Serial.print("UTCtime:");//世界协调时间  
      Serial.print(RMCUTCtime);  
      Serial.print("   ");  
      Serial.println(GGAUTCtime);  
      Serial.print("Latitude:");//纬度  
      Serial.print(RMClatitude);  
      Serial.print("   ");  
      Serial.println(GGAlatitude);  
      Serial.print("Longitude:");//经度  
      Serial.print(RMClongitude);  
      Serial.print("   ");  
      Serial.println(GGAlongitude);  
      Serial.print("GPStatus:");//GP地位  
      Serial.println(GPStatus);  
      Serial.print("SatelliteNum:");//卫星数  
      Serial.println(SatelliteNum);  
      Serial.print("HDOPfactor:");  
      Serial.println(HDOPfactor);  
      Serial.print("Height:");//高度  
      Serial.println(Height);  
      Serial.print("Speed:");//速度  
      Serial.println(Speed);  
      Serial.print("Direction:");//方向  
      Serial.println(Direction);  
      Serial.print("Declination:");//赤纬  
      Serial.println(Declination);  
      Serial.print("Mode:");//模式  
      Serial.println(Mode);  
      valid=false;  
    }  
    if(Serial1.find("$")){  
      Serial.println("capture");  
      Mark_Start=true;  
    }  
  }  
}  
  
String reader(){  
  String value="";  
  int temp;  
startover:  
  while (Serial1.available() > 0){  
    delay(2);  
    temp=Serial1.read();  
    if((temp==',')||(temp=='*')){  
      if(value.length()){  
        //Serial.println("meaningful message");  
        return value;  
      }  
      else {  
        //Serial.println("empty");  
        return "";  
      }  
    }  
    else if(temp=='$'){  
      //Serial.println("failure");  
      Mark_Start=false;  
    }  
    else{  
      //Serial.println("add");  
      value+=char(temp);  
    }  
  }  
  while (!(Serial1.available()>0)){  
  }  
  goto startover;  
}

4、功能演示

  

参考资料：
[1] cacrle. Arduino如何进行开发？; 2023-03-28 [accessed 2023-04-15].
[2] liwenkangs. 【Arduino】GPS 定位模块的应用; 2021-11-30 [accessed 2023-04-15].
[3] shasuping. STM32F1 GPS模块NEO-7M; 2019-01-26 [accessed 2023-04-15].
[4] weixin_38691194. NEO-7M GPS模块应用说明-附STM32程序-电路方案 ; 2021-04-21 [accessed 2023-04-15].
[5] songhyong. NEO-7M中文版.pdf; 2020-06-12 [accessed 2023-04-15].
[6] SKCQTGZX. NEO-7M(GPS)模块软硬件开发资料包括PD原理图+AD集成封装+NEO-7M软件工具及设计
参考资料.zip ; 2021-09-06 [accessed 2023-04-15].
[7] Maximilian Gerhardt. ‘Serial1’ was not declared in this scope; 2018-03-06 [accessed 2023-04-15].