【高校争霸赛】基于LPC824lite通过uart Rx&Tx+GPS解算出GPS经纬度

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一.团队介绍

团队名称：威武霸气
项目名称：基于LPC824lite的大棚温度、湿度和压力控制系统

学校：汕头大学

队员：2人

二.项目
模块图：

这是电路连接图，接LPC824lite的p0-0端口作为主控板的GPS信号的Rx端 P0-4作为。供电供地。



由于室内没GPS信号，完全一颗星都搜索不到，故引了一根长天线到外面，这样才会收到3颗以上的星，此时才能正常定位。




最后测得的经纬度，如下图：



附一：
NEO-M8
u-blox M8 concurrent GNSS modules
u-blox M8 并行GNSS模块
亮点：
1）并行的GNSS引擎，可以用于GPS、GLONASS、BeiDou和QZSS
2）工业标准：167dBm导航精度
3）产品种类繁多来满足性能和消费的需求
4）低功耗与高性能的结合
5）u-blox无线模块的简单集成
6）与NEO-7,NEO-6以及NEO-5系列向下兼容。
1.功能描述
1.1 概览
NEO-M8系列的独立并行处理GNSS模块是建立u-blox M8 GNSS引擎的高效性能之上的，u-blox M8 GNSS包括GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS和SBAS，并且拥有经过工业证明的NEO形式要素。
NEO-M8系列提供了高灵敏度和低电压供应下的最小反应时间，NEO-M8M为价格敏感的应用做了优化，并且NEO-M8N则提供了最好的性能和更简单的RF射频集成。NEO形式要素允许从NEO前几代的简单移植。精致的RF架构和干扰抑制可以保证芯片在反GNSS环境下依然有良好的性能。NEO-M8系列芯片将高水平的鲁棒性和灵活的连接方式的集成性组合在一起，NEO-M8N的未来可用性的证据是一个内部的Flash闪存，该闪存可以允许firmware固件的简单更新来支持传统的GNSS系统。这个特性可以使得NEO-M8特别适合工业和自动化应用。
DDC（I2C兼容）接口提供了和大多数的u-bloxSARA、LEON和LISA无线模块的连接和协同使能。对于RF优化，NEO-M8N/M8Q拥有自己独自的特性，该特性包括一个传统的前端LNA(low-noise amplifier，低噪音放大器)，这是为了更容易地集成天线，以及一个SAW（surface acoustic wave，声表面波）滤波器来应付增长的干扰免疫。
u-blox M8模块使用了GNSS芯片，该芯片经过AEC-Q100的认证，在ISO/TS 16949认证体系下生产，在系统层进行了完全测试。质量测试符合ISO 16750标准：“道路车辆----环境状况和电气、电子设备的测试”。
u-blox的AssistNow协助提供了附加的信息，例如日历、年历、粗略的上次位置和时间，减少第一次精准定位所需要的时间，提高获得数据的精度，u-blox M8的AssistNow数据支持GPS和GLONASS的集成，这比只用GPS提供帮助要更快速地获得数据。在长时间离线之后，
扩展的AssistNow离线有效数据（保存35天以上）和AssistNow自发有效数据（保存6天以上）依然可以快速获得数据。

模块：

1.5 GNSS

NEO-M8 GNSS模块是并发的GNSS接收器，并且接收和跟踪多GNSS系统(例如：GPS、GLONASS、GALILEO、BeiDou和QZSS信号)。因为双频率RF前端架构，三个信号(GPS  L1C/A,GLONASS L1OF和BeiDou B1)中的两个能够被接收和并行处理。默认情况下M8接收器被配置为接收并行GPS(包括SBAS和QZSS)和GLONASS。如果电力消耗是主要的因素，那么接收器应该被配置为单GNSS操作，使用GPS或者GLONASS或者BeiDou并且禁止使用QZSS和SBAS。

注意：Galileo、QZSS和SBAS和GPS分享相同的频率，并且总是能和GPS一块处理。

1.5.1 GPS

NEO-M8 定位模块被设计来接收和跟踪GPS提供的1575.42MHz的L1C/A信号。NEO-M8系列可以并行接收和处理GPS和GLONASS或者并行接收和处理GPS和BeiDou。

1.5.2 GLONASS

NEO-M8系列可以并行接收和处理GLONASS和GPS或者并行接收和处理GLONASS和BeiDou。

俄国的GLONASS卫星系统是美国基本全球定位系统（GPS）的可替换系统。U-blox NEO-M8定位模块被设计来接收和跟踪GLONASS提供的 1602MHz+ k*562.5kHz的L1OF信号

代码：

1. //From Baseflight-master
   
2. static void gpsNewData(uint16_t c)
   
3. {
   
4.     int axis;
   
5.     static uint32_t nav_loopTimer;
   
6.     int32_t dist;
   
7.     int32_t dir;
   
8.     int16_t speed;
   
9. 
   
10.     if (gpsNewFrameNMEA(c)) {
    
11.         // new data received and parsed, we're in business
    
12.         lastLastMessage = lastMessage;
    
13.         lastMessage=time_nowMs();
    
14.         if (GPS_update == 1)                            //Ö»Òª½øÈë´Ëº¯ÊýÒ»´Î¾Í·­×ªÒ»Ï¡£Í»È»ÆæÏë¿ÉÒÔÓô˱êÖ¾×öLEDµÄ¿ØÖƱêÖ¾¡£
    
15.                                 { GPS_update = 0;
    
16.                                     led_set(0xff);
    
17.                                 }
    
18.         else
    
19.                                 {  GPS_update = 1;
    
20.                    led_set(0x00);
    
21.                                 }
    
22.         if (f.GPS_FIX && GPS_numSat >= 5) {
    
23.             if (!altHoldMode)                              //ÈôÊÇû½âËø£¬»°ËµÉÏËø½âËøµ½µ×ÊÇʲôÒâ˼£¿
    
24.                 f.GPS_FIX_HOME = 0;                     
    
25.             if (!f.GPS_FIX_HOME && altHoldMode)             //GPS_FIX_HOME=0£¨ÆðʼλÖñêÖ¾£©²¢ÇÒ ARMED=1;£¨½âËø£©Ê±
    
26.                 GPS_reset_home_position();              
    
27.                                                
    
28.             // Apply moving average filter to GPS data
    
29.                                                 //»¬¶¯Æ½¾ùÂ˲¨¾ÍÊǼÓÉϺóÃæµÄ¼õȥǰÃæµÄ£¬È»ºóÔÙÓóý·¨¼´¿É³ýµô4¡£
    
30. #if defined(GPS_FILTERING)
    
31.             GPS_filter_index = (GPS_filter_index + 1) % GPS_FILTER_VECTOR_LENGTH;
    
32.             for (axis = 0; axis < 2; axis++) {
    
33.                 GPS_read[axis] = GPS_coord[axis];               // latest unfiltered data is in GPS_latitude and GPS_longitude
    
34.                 GPS_degree[axis] = GPS_read[axis] / 10000000;   // get the degree to assure the sum fits to the int32_t
    
35. 
    
36.                 // How close we are to a degree line ? its the first three digits from the fractions of degree
    
37.                 // later we use it to Check if we are close to a degree line, if yes, disable averaging,
    
38.                 fraction3[axis] = (GPS_read[axis] - GPS_degree[axis] * 10000000) / 10000;
    
39. 
    
40.                 GPS_filter_sum[axis] -= GPS_filter[axis][GPS_filter_index];
    
41.                 GPS_filter[axis][GPS_filter_index] = GPS_read[axis] - (GPS_degree[axis] * 10000000);
    
42.                 GPS_filter_sum[axis] += GPS_filter[axis][GPS_filter_index];
    
43.                 GPS_filtered[axis] = GPS_filter_sum[axis] / GPS_FILTER_VECTOR_LENGTH + (GPS_degree[axis] * 10000000);
    
44.                 if (nav_mode == NAV_MODE_POSHOLD) {             // we use gps averaging only in poshold mode...
    
45.                     if (fraction3[axis] > 1 && fraction3[axis] < 999)
    
46.                         GPS_coord[axis] = GPS_filtered[axis];
    
47.                 }
    
48.             }
    
49. #endif
    
50.             // dTnav calculation
    
51.             // Time for calculating x,y speed and navigation pids
    
52.             dTnav = (float)(time_nowMs() - nav_loopTimer) / 1000.0f;   //´ËʱµÄµ¥Î»ÎªÎ¢Ãë
    
53.             nav_loopTimer = time_nowMs();
    
54.             // prevent runup from bad GPS                              
    
55.             dTnav = min(dTnav, 1.0f);    //ÏÞÖÆ                       
    
56. 
    
57.             // calculate distance and bearings for gui and other stuff continously - From home to copter
    
58.             GPS_distance_cm_bearing(&GPS_coord[LAT], &GPS_coord[LON], &GPS_home[LAT], &GPS_home[LON], &dist, &dir);
    
59.             GPS_distanceToHome = dist / 100; // ¼Òµ½·ÉÐÐÆ÷µÄ¾àÀë
    
60.             GPS_directionToHome = dir / 100; // ¼Òµ½·ÉÐÐÆ÷µÄ·½Î»
    
61. 
    
62.             if (!f.GPS_FIX_HOME) {      // If we don't have home set, do not display anything
    
63.                 GPS_distanceToHome = 0;
    
64.                 GPS_directionToHome = 0;
    
65.             }
    
66. 
    
67.             // calculate the current velocity based on gps coordinates continously to get a valid speed at the moment when we start navigating
    
68.             GPS_calc_velocity();
    
69. 
    
70.             if (f.GPS_HOLD_MODE || f.GPS_HOME_MODE) { // ok we are navigating            //10ÔÂ24ÈÕ homeºÍhold·Ö±ðÊÇÔÚÖ÷º¯ÊýÖÐʹÓÃÈ¥±ê¼ÇÒ£¿ØÆ÷µÄ·µº½Ä£Ê½ºÍ¶¨µãģʽ   
    
71.                 // do gps nav calculations here, these are common for nav and poshold
    
72.                 GPS_distance_cm_bearing(&GPS_coord[LAT], &GPS_coord[LON], &GPS_WP[LAT], &GPS_WP[LON], &wp_distance, &target_bearing);
    
73.                 GPS_calc_location_error(&GPS_WP[LAT], &GPS_WP[LON], &GPS_coord[LAT], &GPS_coord[LON]);
    
74. 
    
75.                 switch (nav_mode) {                 //nav_mode µÄ¸³ÖµÊÇÔÚÖ÷º¯ÊýÖиøÕâ¸ö±äÁ¿¸³ÏÂÃæµÄÖµ
    
76.                     case NAV_MODE_POSHOLD:                     
    
77.                         // Desired output is in nav_lat and nav_lon where 1deg inclination is 100
    
78.                         GPS_calc_poshold();
    
79.                         break;
    
80. 
    
81.                     case NAV_MODE_WP:
    
82.                         speed = GPS_calc_desired_speed(cfg.nav_speed_max, NAV_SLOW_NAV);    // slow navigation
    
83.                         // use error as the desired rate towards the target
    
84.                         // Desired output is in nav_lat and nav_lon where 1deg inclination is 100
    
85.                         GPS_calc_nav_rate(speed);                                           //ÕâÀïµÄspeedÊÇÉÏÃ溯ÊýÀï´«¹ýÀ´µÄ
    
86. 
    
87.                         // Tail control
    
88.                         if (cfg.nav_controls_heading) {            //ÄѵÀÊÇ¿ØÖÆ·½ÏòµÄ²ÎÁ¿£¿//nav_controls_heading   //10ÔÂ24ÈÕÕâ¸öº¯Êý¸³0»¹ÊǸ³1È¡¾öÓë»úÉíµÄ³¯Ïò£¬¹Ê´Ëʱû¸øËü¸³Öµ
    
89.                             if (NAV_TAIL_FIRST) {                  //Í·Ïȵ½                                
    
90.                                 magHold = wrap_18000(nav_bearing - 18000) / 100;   //¶ÔÓÚmagholdÕâ¸ö´ÊÎÒ»¹Ã»ÓкúÃÑо¿
    
91.                             } else {                               //·ñÔòβÏȵ½
    
92.                                 magHold = nav_bearing / 100;
    
93.                             }
    
94.                         }
    
95.                         // Are we there yet ?(within x meters of the destination)
    
96.                         if ((wp_distance <= cfg.gps_wp_radius) || check_missed_wp()) {      // if yes switch to poshold mode
    
97.                             nav_mode = NAV_MODE_POSHOLD;                                    //10ÔÂ24ÈÕ ÔÚÖ÷º¯ÊýÖÐÃ÷Ìì×Ô¼ºÌí¼ÓÖ÷º¯Êý
    
98.                             if (NAV_SET_TAKEOFF_HEADING) {     
    
99.                                 magHold = nav_takeoff_bearing;
    
100.                             }
     
101.                         }
     
102.                         break;
     
103.                 }
     
104.             }                   //end of gps calcs
     
105.         }
     
106.     }
     
107. }
     

复制代码

1. static bool gpsNewFrameNMEA(char c)
   
2. {
   
3.     uint8_t frameOK = 0;
   
4.     static uint8_t param = 0, offset = 0, parity = 0;
   
5.     static char string[15];
   
6.     static uint8_t checksum_param, gps_frame = NO_FRAME;
   
7.     static gpsMessage_t gps_msg;
   
8. 
   
9.     switch (c) {
   
10.         case '
    
11. 
    
12. :
    
13.             param = 0;
    
14.             offset = 0;
    
15.             parity = 0;
    
16.             break;
    
17. 
    
18.         case ',':                   //Óöµ½ÕâÁ½¸ö²Å½øÈë´Ëº¯Êý         
    
19.         case '*':
    
20.             string[offset] = 0;
    
21.             if (param == 0) {       // frame identification
    
22.                 gps_frame = NO_FRAME;
    
23.                 if (string[0] == 'G' && string[1] == 'N' && string[2] == 'G' && string[3] == 'G' && string[4] == 'A')
    
24.                     gps_frame = FRAME_GGA;
    
25.                 if (string[0] == 'G' && string[1] == 'N' && string[2] == 'R' && string[3] == 'M' && string[4] == 'C')
    
26.                     gps_frame = FRAME_RMC;
    
27.             }
    
28. 
    
29.             switch (gps_frame) {
    
30.                 case FRAME_GGA:        // ************* GPGGA FRAME parsing
    
31.                     switch (param) {
    
32.                         case 2:
    
33.                             gps_msg.latitude = GPS_coord_to_degrees(string);     // 10ÔÂ24ÈÕ°ÑÕâ¸öº¯Êý¼ÌÐøÓÅ»¯ÏÂ,okÒÑ×ö
    
34.                             break;
    
35.                         case 3:
    
36.                             if (string[0] == 'S')
    
37.                                 gps_msg.latitude *= -1;
    
38.                             break;
    
39.                         case 4:
    
40.                             gps_msg.longitude = GPS_coord_to_degrees(string);    // 10ÔÂ24ÈÕ°ÑÕâ¸öº¯Êý¼ÌÐøÓÅ»¯ÏÂ,okÒÑ×ö
    
41.                             break;
    
42.                         case 5:
    
43.                             if (string[0] == 'W')
    
44.                                 gps_msg.longitude *= -1;
    
45.                             break;
    
46.                         case 6:
    
47.                             f.GPS_FIX = string[0] > '0';
    
48.                             break;
    
49.                         case 7:
    
50.                             gps_msg.numSat = grab_fields(string, 0);             // 10ÔÂ24ÈÕ°ÑÕâ¸öº¯Êý¼ÌÐøÓÅ»¯ÏÂ,okÒÑ×ö
    
51.                             break;
    
52.                         case 9:
    
53.                             gps_msg.altitude = grab_fields(string, 0);           // altitude in meters added by Mis
    
54.                             break;
    
55.                     }
    
56.                     break;
    
57. 
    
58.                 case FRAME_RMC:        // ************* GPRMC FRAME parsing
    
59.                     switch (param) {
    
60.                         case 7:
    
61.                             gps_msg.speed = ((grab_fields(string, 1) * 5144L) / 1000L);    // speed in cm/s added by Mis
    
62.                             break;
    
63.                         case 8:
    
64.                             gps_msg.ground_course = (grab_fields(string, 1));      // ground course deg * 10
    
65. 
    
66.                             break;
    
67.                     }
    
68.                     break;
    
69.             }
    
70.             param++;
    
71.             offset = 0;
    
72.             if (c == '*')
    
73.                 checksum_param = 1;
    
74.             else
    
75.                 parity ^= c;
    
76.             break;
    
77. 
    
78.         case '\r':                                   //µ±½ÓÊÕµ½»»Ðзû
    
79.         case '\n':
    
80.             if (checksum_param) {   //parity checksum
    
81.                 uint8_t checksum = 16 * ((string[0] >= 'A') ? string[0] - 'A' + 10 : string[0] - '0') + ((string[1] >= 'A') ? string[1] - 'A' + 10 : string[1] - '0');
    
82.                 if (checksum == parity) {
    
83.                     switch (gps_frame) {
    
84.                         case FRAME_GGA:
    
85.                             frameOK = 1;
    
86.                             if (f.GPS_FIX) {                 //´Ëʱ²ÅʱµÃµ½ÎÒÃÇÏëÒªµÄÊý¾Ý              
    
87.                                 GPS_coord[LAT] = gps_msg.latitude;
    
88.                                 GPS_coord[LON] = gps_msg.longitude;
    
89.                                 GPS_numSat = gps_msg.numSat;
    
90.                                 GPS_altitude = gps_msg.altitude;
    
91.                             }
    
92.                             break;
    
93. 
    
94.                         case FRAME_RMC:
    
95.                             GPS_speed = gps_msg.speed;
    
96.                             GPS_ground_course = gps_msg.ground_course;
    
97. //                                                                                        if (!sensors(SENSOR_MAG) && GPS_speed > 100) {     //ÒªÊÇûÓдŴ«¸ÐÆ÷
    
98. //                                GPS_ground_course = wrap_18000(GPS_ground_course * 10) / 10;
    
99. //                                heading = GPS_ground_course / 10;    // Use values Based on GPS if we are moving.
    
100. //                            }
     
101.                             break;
     
102.                     }
     
103.                 }
     
104.             }
     
105.             checksum_param = 0;
     
106.             break;
     
107. 
     
108.         default:  //ÒªÊÇ ²»ÊÇÉÏÃæcaseÀïÃæµÄÄǾÍÊÇÊý¾ÝÀ²£¬°ÑÊý¾ÝÌîÈëÊý×éÖÐÈ¥¡£
     
109.             if (offset < 15)
     
110.                 string[offset++] = c;
     
111.             if (!checksum_param)
     
112.                 parity ^= c;
     
113.             break;
     
114.     }
     
115.     return frameOK;
     
116. }
     

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技术范儿

用北斗多好，串口处理数据难度系数不大

191925882

技术范儿 发表于 2016-12-12 08:41
用北斗多好，串口处理数据难度系数不大

你居然是版主啊，牛逼

技术范儿

191925882 发表于 2016-12-12 08:50
你居然是版主啊，牛逼

你认识我？

191925882

技术范儿 发表于 2016-12-12 09:08
你认识我？

我们很熟啊

技术范儿

191925882 发表于 2016-12-12 09:12
我们很熟啊

提示一下，接触的人太多不知道你是谁

残虹断梦

这个有点霸气

jackten

厉害厉害                 

香水橙

项目名称是基于NXP芯片的大棚温度、压力和湿度保持系统
如果你说温湿度传感器的使用，我能理解。可是我没想明白，GPS在这个项目里是做什么用的？楼主给点提示吧

191925882

香水橙 发表于 2016-12-12 22:05
项目名称是基于NXP芯片的大棚温度、压力和湿度保持系统
如果你说温湿度传感器的使用，我能理解。可是我没想 ...

这是学习贴啊