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。
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。
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：
ArduinoNEO-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。
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。
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11:06:1741XX.XXXXX，N –纬度41度XX.XXXXX'N00831.54761，W –经度008度31.54761′W1 –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。
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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