使用Arduino控制NEO-6M GPS模块应用

本应用说明如何将NEO-6M GPS模块与Arduino一起使用以获取GPS数据。GPS代表全球定位系统，可以在旅行时用于确定位置，时间和速度。

如何使用GPS模块？从头到尾，详细讲解和程序说明（gps模块使用教程）

您将学习到如何：

将NEO-6M GPS模块连接到Arduino UNO

获取原始GPS数据

解析原始数据以获得选定的可读GPS信息

取得位置

推出NEO-6M GPS模块

NEO-6M GPS模块如下图所示。它带有一个外部天线，并且不带有插头。因此，您需要获取并焊接一些引脚。

如何使用GPS模块？从头到尾，详细讲解和程序说明（gps模块使用教程）

该模块具有外部天线和内置EEPROM。

接口：RS232 TTL

电源：3V至5V

默认波特率：9600 bps

与标准NMEA语法一起使用

NEO-6M GPS模块还与其他微控制器板兼容。

引脚接线

NEO-6M GPS模块具有四个引脚：VCC，RX，TX和GND。该模块使用TX和RX引脚通过串行通信与Arduino进行通信，因此接线是多么简单：

NEO-6M GPS模块接线到Arduino UNO

VCC 5伏

RX 软件序列中定义的TX引脚

TX 软件序列中定义的RX引脚

GND 地线

获取GPS原始数据

要获取原始GPS数据，您只需使用"软件串行口"开始与GPS模块的串行口通信。继续阅读以了解具体的操作方法。

所需零件

为了测试此示例，您将需要以下部分：

Arduino

NEO-6M GPS模块

跳线

原理图

请按照以下示意图将NEO-6M GPS模块连接到Arduino。

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模块GND引脚连接到Arduino GND引脚

模块RX引脚连接到Arduino 引脚3

模块TX引脚连接到Arduino 引脚4

模块VCC引脚连接到Arduino 5V引脚

代码

将以下代码复制到Arduino IDE，并将其上传到Arduino开发板。

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial ss(4, 3);

void setup(){

Serial.begin(9600);

ss.begin(9600);

}

void loop(){

while (ss.available() > 0){

byte gpsData = ss.read();

Serial.write(gpsData);

}

此电路图假定您将引脚4和引脚3用作RX和TX串行引脚，以与GPS模块建立串行通信。如果您使用其他引脚，则应在以下行中对其进行编辑：

SoftwareSerial ss(4, 3);

另外，如果您的模块使用的默认波特率不同于9600 bps，则应在以下行中修改代码：

ss.begin(9600);

该电路图侦听GPS串行端口，并在从模块接收数据时将其发送到串行监视器。

while (ss.available() > 0){

byte gpsData = ss.read();

Serial.write(gpsData);

}

以9600的波特率打开串行监视器。

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您应该以GPS标准语言NMEA获得大量信息。您在串行监视器中看到的每一行都是NMEA语句。

NMEA代表国家海洋电子协会，在GPS领域中，它是GPS制造商支持的标准数据格式。

了解NMEA句子

NMEA句子以$字符开头，并且每个数据字段都用逗号分隔。

$ GPGGA，110617.00,41XX.XXXXX，N，00831.54761，W，1,05,2.68,129.0，M，50.1，M ,, * 42

$ GPGSA，A，3,06,09,30,07,23 ,, ,,,,, 4.43,2.68,3.53 * 02

$ GPGSV，3,1,11,02,48,298,24,03,05,101,24,05,17,292,20,06,71,227,30 * 7C

$ GPGSV， 3,2,11,07,47,138,33,09,64,044,28,17,01,199,19,13,214，* 7C

$ GPGSV，3,3,11,23,29,054,29,29,01,335，，30 ，29,167,33 * 4E

$ GPGLL，41XX.XXXXX，N，00831.54761，W，110617.00，A，A * 70

$ GPRMC，110618.00，A，41XX.XXXXX，N，00831.54753，W，0.078,030118 ,,, A * 6A

$ GPVTG ,, T ,, M，0.043，N，0.080，K，A * 2C

NMEA句子有不同类型。消息的类型由第一个逗号之前的字符指示。

$之后的GP表示它是GPS位置。$ GPGGA是基本的GPS NMEA消息，提供3D位置和准确性数据。在下面的句子中：

$ GPGGA，110617.00,41XX.XXXXX，N，00831.54761，W，1,05,2.68,129.0，M，50.1，M ,, * 42

110617 –表示采取修复位置的时间，UTC时间11:06:17

41XX.XXXXX，N –纬度41度XX.XXXXX'N

00831.54761，W –经度008度31.54761′W

1 –修复质量（0 =无效； 1 = GPS修复； 2 = DGPS修复； 3 = PPS修复； 4 =实时运动学； 5 =浮点RTK； 6 =估计（航位推算）； 7 =手动输入模式； 8 =模拟模式）

05 –被跟踪的卫星数

2.68 –头寸水平稀释

129.0，M –海拔，海拔高度

50.1，M – WGS84椭球上方的大地水准面的高度（平均海平面）

空字段-自上次DGPS更新以来的时间（以秒为单位）

空字段– DGPS站ID号

* 42 –校验和数据，始终以*开头

NMEA的其他句子提供了其他信息：

$ GPGSA – GPS DOP和活动卫星
$ GPGSV –详细的GPS卫星信息
$ GPGLL –地理纬度和经度
$ GPRMC –基本的GPS pvt（位置，速度，时间）数据
$ GPVTG –速度不错

使用TinyGPS 库解析NMEA句子

您可以处理来自GPS的原始数据，也可以通过将字符序列保存到变量中来将这些NMEA消息转换为可读且有用的格式。为此，我们将使用TinyGPS 库。

通过该库，可以轻松获取有用且易于理解的格式的位置信息。

安装TinyGPS 库

请按照以下步骤在您的Arduino IDE中安装TinyGPS 库：

1. 下载TinyGPSPlus库。您的下载文件夹中应该有一个.zip文件夹

2. 解压缩.zip文件夹，您应该得到TinyGPSPlus-master文件夹

3. 重命名文件夹到TinyGPSPlus

4. 将TinyGPSPlus文件夹移至Arduino IDE安装库文件夹

5. 最后，重新打开您的Arduino IDE

该库提供了一些有关如何使用它的示例。在您的Arduino IDE中，您只需要转到 File > Examples > TinyGPS ，然后从提供的示例中进行选择。

注意：库中提供的示例假定GPS模块的波特率为4800。如果您使用的是NEO-6M GPS模块，则需要将其更改为9600。

使用NEO-6M GPS模块和TinyGPS 库获取位置

您可以使用TinyGPS 库以方便实用的格式获取位置。下面，我们提供了一个代码来从GPS获取位置。这是其中一个库示例的简化版本。

#include <TinyGPS .h>

#include <SoftwareSerial.h>

static const int RXPin = 4, TXPin = 3;

static const uint32_t GPSBaud = 9600;

TinyGPSPlus gps;

SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);

void setup(){

Serial.begin(9600);

ss.begin(GPSBaud);

}

void loop(){

while (ss.available() > 0){

gps.encode(ss.read());

if (gps.location.isUpdated()){

Serial.print("Latitude= ");

Serial.print(gps.location.lat(), 6);

Serial.print(" Longitude= ");

Serial.println(gps.location.lng(), 6);

}

首先导入所需的库：TinyGPSPlus和SoftwareSerial

#include <TinyGPS .h>

#include <SoftwareSerial.h>

然后，您定义软件串行RX和TX引脚，以及GPS波特率。如果将其他引脚用于软件串行，则需要在此处进行更改。另外，如果您的GPS模块使用其他默认波特率，则还应该对其进行修改。

static const int RXPin = 4, TXPin = 3;

static const uint32_t GPSBaud = 9600;

然后，创建一个TinyGPS 对象：

TinyGPSPlus gps;

然后在您先前定义的引脚上开始串行连接

SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);

在setup（）中，您可以初始化串行通信，以查看串行监视器上的读数并与GPS模块通信。

void setup() {

Serial.begin(9600);

ss.begin(GPSBaud);

}

在循环中，您需要提供信息。为了使TinyGPS 能够正常工作，您必须使用encode（）方法从GPS模块中反复向其添加字符。

while (ss.available() > 0){

gps.encode(ss.read());

然后，您可以查询gps对象以查看是否已更新任何数据字段：

if (gps.location.isUpdated()){

Serial.print("Latitude="); Serial.print(gps.location.lat(), 6);

Serial.print("Longitude="); Serial.println(gps.location.lng(), 6);

}

分别使用gps.location.lat（）和gps.location.lng（）即可轻松获得纬度和经度。

将代码上传到Arduino，您应该会在串行监视器上看到显示的位置。上载代码后，请等待几分钟，同时模块将调整位置以获取更准确的数据。

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使用TinyGPS 库获取更多GPS信息

TinyGPS 库使您不仅可以简单地获取位置信息，还可以获取更多信息。除了位置，您还可以获得：

日期

时间

速度

课程

高度

卫星

高清

下面的代码示例了如何以一种简单的方式获取所有这些信息。

#include <TinyGPS .h>

#include <SoftwareSerial.h>

static const int RXPin = 4, TXPin = 3;

static const uint32_t GPSBaud = 9600;

SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);

void setup(){

Serial.begin(9600);

ss.begin(GPSBaud);

}

void loop(){

while (ss.available() > 0){

gps.encode(ss.read());

if (gps.location.isUpdated()){

Serial.print("Latitude= ");

Serial.print(gps.location.lat(), 6);

Serial.print(" Longitude= ");

Serial.println(gps.location.lng(), 6);

Serial.print("Raw latitude = ");

Serial.print(gps.location.rawLat().negative ? "-" : " ");

Serial.println(gps.location.rawLat().deg)

Serial.println(gps.location.rawLat().billionths);

Serial.print("Raw longitude = ");

Serial.print(gps.location.rawLng().negative ? "-" : " ");

Serial.println(gps.location.rawLng().deg);

Serial.println(gps.location.rawLng().billionths);

Serial.print("Raw date DDMMYY = ");

Serial.println(gps.date.value());

Serial.print("Year = ");

Serial.println(gps.date.year());

Serial.print("Month = ");

Serial.println(gps.date.month());

Serial.print("Day = ");

Serial.println(gps.date.day());

Serial.print("Raw time in HHMMSSCC = ");

Serial.println(gps.time.value());

Serial.print("Hour = ");

Serial.println(gps.time.hour());

Serial.print("Minute = ");

Serial.println(gps.time.minute());

Serial.print("Second = ");

Serial.println(gps.time.second());

Serial.print("Centisecond = ");

Serial.println(gps.time.centisecond());

Serial.print("Raw speed in 100ths/knot = ");

Serial.println(gps.speed.value());

Serial.print("Speed in knots/h = ");

Serial.println(gps.speed.knots());

Serial.println(gps.speed.mph());

Serial.print("Speed in m/s = ");

Serial.println(gps.speed.mps());

Serial.print("Speed in km/h = ");

Serial.println(gps.speed.kmph());

Serial.print("Raw course in degrees = ");

Serial.println(gps.course.value());

Serial.print("Course in degrees = ");

Serial.println(gps.course.deg());

Serial.print("Raw altitude in centimeters = ");

Serial.println(gps.altitude.value());

Serial.print("Altitude in meters = ");

Serial.println(gps.altitude.meters());

Serial.print("Altitude in miles = ");

Serial.println(gps.altitude.miles());

Serial.print("Altitude in kilometers = ");

Serial.println(gps.altitude.kilometers());

Serial.print("Altitude in feet = ");

Serial.println(gps.altitude.feet());

Serial.print("Number os satellites in use = ");

Serial.println(gps.satellites.value());

Serial.print("HDOP = ");

Serial.println(gps.hdop.value());

}

TinyGPS 在如何使用其所有功能方面得到了很好的评价。

写到最后

希望本指南对您有所帮助。喜欢就记得关注，后续会继续分享更多项目示例，敬请期待。

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