基于单片机的GPS定位显示系统
基于单片机gps全球定位呼救系统本科学位论文
基于单片机GPS全球定位呼救系统摘要：本作品采用51单片机为主控芯片，设计并实现了自动求救系统。
给出了系统组成结构框图、主要的硬件电路和软件设计，并采用LCD12864液晶显示。
实践证明,该系统能达到自动求救功能。
关键词：单片机，自动求救，GSM模块，GPS模块，LCD显示。
引言随着科技的发展，移动技术的不断成熟，定位导航应用开辟了一个重要的新兴市场。
无论是用于航海导航还是用于搜救系统，都大大地缩短了确定位置的时间。
本设计利用GPS系统获取发生事故的位置，通过GSM网络将位置数据发送给求救对象，由于短消息业务是按发送的短信条数收费，只要短消息每次限制在140个字节即可，这个数据长度足够传送GPS定位信息。
可以以廉价的方式明确事故发生的地点。
本系统采用广泛使用且便宜的STC89C52单片机、SIRF 第三代GPS接收模块和GSM模块TC35i设计。
一、系统方案1.1 功能分析硬件系统中主要由主控制器、液晶显示模块、GPS模块和GSM 模块等组成。
使用GPS模块我们可以定位到具体的位置，然后通过GSM模块把定位到的经纬度发送到指定的手机上。
该系统可以应用于多种场合，比如航海路径导航，假设某轮渡发生碰撞等事故或者迷路，碰撞时该系统就会自动把准确的位置发送出去（包括经度和纬度），接收方就可以通过该经纬度通过导航在最短的时间到达事故地点进行救援；也可以应用于我们的日常家庭汽车中，在我们外出迷路时，我们只要按一下开关就可以把我们所处的具体位置发送出去，这样就很容易得到救助。
1.2 硬件框图图1 系统硬件框图1.3硬件介绍1.3.1 GPS模块1.卫星轨迹全球有24颗GPS卫星沿6条轨道绕地球运行(每4个一组)，GPS接收模块就是靠接收这些卫星来进行定位的。
但一般在地球的同一边不会超过12颗卫星，所以一般选择可以跟踪12颗卫星以下的器件就可以了。
当然，所能跟踪的卫星数越多，性能越好。
大多数GPS接收器可以追踪8～12颗卫星。
基于AT89S52单片机的GPS接收与显示的实现
图 １ 实 现 的 硬 件 电 路 框 图
４ Ａ意 思 为 ＵＴＣ 间为 ｌ Ｎ ３ 分 ５ 秒 ， 置 时 ２ ５ ６ 位 在 北 纬 ５ 度 １ ５ ５ 分 ， 经 １ ２ ７ ２ ５ ６ ．６６ 东 度 ．２ ７ ３ 分 ， 通 ＧＰＳ 位 方 式 ， 收 到 ３ 卫 星 ， 普 定 接 颗 水 平 经 度为 １ ． Ｉ ， 线 离海 平 面 高 度 为５ ． ６ ８ｌ 天 ｌ ８ ６ 所 在地 离 地 平 面高 度 为 １ ． ｍ， 验和 ｍ， ２６ 校 为４ ＡＨ。 ２ ２转 换 模 块 ． Ｇ Ｓ Ｐ 接收 模 块 输 出为 串行 ＡＳ Ｉ码 ， Ｃ Ｉ 通 过 ８ ８ 串并 转 换 ， 出 给 单 片机 处 理 。 ２５ 输 ２ ３单 片 机 模块 ． 单 片 机 模 块 采 用 ＡＴ８ Ｓ５ 单 片 机 。 ９ ２ ＡＴ ９ ５ 是 一种 低功 耗 、 ８Ｓ ２ 高性 能Ｃ ＭＯ 位 Ｓ８ 微控 制 器 ， 有 ８ 在 系 统可 编 程Ｆ ａ ｈ 储 具 Ｋ ｌｓ 存 器 。 用 Ａｔ ｌ 司高密 度非 失 性存 储 器技 使 ｍｅ公 术制 造 ， 与工 业 ８ ｃ １ 品 指令 和 引脚 完 全 ０ ５产 兼 容 。 上 Ｆ ａ ｈ允许 程 序 存储 器在 系统 编 片 ｌｓ 程 ， 适于常规编程 器。 也 比早 期单 片 机 ， 具 有 更 优 越 的 存 储 器 及 支 持 在 线 编 程 ， 也 这 是 首选 这 块 单 片 机 的 原 因 。 ２ ４Ｌ Ｄ 出显 示模 块 ． Ｃ输 本 文 采 用 点 阵 型 ＬｃＤ液 晶 显 示 器 Ｃ Ｍ－１ ２ ２ 该 显示 器具 有 １ ２ ３ 点阵 ， Ｇ ２３ ． ２ ．２ 不 仅 可 以 显示 数字 ， 可 以 显示 中 文 、 文 甚 还 英 至 图片 ， 耗 仅为 ５ ２． Ｍａ ２． ｍＷ 。 等 功 Ｖ． ５ ＝１ ５
基于单片机的GPS设计
基于单片机的GPS设计随着科技的快速发展，单片机已经成为现代电子技术中不可或缺的一部分。
为了更好地了解单片机的发展和应用，我们需要研究相关的外文文献，对于非母语读者来说，中文翻译也是必不可少的。
本文将介绍一些重要的单片机的外文文献和对应的中文翻译。
"Microcontroller Fundamentals" by John M. Hughes. This book provides a comprehensive introduction to microcontrollers, including their history, architecture, programming, and applications. It is an excellent resource for anyone who wants to learn about microcontrollers."Embedded Systems: A Perspective on MCU and SoC" by Yatin Chaudhary. This book provides an overview of embedded systems, including a detailed discussion on microcontrollers and system-on-chip (SoC) technology. It is a valuable resource for engineers and researchers in the field of embedded systems. "8051 Microcontroller: Architecture, Programming, and Applications" by K.K. Ray and M.K. Dash. This book provides a comprehensive guide to the 8051 microcontroller, including itsarchitecture, programming, and applications. It is an essential resource for students and professionals who want to learn about the 8051 microcontroller.《单片机基础》——李晓明译。
基于单片机的GPS定位系统设计
基于单片机的GPS定位系统设计摘要：GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息数字化时代发展中的重要组成部分。
因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为迄今为止最好的定位导航系统。
本次设计以单片机为核心，通过GPS接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口。
单片机执行串口中断，提取所需要的数据并进行处理，最后将处理的数据通过液晶屏显示，成功实现定位。
本系统由52单片机、GPS模块M-87、12864液晶屏等硬件组成，应用C语言编程，完成了GPS信息的提取、处理和显示。
系统可以显示当地经度、纬度、时间、高度等信息，是一台体积小巧、携带方便、可以独立使用的全天候实时的定位导航设备。
关键词：单片机；GPS接收模块；12864液晶屏；串行通信总体方案的设计：本次设计以单片机（STC89C52）为核心，首选通过GPS（M-87）接收模块接收GPS卫星信号，然后将数据发送到单片机的串口，单片机执行串口中断，提取所需要的数据并处理，最后将处理后的数据通过液晶显示屏（LCD12864）显示。
该GPS定位系统硬件电路主要由以下几个部分组成：(1) 控制部分：以STC89C52单片机为核心的小型控制系统；（2）接收部分：以GPS（M-87）接收模块为核心的GPS接收机；（3）显示部分：由LCD12864构成的液晶显示电路；（4）电源部分: 由三节1.5V干电池串连而成的电源进行供电。
该GPS定位系统软件部分主要由以下几个部分组成：（1）串口初始化程序：对TMOD、TH1、TL1、REN、RI、TI等进行赋初值；（2）液晶初始化程序：令PSB=1使LCD为并口方式及LCD开、关标设定等；（3）数据接收与处理程序：编写数据提取与处理程序，实时接收与处理数据。
（4）延时程序：编写延时函数，延时函数可以控制液晶屏内容的显示时长；由此可知：GPS接收模块将接收到的GPS卫星导航电文调制解码，转换为标准格式后，通过串行口将数据送给单片机，当单片机执行串口中断收到GPS接收模块发来的数据，经过片内程序的识别筛选，将筛选出来的数据进行处理后送到显示模块，最后通过液晶显示屏按照要求显示。
基于STM32单片机的智慧防丢失系统设计与实现
基于STM32单片机的智慧防丢失系统设计与实现智慧防丢失系统是一种具有定位、监控和报警功能的智能设备，能够帮助用户实时监测和管理物品的位置，避免意外丢失。
本文将介绍基于STM32单片机的智慧防丢失系统的设计与实现。
一、系统设计1.功能设计智慧防丢失系统主要包括定位、监控和报警三大功能。
定位功能：通过GPS定位模块实时获取物品的位置信息，并将其传输到用户手机或电脑端。
监控功能：系统能够监测物品的移动状态，一旦物品超出设定的范围或者发生异常情况，系统会自动发送报警信息。
报警功能：当物品发生丢失或被盗时，系统可以通过声音、光线或者手机端推送报警信息，提醒用户及时处理。
2.硬件设计硬件部分主要包括主控模块、GPS定位模块、无线通讯模块和电源管理模块。
主控模块采用STM32单片机，具有较强的计算和处理能力，能够实现系统的各项功能。
GPS定位模块通过接收卫星信号获取物品的位置信息，并通过串口与主控模块进行数据传输。
无线通讯模块采用蓝牙或者WiFi模块，用于与手机或电脑端进行数据交互。
电源管理模块用于为系统提供稳定的电源供应，并实时监测电池电量，防止电量不足影响系统正常工作。
3.软件设计软件部分主要包括嵌入式系统程序和手机端APP程序。
嵌入式系统程序主要负责控制各个硬件模块的工作，实现定位、监控和报警等功能。
手机端APP程序通过蓝牙或WiFi与系统进行连接，能够实时接收物品的位置信息、监控状态和报警信息，并对系统进行设置和管理。
二、系统实现2.GPS定位模块GPS定位模块通过接收卫星信号获取物品的位置信息，并将其通过串口传输给主控模块。
GPS定位模块采用高灵敏度的GPS芯片，能够实现室内外的定位功能，并具有较低的功耗和较高的定位精度。
3.无线通讯模块无线通讯模块采用蓝牙或者WiFi模块，通过与手机端APP进行连接，实现数据的双向传输。
无线通讯模块能够实时接收手机端发送的指令和设置，并将物品的位置信息、监控状态和报警信息发送至手机端，实现实时监控和管理。
基于单片机的GPS定位系统设计【范本模板】
基于单片机的GPS定位系统设计摘要GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写.该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。
它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信息.其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。
现在，GPS接收机作为一种先进的导航和定位仪器，已在军事及民用领域得到广泛的应用。
本设计是基于AT89C51单片机来实现的简易GPS定位信息显示系统。
本控制系统主要完成接受数据、时间显示、经度显示、纬度显示等常规功能.此方案基于单片机、GPS模块和12864液晶显示屏等硬件，并应用C语言实现了GPS信号的提取、显示及基本的键盘控制操作等。
经过实践测试，这种接收机可以达到基本GPS信息的接收以及显示，可以做到体积小、精度高、连续导航，并可广泛应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。
关键词：GPS定位系统，单片机，液晶显示屏DESIGN OF GPS RECEIVER BASED ON 51 SINGLE CHIPCOMPUTERABSTRACTGPS is the abbreviation of the English term Global Positioning System global positioning system. The system is the United States laid the second generation satellite radio navigation system. It can provide users with continuous, real—time，global, round—the—clock，high precision three dimensional coordinates, three velocity and time information. Aimed at targets on the ground and in the air around the world an accurate positioning and monitoring。
基于单片机的GPS全球卫星定位系统设计
目录第一章GPS简介及基本理论 (2)1.1 GPS的概述 (2)1.2 GPS的组成 (3)1.3 GPS的发展趋势 (3)1.4 Globalsat和HOLUX的EB-3531 (4)1.5 EB-3531的特点 (5)第二章硬件电路设计 (7)2.1 电源转换电路设计 (7)2.2 GPS接收模块与单片机接口电路设计 (9)2.3 单片机控制系统的硬件电路 (9)第三章软件部分设计 (11)3.1 串口通行模块 (11)3.2主程序设计 (13)第四章调试 (15)4.1 硬件调试 (15)4.2 软件调试 (15)第五章总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)第一章 GPS简介及基本理论1.1 GPS的概述GPS是英文Navigation Satellitte Timing and Ranging/Global Positioning System的字头缩写词（NAVSTAR/GPS）的简称。
它的含义是，利用卫星的测时和测距进行导航，以构成全球卫星定位系统。
现在国际上已经公认：将这一全球定位系统简称：GPS。
GPS系统的前身为美军研制的一种“子午仪”导航卫星系统(Transit），1958年研制，64年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。
然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。
由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。
美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。
为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。
基于51单片机的GPS定位系统设计
基于51单片机的GPS定位系统设计
GPS定位系统是一种高精度、高可靠性的定位技术，基于51单
片机的GPS定位系统可以用于车辆、船只、无人机等物体的追踪和
导航。
以下是基于51单片机的GPS定位系统设计的步骤：
1. 硬件设计：
GPS模块：选择一款支持串口通信，输出NMEA协议的GPS模块。
51单片机：选择适当的型号，具备较好的计算和通信能力。
显示模块：可以选择LCD显示屏或OLED显示屏来显示当前的定
位信息。
电源模块：GPS模块和51单片机都需要可靠的电源供应，可以
选择锂电池或干电池。
外部存储模块：为了存储历史定位数据，可以选择SD卡存储模块。
2. 软件设计：
a.串口通信程序：通过串口通信程序从GPS模块接收NMEA协议
的数据。
b.解析程序：解析NMEA协议的数据，并提取相关的定位信息
（经度、纬度、速度、时间等）。
c.定位算法：采用常见的定位算法（如卡尔曼滤波、迭代解算等）来计算当前位置。
d.存储程序：将计算出的位置信息存储到SD卡中。
e.显示程序：利用LCD或OLED显示屏显示当前的定位信息。
3. 系统测试
将系统部署到实际场景中进行测试，记录数据并进行分析。
根据测试结果对系统进行改进和优化，以提高其可靠性和精度。
总之，基于51单片机的GPS定位系统设计需要较高的硬件和软件开发能力，需要深入了解GPS原理、51单片机编程以及相关算法的实现方式。
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基于单片机的GPS定位显示系统
同济大学（软件学院）宋秀萍
天津海运职业学院天津300461
【摘要】GPS系统组成中的三大部分：太空部分、监控部分和用户部分，环环相扣。
基于单片机的GPS定位显示系统，对于增强各个部分的联系与衔接起到了很好的作用。
本文就单片机的GPS定位显示系统做了初步探究。
【关键词】GPS；单片机；显示系统；定位
中图分类号：TH85文献标识码：A文章编号：
一、前言
GPS定位系统的应用始于美国，近几年对GPS的发展与改进有了很大的进展。
我国GPS系统的应用起步稍晚，但是近几年也有长足发展。
GPS系统广泛应用于通信、军事以及民用设施。
在现有的GPS接收模块GR-87的基础上,利用单片机对GR-87输出的信息(时间、经度、纬度、海拔、速度等)进行提取和处理,通过显示模块显示出来,从而实现实时定位、导航的功能，使得GPS的应用有了更广阔的舞台。
二、GPS系统简介
1、GPS系统组成
GPS系统主要分为三部分:太空部分、监控部分和用户部分。
（1）、太空部分
太空部分包括24颗工作卫星，以55°倾角分布在地球上空20～200km的6个轨道上，运行周期为12恒星时。
这样的分布使地球上任何位置的用户在任意时刻都可以同时接收到至少6颗卫星的定位信号，这些卫星则不断的给全球用户发送位置和时间的广播数据。
（2）、监控部分
监控部分由分布在全球的若干个跟踪站组成的监控系统构成，根据其作用的不同，这些跟踪系统又可被分为主控站、监测站和注入站，其中主控站有一个，注入站有三个，监测站有五个。
主控站的任务是收集、处理各监测站对GPS的监测数据，从而计算出每个卫星的星历和卫星钟的改正参数。
注入站的任务是将主控站计算出来的卫星的星历和卫星钟的改正参数注入到卫星中去。
监测站的任
务是对每颗卫星进行监测，并向主控站提供卫星的观测数据
（3）用户部分
用户部分是满足用户定位精度和动态特性要求的接收机，其作用是接收GPS 卫星所发出的无线电信号，并利用这些信号进行导航、定位等工作。
用户部分由GPS接收机数据处理软件以及相应的用户设备等组成。
2、GPS定位原理
GPS系统的基本定位原理是利用测距交汇的原理确定点位的。
天空中每颗GPS卫星时刻在发布自己的位置和时间数据等信号，用户接收机可以通过测量与每颗卫星的时间延迟来确定与卫星之间的距离，用户接收机每时刻至少可以接收到3颗卫星的信号，因此以每颗卫星为圆心，以测量到的距离为半径，分别画3个圆，它们的交点便是用户的位置。
在开发GPS定位系统的过程中，并不需要去关心如何计算坐标数据，这些工作GPS芯片都会自动完成，因此只需要考虑选择合适的芯片即可。
3、GPS的应用
（1）、GPS技术的陆地应。
用各种车辆的行驶状态监控；旅游者或旅游车的景点导游；应急车辆（如公安、急救车等）的快速引导行驶；高精度时间比对和频率控制；大气物理观测；地球物理资源勘探；工程建设的施工放样测量；大型建筑和煤气田的沉降检测；板内运动状态和地壳形变测量；陆地以及海洋大地测量基准的测定；工程、区域、国家等各种类型大地测量控制网的测量和建设；请求救援在途实时报告；引导盲人行走；平整路面的实时监控，精细农业。
GPS技术的海洋应用
（2）、远洋船舶的最佳航线测定。
远洋船队在途中航行的实时调度和监测；内河船只的实时调度和自主导航测量；海洋救援的搜索和定点测量；远洋渔船的结队航行和作业调度；海洋油气平台的就位和复位测定；海底沉船位置的精确探测；海底管道铺设测量；海岸地球物理勘探；水文测量；海底大地测量控制网的布测；海底地形的精细测量；船运货物失窃报警；净化海洋（如海洋溢油的跟踪报告）；海洋纠纷或海损事故的定点测定；浮筒抛设和暗礁爆破等海洋工程的精确定位；港口交通管制；海洋灾难检测。
（3）、GPS技术的航空应用。
民航飞机的在途自主导航；飞机精密着陆；飞
机空中加油控制；飞机编队飞行的安全保护；航空援救的搜索和定点测量；机载地球物理勘探；飞机探测灾区大小和标定测量；摄影和遥感飞机的七维状态参数和三维姿态参数测量。
（4）、GPS技术的航天应用。
低轨道通讯卫星群的实时轨道测量；卫星入轨和卫星回收的实时点位测量；载入航天器的在轨防护探测；星载GPS的遮掩天体大小和大气参数测量；对地观测卫星的七维状态参数和三维姿态参数测量。
三、GPS接收机工作原理及输出数据格式
1、工作原理
GPS定位技术的基本原理是采用测量学中通用的测距交会方法．GPS接收机在某一时刻接收到4颗以上的GPS卫星信号导航电文,通过变频、放大、滤波等一系列处理过程,实现对GPS卫星信号的跟踪、锁定、测量,从而产生计算位置的数据信息（包括:纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向、卫星状况等),经由I/O口输出串行数据。
2、GPS输出数据格式
GPS输出数据采用ASCII码，按照NMEA-0183格式进行异步串行通信。
其基本定义为：波特率4800(默认值)，8bit数据，无奇偶校验，1bit开始位，1bit停止位。
GPS输出语句有十余种，GPS Mouse输出的语句有很多，其中$GPGGA定位数据语句是最为常用的语句。
在实际应用中，一般只需提取时间和位置信息，并对定位数据的有效性进行验证。
四、采集GPS定位信息的单片机系统设计
1、硬件设计
硬件部分主要由GPS25-LVS接收板、AT89S52单片机、RT1602C字符型液晶显示器等部分组成。
AT89S52单片机与MCS-51单片机产品兼容，8K字节系统可编程Flash存储器、结构简单、功能丰富、性价比高。
1602字符型液晶，它使用方便，能直接与单片机连接，通过指令编程来实现对数据的读写操作。
在RT1602C液晶显示器电路中，V0通过电位器调整对比度。
AT89S52单片机的串行口采用TTL电平，而GPS25-LVS的接口引脚5RXD1和引脚4TXD1也采用TTL电平传输串行数据，所以GPS25-LVS的接口引脚5和引脚4可分别直接与单片机的TXD和RXD 引脚相连，无需电平转换。
在基于单片机采集与显示GPS定位信息系统的设计中，
使用11.0592MHz的标准石英晶振
2、软件设计方案
本系统软件由4个模块组成。
分别是系统初始化模块；信号接收与处理模块；数据显示模块；延时模块。
系统初始化模块：在用户对设备加电时，对单片机的硬件端口做初始化操作；对GPSOEM板初始化；对液晶显示模块做初始化操作：设置显示模式为16字×2行；将定位数据指针指向80H，即屏幕第0行第1列；显示屏清屏；开显示屏和设置光标；显示光标移动设置。
信号接收与处理模块：该模块的功能是使单片机的串口接收从GPS OEM板发送来的GPS定位数据，做如下操作：判断接收的字符是否是“$”字符；如果是则将记录标志位置1；然后再接收信息内容，在收到“*”字符ASCII码后再接收两个字节结束接收,然后根据语句标识区分出信息类别以对收到ASCII码进行处理显示。
数据显示模块：负责将有用的定位信息数据显示在指定位置。
延时模块：设置对单片机的更新时间为8秒。
五、试验及精度分析
根据上述设计制作了一台基于单片机采集与显示GPS定位信息实验测量仪，电路连接好后将GPS Mouse伸出实验室窗外固定好，以便能够接收到卫星信号液晶显示器右下角显示的是GPS定位指示,“1”表示无差分定位，GPS Mouse正常工作（本文所用的GPS液晶显示器中的“（BJ）”表示北京时间而不是格林尼治时间，在比例尺为1：25000的武汉市区某军用地图,一般的交通地图、旅游地图等没有经纬度和等高线）上找到上述固定GPS Mouse的测试点，得到该测试点的经纬度和高度坐标分别为：30°37.6430',114°17.1600'和20.5m，比较2组数据关系，测量的经纬度误差小于0.1°，高度误差值为 3.9m，在本设计所用的GPS Mouse位置精度范围内，说明本系统测试的数据符合精度要求。
六、结束语
基于单片机的GPS定位系统，是GPS定位系统的基础上的发展与革新。
基于单片机的GPS定位系统，是在采集GPS定位信息的的基础上设计出的单片机系统。
在硬件设计与软件设计上都有更高的要求，并通过试验及精度分析都有很好的效果。
参考文献
[1]赵志礼,孟庆辉,张松涛，等.基于单片机的GPS定位信息处理[J]电子测试,2009.
[2]万映辉,邸晓奕,张水平.基于NDIS的网络嗅探器的设计与实现[J].计算机工程,2004,
[3]李光飞.GPS定位信息的单片机控制显示系统[J].微计算机信息，2004.
基于单片机的GPS定位显示系统
作者：宋秀萍
作者单位：同济大学（软件学院），天津海运职业学院
刊名：
城市建设理论研究（电子版）
英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年，卷(期)：2013(23)
本文链接：/Periodical_csjsllyj2013232461.aspx。