基于GT-U7 GPS模塊的衛星定位系統

張清 彭博涵 郝利君 王恩培

摘 要：為了獲取移動設備的位置，基于STM32單片機和GPS模塊設計了一款衛星定位系統。用此系統可以準確的獲得物體所在位置的經度、緯度、海拔高度、日期等信息，再利用LCD屏幕進行顯示，而且可以利用STM32f103RCT6芯片的剩余資源對所需信息進行進一步的處理與應用。這套系統具有結構簡單、操作便捷、性能可靠、成本低廉等優點。

關鍵詞：STM32f103RCT6;GPS模塊;實時監測

GPS在近些年來得到了越來越廣泛的應用。與其他無線接收設備不同，GPS接收機定位精度高、可靠性強，不受天氣、時間等環境因素的干擾，在軍事、運輸、航空航天等眾多領域用途廣泛，影響深遠。但目前GPS接收機也存在著成本較高、不便攜等缺點，制約著其發展。

本文針對以上弊端，采用GT-U7 GPS模塊與主控芯片為STM32f103RCT6的單片機設計了一款衛星定位系統，此系統可以準確獲取到裝配該系統的設備的準確的位置，包括經度、緯度、時間、海拔等。并且可以通過LCD屏幕顯示所需信息。而強大的STM32f103RCT6芯片剩余的資源也可以用來進行對所獲數據的二次處理與應用。

1 系統的總體設計

1.1 設計要求與設計任務

設計一種定位系統，選擇GT-U7 GPS模塊來與衛星進行交互獲得系統所在物體的經度、緯度、時間、海拔等數據，再采用STM32f103RCT6作為控制芯片，與GPS模塊進行串口通訊，通過STM32f103RCT6最小系統來實現對數據的處理并且實現利用LCD進行顯示。

設計要求：

通過GPS模塊與衛星交互獲取定位信息并發送給STM32f103RCT6微型處理器。使用STM32f103RCT6最小系統處理GPS模塊發送來的信息。利用LCD屏幕實現所獲信息的顯示。

1.2 設計方案

系統框圖如下面圖1所示：

2 硬件電路設計

STM32單片機選擇普通的STM32f103RCT6核心板即可，板載燒錄接口可以方便程序的燒寫。我們采用5V電壓的電源為單片機供電，當系統電源打開時，GPS模塊獲取當前的位置信息并發送給STM32f103RCT6最小系統，其采用NMEA-0183協議標準的導航電文進行解碼，從而獲得準確的定位信息，然后通過串口發送到單片機上，單片機接收到數據后，再利用LCD屏幕將所需信息進行顯示。以上，便是整個系統的硬件電路設計。

3 GPS模塊

GPS模塊選擇了以GT-U7為主芯片的一款模塊，這類模塊價格相對低廉，并且使用簡便。在調試過程中可以先利用上位機軟件來監測GPS模塊所得數據是否準確，所在環境是否能收到GPS信號，可以為我們的調試工作節約很多時間。此模塊采用串口進行通訊，在與單片機連接時只需要兩根通訊線和兩根數據線，非常方便，而且所得到的數據并沒有因為價格的影響而不準確。

主芯片電路圖如下圖。

4 程序設計

編程軟件選擇了Keil5，利用C語言進行程序的編寫。然后利用J-link進行程序燒錄。程序的核心部分，在于利用STM32F103RCT6自帶的串口與GPS模塊進行串口通信，串口通訊的數據包由發送設備通過自身的TXD接口傳輸到接收設備得RXD接口，在協議層中規定了數據包的內容，具體包括起始位、主體數據（8位或9位）、校驗位以及停止位，通訊的雙方必須將數據包的格式約定一致才能正常收發數據。在調試程序時，我們要注意GPS模塊需要在室外才能有信號得到經緯度。

5 結語

GPS模塊配合STM32F103RCT6芯片進行信息處理組成衛星定位系統并將信息利用屏幕進行顯示出來。該裝置具有成本低，定位準確，可移動實時監測等優點，達到了預期的設計目標。在測量經緯度方面有一定的應用價值。

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