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无线通信-基于单片机的GPS定位信息采集系统

基于单片机的GPS定位信息采集系统

白雪徐雷钧刘国海黄振跃

（江苏大学电气信息工程学院29＃，江苏镇江 212013）

摘要: 简介GARMIN公司GPS-HVS接收板的结构、特性及输出信息；根据其工作原理，设计该OEM板与单片机的硬件接口；结合实际应用，以8031为核心处理器采集需要的GPS 标准语句，从中分离提取关键信息显示接收板的定位状态，提取位置信息实时存储并向上位机传送，实现简单有效的GPS定位信息采集系统。

关键词: OEM板 ; GPS35-HVS; 单片机; 信息采集

中图分类号：TP311.1 文献标识码：A

1.引言

GPS系统(Global Positioning System)是美国国防部批准，美国天宝导航公司（Trimble Navigation）等研究的高科技成果,利用24颗地球卫星发射的信息进行导航、定位、授时等,向全世界提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。自1993年建成免费开放以来，其应用范围迅速从军用向民用各个领域扩展，广泛用于航空、航海导航，大地测量,地质勘探，授时校准等方面。

随着GPS技术的迅猛发展和使用的普及，人们对GPS的要求越来越高，除提高定位精度,小型化、模块化、集成化、低功耗、操作简单等方面外,更希望能充分提取GPS的每一个信息，把导航，测量，时间等信息和自己本行业的特点有效结合起来，既降低成本，又最大程度的满足自己的专业需求，需要生产厂家提供完善、可靠、高性能的GPS开发平台, 这样GPS OEM 板应运而生。GPS35-HVS接收板是GARMIN公司的新型OEM板，是一种体积小，重量轻，性能优良，价格低廉，易于二次开发的用户接收设备。它秉承了其先期产品25LP的高性价比，快速定位，性能稳定等优良特征, 特别之处在于内部集成天线，结构更加紧凑，完全防水设计，独特的鼠标外形，是25LP[1]和天线的完美结合，是目前国内性价比很高的GPS接收板之一。

很多场合如车辆导航、大地测量等只关心当前的位置信息，因此实时采集GPS接收板输出的位置信息并进行分析处理是整个系统最基本的设计单元。本文即以GPS35-HVS接收板为例，以8031单片机为处理器，实现GPS定位信息的采集和处理。

2.GPS35-HVS接收板工作原理、接口及数据输出

GPS35-HVS接收板主要由天线部分、变频器、标频器、频率合成、信号通道、微处理器和存储单元等组成。在完成初始自检后，自动接收来自天线的GPS射频信号，经下变频、放大、相关、混频与TTL转换等一系列处理过程，完成并行通道对其视界内几何位置最佳的数颗卫星的连续跟踪，测量出信号从卫星到接受天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，进行超大规模运算获得GPS定位信息，输出定位，导航，定时及其他数据。

GPS35_HVS OEM板为并行12通道，提供载波相位输出，1PPS的标准时钟和10KHZ 的频率输出；工作电压为6～40V，板上有二个串行口，串口1为主串口，全双工方式，RS232

标准，传送GPS定位数据及其他原始的卫星信号数据，同时也接收用户的控制信号[2]。串口2为辅助串行口，半双工方式，接收RTCM-SC104格式的差分数据，为定位导航信息提供修正量[3]。GPS OEM板可直接通过主串口与PC机联接，也可以方便地通过接口转换(如MAX232芯片)为TTL电平与单片机相连, 如图1所示。

图1. GPS OEM 板与单片机接口示意图

GPS35-HVS OEM板输出信息采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA-0183通信标准，目前广泛使用的是2.0版。常用的NMEA方式消息格式有十几种，每种语句以“$”开头，以结束，中间各域为传送数据并以“*”后两位数字给出校验和，域间以“，”为分隔符[1]。NMEA输出语句采用ASCII码，内容包括了经度、纬度、高程定位信息和速度及时间信息，接收机和卫星的状态信息，差分基站信息以及几何误差信息等;输入语句内容包括初始位置、日期、时间的设定和地球参数，差分模式，PPS使能等的设置，不同的用户可根据自己的需要通过初始化选择输出语句从而得到自己关心的信息。例如我们只关心位置信息，就可以仅输出最常用的定位语句GPGGA，每秒更新一次数据。若观测到GGA语句为：$GPGGA,025005,3212.3626,N,11930.6370,E,1,08,1.1,37.9,M,4.4,M,,*4E，则说明在协调世界时UTC为2时50分5秒（北京时间10时50分5秒）时，GPS接收板使用8颗卫星处于定位状态，天线位置在北纬 32度12.3626分、东经119度30.6370分；定位精度因子PDOP 为1.1，海拔高度为37.9m，椭球面上高为4.4m。

GPS35-HVS按串行通行协议由主串口接收和发送各种NMEA信息，8个数据位，1个起始位，1个停止位，无奇偶校验，波特率默认设置为4800bps。

3.采集GPS定位信息的单片机系统设计

a..硬件设计

整个系统主要由以下几个部分组成: (1) GPS-HVS信号接收板 (2) 8031单片机 (3). 键盘电路 (4). 数码显示电路 (5).串行通信接口电路

系统框图如图2所示。

图2 系统框图

b.软件设计

主程序主要由初始化模块，检测电源故障模块，按键处理模块和数据接收处理模块组成。主程序框图如图3所示,

由于GPS信号采用无握手、单向、实时方式发送定位信息，为了能做到实时地接收到信息，系统可采用查询法，通过直接读串行口的方法来获得GPS定位信息[4]。但这种方法的降低了单片机的工作效率，使系统无法执行其他工作，如在实际应用中还要读按键，显示等工作。因此系统采用串行口中断方法实时接收GPS数据。同时，与上位机通信上传采集到的数据并进行处理，也是通过串口中断实现，为此在中断接收中需判别数据来源。

为确保信息不丢失，又接收正确，我们在外部RAM中开辟了两级缓冲区，第一级缓冲区直接存放中断接收的数据,GGA语句最长为74个字节。在数据处理模块中对第一缓存数据进行校验，即根据NMEA0183协议把“$”之后到“*”之前的所有字符相异或得到的校验和与接收到的“*”后的两位校验和相比较，如果不符则抛弃，正确则导入第二缓存。然后再对第二缓存区存储的数据进行特征提取，即根据GPGGA语句协议以逗号为分隔符进行特征数据的分离并送入RAM显示缓冲区以显示。系统中用8位数码管显示定位状态的优良，因此选取是否定位和定位可用卫星数作为特征数据。

一般当卫星数为3时即可进行定位，系统显示为“1”，否则显示“0”。但此时一般几何精度因子GDOP值很大，定位精度低。要提高精度，必须有足够的冗余观测量[5]，卫星数必须大于4颗。一般来讲，卫星数越多，GDOP值越小，精度越高。特征数据提取程序框图如图4所示。

当显示的卫星数目很多时，按下存储键可以连续地把第二缓存的定位语句存到存储区中, 用一位数码管小数点位的明暗闪烁表示正处在存储状态。当发现定位状态变差时可以通过取消键擦除这条记录。

图3 主程序框图图4. 提取特征数据显示子程序框图

5. 结论

(1). 文中介绍的GPS-HVS信息接收板与8031单片机的接口电路及程序设计方法已在户外实验中得到应用，系统简单方便。

(2). GPS_HVS信息接收板可以接收如GGA等十几种不同语句信息，用上述方法可获取其中任何一条语句，并根据实际需要获取相应的信息。

(3).接收到的语句上传至PC机进行事后处理，也可以从多角度分析数据。例如存储世界协调时UTC,可以方便后期对定位数据做差分处理。

本文作者创新点：在复杂的数据信息中提取简单直观的卫星数作为系统定位状态好坏的依据，经实验证明可靠可行，且大大简化系统。

参考文献：

[1]. 李光飞. GPS定位信息的单片机控制显示系统[J]. 微计算机信息，2004，20-11：92-93。

[2]. GPS35LP TECHNICAL SPECIFICATION . 美国GARMIN公司。

[3]. 王广运等. 差分GPS定位技术与应用[M]. 电子工业出版社,1996。

[4]. 马家辰等. MCS-51单片机原理及接口技术[M]. 哈尔滨工业大学出版社,1997。

[5]. 万德钧等.GPS动态滤波的理论方法及其应用[M]. 江苏科学技术出版社,2000。

作者简介：白雪(1975-)，女（蒙古族），辽宁人，江苏大学电气信息工程学院讲师，主要从事EDA及GPS应用方面研究。

Biography：Baixue(1975-),female(mogolian),Liao ning Province, Dept. of Electrical and Communication Engineering，Jiangsu University, instructor, major in EDA and GPS application.

A system design for gathering GPS position information based on micro computer system

Bai Xue，Xu Leijun，Liu Guohai，Huang Zhenyue

(Dept. of Electrical and Communication Engineering，Jiangsu University, Zhenjiang 212013)

Abstract:

Introduced simply the property and output of the receiving board GPS_HVS of company GARMIN; according to the factual application, described interface between the OEM board and micro-computer, the program design for gathering the position sentence of the GPS ,then from it separate and abstract position information to display and store, the program design part for transmitting data up to the upper computer was also offered.

Keywords: OEM; GPS_HVS; micro-computer, data gathering

基金：国家863子项2005AA420064

GPS定位信息显示系统毕业论文

GPS定位信息显示系统毕业论文目录第1章 GPS简介及基本理论 (1) 1.1 关于GPS的概述 (1) 1.2 GPS的组成 (3) 1.3 GPS信号结构 (6) 第2章方案论证 (8) 2.1 单片机的选择 (8) 2.1.1 AT89C51 (8) 2.1.2 AT8051 (8) 2.2 显示器的选择 (9) 2.2.1 LED动态显示扫描方式 (9) 2.2.2 LED静态显示扫描方式 (10) 2.3 GPS接收板的选择 (10) 第3章硬件电路设计 (11) 3.1 单片机最小系统介绍 (12) 3.1.1 所用单片机引脚介绍 (12) 3.1.2 复位电路 (14) 3.1.3 时钟电路 (15) 3.2 显示电路 (16) 3.2.1 LED显示器结构 (16) 3.2.2 LED显示器工作原理 (17) 2.2.3 LED显示器驱动电路 (17) 3.3 GPS模块与处理器接口电路 (18) 3.4 存储器电路 (19) 3.5 GPS模块串口电路 (20) 3.6 电源电路 (22)

第4章软件部分设计 (23) 4.1 GPS25-LVS的信息输出格式 (23) 4.2 主程序设计 (24) 4.3 单片机的信息接收处理 (26) 总结 (28) 致谢............................................... 错误!未定义书签。参考文献 (29) 附录1：总图 (31) 附录2：部分源程序 (32)

第1章 GPS简介及基本理论 1.1 关于GPS的概述 GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Position System的字头缩写词(NAVSTAR/GPS)的简称。它的含义是，利用卫星的测时和测距进行导航，以构成全球卫星定位系统。现在国际上已经公认：将这一全球定位系统简称：GPS。自古以来，人类就致力于定位和导航的研究工作。1957年10月世界上第一颗卫星发射成功之后，利用卫星惊醒定位和导航的研究工作提到了议事日程。1958年底，美国海军武器试验室委托霍布金斯大学应用物理实验室研究美国军用舰艇导航服务的卫星系统，即海军导航卫星系统（Navy Navigation Satellite System—NNSS）。这个系统中，卫星的轨道通过地极，所以又称为子午仪卫星导航系统(Transit)。1964年1月用于北极星核潜艇的导航定位研究成功，并逐步用于各种军舰的导航定位。1967年7月，经美国政府批准，对其广播星历解密，并提供民用，为远洋船舶导航和海上定位服务。由此显示出了卫星定位的巨大潜力。尽管子午仪卫星导航系统已得到广泛应用，并显示出巨大的优越性，但是，这系统再实际应用方面却存在十分严重的缺陷。改系统是由5－6个卫星组成的导航网。卫星运行高度较低（平均约1000km），运行周期为107分钟。对同一个卫星每天通过次数最多为13次。由于采用多普勒定位原理，一台接收机一般需要观测15次合格的卫星通过，才能达到±10M的单点定位精度，再全球围，它给出的定位信息只能是全天候的连续二维坐标——经度和纬度，不能给出高程。这种系统，一方面由于所需的观测时间较长，不能给用户，尤其是高动态用户（如：飞机、车辆等）提供实时和导航服务；另一方面，由于卫星导航较低，受大气影响严重，定位精度的提高受到限制，因而限制了高动态用户和高精度用户的使用。对舰船而言，利用这个系统只能对惯性导航系统和其他无限电导航系统进行连续的精确修正，它的作用远不能满足全球实时定位

人员定位、无线通信系统工程施工方案

内蒙古伊泰塔拉壕煤矿人员定位、无线通信系统施工方案天地（）自动化股份有限公司二〇一六年六月

确认签字经内蒙古伊泰塔拉壕煤矿、天地（）自动化股份有限公司双方共同努力，在现场进行勘察的基础上，最终形成详细施工方案，其内容将作为“塔拉壕煤矿人员定位、无线通信系统”后续实施的依据之一。建设单位：签字：日期：承建单位：签字：日期：

目录 1 编制说明 (1) 2 编制依据 (1) 3 工程范围 (2) 3.1人员定位系统部分： (2) 3.1.1 设备安装位置 (2) 3.1.2 线缆敷设线路 (5) 3.1.3 取电方法 (6) 3.2无线通信系统部分 (6) 3.2.1 设备安装位置 (6) 3.2.2 线缆敷设线路 (8) 3.2.3 设备取电方法 (9) 4 施工方法 (9) 4.1井下设备安装方法 (9) 4.2设备接线方法 (10) 4.2.1 人员定位系统设备 (10) 4.2.2 无线通信系统设备 (10) 4.3缆线敷设实施方法 (10)

详细施工方案 1 编制说明本方案是在现场勘察的基础上，经甲、乙双方共同共同商定的情况下制定的，用于规范塔拉壕煤矿人员定位、无线通信系统施工的依据。 2 编制依据塔拉壕煤矿矿井相关设计图纸《煤矿安全规程》2014版《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》AQ 1048-2007 《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》AQ 6210-2007 《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-90 《爆炸性环境用防爆电器设备本质安全性电路和电气设备要求》《MT/T899-1999 煤矿用信息传输装置通用技术条件》《煤矿安全装备基本要求》《软件开发规范》《煤炭工业矿井设计规范》《煤矿监控系统总体设计规范》《煤矿监控系统中心站软件开发规范》《计算机软件开发规范》GB 8566 《电子计算机房设计规范》《煤炭工业信息化“十一五”发展规划》《EIA/TIA 568工业标准及国际商务建筑布线标准》

基于单片机的GPS信息与轨迹显示

学号： 08417127 常州大学毕业设计（论文）开题报告（2012届）题目基于单片机的GPS信息与轨迹显示设计学生章台学院信息科学与工程学院专业班级自动化101 校内指导教师专业技术职务副教授校外指导老师专业技术职务二○一二年三月

题目：单片机控制的GPS信息系统设计一、前言 1．课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势 1958年由美国海军武器实验室着手建立的“海军卫星导航系统”在导航技术的发展中具有划时代的意义，但是由于该系统卫星数目较少(5～6 颗)、运行高度较低(平均约1000km)、从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均约1.5 小时)，因而它无法提供连续的实时三维导航。所以该系统在大地测量学和地球动力学研究方面的应用也受到了很大的限制[1]。为了满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，1973 年美国国防部正式开始组织海陆空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划。这就是“授时与测量导航系统／全球定位系统”(Navigation System Timing and Ranging/Global Positioning System-NAVSTAR/GPS)，通常简称为“全球定位系统(GPS)”。现在GPS已在各领域尤其是导航系统中得到广泛应用[2]。研究的意义：卫星导航技术的飞速发展已逐渐取代了无线电导航、天文导航等传统导航技术，成为一种普遍采用的导航定位技术，并在精度、实时性、全天候作业等方面取得了长足进步[3]。现在不仅应用于物理勘探、电离层测量和航天器导航等诸多民用领域，在军事领域更是取得了广泛的应用。在弹道导弹、野战指挥系统、精确弹道测量以及军用地图快速测绘等领域均大量采用了卫星导航定位技术。鉴于卫星导航技术在民用和军事领域的重要意义，得到了许多国家的关注。国内外研究现状：以美国GPS和俄罗斯GLONASS为代表的卫星导航系统在世界范围内得到广泛的认可和应用。尤其是美国为保持这一领域的垄断地位，一方面取消限制政策，一方面改进GPS系统性能（即GPS技术现代化：增加卫星数目，改变星座方案，增辟第二民用频率等），鼓励私营公司投资GPS事业，鼓励GPS导航定位系统成为国际标准。这一政策大大鼓舞了美国及世界各大公司发展GPS产业的信心，并推进了GPS应用和产业发展。除俄罗斯外欧盟等国也在相继发展各自的全球定位系统，自主开发定位系统产品，以便占有导航定位市场，掌握控制权。因此，卫星导航定位产业和竞争都将进入新的阶段。我国在卫星导航定位应用方面主要是以美国的GPS技术为代表。随着GPS技术的深入发展，历经十多年我国在应用与理论方面都得到了很大的发展。引进的GPS接收机主要应用于测绘、资源勘探等静态定位，成倍地提高了作业效率，为国家节约了大量经费，并在过去人迹罕至的高原、沙漠、海洋也获得了大量的定位成果，在国家制图、城乡建设开发、资源勘察等方面有了技术保障。尤其是2000年5月美国总统宣布取消SA政策后[4]，在广大的普通用户中受益最大，可靠性和精度都得到了提高。发展趋势：根据目前GPS的发展状况，GPS未来技术发展特点主要表现为以下几个特点。(1)卫星导航的多系统并存。未来几年用户将面临四大系统(GPS/GLONASS/北斗星/Galileo)近百颗导航卫星并存，相互兼容的局面。再者是多系统[5]，多层次导航

基于单片机的GPS定位系统

大学实验室开放项目成果（论文）题目：基于单片机的GPS定位系统

摘要全球定位系统（GPS）是美国研发的第二代卫星无线电导航系统。其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息。随着GPS的民用化与成本的降低，已经走入了人们的日常生活中，很多手机、PDA 等手持设备都配备了GPS功能。本文主要研究GPS 的定位原理与技术，单片机的编程及其应用，液晶屏的功能及其实现方法本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能。此方案基于单片机、GPS模块和12864液晶显示屏等硬件, 并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。经过实践测试 ,这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，本设计在测控领域的应用开发中具有一定的实用价值和借鉴价值。关键词：GPS定位，液晶显示，单片机

Abstract Global Positioning System (GPS) is a U.S. research and development of the second generation satellite radio navigation system. Its purpose is worldwide on the ground and air targets for accurate positioning and monitoring. It provides users with a global, all-weather, continuous, real-time, high-precision three-dimensional coordinates, three velocity and time information. With the GPS civilian and cost reduction, has been into people's daily life, many cell phone, PDA and other handheld devices are equipped with GPS. This paper studies the principles and techniques of GPS positioning, microcontroller programming and its application, the function of the LCD screen and its implementation method of the control system is mainly complete to accept data, time display, display longitude, latitude, display and other regular features. This scheme is based on single-chip, GPS module and 12,864 LCD screen and other hardware, and apply the C language implementation of the GPS signal extraction, display and keyboard control basic operations. After practice tests, this receiver can meet the basic GPS receivers and display, you can do small size, high accuracy, continuous navigation, monitoring and control of the design in the field of application development has certain practical value and reference value. Keywords: GPS positioning, LCD, microcontroller

基于单片机控制的蓝牙无线通信系统

基于单片机控制的蓝牙数据传输系统的设计 1 引言蓝牙作为一种支持设备短距离通信的无线电技术，可以在众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙技术设计一系列软硬件技术、方法和理论，包括：无线通信与网络技术，软件工程及软件可靠性理论，协议测试技术，规范描述语言，嵌入式实时操作系统，跨平台开发和用户界面图形化技术，软硬件接口技术，高集成芯片技术等[1]。由于蓝牙体积小，功耗低，其应用已经不再局限于计算机外设，几乎可以被集成在任何型号的数字设备中，特别是在那些对传输速率要求不高的小型移动设备和便携设备中应用广泛。随着现代化数字技术的发展，我们的生活中，各种设备与计算机之间的无线数据交换已经非常频繁，特别在工业现场控制和数据采集场合中，单片机与计算机的无线通信尤为突出。本文基于这一问题，提出了一种由单片机控制的蓝牙无线通信系统方案，主要是实现了由单片机控制蓝牙系统，与接入蓝牙网络的其他设备，如：移动电话、PDA、以及其他具有蓝牙功能的无线通信设备进行通信。 2 蓝牙协议栈概述 2.1 蓝牙技术的协议标准和协议规范蓝牙无线通信的协议标准是由SIG制定的，它规定了蓝牙应用产品应遵循的标准和需要达到的要求。目前颁布的蓝牙规范有1.0、1.1、2.0、2.1等几个版本[2]。蓝牙技术规范抱愧和信息一和应用框架两个部分。协议规范部分定义了蓝牙的各层同学那些以，应用框架指出了如何采用这些协议实现具体的应用产品。协议栈由上至下可分为3个部分：传输协议、中介协议和应用协议。传输协议负责蓝牙设备间的相互位置确认，以及建立和管理蓝牙设备间的物理和逻辑链路，包括LMP、L2CAP、HCI；中介协议为高层应用协议或程序在蓝牙逻辑链路上工作提供了支持，为应用层提供了各种标准接口，包括：RFCOMM、SDP、IrDA、PPP、TCP/IP、UDP、TSC和AT指令集等；应用协议是指那些位于蓝牙协议栈之上的应用软甲和其中涉及的协议，包括开发驱动和其他蓝牙应用程序等。 2.2 蓝牙技术的核心协议蓝牙技术的核心协议分为四个部分，如下：（1）基带协议（Baseband）基带和链路控制层确保网络内部蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。（2）连接管理协议（LMP）负责蓝牙网络内各设备之间连接的建立。（3）逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）是一个为高层传输层和应用层协议屏蔽基带协议的适配协议，为高层应用传输提供了更加有效和更有利于实现的数据分组格式。（4）服务发现协议（SDP）发现服务在蓝牙技术框架中起到了至关重要的作用，它是所有用户模式的基础，是为实现网络中蓝牙设备之间相互查询及访问提供的服务。在蓝牙系统中，客户只有通过服务发现协议，才能获得设备信息、服务信息以及服务特征，从而在设备单元之间建立不同的SDP 层连接[3]。 2.3 HCI协议 HCI（Host Controller Interface）协议，即主机控制接口协议，属于蓝牙协议栈的

基于51单片机的GPS定位系统的设计

第一章51单片机概述....................................................................................................... - 1 - 1.1 单片机概述............................................................................................................. - 1 - 1.2 51单片机系统的结构组成及性能 .................................................................. - 1 - 1.2.1 结构组成...................................................................................................... - 1 - 1.2.2 80C51单片机引脚介绍........................................................................... - 2 - 1.2.3 单片机主要部件功能............................................................................... - 3 - 1.3 8255芯片介绍....................................................................................................... - 4 - 1.3.1 工作原理...................................................................................................... - 5 - 1.3.2 工作方式...................................................................................................... - 5 - 1.4 8250芯片介绍....................................................................................................... - 6 - 1.5 LCD液晶显示器介绍 ......................................................................................... - 6 - 第二章GPS定位系统简介.............................................................................................. - 7 - 2.1 GPS定位系统的发展.......................................................................................... - 7 - 2.2 GPS定位系统的基本原理................................................................................. - 7 - 2.3 GPS模块的主要技术参数................................................................................. - 8 - 2.4 GPS定位系统的组成部分................................................................................. - 8 - 2.5 GPS定位的流程................................................................................................... - 9 - 2.6 GPS定位系统的特点.......................................................................................... - 9 - 第三章硬件连接电路...................................................................................................... - 11 - 3.1 电路设计要求与目的 ........................................................................................ - 11 - 3.2 电路设计原理...................................................................................................... - 11 - 3.3 GPS与单片机、LCD的电路连接 ................................................................ - 12 - 第四章软件设计............................................................................................................... - 13 - 4.1 系统工作流程...................................................................................................... - 13 - 4.2 软件的设计........................................................................................................... - 13 - 4.2.1 程序框图.................................................................................................... - 13 - 4.2.2 实验连线.................................................................................................... - 15 - 4.2.3 运行实验程序GPS.ASM ...................................................................... - 15 - 4.3 数据显示与分析 ................................................................................................. - 17 -

单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统

1．引言蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，与传统的电线或红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]： 1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。 2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。 3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。 2．系统结构原理本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放大电路、A/D转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。整个系统结构框架图如图1所示。 AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义，通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。

无线通信与人员定位系统设计方案

六枝矿无线通信及人员定位系统设计方案天地(常州) 自动化股份有限公司煤科总院常州自动化研究院

目录矿用无线通信及人员定位系统 (3) 1.1概述 (3) 1.1.1天地（常州）自动化股份有限公司简介 (3) 1.1.2无线通信及人员定位简介 (4) 1.2 无线通信及人员定位系统介绍 (6) 1.2.1 系统各产品使用环境条件 (6) 1.2.2 系统组成及框图 (7) 1.3系统主要功能 (12) 1.3.1 调度功能 (12) 1.3.2 用户（手机终端）功能 (17) 1.3.3在线实时录音功能 (18) 1.3.4 其他功能 (18) 1.3.5 备用电源 (18) 1.3.6实时监测功能 (19) 1.3.7 查询功能 (20) 1.3.8 安全保障功能 (23) 1.3.9 统计考勤功能 (25) 1.3.10 信息联网功能 (27) 1.3.11系统运行状态提示（自诊断功能） (27) 1.3.12 操作权限及操作日志 (27) 1.4工作原理及主要技术参数 (28) 1.4.1 工作原理 (28) 1.4.2 主要技术参数 (28) 1.5技术方案设计 (30) 1.5.1 基站的无线信号覆盖设计 (30) 1.5.2 系统设备的设计规程 (34) 1.5.3 系统设备配置说明 (35)

矿用无线通信及人员定位系统 1.1概述 1.1.1天地（常州）自动化股份有限公司简介天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州自动化研究院）专业从事煤矿安全生产监测监控、生产过程自动化和通信产品的研发、生产、销售和服务，是集科研开发、工程设计、加工制造、系统集成和工程安装、服务于一体的科技实体。天地（常州）下设监控研究所、通信研究所、电气研究所、营销中心和产业中心、质保中心等部门。现有职工400余人，其中科研技术人员340多名，研究员及高级工程师61名，工程师78名，专业覆盖了有线通信、无线通信、计算机通信、计算机软件与网络技术、工业自动化、电子技术、测量仪表、传感技术、机械设计等煤矿自动化和通信所涉及的主要领域，专业配置齐全、合理。天地（常州）为保证科研水平、产品质量，还建有监控、通信、光纤、传动、传感器和环境条件等实验室，从美国、德国等引进具有国际先进水平的设备，并于1998年通过了ISO 9001质量管理体系的认证，于2002年1月，通过GB/T9001－2000（idt ISO9001－2000）换版认证。天地（常州）始终以煤矿自动化、通信为专业方向，在煤矿高新技术领域研制开发了全矿井综合自动化系统、矿井安全生产监测系统、矿井人员安全监测系统、矿井有线/无线通信系统、胶带运输监控系统、光纤工业电视系统以及矿用传感器等218项科研成果，其中33项获国家、省部级科技进步奖，并创下了数个国内第一：

NMEA-0183GPS定位信息显示系统方案设计

中文摘要 GPS定位系统在人们的日常生活中已被广泛使用，已然成为人们生活中的重要组成部分。因其具有定位精度高、价格低廉、适用性强等特点，在许多领域都占有主导地位。本次设计将介绍一种简易GPS卫星定位显示系统，GPS模块采用ublox 公司旗下的NEO-6M模块，同时主控MCU采用51单片机STC89C52，显示屏幕采用常见的LCD-12864液晶屏，通过对单片机串口接收到的GPS数据包进行解析并显示在12864液晶上，实现实时地理位置信息的采集与显示。同时采用电池供电以实现体积小巧、携带方便。关键词：GPS定位；STC89C52 NEO-6M；LCD-12864；第一章绪论 1.1 课题背景及意义 GPS全球卫星导航系统在军事，商用，民用上都具有广阔的领域，现在应用GPS 的产品已经随处可见，比如常见的汽车导航仪，GPS测距测亩仪，GPS定位追踪搜救系统等等，虽然这些功能都比较强大，但差不多都是应用在特定的领域，结合其他的功能模块一起设计使用的，而且仪器价格高，而且对于需要简单定位功能来说没有必要那么复杂。所以在这种情况下，本次设计的定位显示系统满基本的GPS的定位系统的需求。 1.2 课题研究的目标和任务本次设计的主要任务是通过单片机与GPS模块进行通信，解析出NEMA-0183语句并提取需要的经纬度、时间日期在12864液晶上进行显示。在此次设计过程中，主要熟悉所选用的GPS接收模块的性能指标，接收并解析它所输出的数据包，用 C语言编写相关单片机控制和解析程序，并在液晶显示器成功的显示相关的信息。第二章 GPS定位信息显示系统方案设计 2.1 全球GPS卫星导航系统系统简介 GPS卫星到现在为止已经设计了三代，第一代为实验卫星，一共发射了11颗卫星，设计的寿命是5年，现在已经停止工作了。第二代称之为工作卫星，一共发射了28颗，寿命是7.5年，从1989年开始发射到1994年上半年发射完成。第三代卫星尚在设计中计划20颗，用来取代第二代提高并改善卫星定位系统。GPS 卫星定位系统给民用开放的定位精度是10米，对外提供了地精度的卫星信号，如果发生战争将随时关闭对某个地区的服务。欧盟Galile卫星导航计划，该系统由30颗高轨道卫星组成，卫星将给用户提供精准的定位时间和误差不超过1米的定位精度，面对的困难：“Galile系统” 的开发成本高达30亿欧元，还有美国政府的极力反对也推迟了“伽利略”计划的进行。俄罗斯GLONASS：与GPS导航系统类似是俄罗斯以空间为基础的无线电导航系统，于20世纪70年代开始启动 GLONASS计划，1996年完成24颗卫星的布局，卫星具备完全工作能力，不过由于经济原因现在天空中的GLONASS卫星仅为8颗。中国北斗系统：我国的北斗是是自主研发独立运行的全球卫星导航系统，在2003年完成了区域导航的测试系统，然后开始构建全球范围的北斗卫星导航系统，在2012年开始为亚太大部分地区提供服务，并计划在2020年搭建完成全球卫星导

基于单片机的红外无线控制

中国矿业大学徐海学院技能考核培训姓名：陈思彤学号： 22110838 专业：信息11-2班题目：基于单片机的红外无线控制专题：音乐播放器指导教师：有鹏老师翟晓东老师设计地点：电工电子实验室时间： 2014 年 4 月

通信系统综合设计训练任务书学生姓名陈思彤专业年级信息11-2班学号22110838 设计日期：2014年4 月5日至2014 年4 月10 日设计题目：基于单片机的红外无线控制设计专题题目：音乐播放器设计主要内容和要求： 1. 主要内容：单片机内部结构红外遥控解码 C语言程序设 2. 功能扩展要求实现音乐播放器的功能指导教师签字：

摘要：近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入。红外线技术也被广泛应用于各个电子领域，先设计一种基于单片机的红外遥控的简易音乐播放器。通信蜂鸣器来发声，来完成音乐播放器的功能。该系统可实现对音乐播放的远距离遥控，且结构简单，速度快，抗干扰能力强。通过本次课程设计，我对单片机中断系统等知识有了进一步的了解，对单片机的相关知识做到理论联系实际。关键词：单片机,中断系统,红外遥控,音乐播放

目录 1 绪论 (4) 1.1概述 (4) 1.2功能 (4) 2 硬件电路 (5) 2.1总体设计方 (5) 2.2单片机最小系统 (5) 2.3红外遥控收发电路 (5) 2.3.1 红外遥控发射电路 (6) 2.3.2 红外遥控接收电路 (7) 2.4蜂鸣器电路 (7) 2.5 LED指示灯电路 (8) 3软件编程 (9) 3.1 C语言实现系统设计 (9) 3.2乐谱的改编 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)

基于单片机Wifi无线通信方案-Demo(参考模板)

基于单片机Wifi无线通信方案第一部分：功能介绍通过手机发送指令控制LED亮与灭单片机原理图第二部分：硬件接法 1.连接实验相关模块连线如图：

JP10(P0)接J12 J21跳线帽接左边 A→ P22 B→P23 C→P24 J10与J12相连接（即是P0口控制LED）单片机与ESP8266连接：由于单片机的串口通常配置成9600，而ESP8266初始的波特率为115200，所以先用PC通过PL2303去配置ESP8266模块的波特率为9600

ESP8266图示PL2303图示 PC与ESP8266通过PL2303连接 PL2303绿线-----------ESP8266的URXD脚 PL2303白线-----------ESP8266的UTXD 脚注意：用PC机上的串口助手测试时，由于ESP8266的电源是3.3V,所以先要把开发板的电源配置成3.3V ,如下图J-PWR,跳线冒连接3.3V。PL2303 的电源（红线）不接！ESP8266引脚的VCC和CH_PD连接开发板JPWR的vcc两个脚，ESP8266的地与PL2306的地连接开发板JPWR的GND两个脚（共地）！！！！！！

在PC上打开软件sscom42.exe，界面如下：注意：发送新行选择上，波特率默认为115200,8,1,None 串口号选择PL2303的COM口(查看设备管理器) 打开串口即可测试（软件的发送新行要打勾）第一步：配置波特率然后在字符串输入框中输入：AT+UART=9600,8,1,0,0 发送给ESP8266 ,若返回OK，表示成功（注意最后一位不要选择流控）第二步：ESP8266配置AP的SSID和密码然后在字符串输入框中输入：AT+CWSAP="ESP8266-gigi","1234567890",5,3 注意：操作第二步时，要把串口软件的波特率设置成9600。

无线定位常用算法概述

无线定位算法综述一无线传感网络与节点定位 1. 无线传感网络中的关键技术无线传感器网络作为当今信息领域新的究热点，涉及多学科交叉的研究领域，涉及到非常多的关键技，主要包括：拓扑控制；网络协议；网络安全；时间同步；定位技术；数据融合；嵌入式操作系统；无线通信技术；跨层设计和应用层设计。2. 无线传感器网络节点定位机制无线传感器网络节点定位问题可表述为：依靠有限的位置己知节点即信标节点(锚节点)，确定布设区中其它未知节点的位置，在传感器节点间建立起一定的空间关系的过程。无线定位机制一般由以下三个步骤组成：第一步，对无线电信号的一个或几个电参量(振幅、频率、相位、传播时间) 进行测量，根据电波的传播特性把测量的电参量转换为距离、距离差及到达角度等，用来表示位置关系；第二步，运用各种算法或技术来实现位置估计；第三步，对估计值进行优化。 3. 节点间距离或角度的测量在无线传感器网络中，节点间距离或角度的测量技术常用的有RSSI、TOA、TDOA和AOA等。 4. 计算节点位置的基本方法 (1) 三边测量法

(2) 三角测量法； (3) 极大似然估计法。 5. 无线传感器网络定位算法的性能评价

几个常用的评价标准：定位精度；规模；锚节点密度；节点密度；覆盖率；容错性和自适应性；功耗；代价。 6. 无线传感器网络定位技术分类（1）物理定位与符号定位；（2）绝对定位与相对定位；（3）紧密耦合与松散耦合；（4）集中式计算与分布式计算；（5）基于测距技术的定位和无须测距技术的定位；（6）粗粒度与细粒度；（7）三角测量、场景分析和接近度定位。二典型的自身定位系统与算法到目前为止，WSN 自身定位系统和算法的研究大致经过了两个阶段。第1 阶段主要偏重于紧密耦合型和基于基础设施的定位系统。对于松散耦合型和无须基础设施的定位技术的关注和研究可以认为是自身定位系统和算法研究的第2 阶段。 1. Cricket定位系统未知节点使用TDOA技术测量其与锚节点的距离，使用三边测量法提供物理定位。 2. RADAR系统建立信号强度数据库，通过无线网络查询数据库，选择可能性最大的位置定位自身。在三边测量定位方式下，未知节点根据RSSI计算与多个基站的距离，然后使用三边测量法定位， 3. AHLos系统 AHLos算法中定义了3 种定位方式——原子式、协作式和重复式最大似然估计定位(atom,collaborative和iterative multilateration)。

汽车GPS定位系统设计方案

南京长途客运总公司汽车GPS定位/记录仪系统建设方案 J T-O M R O N 目录

第一章前言 (1) 第二章系统总体设计 (3) 第三章系统总体设计方案………………………………… (11) 第四章监控管理系统设计方案……………………………… (14) 第五章系统建设方案………………………………………… (19)

第一章前言随着经济的高速发展,车辆已经成为了一种非常重要的交通工具,它已成为了企业业务和私人生活中的一部分。客运行业是各省市地区的重要经济形式,随着交通运输行业之间的竞争不断加剧,带来了诸多的交通和管理问题,因此运输企业采取种种措施来监控和保护车辆日常运作。但在车辆实际的运作中,有时出现车辆被盗、司机来公车干私活、司机未按规定的路线行驶、企业无法高速快效的进行车辆调度等等问题,而过去运输企业对车辆采取的种种措施已经往往只能起到事后补救的作用。因此企业产生了对车辆进行实时监控和管理的需求。如何运用现代化管理手段合理调度、提高车队的使用效率、降低事故的发生,已成为一个迫切需要解决的课题摆到了运输行业各企业的面前。对于客运企业来说,主要想实现对车辆进行跟踪、调度、管理和对车辆和司机进行安全保障等需要,一般有如下的需求: ●当出现被盗情况时,即时发现和制止盗窃行为。 ●随时了解到自己的车辆所在地点。 ●怎么才能有效的监控车辆在途中的运营情况。 ●怎样控制票款的流失。 ●更有效的监控业务的执行情况。

●司机是否按公司的规章行车。 ●对车辆的营运历史进行有效管理。 ●更有效的提高车辆的调度。 ●车辆是否在制定的路线和制定的区域行驶。 ●在行车过程中,当出现异常情况时,能随时随地获得帮助。针对上述问题,我们依靠自身成熟的技术,同时借鉴国内外成功的经验,现已在ITS(智能交通系统)领域中率先迈出了坚实的一步,取得了重大进展,公司研发、生产的GPS车载记录仪是一项引进国外最新科技成果、融全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、全球移动通信系统(GSM)以及计算机数据处理技术和现代数据通讯技术于一体的尖端高科技项目,设计成具有卫星定位、数字通讯、调度管理、防劫防盗、报警等多功能的高科技综合信息管理系统,为用户提供最佳的管理手段,增强行业的竞争能力,同时也能为用户带来显著的社会效益和经济效益。在中国一些大中城市也越来越多地成为运输行业的常规配置,是城市交通现代化管理的必然趋势。