I2c gps

Типы I2C GPS

I2C GPS относится к модулям системы глобального позиционирования, которые общаются с использованием шины Inter-Integrated Circuit (I2C). Шина I2C - это двухпроводный (последовательный) протокол, который может подключать несколько устройств к одному микроконтроллеру. Модуль I2C GPS - это небольшое устройство, которое можно интегрировать в различные электронные устройства. Некоторые из наиболее распространенных модулей I2C GPS включают APM 2.6, GY-NEO6MV2, Adafruit и U-blox NEO.

Типы устройств I2C GPS можно классифицировать по их функциям и возможностям:

• Функция ведения журнала: Некоторые модули I2C GPS ведут журнал данных отслеживания во встроенной флэш-памяти. Функция ведения журнала позволяет устройству оставаться работоспособным даже при временной потере спутниковых сигналов. Кроме того, данные журнала можно использовать для постобработки маршрута.
• Последовательные порты: Многие модули I2C GPS имеют несколько последовательных портов. Дополнительные последовательные порты обеспечивают возможность подключения к различным устройствам, что повышает гибкость связи.
• Разъем для внешней антенны: Некоторые модули GPS имеют разъем SMA, который позволяет подключать внешнюю антенну. Внешняя антенна может улучшить прием спутниковых сигналов, что позволяет использовать модуль GPS в приложениях, требующих оптимальной производительности.
• Синхронизация с камерой: Иногда необходимо синхронизировать сигнал GPS-времени с временной меткой на камере при съемке фотографий или видео. Некоторые модули GPS упрощают упорядочение данных во время постобработки, подключая их к последовательному порту камеры.
• I2C и последовательный выход: Многие GPS-устройства выводят данные в формате National Marine Electronics Association (NMEA). Этот ASCII-формат может считываться многими устройствами. Некоторые GPS-устройства имеют I2C и последовательный выход, которые, соответственно, взаимодействуют с микроконтроллерами и компьютерами.
• Быстрый приемник GPS S4S / S4 Serial GPS: Этот модуль I2C GPS может быть подключен с помощью протокола I2C или последовательного протокола. Пользователи могут выбирать между использованием простого последовательного интерфейса или интерфейса шины I2C.

Функции и возможности I2C GPS

• Последовательный выход в стандартном формате NMEA

  Стандартный формат предложения NMEA - это стандартный язык, который многие GPS-приемники используют для отправки данных. Он включает в себя широту, долготу, скорость и другие соответствующие данные, но в другом формате (NMEA), чем раньше.

• Точное измерение времени

  Точное измерение времени с использованием Assisted-GPS (A-GPS) и A-GLONASS имеет важное значение для точного определения времени в приложениях позиционирования. Его можно включить в системы Assisted-GPS (A-GPS) или Assisted-GLONASS (A-GLONASS) для повышения производительности и надежности.

• Низкоэнергетический приемник

  Низкоэнергетические приемники (потребляемая мощность менее 50 мА в режиме полной работы, менее 5 мкА в режиме резервного копирования) необходимы для автономных устройств, работающих от батареи, и для долгосрочных автономных применений.

• Несколько антенн

  Многоантенная система модуля GPS (например, две или более активных антенны) повышает производительность системы за счет сокращения времени до первого определения местоположения (TTFF) в сложных условиях и повышения надежности. Его можно интегрировать с приемником, который использует схему переключения для выбора одной антенны.

• Интерфейсы связи

  "Модуль GPS общается с остальной частью системы с помощью различных интерфейсов, таких как Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART), Inter-Integrated Circuit (I2C) и Serial Peripheral Interface (SPI). Приложения включают передачу данных от GPS-приемника к главному процессору и конфигурацию или управление приемником с главного процессора."

• Процессор Arm Cortex M4

  Процессор Arm Cortex M4 с возможностями DSP и плавающей запятой является ключевым для встроенных приложений, требующих расширенной вычислительной мощности и алгоритмов для обработки сигналов или слияния датчиков.

• Средства и комплект для разработки

  Средства и комплект для разработки (аппаратное и программное обеспечение) позволяют быстро разрабатывать приложения с использованием заданной функциональности GPS (оптимизация времени до первого определения местоположения). Он содержит модуль GPS и может обеспечить симулированную среду для тестирования с движением.

Области применения устройства I2C GPS

Интерфейс I2C GPS имеет следующие области применения:

• Отслеживание и мониторинг: I2C-модуль GPS для спутникового позиционирования популярен благодаря высокой частоте обновления информации о местоположении, что означает, что он может использоваться для точного отслеживания местоположения в реальном времени - мониторинга людей и активов. Этот тип GPS используется в здравоохранении для отслеживания перемещения людей с особыми потребностями. Он также используется в сфере логистики и транспорта для отслеживания автомобилей и грузов, а также в промышленности для отслеживания местоположения оборудования и машин.
• Картографирование и геолокация: Картографические приложения, такие как геокодирование, обратное геокодирование и проверка адресов, используют приемники I2C GPS. Интеграция GPS в картографическое программное обеспечение позволяет пользователям точно определять свое текущее местоположение на карте. Это может обеспечить улучшенную навигацию, картографирование и геолокационные сервисы. Модули I2C GPS с высокой точностью используются в картографических и геолокационных приложениях.
• Синхронизация времени: В приложениях промышленного, телекоммуникационного и энергетического сектора используются устройства, которые требуют точной синхронизации времени. Модуль I2C GPS может обеспечить глобальную временную метку, которую различные системы могут использовать для синхронизации.
• Навигация: I2C GPS-устройства в основном используются в морской, авиационной, автомобильной и других видах транспортных средств для приложений навигации. Модуль может получать информацию о местоположении, такую как широта, долгота и скорость, которую можно использовать для определения положения транспортного средства на карте и направления его к пункту назначения.
• Картографирование и геолокация: Модули I2C GPS используются для картографических приложений, таких как геокодирование, где адрес преобразуется в географические координаты, чтобы его можно было найти на карте. В других случаях GPS может использоваться для получения местоположения объекта, которое можно отобразить на программном обеспечении географической информационной системы (ГИС) для визуализации и анализа полученных данных.
• Военные и оборонные приложения: I2C GPS-модули используются для задач ISR (разведка, наблюдение и рекогносцировка). Эти модули могут быть встроены в различные беспилотные системы, такие как дроны, для геолокации миссии, навигации по контрольным точкам, а также для точного определения времени и местоположения системы.

Как выбрать I2C GPS

Выбор правильного модуля I2C GPS может быть непростым, поскольку необходимо учитывать множество факторов. Прежде всего, необходимо понимать, где будет использоваться модуль GPS, так как это напрямую повлияет на тип приобретаемого устройства. Вот некоторые из основных факторов, которые следует учитывать:

• Интерфейс: Поскольку основная цель - получить модуль I2C GPS, важно проверить, имеет ли выбранный GPS интерфейс I2C. Это связано с тем, что модуль I2C GPS подключается к микроконтроллеру с помощью интерфейса I2C. Также следует знать, что некоторым модулям GPS может потребоваться преобразователь уровня, чтобы обеспечить их правильную работу с платой Arduino с логическим уровнем 5 вольт. Если преобразователь уровня недоступен, его можно приобрести у различных поставщиков на сайте Cooig.com. Еще один момент, который следует учитывать, - некоторые модули GPS могут иметь интегрированный в свою печатную плату интерфейс I2C, в то время как другим может потребоваться подключение к внешней печатной плате, имеющей интерфейс I2C.
• Точность и чувствительность: Говоря о точности, следует иметь в виду, что большинство модулей GPS обеспечивают точность около 2,5 метров в нормальных условиях. Тем не менее, такие факторы, как видимость спутника, многолучевые эффекты и атмосферные условия, могут повлиять на точность. Что касается чувствительности, то лучше всего выбирать модуль с высокой чувствительностью, особенно для городских каньонов и районов с ограниченной видимостью спутника.
• Выходные данные: Важно учитывать выходные данные модуля GPS. Имейте в виду, что большинство модулей GPS выводят свои данные в сообщениях NMEA и NBIO. Сообщения NMEA - это стандартные сообщения, которые принимаются во всем мире, в то время как сообщения NBIO - это выходные данные в двоичном формате. В двоичном формате данные легче читать, так как в нем меньше текста. Кроме того, выходные данные модуля I2C GPS должны быть совместимы с требованиями проекта.
• Потребляемая мощность: Если для проекта приоритетом является низкое потребление энергии, следует рассмотреть возможность использования низкоэнергетического модуля GPS. Потребляемая мощность модуля GPS влияет на время работы от батареи и общую стоимость конечного продукта или проекта.
• Частота обновления: Этот параметр означает, с какой частотой модуль GPS обновляет данные о своем местоположении. Типичные частоты обновления варьируются от одного раза в секунду до нескольких раз в секунду. Для приложений, требующих динамических данных с высокой частотой обновления, таких как автомобильная навигация, потребуется модуль с высокой частотой обновления.
• Антенна: Антенна - это еще один важный фактор, который следует учитывать при выборе модуля I2C GPS. Модули часто поставляются со встроенной антенной, что подходит для компактных устройств. Они также могут поставляться с разъемом для подключения внешней антенны, что идеально подходит для приложений, требующих более мощного сигнала.

Вопросы и ответы о I2C GPS

В1. Как данные GPS передаются в систему через интерфейсы I2C?

О2. Большинство модулей I2C GPS работают по принципу отправки своих выходных данных в формате предложений NMEA по последовательному соединению, которое интерпретирует и использует главный микроконтроллер.

В2. Может ли модуль GPS работать без спутниковой связи?

О2. Да, GPS-приемник может продолжать работать без спутниковой связи. В этом случае модуль GPS будет иметь доступ к предыдущим данным GPS и может использовать эту информацию для расчета своего местоположения. Однако точность местоположения будет зависеть от многих факторов, таких как качество предоставленных данных и условия окружающей среды, такие как погода или рельеф местности вокруг него. Инерциальная навигационная система (INS) обеспечивает краткосрочные фиксации местоположения, но требует частых обновлений от систем GNSS (глобальных навигационных спутниковых систем) для долгосрочной точности из-за дрейфа со временем, вызванного такими факторами, как вращение Земли.

В3. Как часто модуль GPS обновляет свои данные?

О3. Частота обновления зависит от используемого модуля GPS. Некоторые могут давать обновления с частотой до одного раза в секунду, в то время как другие могут обновлять данные только один раз в пять или даже десять секунд.

В4. Может ли микроконтроллер питать несколько модулей GPS?

О4. Да, микроконтроллер может питать несколько модулей одновременно. Однако необходимо позаботиться о том, какой модуль отправляет данные в микроконтроллер в данный момент. Для обработки этого переключения потребуется дополнительная электроника.