基于gps定位信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）</p><p>　　題 目： 基于GPS定位信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) </p><p>　　學(xué) 號(hào)： XXXXXXX </p><p>　　姓 名： XXXX </p><p>　　班 級(jí)： X

2、XXXX </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　學(xué)部（院）： 工學(xué)部 </p><p>　　入學(xué)時(shí)間： XXXX 級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師： XXXX </p><p>

3、;　　日 期： 2017年 X月X日</p><p>　　基于GPS定位信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著無線導(dǎo)航定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、自動(dòng)化和人工智能系統(tǒng)的飛速發(fā)展，使得GPS在很多領(lǐng)域都因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，如廣泛應(yīng)用在土建測(cè)量、車輛查詢與監(jiān)控、工程測(cè)量、

4、航空攝影測(cè)量、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn)、緊急救助、飛機(jī)、輪船、車輛的導(dǎo)航與定位等各個(gè)領(lǐng)域，定位服務(wù)市場(chǎng)得到空前發(fā)展，目前市場(chǎng)上也存在一些定位系統(tǒng)繞開了無GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)的問題，使用藍(lán)牙、射頻識(shí)別、ZigBee、WIFI等技術(shù)，這些技術(shù)雖然可以提供較高精度的定位，但其不足之處在于只能應(yīng)用在特定的設(shè)備上和特定的環(huán)境中，不僅安裝復(fù)雜、費(fèi)用高，而且應(yīng)用范圍狹隘。如何擴(kuò)大定位系統(tǒng)服務(wù)的應(yīng)用范圍，降低定位系統(tǒng)的部署成本，提高設(shè)備的利用

5、率，使得定位系統(tǒng)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的救援能力得以增強(qiáng)，在現(xiàn)實(shí)中具有非常重要的意義。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于嵌入式系統(tǒng)和GPS模塊等部件設(shè)計(jì)的一款定位信息系統(tǒng)，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和處理并將接收到的定位信息顯示在液晶顯示屏上，通過WIFI實(shí)現(xiàn)對(duì)定位信息數(shù)據(jù)的傳輸，其中WIFI選用ESP8266芯片，在硬件設(shè)計(jì)中，起通信橋梁的作用，通過HTML實(shí)現(xiàn)web網(wǎng)頁在PC機(jī)端的定位信息的管理。</p>&

6、lt;p>　　關(guān)鍵詞：GPS；定位服務(wù)；液晶顯示；WIFI；ESP8266</p><p>　　Design and Implementation of Location Information System Based on GPS</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the rapid

7、development of wireless positioning technology, wireless network, computer, automation and intelligent system makes the GPS in many fields because of its unique advantages and is used in various fields widely, such as la

8、nd and engineering surveying, photogrammetry, crustal movement monitoring, engineering deformation monitoring, and personal rescue, and vehicles, aircraft, ship navigation and so on. Positioning market has been an fast d

9、evelopment. There are some positioning system</p><p>　　The design is based on embedded systems and GPS modules and other components designed a positioning system, The received data is read and processed and

10、the received positioning information is displayed on the liquid crystal display screen, and the transmission of the positioning information data is realized by the WIFI which selects the ESP8266 chip, and design the hard

11、ware, WIFI plays a role in bridge through the web page manage the computer information.</p><p>　　Key words: GPS; Location service; LCD; WIFI; ESP8266</p><p><b>　　目錄</b></p>&l

12、t;p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1本課題設(shè)計(jì)的背景1</p><p>　　1.2 本課題的研究目的與意義1</p><p>　　1.3本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><p>　　2系統(tǒng)定位方案的總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 定位信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

13、3</p><p>　　2.2定位信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.3 定位信息系統(tǒng)的功能4</p><p>　　2.4 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境的選擇5</p><p>　　3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.2主控制模塊

14、6</p><p>　　3.2.1微處理器6</p><p>　　3.2.2 液晶顯示屏7</p><p>　　3.2.3 電源8</p><p>　　3.3 ESP8266芯片9</p><p>　　3.4 GPS模塊9</p><p>　　3.5 串口電路11</p>

15、;<p>　　4系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)13</p><p>　　4.1軟件的整體設(shè)計(jì)流程13</p><p>　　4.3串口通信程序設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.3 GPS數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.4 WIFI數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.4.1 WIFI的

16、串口 AT指令18</p><p>　　4.4.2 WIFI的熱點(diǎn)設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.5 Web服務(wù)網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)20</p><p>　　5系統(tǒng)功能測(cè)試22</p><p>　　5.1系統(tǒng)硬件測(cè)試22</p><p>　　5.1.1 GPS模塊的測(cè)試22</p><p&

17、gt;　　5.1.2 WIFI模塊的測(cè)試25</p><p>　　5.2系統(tǒng)軟件測(cè)試25</p><p>　　5.3系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的功能25</p><p>　　5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析26</p><p><b>　　6 結(jié)束語29</b></p><p><b>　　6.1小結(jié)

18、29</b></p><p><b>　　6.2展望29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　附錄33</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><

19、;p>　　1.1本課題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　GPS定位技術(shù)是目前正在快速發(fā)展中的最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，與此同時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)也在一直不斷更新的狀態(tài)之中，各系列、型號(hào)的GPS接收機(jī)生產(chǎn)廠商研制的處理軟件各自具有各自不同的特色。由于GPS具有全球性、全天候性的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測(cè)速等功能優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域內(nèi)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，GPS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸和建設(shè)工程及航空航天等諸多工程領(lǐng)域

20、之中。中國(guó)作為最大的發(fā)展中國(guó)家，非常注重對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的研發(fā)，不僅引進(jìn)了國(guó)外最先進(jìn)的GPS定位技術(shù)，并且成功創(chuàng)建了自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)也迎來了自己的春天。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與社會(huì)進(jìn)步具有深遠(yuǎn)的意義。目前，GPS技術(shù)在我國(guó)道路橋梁鐵道工程、土地建設(shè)和交通管理中的應(yīng)用雖然已經(jīng)取得了突出成就，但是仍處于初級(jí)階段，有許多深層次的方案有待開發(fā)研究，相信伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛以及對(duì)GPS技術(shù)探討的進(jìn)一步

21、深入，GPS定位技術(shù)與電子map、無線電通信網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理信息系統(tǒng)間的相輔相成，可以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)追蹤和定位信息管理等諸多功能。GPS作為一個(gè)經(jīng)典的定位手段將在各行業(yè)發(fā)揮著更為重要的作用。</p><p>　　1.2 本課題的研究目的與意義</p><p>　　隨著信息化、數(shù)字化及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，定位服務(wù)市場(chǎng)也得到了空前的發(fā)展。目前我國(guó)市場(chǎng)上使用的定位系統(tǒng)主要有全球定位技術(shù)（GPS）

22、和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（BDS），由于現(xiàn)階段我國(guó)的BDS尚且沒有完全建立健全，BDS的覆蓋范圍、定位精度、用戶容量及生存能力等暫且不及GPS定位系統(tǒng)，加上GPS不僅具有全球性、實(shí)時(shí)性、全天候、連續(xù)、高精度的三維導(dǎo)航、定位、定時(shí)等功能特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，而且還具有良好的抗干擾性、保密性、高效率和低成本等優(yōu)點(diǎn)，引起了社會(huì)各個(gè)行業(yè)的普遍關(guān)注，GPS技術(shù)已經(jīng)滲透到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活活動(dòng)的各個(gè)方面，并且發(fā)揮著越來越為重要的作用。</p>

23、<p>　　此次研究課題是應(yīng)用GPS技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)一款定位信息系統(tǒng)，通過LCD及PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)定位系統(tǒng)的信息管理，成為未來優(yōu)化定位信息系統(tǒng)的關(guān)鍵，為定位服務(wù)市場(chǎng)帶來諸多的便利。</p><p>　　1.3本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　本課題的思想是基于STM32單片機(jī)和GPS模塊基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)兩者之間通訊的設(shè)計(jì)，WIFI在系統(tǒng)中起通信的橋梁作用，GPS模塊

24、通過接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)定位信息的獲取，接著GPS模塊對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的讀取和處理，隨后將獲取的數(shù)據(jù)傳送到LCD上。與此同時(shí)，通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)之間的通訊，使用HTML對(duì)web網(wǎng)頁進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而將獲得的GPS數(shù)據(jù)傳至web網(wǎng)頁。</p><p>　　2系統(tǒng)定位方案的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)于定位系統(tǒng)而言，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是GPS模塊的定位數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)傳輸以及

25、在LCD上的動(dòng)態(tài)顯示。因此研究定位技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及WIFI技術(shù)在整個(gè)定位信息系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要意義。</p><p>　　2.1 定位信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)介</p><p>　　定位系統(tǒng)采用了目前最前端的無線導(dǎo)航定位系統(tǒng)，采用了以24顆衛(wèi)星為基礎(chǔ)的衛(wèi)星系統(tǒng)，其中工作衛(wèi)星和備用衛(wèi)星的數(shù)目分別是21顆和3顆以保證地面控制終端能夠在任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)都能夠同時(shí)觀測(cè)到4顆同步衛(wèi)星的運(yùn)作情況，進(jìn)而確

26、保衛(wèi)星可以采集到該觀測(cè)點(diǎn)的定位信息，從而實(shí)現(xiàn)同步衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星定位和衛(wèi)星授時(shí)等功能；系統(tǒng)的導(dǎo)航定位可以不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)、船舶、車輛、導(dǎo)彈以及個(gè)人路線進(jìn)行追蹤而且還可以用來引導(dǎo)其準(zhǔn)確而安全地沿著預(yù)先設(shè)定的路線到達(dá)目的地，目前我國(guó)市場(chǎng)上除了美國(guó)的GPS技術(shù)外，還有我國(guó)自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還沒有完全建立，所以市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的依然是GPS技術(shù)。</p><p>　　2.2定位信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)&

27、lt;/p><p>　　定位信息系統(tǒng)由空間系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和GPS接收機(jī)部分構(gòu)成。也就是在距離地面2萬公里、傾斜角為55度的地球的軌道上分布有一個(gè)由24顆衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中每條軌道上各自分布4顆同步衛(wèi)星，衛(wèi)星沿固定速度運(yùn)作，繞地球運(yùn)行一周正好用時(shí)12小時(shí)，使得地面控制系統(tǒng)在地球上任意一點(diǎn)都能夠同時(shí)接收到7到9顆衛(wèi)星的發(fā)射的定位信號(hào)。另外地面上有1個(gè)主控站和5個(gè)監(jiān)控站，其中主控站地面控制系統(tǒng)的核心，GPS接收機(jī)

28、每6分鐘對(duì)每顆可見衛(wèi)星進(jìn)行一次觀測(cè)，同時(shí)采集數(shù)據(jù)信息并將采集到的數(shù)據(jù)傳送給主控站，同時(shí)主控站還負(fù)責(zé)收集各監(jiān)控站的發(fā)射的數(shù)據(jù)信息并根據(jù)接收的數(shù)據(jù)計(jì)算出每顆衛(wèi)星在任意時(shí)刻的精確位置，并通過3個(gè)注入站將精確的定位數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理后發(fā)送給同步衛(wèi)星，接著衛(wèi)星再將這些數(shù)據(jù)通過無線電波向地面發(fā)射至用戶接收端設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)定位信息的獲??；監(jiān)控站負(fù)責(zé)對(duì)同步衛(wèi)星的監(jiān)視與控制并且對(duì)每顆衛(wèi)星提供實(shí)時(shí)觀測(cè)和向主控站提供精確的觀測(cè)數(shù)據(jù)。定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示

29、意圖如圖2-1所示。 另外，定位系統(tǒng)的各部分功能分布及通信情況如圖2-2所示。</p><p>　　圖 2-1 GPS組成</p><p>　　圖 2-2 GPS三大部分</p><p>　　2.3 定位信息系統(tǒng)的功能</p><p>　　定位裝置通過GPS模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)定位信息的獲取，其中WIFI模塊主要負(fù)責(zé)信息的傳輸，然后通過綜合分析判斷出其

30、位置信息及檢驗(yàn)定位信息的準(zhǔn)確性。GPS衛(wèi)星主要負(fù)責(zé)接收并存儲(chǔ)由地面注入站發(fā)來的導(dǎo)航信息，接收并執(zhí)行地面監(jiān)控站通過注入站發(fā)來的控制指令信號(hào)，使用L波段中波長(zhǎng)為19cm和24cm波段的兩個(gè)無線電載波向用戶發(fā)送定位數(shù)據(jù)，通過原子鐘提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)并且進(jìn)行部分必要的數(shù)據(jù)的處理，在地面監(jiān)控站指令的控制下，通過推進(jìn)器調(diào)整衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)以達(dá)到啟用備用衛(wèi)星的目的。</p><p>　　2.4 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境的選擇</p

31、><p>　　軟件開發(fā)平臺(tái)選擇Keil Software公司出品的keil5軟件開發(fā)系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)選用由萬維網(wǎng)推出的超級(jí)文本標(biāo)記語言HTML。Keil5提供了包含有C編譯器、庫管理系統(tǒng)以及功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等，具有強(qiáng)大的測(cè)試與開發(fā)編寫功能，通過集成開發(fā)環(huán)境將相關(guān)系統(tǒng)開發(fā)方案整合在一起。Keil 5生成的目標(biāo)代碼及匯編代碼的效率高而緊湊，因此更方便開發(fā)者使用，在大型軟件開發(fā)時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。為了對(duì)定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信

32、息進(jìn)行管理，采用超級(jí)文本標(biāo)記語言（HTML） 來建立自己的 Web 網(wǎng)頁站點(diǎn)，HTML 運(yùn)行在瀏覽器上，由瀏覽器來解析，HTML文檔制作不僅相對(duì)簡(jiǎn)易，而且功能也很強(qiáng)大，支持不同類型數(shù)據(jù)格式的文件的嵌入與提取，它在結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性等方面上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。使用HTML創(chuàng)建文本與圖片相結(jié)合的復(fù)雜web頁面，這些頁面可以被網(wǎng)上任何人瀏覽查閱，無論操作者使用的是什么類型的電腦或?yàn)g覽器。另外HTML還定義了許多種類數(shù)據(jù)類型內(nèi)容的元素，例如

33、腳本與樣式表的數(shù)據(jù)以及其它類型的屬性值，包括ID、名稱、數(shù)字、長(zhǎng)度單位、語言、媒體描述符、顏色、字符編碼、日期和時(shí)間等，所有這些對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型都屬于專業(yè)的</p><p>　　圖2-3 Keil uVision5開發(fā)環(huán)境界面</p><p>　　3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)軟件主要包括定位信息系統(tǒng)的各個(gè)硬件模塊的應(yīng)用與介紹，具體介紹了硬件之

34、間的信息傳輸情況及設(shè)計(jì)思路。</p><p>　　3.1系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì)</p><p>　　定位裝置的硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 3-1 所示。定位終端主要有3部分組成，分別為GPS模塊、STM32單片機(jī)、PC機(jī)。通過對(duì)這三部分的設(shè)計(jì)連接，定位終端將實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS定位數(shù)據(jù)的接收與分類處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信息的分析與定向發(fā)送等功能。在本系統(tǒng)中，STM32單片機(jī)主要控制GPS模塊，系統(tǒng)的硬件框圖如圖3

35、-1所示。</p><p>　　圖 3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　3.2主控制模塊</b></p><p>　　主控制模塊是整個(gè)定位操作系統(tǒng)的核心，對(duì)各相關(guān)模塊進(jìn)行初始化、控制和管理。首先對(duì)各模塊進(jìn)行初始化操作。</p><p><b>　　3.2.1微處理器</b></p

36、><p>　　STM32F103單片機(jī)是一款32位的微處理器，由意法半導(dǎo)體（ST）公司于2007年6月正式推出，它的內(nèi)核是目前最新一代嵌入式Cortex-M3處理器(ARM處理器), STM32為實(shí)現(xiàn)MCU的需求不僅提供了低成本的服務(wù)平臺(tái)、縮減了處理器的管腳數(shù)目、降低了整個(gè)系統(tǒng)的功耗，同時(shí)還提供了突出的計(jì)算性能和先進(jìn)的中斷系統(tǒng)響應(yīng)以及提升額外的代碼效率，在8與16位系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間上使ARM的核心性能得以提高。STM3

37、2單片機(jī)的工作頻率為72MHz，它的內(nèi)部不僅置有高速存儲(chǔ)器(高達(dá)128K字節(jié)的閃存和20K字節(jié)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)而且還配有豐富的I/O端口與聯(lián)接到兩條外圍總線的外部設(shè)備，另外STM32F103系列型號(hào)的器件都含有兩個(gè)12位的ADC、三個(gè)通用16位定時(shí)器和一個(gè)PWM定時(shí)器，此外還包含有標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口。由于STM32F103單片機(jī)擁有內(nèi)置的ARM核心，因此它與所有的ARM工具與軟件都具有兼容性，能很好的融合在一起，STM32單片機(jī)

38、的微處理器對(duì)應(yīng)的原理圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖 3-2 STM32微處理器原理圖</p><p>　　3.2.2 液晶顯示屏</p><p>　　液晶顯示器(LCD)由在兩片平行的玻璃與玻璃間的放置液態(tài)晶體組成，它本身不會(huì)發(fā)光，兩片玻璃間分布著許多垂直與水平的細(xì)小的電線，通電后桿狀水晶分子的將隨著通電電流的變化而改變方向，方向改變后將光線折射出來在L

39、CD上產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的畫面。液晶顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)主要有驅(qū)動(dòng)板、電源板、背光板、液晶屏構(gòu)成，其中驅(qū)動(dòng)板主要用來接收和處理從外部發(fā)送進(jìn)來的模擬或數(shù)字信號(hào)，并通過屏線發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)來控制LCD的工作情況；電源板的作用是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娪脕碇С忠壕э@示器的運(yùn)作；背光板主要用于將主板或電源板輸出的直流低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕了韪邏航涣麟?，同時(shí)點(diǎn)亮LCD的背光燈，形成所謂的電源與背光合二為一的顯示面板；液晶屏是液晶顯示器的核心部件，由液晶板與驅(qū)動(dòng)

40、電路構(gòu)成，其中液晶屏是液晶顯示器內(nèi)部最為關(guān)鍵的部件，因其功耗低、體積小、承載信息量大等特點(diǎn)，因而被廣泛用于信息輸出、電視機(jī)，筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)、廣告宣傳等各行各業(yè)中，其中液晶顯示器的性能和價(jià)格對(duì)其應(yīng)用的范圍具有決定性的作用，另外由于STM32單片機(jī)在LCD的顯示面板中相應(yīng)地自帶含有驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)電路，STM32 單片機(jī)通過運(yùn)行驅(qū)動(dòng)芯片來控制液晶屏。本</p><p>　　圖 3-3 LCD液晶屏</p&g

41、t;<p><b>　　3.2.3 電源</b></p><p>　　STM32單片機(jī)的電源電路由電容濾波、三端電壓、電容濾波組成，其中的電容作用都是一樣濾除電路中滋生的鋸齒波，不同電容的電容值所通過的頻率不一樣，所以電路中使用了不同電容值的電容從而使得所有的鋸齒波轉(zhuǎn)為平滑的脈動(dòng)波。供電電路如圖3-4所示。</p><p><b>　　圖 3-

42、4供電電路</b></p><p>　　3.3 ESP8266芯片</p><p>　　ESP8266是一個(gè)完整且自成體系的WIFI網(wǎng)絡(luò)解決方案體系，與單片機(jī)的串口引腳配置連接成功后可以直接進(jìn)行通訊，能夠獨(dú)立地運(yùn)行，搭載軟件應(yīng)用，負(fù)責(zé)從無線網(wǎng)上接入WIFI適配器所承擔(dān)的任務(wù)，或通過別的處理器卸載所有WIFI網(wǎng)絡(luò)的功能，ESP8266作為搭建應(yīng)用時(shí)設(shè)備中唯一的處理器，能夠直接從外

43、接閃存中獨(dú)立啟動(dòng)，內(nèi)置的高速緩沖存儲(chǔ)器有利于提高系統(tǒng)性能并降低內(nèi)存的需求。另外ESP826擁有的強(qiáng)大的片上處理及存儲(chǔ)能力，從而使得芯片能夠通過GPIO口集成傳感器和其他相關(guān)聯(lián)的器件，實(shí)現(xiàn)WIFI技術(shù)在開發(fā)中最小地占用定位系統(tǒng)資源的目的。ESP8266是由天線、開關(guān)、電源管理轉(zhuǎn)換器三大部分構(gòu)成的，所需外部電路極其少，整個(gè)解決方案在設(shè)計(jì)中所占PCB空間降到最低，基本模組電路如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-

44、5 ESP8266模組電路圖</p><p><b>　　3.4 GPS模塊</b></p><p>　　NEO-6M GPS模塊是高性能、低功耗 GPS 定位模塊，該模塊提供經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的獲取及更新服務(wù)等功能。GPS模塊可以通過串口向STM32單片機(jī)系統(tǒng)傳送GPS接收機(jī)接收的定位數(shù)據(jù)。此外GPS模塊操作簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定、器件接口布局設(shè)計(jì)精美,GPS模塊的原理圖如

45、圖3-6所示，其資源模塊描述見表3-1。</p><p>　　圖3-6 GPS模塊原理圖</p><p>　　表 3-1 GPS模塊資源描述表</p><p>　　3.4.2 NMEA-0183協(xié)議數(shù)據(jù)格式</p><p>　　NMEA－0183協(xié)議是NMEA（美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)）為海用電子設(shè)備而制定的標(biāo)準(zhǔn)格式，NMEA－0183協(xié)議在過

46、去海用電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)格式0180和0182的基礎(chǔ)上完善了GPS接收機(jī)輸出的內(nèi)容。目前已經(jīng)形成了GPS 導(dǎo)航設(shè)備統(tǒng)一的 RTCM 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，此外還擴(kuò)展了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的版本，目前除了極少數(shù)早期的GPS接收機(jī)外，幾乎市場(chǎng)上所有的GPS接收機(jī)都采用了NMEA-0183協(xié)議數(shù)據(jù)格式。為了在不同的GPS導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的RTCM標(biāo)準(zhǔn)，GPS接收機(jī)的通用化與互換性的提高使得NMEA-0183協(xié)議數(shù)據(jù)格式得到更為廣泛的應(yīng)用。</p>&

47、lt;p>　　NMEA-0183擁有多種不同的格式，格式輸出的語句選用的是獨(dú)立相關(guān)的ASCⅡ字符碼，它包含了經(jīng)緯度、速度、日期、時(shí)間、航向、以及衛(wèi)星個(gè)數(shù)等數(shù)據(jù)信息。NMEA-0183 協(xié)議定義的語句格式多達(dá)10余種，由于在此次設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用了$GPRMC定位數(shù)據(jù)語句格式，其中交談識(shí)別符設(shè)定為“GP”，語句識(shí)別符設(shè)定為“RMC”，校驗(yàn)和“hh”代表了“$”與“*”之間所有的字符的按位異或值（不包括這兩個(gè)字符），$GPRMC定位數(shù)據(jù)語

48、句結(jié)構(gòu)為：</p><p>　　$GPRMC,<1>,<2>,<2>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>*hh<CR><LF></p><p>　　<1>協(xié)調(diào)世界時(shí)間（UTC），hhmmss（

49、時(shí)分秒）格式</p><p>　　<2> 定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位</p><p>　　<3>緯度 ddmm.mmmm（度分）格式</p><p>　　<4> 緯度半球 N（北半球）或 S（南半球）</p><p>　　<5>經(jīng)度 dddmm.mmmm（度分）格式</p>

50、<p>　　<6> 經(jīng)度半球 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)）</p><p>　　<7> 地面速率（000.0~999.9 節(jié)）</p><p>　　<8> 地面航向（000.0~359.9 度）</p><p>　　<9> UTC日期，ddmmyy（日月年）格式</p><p>　　&

51、lt;10>磁偏角（000.0~180.0 度）</p><p>　　<11>磁偏角方向，E（東）或 W（西）</p><p>　　<12>模式指示（A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數(shù)據(jù)無效）</p><p>　　<13> 校驗(yàn)和。[8]</p><p><b>　　3.5 串口電路&

52、lt;/b></p><p>　　定位系統(tǒng)采用的GPS模塊的核心是NEO-6芯片，它控制著整個(gè)定位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理，GPS接收模塊可以將衛(wèi)星接收的數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議格式輸出，GPS模塊的接收與發(fā)射信號(hào)一般有電源輸入信號(hào)、時(shí)鐘脈沖輸出信號(hào)、RXD、TXD等。GPS模塊和WIFI模塊之間的信息是通過串口進(jìn)行傳輸?shù)模琖IFI模塊的核心芯片為ESP8266，開發(fā)板的串口2和串口3分別和GPS模塊與WIFI模塊的

53、串口相連，通過微處理器對(duì)串口的控制，將GPS模塊接收到的信息傳輸給WIFI模塊，WIFI模塊再將信息發(fā)送終端PC機(jī)上，GPS、WIFI模塊與STM32的連接方式如圖3-7所示。</p><p><b>　　GPS模塊</b></p><p>　　STM32F103ZE</p><p>　　圖3-7 GPS、WIFI模塊與STM32的串口連接&

54、lt;/p><p>　　4系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括定位信息系統(tǒng)的各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)以及 PC 機(jī)上Web頁面顯的示設(shè)計(jì)，定位信息系統(tǒng)的程序主要是進(jìn)行 GPS 數(shù)據(jù)的接收與控制，Web網(wǎng)頁主要是用來實(shí)現(xiàn)對(duì)定位數(shù)據(jù)的管理。</p><p>　　4.1軟件的整體設(shè)計(jì)流程</p><p>　　在系統(tǒng)的終端設(shè)計(jì)中是采

55、用C語言編寫，開發(fā)環(huán)境為keil5，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是STM32通過串口通信接收到WF-NEO-6M GPS模塊的數(shù)據(jù)，并將接收到的實(shí)時(shí)信號(hào)顯示到LCD顯示屏上，再通過WIFI模塊發(fā)送處理后的數(shù)據(jù)，PC機(jī)連接WIFI產(chǎn)生的熱點(diǎn)SSPU-EE，在網(wǎng)頁處輸入IP 地址192.168.123.166打開網(wǎng)頁，在網(wǎng)頁上看到網(wǎng)頁內(nèi)容信息，整體的設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)流向如圖4-1所示。以下是定位系統(tǒng)的主程序。</p><p>　　顯示

56、 USB </p><p>　　圖 4-1 軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　/**</b></p><p>　　* @brief GPS 液晶顯示測(cè)試程序</p><p>　　* @param 無 </p><p>　　* @retval 無</p>

57、;<p><b>　　*/</b></p><p>　　int main(void)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　nmeaINFO info; //GPS解碼后得到的信息</p><p>　　nmeaPARSER parser;

58、 //解碼時(shí)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) </p><p>　　uint8_t new_parse=0; //是否有新的解碼數(shù)據(jù)標(biāo)志 </p><p>　　char strPage[1024];</p><p>　　u32 slen=0;</p><p>　　LED_GPIO_Config();</p><p>　

59、　USART1_Config();</p><p>　　SysTick_Init();</p><p>　　/*CRC和emWin沒有關(guān)系，只是他們?yōu)榱藥斓谋Ｗo(hù)而做的，這樣STemWin的庫只能用在ST的芯片上面，別的芯片是無法使用的。 */</p><p>　　RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_CRC,ENABLE);<

60、/p><p>　　GUI_Init();</p><p>　　GPS_Config();</p><p>　　WiFi_Init(); //初始化WiFi模塊使用的接口和外設(shè) </p><p>　　nmeaDecodeInit(); //GPS解碼初始化</p><p>　　/* 初始化GP

61、S數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) */</p><p>　　nmea_zero_INFO(&info);</p><p>　　nmea_parser_init(&parser);</p><p>　　sprintf(strPage,HTTP_Page,latitude,longitude,Altitude,speed); //發(fā)送內(nèi)容為latitude,lo

62、ngitude值</p><p>　　slen=strlen(strPage); </p><p>　　4.2顯示屏程序設(shè)計(jì)</p><p>　　定位信息系統(tǒng)的顯示部分在設(shè)計(jì)時(shí)，選用的是ILI9341型芯片控制液晶屏的顯示，將目標(biāo)信息在LCD上顯示，從而實(shí)現(xiàn)定位信息獲取的關(guān)鍵，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是STM32單片機(jī)串口、LCD模塊初始化、GPS模塊初始化后，GPS獲取

63、有效的數(shù)據(jù)，而STM32單片機(jī)通過串口通信接收有效的GPS數(shù)據(jù)，這里選用的是串口 2，GPS接收機(jī)接收并保存數(shù)據(jù)后將定位信息傳送給STM32單片機(jī)并在LCD上顯示?？紤]到調(diào)試及移植，對(duì)顯示屏程序的設(shè)計(jì)使用模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行展開，其中LCD顯示設(shè)計(jì)涉及到的主要模塊有串口初始化模塊、液晶模塊初始化模塊、GPS接收模塊，具體的主程序流程如圖4-2所示。</p><p><b>　　否</b></

64、p><p><b>　　是</b></p><p>　　圖 4-2 主程序流程</p><p>　　4.3串口通信程序設(shè)計(jì)</p><p>　　STM32單片機(jī)有兩個(gè)獨(dú)立的串口UART2和UART3，兩個(gè)串口分別與GPS模塊的RXD、TXD和WIFI模塊的URXD、UTXD相連，STM32單片機(jī)對(duì)GPS模塊與WIFI模塊的控

65、制都是通過UART2和UART3來實(shí)現(xiàn)的，UART2和UART3通訊程序的主要功能就是對(duì)串口進(jìn)行初始化、負(fù)責(zé)UART2和UART3的數(shù)據(jù)讀取和寫入。當(dāng)串口2初始化結(jié)束以后，UART2和UART3讀取或?qū)懭氪鎯?chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)却邮站彺鎱^(qū)為空時(shí)，USART2和UART3就可以分別接收GPS數(shù)據(jù)和WIFI數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)却l(fā)送的緩存區(qū)的數(shù)據(jù)為空時(shí)，接收到的GPS數(shù)據(jù)和WIFI數(shù)據(jù)就可以分別寫入U(xiǎn)SART2和UART3，否則的話，GPS 數(shù)據(jù)和WI

66、FI數(shù)據(jù)既進(jìn)不來也出不去，USART2和UART3只有一直等待下去，直到等待接收緩存區(qū)的數(shù)據(jù)為空或等待發(fā)送緩存區(qū)的數(shù)據(jù)為空。綜上所述，系統(tǒng)的串口通信模塊可以相應(yīng)地分為三個(gè)模塊：一是串口初始化模塊，二是串口讀取模塊，三是串口寫入模塊，串口通信模塊如圖 4-3所示。</p><p>　　圖 4-3串口通信模塊</p><p>　　4.3 GPS數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)</p><p

67、>　　GPS模塊用來讀取接收GPS接收器傳來的數(shù)據(jù)，它的作用是從串口讀取GPS信號(hào)信息，判斷是否檢測(cè)定位到GPS信號(hào)，進(jìn)而獲得GPS的位置、速度、時(shí)間數(shù)據(jù)等信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，加載GPS數(shù)據(jù)信息，軟件配置功能模塊主要包括以下幾個(gè)子模塊：設(shè)置串口的波特率、設(shè)置模塊的定位模式及啟動(dòng)模式切換，獲取模塊的天線狀態(tài)等子模塊，GPS任務(wù)流程如圖4-4所示。GPS模塊的程序設(shè)計(jì)見while循環(huán)語句。</p><p>

68、<b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p>　　圖4-4 GPS模塊執(zhí)行任務(wù)圖</p><p><b>　　while(1){</b></p><p>　　if(flag1ms==1){</p><p>　　flag1

69、ms=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flag10ms==1){</p><p>　　flag10ms=0; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flag100ms==1){</p>&

70、lt;p>　　flag100ms=0;</p><p>　　if(GPS_HalfTransferEnd){ </p><p>　　/* 接收到GPS_RBUFF_SIZE一半的數(shù)據(jù) */</p><p>　　/* 進(jìn)行nmea格式解碼 */</p><p>　　nmea_parse(&parser,(const

71、char*)&gps_rbuff[0],HALF_GPS_RBUFF_SIZE,&info);</p><p>　　GPS_HalfTransferEnd = 0; //清空標(biāo)志位</p><p>　　new_parse = 1; //設(shè)置解碼消息標(biāo)志 </p><p><b>　　}</b>&l

72、t;/p><p>　　else if(GPS_TransferEnd){ /* 接收到另一半數(shù)據(jù) */</p><p>　　nmea_parse(&parser,(const char*)&gps_rbuff[HALF_GPS_RBUFF_SIZE],HALF_GPS_RBUFF_SIZE,&info);</p><p>　　GPS_

73、TransferEnd = 0;</p><p>　　new_parse =1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else{</b></p><p>　　new_parse =0;</p><p><b>　　}</b>

74、;</p><p>　　if(new_parse){ //有新的解碼消息 </p><p>　　/* 串口輸出解碼得到的信息 */</p><p>　　printGpsInfo(&info);</p><p>　　/* 液晶輸出顯示 */</p><p>　　disp

75、layGpsInfo(&info); </p><p>　　new_parse = 0; //清解碼消息標(biāo)志 </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</

76、b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.4 WIFI數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 WIFI的串口 AT指令</p><p>　　ESP8266模塊選用“AT+指令協(xié)議”作為用戶的控制協(xié)議。AT+指令協(xié)議采用的是一套基于ASCII 的命令行格式的指令集，這里“AT+指

77、令協(xié)議”采用的是“命令+響應(yīng)”的形式，絕大部分的指令需要接收方處理相應(yīng)的指令后再返回響應(yīng)消息指令，如果在執(zhí)行前一個(gè)命令處理過程中再次接收到新的在執(zhí)行任務(wù)的指令，則將其舍棄而不再返回任何消息指令，以下是對(duì)其語法格式和處理流程進(jìn)行描述, AT指令見表4-1。[8] ，以下是相關(guān)程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　void WifiGpioConfig(void);</p><p>　　void W

78、iFi_Init(void);</p><p>　　void ESP8266_Choose( FunctionalState enumChoose );</p><p>　　void ESP8266_Rst( void );</p><p>　　void ESP8266_AT_Test( void );</p><p>　　bool ESP8

79、266_Cmd( char * cmd, char * reply1, char * reply2, u32 waittime );</p><p>　　bool ESP8266_Net_Mode_Choose( ENUM_Net_ModeTypeDef enumMode );</p><p>　　bool ESP8266_JoinAP( char * pSSID, char * pPas

80、sWord );</p><p>　　bool ESP8266_BuildAP( char * pSSID, char * pPassWord, char * enunPsdMode );</p><p>　　bool ESP8266_Enable_MultipleId( FunctionalState enumEnUnvarnishTx );</p><p>　　

81、bool ESP8266_Link_Server(ENUM_NetPro_TypeDef enumE,char* ip,char* ComNum,ENUM_ID_NO_TypeDef id);</p><p>　　bool ESP8266_StartOrShutServer(FunctionalState enumMode, char* pPortNum, char* pTimeOver);</p>

82、<p>　　bool ESP8266_SendString(FunctionalState enumEnUnvarnishTx,char* pStr,u32 ulStrLength,ENUM_ID_NO_TypeDef ucId);</p><p>　　char* ESP8266_ReceiveString( FunctionalState enumEnUnvarnishTx );</p>

83、<p>　　void ESP8266_STA_TCP_Client( void );</p><p>　　void ESP8266_StaTcpClient_ApTcpServer( void );</p><p>　　uint8_t ESP8266_CIPAP(char* pApIp);</p><p>　　表4-1 WIFI 功能 AT 指令一覽表

84、</p><p>　　4.4.2 WIFI的熱點(diǎn)設(shè)計(jì)</p><p>　　WIFI熱點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)選擇ESP8266工作模式為AP，開啟Server后，端口號(hào)為80080，WIFI模塊與STM32單片機(jī)之間通過USART3實(shí)現(xiàn)通信，WIFI設(shè)計(jì)的部分程序見附錄1-2。程序加載成功后，可以看到形成的WIFI網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)“SSPU-EE”，如圖4-5所示。下面是WIFI熱點(diǎn)程序設(shè)計(jì)。</p>

85、<p>　　/***************用戶需要設(shè)置的參數(shù)*****************/</p><p>　　#define BulitApSsid "SSPU_EE" //要建立的熱點(diǎn)的名稱</p><p>　　#define BulitApEcn "0"

86、 //要建立的熱點(diǎn)的加密方式</p><p>　　#define BulitApPwd "123456789" //要建立的熱點(diǎn)的密鑰</p><p>　　#define TcpServerIP "192.168.123.166" //服務(wù)器開啟的IP地址</p>&l

87、t;p>　　#define TcpServerPort "80" //服務(wù)器開啟的端口</p><p>　　#define TcpServerOverTime "1800" //服務(wù)器超時(shí)時(shí)間（單位：秒）</p><p>　　圖4-5 SSPU-EE熱點(diǎn)</p>

88、<p>　　4.5 Web服務(wù)網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　應(yīng)用超文本標(biāo)記語言HTML對(duì)Web網(wǎng)頁進(jìn)行設(shè)計(jì)，超文本傳輸協(xié)議規(guī)定了瀏覽器在運(yùn)行HTML文檔時(shí)所遵循的規(guī)則和運(yùn)行的操作，在軟件部分通過HTML編寫HTTP協(xié)議控制運(yùn)行的網(wǎng)頁，Web網(wǎng)頁內(nèi)調(diào)用外部控制的變量，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的傳輸，下面是web網(wǎng)頁的程序設(shè)計(jì)。</p><p>　　void Web_Send(vo

89、id)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(ESP8266_Cmd ( "AT+CIPSTATUS", "+CIPSTATUS:0", 0, 500 )){</p><p>　　sprintf ( cStrInput, "HTTP/1.1 200 OK\r\nCon

90、nection:close\r\nContent-Type:text/html;charset=utf-8\r\nContent-Length: 240\r\n\r\n\</p><p>　　<!DOCTYPE html>\</p><p>　　<html lang=\"zh-CN\">\</p><p>　　<he

91、ad><meta charset=\"UTF-8\"><title>Document</title></head>\</p><p><b>　　<body>\</b></p><p>　　<h2>system</h2>\</p><p&g

92、t;　　<p>latitude: %d lx</p>\</p><p>　　<p>longitude: %d %%</p>\</p><p>　　<p>Altitude: %d Km</p>\</p><p>　　<p>speed : %d %%</p>\</p&g

93、t;<p><b>　　</body>\</b></p><p>　　</html>",latitude,longitude,Altitude,speed );</p><p>　　ul = strlen ( cStrInput );</p><p>　　ESP8266_SendString (

94、DISABLE, cStrInput, ul, Multiple_ID_0 );</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　5系統(tǒng)功能測(cè)試</b></p><p>　　系統(tǒng)測(cè)試是整個(gè)定位信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中不可或缺的步驟，通過反復(fù)的系統(tǒng)測(cè)試不僅能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的許多問題，而且還可

95、以及時(shí)修改對(duì)應(yīng)的問題以及及時(shí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終達(dá)到預(yù)期目標(biāo)要求。</p><p><b>　　5.1系統(tǒng)硬件測(cè)試</b></p><p>　　5.1.1 GPS模塊的測(cè)試</p><p>　　定位信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)物圖如圖5-1所示：</p><p>　　圖 5-1 定位信息系統(tǒng)的實(shí)物 </p><p>

96、;　　使用多功能調(diào)試助手可方便地測(cè)試 NEO-6M模塊是否正常，測(cè)試步驟如下：</p><p>　　（1）確保開發(fā)環(huán)境正常，檢查是否正常安裝好 u-blox 8.1 GPS Receiver 驅(qū)動(dòng)，使用 USB線連接電腦與NEO-6M模塊，GPS模塊正常工作時(shí)，模塊上的紅色時(shí)間脈沖指示燈亮，在調(diào)試助手軟件上打開NEO-6M對(duì)應(yīng)的串口，它的數(shù)據(jù)輸出窗口會(huì)輸出 GPS 的原始數(shù)據(jù)，即GPS模塊沒有接收信號(hào)時(shí)所顯示的數(shù)

97、據(jù)，在信號(hào)良好的情況下，使用 GPS 日志文件檢驗(yàn)多功能調(diào)試助手是否正常運(yùn)行,解碼GPS日志文件時(shí)打開gpslog文件，它的數(shù)據(jù)輸出窗口會(huì)輸出 GPS 的原始數(shù)據(jù)，串口調(diào)試助手處的GPS定位功能顯示的解碼信息得原始數(shù)據(jù)如圖5-1所示。</p><p>　　圖 5-2 測(cè)試輸出原始數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）使用串口調(diào)試助手對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行多次調(diào)試，調(diào)試前可以相應(yīng)地設(shè)置好波特率、校驗(yàn)位、數(shù)

98、據(jù)位、停止位，在GPS信號(hào)良好的情況下，程序加載后，串口調(diào)試助手會(huì)顯示準(zhǔn)確的定位信息，如時(shí)間、經(jīng)緯度、正在使用的衛(wèi)星個(gè)數(shù)、可見衛(wèi)星個(gè)數(shù)、速度、航向的具體數(shù)據(jù)信息，及時(shí)反映了目標(biāo)所在的簡(jiǎn)單的地理環(huán)境，具體的數(shù)據(jù)信息如圖5-3所示；關(guān)閉串口調(diào)試功能處的串口后，切換到GPS定位功能處的串口后，在此處依然可以顯示GPS獲取定位信息，如圖5-4所示。</p><p>　　圖 5-3 GPS模塊串口調(diào)試信息</p>

99、;<p>　　圖 5-4 GPS模塊串口調(diào)試信息</p><p>　　5.1.2 WIFI模塊的測(cè)試</p><p>　　使用串口調(diào)試助手對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行多次調(diào)試，調(diào)試前可以相應(yīng)地設(shè)置好波特率、校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、停止位，串口調(diào)試助手能以ASCII碼或十六進(jìn)制接收或發(fā)送數(shù)據(jù)或字符，任意設(shè)置自動(dòng)發(fā)送周期，打開或關(guān)閉串口后觀察串口輸出的信息情況以檢測(cè)硬件器件的配置及工作情況，串口調(diào)試過

100、程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖5-5所示。</p><p>　　圖 5-5 WIFI模塊串口調(diào)試信息</p><p><b>　　5.2系統(tǒng)軟件測(cè)試</b></p><p>　　在完成了整個(gè)硬件系統(tǒng)的配置后，在電腦上通過 Keil5軟件進(jìn)行軟件的編寫與測(cè)試，然后通過下載工具把生成的 HEX 文件分別加載到PC機(jī)和STM32MINI開發(fā)板中，最后進(jìn)行定位信息

101、系統(tǒng)的整體調(diào)試。</p><p>　　將STM32開發(fā)板供電(DC5V)，插上 JLINK，插上串口線(兩頭都是母的交叉線)，接上液晶屏，將編譯好的程序下載到開發(fā)板。 </p><p>　　在軟件測(cè)試的過程中，搭建好開發(fā)環(huán)境后，主要包括安裝JLINK驅(qū)動(dòng)、編譯程序、下載程序，其中需要反復(fù)執(zhí)行的有編譯、加載程序等，達(dá)到軟件測(cè)試的目的，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求。</p><p>

102、;　　5.3系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　（1）GPS模塊獲取定位信息 </p><p>　?。?）在液晶顯示屏上顯示定位信息；</p><p>　?。?）STM32通過WIFI網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)間的通信；</p><p>　　（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)web網(wǎng)頁設(shè)計(jì)。</p><p>　　5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析&

103、lt;/p><p>　　系統(tǒng)硬件分為GPS 接收終端和PC機(jī)顯示終端。GPS 接收終端具有獲取經(jīng)緯度、時(shí)間等信息的功能。通過將軟件程序加載STM32MINI開發(fā)板后，程序加載成功后，GPS模塊接收定位信號(hào)，通過串口2將數(shù)據(jù)傳送STM32單片機(jī)并將其顯示在液晶顯示屏上，從而達(dá)到定位信息獲取的目的。PC機(jī)顯示終端是接收信息，并對(duì)接收的信息進(jìn)行控制與管理。GPS模塊接收到數(shù)據(jù)后，在LCD上顯示的地理信息如圖5-6所示，本次

104、測(cè)試時(shí)選擇的測(cè)試地點(diǎn)是在上海第二工業(yè)大學(xué)圖文信息中心南側(cè)，首先測(cè)試STM32MINI開發(fā)板液晶顯示屏是否能夠正確顯示獲取的GPS信息文件，程序加載成功后在液晶顯示屏上顯示的地理信息為東經(jīng)121度38分76秒，緯度為北緯31度15分84秒，高度為7.9米，使用的衛(wèi)星數(shù)為9個(gè)，可以觀看得到的衛(wèi)星個(gè)數(shù)為11個(gè)，速度為0.096千米每小時(shí)，航跡角為0度，在STM32的顯示屏上的定位信息獲得后，多次測(cè)量的結(jié)果范圍都是在這次的測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行上下的微

105、小波動(dòng)，如圖5-7所示，圖5-6與圖5-7的測(cè)量結(jié)果相差不大，可以定位信息系統(tǒng)整體上是比較穩(wěn)定的，通過圖5-8可以看出，無論使用Google地圖、百度地圖，還是其他</p><p>　　圖5-6實(shí)際測(cè)試結(jié)果1</p><p>　　圖5-7實(shí)際測(cè)試結(jié)果2</p><p>　　圖5-8實(shí)際地理位置</p><p><b>　　6 結(jié)束語

106、</b></p><p><b>　　6.1小結(jié)</b></p><p>　　隨著GPS應(yīng)用市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，裝有GPS接收機(jī)的終端設(shè)備將遍及到人類生活的方方面面，發(fā)揮越來越為重要的作用，導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的興起勢(shì)必也將大大的推進(jìn)GPS在定位領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。GPS已經(jīng)在航空、汽車導(dǎo)航、物流等各個(gè)領(lǐng)域中顯示了它的重要作用，為人類的發(fā)展做出了不可估量的貢獻(xiàn)。</p&

107、gt;<p>　　本課題主要的研究設(shè)計(jì)工作和成果總結(jié)如下：</p><p>　　完成了硬件的配置及軟件的設(shè)計(jì)，成功地接收了GPS信號(hào)并在液晶顯示屏上顯示實(shí)時(shí)地理位置信息。</p><p>　　完成了web網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、WIFI網(wǎng)絡(luò)的串口設(shè)計(jì)、LED燈的相關(guān)提示信息的設(shè)置，可以在連接創(chuàng)建的AP熱點(diǎn)后打開web網(wǎng)頁顯示定位系統(tǒng)的信息。</p><p>　　通過

108、實(shí)際動(dòng)手操作，將理論與實(shí)踐結(jié)合，進(jìn)一步理解了GPS信號(hào)接收的原理，加強(qiáng)了對(duì)嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，明白了嵌入式系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p><b>　　6.2展望</b></p><p>　　目前衛(wèi)星定位技術(shù)已從傳統(tǒng)的單一的衛(wèi)星導(dǎo)航和授時(shí)應(yīng)用型系統(tǒng)轉(zhuǎn)向定位導(dǎo)航、移動(dòng)通信、圖像數(shù)據(jù)、IT技術(shù)等全方位相結(jié)合的綜合導(dǎo)航系統(tǒng)，同時(shí)為用戶提供移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控、車輛安全管理

109、、貨物全程追蹤、信息咨詢等全方位的服務(wù)體系，伴隨著定位系統(tǒng)的日益完善，我國(guó)在定位系統(tǒng)的綜合應(yīng)用方面在總體上呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)，而且隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高，這一趨勢(shì)將逐步增強(qiáng)。</p><p>　　由于時(shí)間緊迫以及自己知識(shí)面有限等因素的限制，定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尚且不完善，還存在諸多不足之處，如在程序設(shè)計(jì)上比較死板，不能夠?qū)Τ绦虻木帉懶攀帜閬?，并沒有完全實(shí)現(xiàn)GPS的所有功能，課題仍需要再作進(jìn)一步研究和探索：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本功能

110、已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但是由于中斷設(shè)置沒有配置完善，WIFI串口數(shù)據(jù)傳輸選用串口3，WIFI在單獨(dú)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)是可以獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)的，但是GPS數(shù)據(jù)接收的信號(hào)仍然傳送不到web網(wǎng)頁，這在一定程度上造成當(dāng)前系統(tǒng)存在一定缺陷。另外關(guān)于定位信息系統(tǒng)，還可以進(jìn)一步通過中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS接收信號(hào)的控制，可以通過WIFI實(shí)現(xiàn)信號(hào)的無線傳輸，比如通過WIFI網(wǎng)絡(luò)將GPS信號(hào)傳送到手機(jī)客戶端或PC機(jī)接收端，以進(jìn)一步利用和擴(kuò)散接收到的定位信息，相信該應(yīng)用將會(huì)伴著

111、互聯(lián)網(wǎng)與通信技術(shù)的發(fā)展在未來發(fā)揮越來越重要的作用，能夠在相關(guān)的增值業(yè)務(wù)中獲取一定經(jīng)濟(jì)利益。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在**老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此我向他表達(dá)我真誠(chéng)的謝意。**老師在我寫論文的過程中給予了我很大的幫助，在論文選題之時(shí)，**老師鼓勵(lì)我要選擇自己真正感興趣的東西，要多搜集資料和多看代碼，幫助我開拓自己

112、的思路，在論文開題之時(shí)，**老師幫助我構(gòu)思文章的結(jié)構(gòu)與布局。在提交論文初稿時(shí)，**老師不辭勞累的幫助我修改錯(cuò)誤并給出適當(dāng)?shù)慕ㄗh。再次衷心地感謝**老師的幫助和指導(dǎo)，同時(shí)也要感謝在大學(xué)期間的任課老師們，是他們的細(xì)心教導(dǎo)，才讓我學(xué)習(xí)到了這么多的知識(shí)。他們對(duì)我的深深影響不僅僅只是在學(xué)業(yè)上，更重要的是對(duì)我思考問題的方式與解決問題的方式的影響，他們讓我懂得大學(xué)期間學(xué)習(xí)到的知識(shí)遠(yuǎn)不及大學(xué)期間學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力的培養(yǎng)重要。另外我還要感謝幫助過我

113、的同學(xué)們，感謝他們的陪伴，是他們?cè)谖易罾щy的時(shí)候給予了我極大的幫助，幫我解決了難題，在我遇到困難時(shí)給予我精神上的鼓勵(lì)與靈魂上的支持，在這大學(xué)四年之中他們給了我太多難忘而美好的回憶，時(shí)時(shí)間如白駒過隙，而往事卻歷歷在目。在此，我要向我的同學(xué)們說聲感謝！我很感謝能讓我認(rèn)識(shí)他們，希望以后還能有機(jī)會(huì)在一起相聚，一起回憶過去的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>