8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌కు GPS ను ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయాలి?

జిపియస్ ( విశ్వంలో ప్రస్తుతం మనమున్న స్థానాన్ని తెలుసుకునే వ్యవస్థ ) మాడ్యూల్ అనేది నిఘా, ట్రాకింగ్ మరియు శాస్త్రీయ ఉపయోగం రంగంలో సమర్థవంతమైన సాధనంగా మారిన పరికరం. GPS మాడ్యూల్ ఉపగ్రహ నావిగేషన్ టెక్నాలజీపై ఆధారపడింది, ఇది భూమిపై ఎక్కడైనా అన్ని వాతావరణ పరిస్థితులలో సమయం మరియు స్థానం యొక్క సమాచారాన్ని అందిస్తుంది. GPS వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్య ఉద్దేశ్యం ఒక వ్యక్తి లేదా వాహనం ఉన్న ప్రదేశాన్ని తెలుసుకోవడం. ఒక GPS రిసీవర్ రేఖాంశం మరియు అక్షాంశాల పరంగా ఒక వస్తువు యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని అందిస్తుంది మరియు భూమిపై ఎక్కడైనా మరియు ఎప్పుడైనా వినియోగదారులకు సమయ సేవలు, స్థానాలు మరియు నమ్మకమైన నావిగేషన్‌ను అందిస్తుంది.

8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో జిపిఎస్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్

వినియోగదారులకు డేటాను అందించడానికి GPS వ్యవస్థ ప్రధానంగా 24-32 ఉపగ్రహాలను ఉపయోగిస్తుంది. ప్రపంచవ్యాప్త నావిగేషన్ కోసం ఈ వ్యవస్థ చాలా ముఖ్యమైనది మరియు ఇది ట్రాకింగ్, నిఘా, మార్గం మరియు మ్యాప్ మార్కింగ్ మరియు మరెన్నో ఉపయోగపడుతుంది.

కానీ ఈ జిపిఎస్ వ్యవస్థను తెలుసుకునే ముందు, జిపిఎస్ ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ అవుతుందనే దాని గురించి ఒక ఆలోచన తీసుకుందాం 8051 మైక్రోకంట్రోలర్ ఇది GPS ఆధారంగా ఒక చిన్న అప్లికేషన్, చేయవచ్చు. దాని స్థానం యొక్క రేఖాంశం మరియు అక్షాంశాలను కనుగొనడానికి ఇది GPS మాడ్యూల్ లేదా రిసీవర్ యొక్క ఉపయోగాన్ని వివరిస్తుంది. GPS రిసీవర్ నుండి సాధించిన డేటా 8051 మైక్రోకంట్రోలర్ చేత ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది, దాని విలువలను రేఖాంశం మరియు అక్షాంశం రూపంలో తీసుకుంటుంది. 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో జిపిఎస్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్ మరియు స్థాన విలువలు ఎల్‌సిడి డిస్‌ప్లేలో చూపించబడ్డాయి.

8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో జిపిఎస్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్:

GPS యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ క్రింద చూపబడింది. ఇందులో జిపిఎస్ మాడ్యూల్స్, మాక్స్ 232, 8051 మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు ఎల్‌సిడి డిస్‌ప్లే ఉన్నాయి.

8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో జిపిఎస్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

MAX232 అనేది ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్, ఇది ట్రాన్సిస్టర్ లాజిక్ స్థాయిలను (టిటిఎల్) మార్చడానికి ఉపయోగిస్తారు RS232 ద్వారా లాజిక్ స్థాయిలు ATmels యొక్క సీరియల్ కమ్యూనికేషన్మైక్రోకంట్రోలర్లు PC తో. నియంత్రిక TTL లాజిక్ స్థాయి 0-5V వద్ద పనిచేస్తుంది.కానీ, PC తో సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ USART RS232 ప్రమాణాలపై పనిచేస్తుంది (-2.5V నుండి + 2.5V). ఇది ఒకరితో ఒకరు సంభాషించడానికి ప్రత్యక్ష లింక్‌ను కనుగొనడం కష్టతరం చేస్తుంది.

AT89C51 మైక్రోకంట్రోలర్ 8-బిట్ మైక్రోకంట్రోలర్, ఇది అట్మెల్ 8051 కుటుంబానికి చెందినది. ఇది 4KB ఫ్లాష్ PEROM ను కలిగి ఉంది (ప్రోగ్రామబుల్ మరియు ఎరేజబుల్ రీడ్ ఓన్లీ మెమరీ & 128 బైట్ల RAM.

A 16 × 2 LCD డిస్ప్లే ఎలక్ట్రానిక్ డిస్ప్లే, ఇది చాలా పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్లలో చాలా సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ డిస్ప్లేలకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది 7-సెగ్మెంట్ డిస్ప్లేలు .

GPS మాడ్యూల్ పని సూత్రం,ఇది ఎల్లప్పుడూ సీరియల్ డేటాను వాక్యాల రూపంలో ప్రసారం చేస్తుంది. స్థానం యొక్క రేఖాంశం మరియు అక్షాంశ విలువలు వాక్యంలో ఉన్నాయి. పైగా కమ్యూనికేట్ చేయడానికి USART లేదా UART మీకు మూడు ప్రాథమిక సంకేతాలు అవసరం: TXD, RXD మరియు GND - తద్వారా మీరు ఇంటర్ఫేస్ చేయవచ్చు 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో UART .

రేఖాంశం మరియు అక్షాంశాల పరంగా GPS రిసీవర్ యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని కనుగొనడం ఇక్కడ ప్రధాన ఉద్దేశ్యం. GPS మాడ్యూల్ RS232 లాజిక్ స్థాయి ఆకృతిలో అవుట్పుట్ డేటాను ఇస్తుంది. RS232 ఆకృతిని TTL ఆకృతిలోకి మార్చడానికి, ఒక లైన్-కన్వర్టర్ MAX232 ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది GPS మాడ్యూల్ మరియు AT89C51 మైక్రోకంట్రోలర్ మధ్య అనుసంధానించబడి ఉంది. 8051 కనెక్షన్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రంతో GPS ఇంటర్‌ఫేసింగ్ పై రేఖాచిత్రంలో చూపబడింది. స్థానం యొక్క విలువలు LCD లో ప్రదర్శించబడతాయి మైక్రోకంట్రోలర్‌కు అనుసంధానించబడింది .

మైక్రోకంట్రోలర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంతో GPS ఇంటర్‌ఫేసింగ్:

సర్క్యూట్ భాగాలు AT89C51 మైక్రోకంట్రోలర్, GPS మాడ్యూల్, MAX 232 IC , ఎల్‌సిడి డిస్‌ప్లే, ప్రోగ్రామింగ్ బోర్డ్, 12 వి డిసి బ్యాటరీ లేదా అడాప్టర్, 12 మెగాహెర్ట్జ్ క్రిస్టల్. రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు.

మైక్రోకంట్రోలర్‌తో GPS ఇంటర్ఫేస్ యొక్క సర్క్యూట్ కనెక్షన్లు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

మైక్రోకంట్రోలర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంతో GPS ఇంటర్‌ఫేసింగ్

MAX232 సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ కోసం. GPS మాడ్యూల్ యొక్క రిసీవర్ పిన్ 3 పిన్ 13 R1IN కి కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు MAX 232 యొక్క అవుట్పుట్ పిన్ కనెక్ట్ చేయబడిందిRxD కిమైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క పిన్ 10. మైక్రోకంట్రోలర్ AT89C51 యొక్క పిన్స్ 1,2 మరియు 3 LCD డిస్ప్లే యొక్క కంట్రోల్ పిన్స్ (RS, R / W మరియు EN) తో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. LCD డిస్ప్లే యొక్క డేటా పిన్స్ నియంత్రిక యొక్క పోర్ట్ p2 కి అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. రేఖాంశం మరియు అక్షాంశ విలువల విలువలు LCD లో ప్రదర్శించబడతాయి.

పై వాటిలో మైక్రోకంట్రోలర్‌తో GPS ను ఇంటర్‌ఫేసింగ్ సర్క్యూట్, GPS రిసీవర్ ఎల్లప్పుడూ ప్రోటోకాల్ RS232 ను ఉపయోగించి NMEA ఫార్మాట్ల ప్రకారం డేటాను ప్రసారం చేస్తుంది. ఈ NMEA ఆకృతిలో, ఖచ్చితమైన స్థానం యొక్క రేఖాంశం మరియు అక్షాంశ విలువలు GPRMC వాక్యంలో అందుబాటులో ఉన్నాయి. ఈ విలువలు NMEA ప్రమాణాల నుండి సంగ్రహించబడతాయి మరియు LCD లో ప్రదర్శించబడతాయి.

UART ప్రోటోకాల్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, నియంత్రిక GPS మాడ్యూల్ నుండి డేటాను అందుకుంటుంది, ఆపై అది అందుకున్న సందేశాల నుండి రేఖాంశం మరియు అక్షాంశాల విలువలను సంగ్రహిస్తుంది, చివరికి వాటిని LCD లో ప్రదర్శిస్తుంది.

NMEA ఫార్మాట్ నుండి అక్షాంశం మరియు రేఖాంశ విలువలను సంగ్రహించడం:

GPS మాడ్యూల్ నుండి మొదటి అందుకున్న ఆరు అక్షరాలు GPRMC స్ట్రింగ్‌తో పోల్చబడ్డాయి.స్ట్రింగ్ సరిపోలితే, మీరు తరువాత రెండు కామాలతో వచ్చే వరకు వేచి ఉండాలి, అక్షరం GPS మాడ్యూల్ సక్రియం చేయబడిందా లేదా అని నిర్దేశిస్తుంది. తదుపరి అక్షరం ‘ఎ’ అయితే, అప్పుడు జీపీఎస్ యాక్టివేట్ అవుతుంది, లేకపోతే అది యాక్టివేట్ కాదు.మళ్ళీ, మీరు కామా వచ్చేవరకు వేచి ఉండాలి. తదుపరి 9 అక్షరాలు LATITUDE ని పేర్కొంటాయి. మరోసారి, మీకు రెండు కామాలు వచ్చేవరకు వేచి ఉండండి- తదుపరి 10 అక్షరాలు LONGITUDE ని పేర్కొంటాయి.

మీరు కోడింగ్ లేకుండా ఖచ్చితమైన స్థానం యొక్క LATITUDE మరియు LONGITUDE విలువలను తనిఖీ చేయాలనుకుంటే, TRIMBLE STUDIO సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించండి. మీరు GPS మాడ్యూల్‌ను ఇంటర్‌ఫేస్ చేసినప్పుడు, ఈ సాఫ్ట్‌వేర్ నేరుగా రేఖాంశం, అక్షాంశం, వేగం, సమయం, ఎత్తు మరియు సమయాన్ని ఇస్తుంది. ఇది గూగుల్ మ్యాప్స్‌లో ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని అందిస్తుంది. ఈ సమాచారం GPS మోడెమ్ ద్వారా డీకోడ్ చేయబడిన నిర్దిష్ట స్ట్రింగ్ ఆకృతిలో సేకరించబడుతుంది. GPS మోడెమ్ అవుట్పుట్ డేటాను NMEA అని పిలువబడే స్ట్రింగ్ ఆకృతిలో ఇస్తుంది మరియు ఒక సాధారణ GPS వాక్యం క్రింద వివరించబడింది.

$ GPGGA, 080146.00,2342.9185, N, 07452.7442, E, 1,06,1.0,440.6M, -41.5, M ,, 0000 * 57

• స్ట్రింగ్ ఎల్లప్పుడూ ‘$’ గుర్తుతో ప్రారంభమవుతుంది
• GPGGA: గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టమ్ ఫిక్స్ డేటా
• కామా (,) రెండు విలువల మధ్య విభజనను నిర్దేశిస్తుంది
• 080146.00: జిఎంటి సమయం 08 గంటలు: 01 నిమిషం: 46 సెకన్లు: 00 మీ సెకన్లు
• 2342.9185, ఎన్: అక్షాంశం 23 డిగ్రీలు: 42 నిమిషాలు: 9185 సెకన్లు ఉత్తరం
• 07452.7442, ఇ: రేఖాంశం 074 డిగ్రీలు: 52 నిమిషాలు: 7442 సెకన్లు తూర్పు
• 1: పరిమాణం 0 = చెల్లని డేటా, 1 = చెల్లుబాటు అయ్యే డేటా, 2 = డిజిపిఎస్ పరిష్కారాన్ని పరిష్కరించండి
• 06: ప్రస్తుతం చూసిన ఉపగ్రహాల సంఖ్య
• 1.0: HDOP
• 440.6, M: ఎత్తు (మీటర్‌లో సముద్ర మట్టానికి ఎత్తు)
• -41.5, ఓం: జియోయిడ్స్ ఎత్తు
• _, DGPS డేటా
• 0000: డిజిపిఎస్ డేటా
• * 57: చెక్‌సమ్

8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ GPS యొక్క అనువర్తనాలు

జిపిఎస్ టెక్నాలజీ ఇప్పుడు మణికట్టు గడియారాలు, సెల్ ఫోన్లు నుండి షిప్పింగ్ కంటైనర్లు, ఎటిఎం(ఆటోమేటిక్ టెల్లర్ యంత్రాలు) మరియు బుల్డోజర్లు. నిర్మాణం, వ్యవసాయం, మైనింగ్, ప్యాకేజీ డెలివరీ, సర్వేయింగ్, బ్యాంకింగ్ వ్యవస్థలు మరియు చేర్చడానికి జిపిఎస్ ఆర్థిక వ్యవస్థ యొక్క విస్తృత భాగంలో ఉత్పాదకతను పెంచుతుంది.ఆర్థిక మార్కెట్లు మొదలైనవి.కొన్ని వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ సేవలు GPS సాంకేతికత లేకుండా పనిచేయదు.

8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ GPS యొక్క అనువర్తనాలు

ఈ వ్యవస్థ విమానాల నిర్వహణ, కారు నావిగేషన్ మరియు సముద్ర నావిగేషన్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

• ఇది పరికరాలను మ్యాపింగ్ చేయడానికి మరియు ట్రాక్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇది వ్యక్తిగత స్థానాల్లో మరియు చాలా వాటిలో ఉపయోగించబడుతుంది పొందుపరచబడిందివ్యవస్థఆధారిత ప్రాజెక్టులు వాహనం లేదా వ్యక్తి యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని తెలుసుకోవడానికి.
• GPS ను ఉపయోగించడం ద్వారా, GMT కి సంబంధించి ఖచ్చితమైన సమయ గణన కూడా చేయవచ్చు.
• రేఖాంశం మరియు అక్షాంశ విలువల మైనింగ్నుండిNMEA ఆకృతి.

అందువల్ల, ఇదంతా 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో జిపిఎస్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్ గురించి, ఇది చాలా మందిలో ఉపయోగించగల సాంకేతికత ఎలక్ట్రానిక్ ఇంజనీరింగ్ ప్రాజెక్టులు ఉపగ్రహాలు మరియు భూ ఆధారిత స్టేషన్ల ద్వారా పనిచేసే ఒక పద్ధతి GPS మరియు ఇతర నావిగేషనల్ సిస్టమ్స్ ఉపయోగించి వాహనం యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని తెలుసుకోవడానికి. వాహన సమాచారాన్ని డిజిటల్‌లో చూడవచ్చుమ్యాప్సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా. డేటాను కూడా ఒక బేస్ స్టేషన్ వద్ద GPS యూనిట్ నుండి కంప్యూటర్‌కు డౌన్‌లోడ్ చేసుకోవచ్చు మరియు డౌన్‌లోడ్ చేసుకోవచ్చు మరియు తరువాత దీనిని విశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించవచ్చు.