基于arduino单片机的gps接收机设计(附件)【字数：9577】
指导教师 乐洋 ，摘 要 卫星定位系统也就是现在被人们所熟悉的GPS定位系统，众所周知已经被广泛应用在各行各业中。卫星定位系统是由美利坚自主研发的通过卫星无线电而实现的导航功能。其可以为使用者给予三个不同维度的、不同方向的速度以及时间数据等，而且具有全覆盖、实时、随时、精度好、不间断等优势。在全球定位系统的民用化和低成本的过程中，GPS已经基本融入了人们的生活，例如手机，PAD，汽车等等，都已经有了GPS的影子。本文对全球定位系统的工作原理、TFT1.44显示屏的作用和实现、如何操作Arduino单片机的等进行探究。本文主要是以GPS模块、Arduino以及TFT1.44显示屏等硬件为基础，在C语言环境下实现GPS信息的提取和显示等。通过Arduino板子下载程序，连接到显示屏和GPS模块为一个小型系统，实现简易定位功能。所以本系统可以初步实现简单的GPS信息的提取和显示。
Key words: GPS：Arduino single chip microcomputer ：TFT1.44 LCD; simple C language 目 录
第一章 绪论 4
1.1课题研究背景与意义 4
1.2国内外研究现状 4
1.3本文研究的内容 5
第二章 设计思路 6
2.1方案设计 6
2.1.1GPS接收机的构成和机理 6
2.2基于Arduino单片机的GPS接收机的实现 6
第三章 硬件选型 7
3.1基于Arduino单片机的GPS的硬件结构 7
3.2 Arduino单片机使用说明及其特性 10
3.3 TFT1.44液晶显示屏 12
第四章 软件设计 14
4.1软件设计与实现 14
第五章 实验过程与结果 16
5.1 实验过程 16
5.2 实验结果 16
第六章 结论与展望 19
6.1研究结果 19
6.2后期展望 19
6.2.1实验中的不足 19
6.3后 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
续工作 19
致谢 20
参考文献 21
附录 23
绪论
1.1课题研究背景与意义
本文研究的课题是基于Arduino的GPS接收机。可能一部分不理解这个概念是什么意思，简而言之就是以单片机为主的全球定位系统。在苏维埃联盟对首颗人造卫星进行发射后，美利坚的JHU实用物理实验室的学者对能否可以向如此一样通过卫星来测出与发送者之间的距离进行提出，这就是导航卫星最初理念的由来。全球定位系统在上世纪就是年代投入使用，它是由美利坚国防部最先进行研究的全球范围里的卫星导航装置。发展至今，譬如俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略、还有我们中华人民共和国研发的北斗星。这类的卫星系统都是可以为相关对的用户提供连续且高精度的三维位置、速度和时间信息。并且现在的卫星系统已经彻底的深入人们的生活，例如生活常见的导航：手机，PAD地图，各类交通工具的导航等等，还有测绘部门所用到的地图的绘制、信息系统和时间的传递，并且现在的军事方面也是与之息息相关，海陆空的各类武器系统都已经离不开它。所以随着GPS在人们生活的广泛应用，了解GPS的基本原理是很重要的。
1.2国内外研究现状
早在上世纪70年代，美国就耗资200多亿美金，历时20多年，全力研究全球定位系统，终于在1994年的时候建设成功。全球定位系统主要由下面几部分构成①地面操控：地面监视装置；②太空部分： 定位系统星座；③ 使用者设备部分：信号收发装置。美利坚的国防方面主要使用的是其空间部分。
苏联格洛纳斯导航系统的三个主要部分与美国的GPS系统组成一样。苏联全球卫星导航系统的地面控制部分的构成包括中心同步装置、系统控制核心、外场导航控制装置以及遥控遥测站；苏联全球卫星导航系统的星座由构成是二十四个运作卫星以及和三个备用卫星，因此其星座是由前者的二十四个构成。它们的分布均匀，分别工作在三个类圆之上，这些轨道的平面在一周上均匀分布，每个平面上有八个，每个平面上的卫星也在一周上均匀分布，相隔45°，轨道的工作周期675分钟， 倾斜4.8°。在苏联解体之后，该系统由俄航天局接管，圣彼得堡等四座城市安置遥控遥测站，首都安置其中心同步处理装置以及系统控制中心。
“伽利略”计划是一种轨道卫星在中高度的时候的定位的方法。 “伽利略”全球定位系统部共有三十三个卫星，包括二十七个运作卫星以及和三个备用卫星，比苏联格洛纳斯导航系统高出不少，三个轨道平面的倾斜为56°。 2007年，这项工程基本设施完成建设，次年正式开始使用。 它的用户端包括使用者接收机和相关装置，“伽利略”系统是把美国以及俄罗斯的全球导航系统的信号进行复合得到的卫星导航系统。 它的地面控制部分由地球任务部分、地球控制部分、地面监管部分、全覆盖域网以及导航管理部分等构成。
我国的北斗全球卫星导航定位系统的基本组成与美国以及俄罗斯的全球定位系统相同。我国的北斗全球卫星导航定位系统的空间星座计划由三十五颗卫星组成，包括三十个运作卫星以及和五个静止卫星，它能够开放式以及授权式两种服务。它是高圆轨道卫星定位系统，分别位于140°E和80°E的赤道之上，对地球控制中心以及使用者终端的两向无线电信号的中继任务进行完成。此外，还有一个备用卫星定位于115°E的赤道上空。我国的北斗全球卫星导航定位系统的地面控制系统包括主控、位置校正站、高度测量站、轨道测量站以及地面计算站，其作用是测量、采集和校正导航定位的参量，完成编制星历、轨道测量、轨道位置、姿态的调整、对使用者进行定位以及校正使用者的定位数据。按照北斗用户机和使用场景以及需要的不同，北斗用户机一般有下面几种：常规型，通信型，授时型，指挥型，多模型用户机。
1.3本文研究的内容
本文是以Arduino单片机为核心，以GPS接收模块来接收GPS卫星的信号，然后将数据发送到单片机串口，单片机串口执行中断，提取数据之后，通过彩屏TFT1.44液晶显示屏显示出具体的定位坐标。本文主要研究的是如何通过GPS模块接收数据，Arduino又是如何执行中断，处理数据，在发送给显示屏显示出来的。以及实现该目的，如何敲写代码，编译代码。 第二章 设计思路
Key words: GPS：Arduino single chip microcomputer ：TFT1.44 LCD; simple C language 目 录
第一章 绪论 4
1.1课题研究背景与意义 4
1.2国内外研究现状 4
1.3本文研究的内容 5
第二章 设计思路 6
2.1方案设计 6
2.1.1GPS接收机的构成和机理 6
2.2基于Arduino单片机的GPS接收机的实现 6
第三章 硬件选型 7
3.1基于Arduino单片机的GPS的硬件结构 7
3.2 Arduino单片机使用说明及其特性 10
3.3 TFT1.44液晶显示屏 12
第四章 软件设计 14
4.1软件设计与实现 14
第五章 实验过程与结果 16
5.1 实验过程 16
5.2 实验结果 16
第六章 结论与展望 19
6.1研究结果 19
6.2后期展望 19
6.2.1实验中的不足 19
6.3后 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
续工作 19
致谢 20
参考文献 21
附录 23
绪论
1.1课题研究背景与意义
本文研究的课题是基于Arduino的GPS接收机。可能一部分不理解这个概念是什么意思，简而言之就是以单片机为主的全球定位系统。在苏维埃联盟对首颗人造卫星进行发射后，美利坚的JHU实用物理实验室的学者对能否可以向如此一样通过卫星来测出与发送者之间的距离进行提出，这就是导航卫星最初理念的由来。全球定位系统在上世纪就是年代投入使用，它是由美利坚国防部最先进行研究的全球范围里的卫星导航装置。发展至今，譬如俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略、还有我们中华人民共和国研发的北斗星。这类的卫星系统都是可以为相关对的用户提供连续且高精度的三维位置、速度和时间信息。并且现在的卫星系统已经彻底的深入人们的生活，例如生活常见的导航：手机，PAD地图，各类交通工具的导航等等，还有测绘部门所用到的地图的绘制、信息系统和时间的传递，并且现在的军事方面也是与之息息相关，海陆空的各类武器系统都已经离不开它。所以随着GPS在人们生活的广泛应用，了解GPS的基本原理是很重要的。
1.2国内外研究现状
早在上世纪70年代，美国就耗资200多亿美金，历时20多年，全力研究全球定位系统，终于在1994年的时候建设成功。全球定位系统主要由下面几部分构成①地面操控：地面监视装置；②太空部分： 定位系统星座；③ 使用者设备部分：信号收发装置。美利坚的国防方面主要使用的是其空间部分。
苏联格洛纳斯导航系统的三个主要部分与美国的GPS系统组成一样。苏联全球卫星导航系统的地面控制部分的构成包括中心同步装置、系统控制核心、外场导航控制装置以及遥控遥测站；苏联全球卫星导航系统的星座由构成是二十四个运作卫星以及和三个备用卫星，因此其星座是由前者的二十四个构成。它们的分布均匀，分别工作在三个类圆之上，这些轨道的平面在一周上均匀分布，每个平面上有八个，每个平面上的卫星也在一周上均匀分布，相隔45°，轨道的工作周期675分钟， 倾斜4.8°。在苏联解体之后，该系统由俄航天局接管，圣彼得堡等四座城市安置遥控遥测站，首都安置其中心同步处理装置以及系统控制中心。
“伽利略”计划是一种轨道卫星在中高度的时候的定位的方法。 “伽利略”全球定位系统部共有三十三个卫星，包括二十七个运作卫星以及和三个备用卫星，比苏联格洛纳斯导航系统高出不少，三个轨道平面的倾斜为56°。 2007年，这项工程基本设施完成建设，次年正式开始使用。 它的用户端包括使用者接收机和相关装置，“伽利略”系统是把美国以及俄罗斯的全球导航系统的信号进行复合得到的卫星导航系统。 它的地面控制部分由地球任务部分、地球控制部分、地面监管部分、全覆盖域网以及导航管理部分等构成。
我国的北斗全球卫星导航定位系统的基本组成与美国以及俄罗斯的全球定位系统相同。我国的北斗全球卫星导航定位系统的空间星座计划由三十五颗卫星组成，包括三十个运作卫星以及和五个静止卫星，它能够开放式以及授权式两种服务。它是高圆轨道卫星定位系统，分别位于140°E和80°E的赤道之上，对地球控制中心以及使用者终端的两向无线电信号的中继任务进行完成。此外，还有一个备用卫星定位于115°E的赤道上空。我国的北斗全球卫星导航定位系统的地面控制系统包括主控、位置校正站、高度测量站、轨道测量站以及地面计算站，其作用是测量、采集和校正导航定位的参量，完成编制星历、轨道测量、轨道位置、姿态的调整、对使用者进行定位以及校正使用者的定位数据。按照北斗用户机和使用场景以及需要的不同，北斗用户机一般有下面几种：常规型，通信型，授时型，指挥型，多模型用户机。
1.3本文研究的内容
本文是以Arduino单片机为核心，以GPS接收模块来接收GPS卫星的信号，然后将数据发送到单片机串口，单片机串口执行中断，提取数据之后，通过彩屏TFT1.44液晶显示屏显示出具体的定位坐标。本文主要研究的是如何通过GPS模块接收数据，Arduino又是如何执行中断，处理数据，在发送给显示屏显示出来的。以及实现该目的，如何敲写代码，编译代码。 第二章 设计思路
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/161.html
