ارسال موقعیت جغرافیایی روی گوشی اندرویدی

کیت ارسال موقعیت جغرافیایی از طریق ماژول GPS روی گوشی اندرویدی با ماژول WiFi

در زیر چند نمونه عکس از ساخت کیت ارسال موقعیت جغرافیایی روی گوشی اندرویدی از طریق ماژول های GPS و WiFi توسط پردازنده ATMega8 را مشاهده می کنید.

جی پی اس (GPS) چیست؟

سیستم مکان یابی جهانی ( Global Positioning System ) یک سیستم مکان یابی با استفاده از ماهواره های مرجع اســت. اولین ماهواره جی پی اس در سال 1978در مدار زمین قرار گرفت و در سال های بعد تعداد این ماهواره ها به 24 عدد رسید و امروزه بیشتر هم شده است. به مجموع این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.

این سیستم در ابتدا توسط ایالات متحده آمریکا و به قصد استفاده نظامی ساخته شد و ماهواره های آن در مدار زمین قرار گرفتند ولی در سال 1980 استفاده از آن برای عموم آزاد شد.

سیستم های مکان یابی دیگری نیز وجود دارند ولی جی پی اس تنها سیستمی است که امروزه می تواند موقعیت شما را با دقت بالایی بر روی زمین و در هر زمان و مکانی مشخص کند. خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در تمام ساعات شبانه روز در دسترس است.

ماژول گیرنده جی پی اس چیست و چگونه کار می کند؟

ماژول گیرنده جی پی اس یا ردیاب جی پی اس، بوسیله ارتباط با تعدادی از ماهواره های NAVSTAR، فاصله شما را تا آن ها تعیین می‌‌کند و سپس موقعیت دقیق شما روی زمین بدست می‌‌آید.

در واقع اساس کار این سامانه، فرستادن سیگنال‌ های رادیویی با فرکانس بالا و به طور پیوسته است که زمان و مکان ماهواره را نسبت به زمین مشخص می‌‌کند و یک گیرنده جی پی اس روی زمین، با گرفتن این اطلاعات از چند ماهواره، آن‌ها را پردازش می‌‌کند و موقعیت کاربر را در هر نقطه زمین، در هر ساعتی از شبانه روز و در هر وضعیت آب و هوایی به او نشان می‌‌دهد.

با چندین اندازه گیری متعدد، گیرنده جی پی اس به محاسبه سرعت، مختصات جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا)، فاصله شما تا مقصد، زمان محلی و … می‌‌پردازد و آن را در اختیار کاربر قرار می‌‌دهد. در اطراف هر نقطه از کره خاکی که باشید به طور میانگین هشت ماهواره در آسمان گشت می‌‌زنند.

ماهواره های این سیستم، در مدارهای دقیق هر روز 2 بار به دور زمین می‌‌گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. گیرنده‌های جی پی اس این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می‌کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می‌‌کند. از اختلاف این دو زمان، فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می‌‌گردد. این عمل را با داده‌های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می‌کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با تقریب ناچیز معین می کند.

بطور خلاصه می توان بیان کرد که مبنای کار GPS استفاده از ماهواره به عنوان مرجعی جهت یافتن موقعیت در هر نقطه از زمین است. سایر مسائل این سیستم، موارد تکنیکی هستند که به سرعت، دقت و سهولت عمل موقعیت یابی کمک می کند.

فرمت داده های جی پی اس چگونه است:

– پروتکل جی پی اس NMEA یا National Marine Electronics Association:

قالب NMEA 0183 یک استاندارد برای وسایل الکترونیکی است. این استاندارد، پروتکل ارسال داده، زمان و چارچوب جملات را با نرخ انتقال 4800 بیت بر ثانیه تعریف می‌کند. امروزه، NMEA 0183 پروتکل استانداردی برای کاربردهای ناوبری GPS شده است.

جملات این پروتکل استاندارد، با علامت “$” شروع می‌شوند و GP بعد از آن، نشان‌دهنده این است که اطلاعات مربوط به GPS می‌باشند. این جملات اطلاعاتی نظیر طول و عرض جغرافیایی، زمان GPS، سرعت حرکت، ماهواره‌های قابل دید، نسبت سیگنال به نویز، ارتفاع، آزیموت و DOP را دربردارند.

در زیر یک نمونه از فریم استاندارد از پروتکل NMEA به نام GPRMC را مشاهده می کنید. 

قطعات مهم کیت:

در این کیت از ماژول GPS مدل GT723F برای شرکت canmore می باشد. این ماژول کیفیت بسیار بالایی در گیرندگی دارد. مشخصات این ماژول در زیر آورده شده است.

GT723F GPS MODULE FEATURES:
1- Acquire and track 65 satellites simultaneously
2- Venus 6 correlators
3- Signal detection better than -160dBm
4- Reacquisition sensitivity –155dBm
5- Cold start < 30 seconds at –147dBm
6- Hot start < 1sec under open sky
7- 5m CEP accuracy
8- SBAS (WAAS, EGNOS) support
9- Support A-GPS function
10- < 30mA
11- Built-in passive antenna
12- Flash-memory based
13- Smallest Dimension: 20 x 20 x 8.8 mm

ماژول وای فای ESP8266:

ماژول ESP8266 داری یک میکروکنترلر ۳۲ بیتی داخلی با حافظه فلش ۴ تا Mbit 32 و سرعت MHZ 80 است.

– این ماژول قابلیت برنامه ریزی مجدد دقیقا مشابه یک میکروکنترلر را دارد.

– ورژن های مختلفی از این ماژول در بازار وجود دارد (تقریبا ۱۴ نوع ) که بسته به ورژن آن از ارتباطات جانبی متنوع ازجمله پین های ورودی خوروجی (GPIO) , ارتباط سریال (UART ,SPI,I2C و.. ) پشتیبانی می کنند.

– ماژول ESP8266 هم در مد Station و هم در مد Access Point قابل پیکربندی است.

 

نحوه عملکرد کیت:

پس از فراهم شدن تغذیه برای سیستم، میکروکنترلر تمامی سخت افزار های سیستم را راه اندازی اولیه و یا Initializing می کند.

پس از آن میکروکنترلر ، ماژول وای فای ESP8266 را در مد Access Point راه اندازی می کند. در این لحظه یک شکبه وای فای با نام دلخواه ایجاد می شود. نام این شبکه وای فای توسط کاربر در برنامه قابل تغئیر می باشد. میکروکنترلر سپس IP و Port ماژول وای فای را تعئین می کند.

میکروکنترلر از صحت برقراری ارتباط ماژول جی پی اس اطمینان حاصل می کند. سپس اطلاعات مربوط به فریم GPRMC را از ماژول GPS دریافت نموده و برای کاربر از طریق وای فای ارسال می نماید.

برای این کیت یک اپلیکیشن اندروید نوشته شده است. کاربر پس از نصب اپلیکیشن و فشردن کلید برقراری ارتباط با کیت، می تواند به صورت پیوسته اطلاعات جی پی اس را از کیت دریافت کند.

مد وای فای ارتباطی بین گوشی اندروید و کیت TCP می باشد.

کاربر از طریق اپلیکیشن اندروید مربوطه می تواند موقعیت، ساعت دقیق، تاریخ دقیق، طول و عرض جغرافیایی، سرعت وسیله نقلیه و … اطلاعات را روی گوشی اندرویدی مشاهده نماید.

 

قابلیت های کیت:

• دریافت موقعیت، سرعت، طول و عرض جغرافیایی از طریق ماژول GPS
• ارتباط با گوشی اندروید توسط ماژول وای فای ESP826 و نمایش اطلاعات GPS
• نمایش اطلاعات مورد نیاز کاربر بروی ال سی دی

 

توضیحات:

• به زودی فایل های مورد نیاز آپلود میشود.