介绍

在这个例子中，Simulink模型金宝app使用Arduino硬件读取串行数据GPS屏蔽和使用Arduino硬件在主机上读取和显示GPS数据用于解释如何从Arduino硬件上的GPS屏蔽解码美国国家海洋电子协会(NMEA)的原始数据。

来自GPS屏蔽上的GPS接收器的NMEA数据

国家海洋电子协会(NMEA)格式是定义数据如何在各种海洋电子设备之间传输的规范。GPS接收机是一种船用电子设备，也以NMEA格式传输数据。数据按一个称为a的序列传送句子．每个句子以ASCII字符的形式包含纬度、经度、速度和时间等信息。一个句子最多可以有80个字符。每个句子都是独立于其他句子的。

n mea句子格式

n mea头| |值描述  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ StartChar | | ASCII 36美元SentenceName |例如,GPGGA | n mea句子标识符分隔符| | ASCII为44 Data_1 Data_N |为例,083445.00,1256.60109,N |数据字段，如经纬度CheckChar | * | ASCII for 42 CheckSum |例如:7E |十六进制数，表示$和*之间所有字符的8位exclusive OR | | EndChar | CR |回车

的u-blox Neo-6M GPS屏蔽，支持六种类型的NMEA句子:$GPGSV， $金宝appGPGLL， $GPRMC， $GPVTG， $GPGGA，和$GPGSA。这个例子着重于如何从Arduino上的u-blox Neo-6M GPS屏蔽解码$GPGGA和$GPRMC NMEA句子。

$GPGGA NMEA句子命名

$GPRMC NMEA句子命名

所需的硬件

要运行此示例，您必须拥有以下硬件:

步骤1:连接GPS屏蔽，GPS天线和Arduino硬件

请注意在你开始这个例子之前，我们建议你完成以下内容:

1.如图所示，将u-blox NEO-6M GPS屏蔽上的引脚连接到您的Arduino Mega 2560板上的引脚。

u-blox NEO-6M GPS盾销| Arduino兆2560针  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5 v | 5 v接地|接地Vin | Vin 3 v | 3 v RX(销1)| TX1(销18)TX(销2)| RX1(销19)

请注意:如果您使用的是其他Arduino板，那么Arduino上TX1和RX1引脚对应的引脚号是不一样的。

2.将GPS天线连接到GPS屏蔽。

3.用USB线将Arduino板连接到你的电脑上。

等待GPS屏蔽上的GPS Fix LED开始发光。发光的LED表示GPS屏蔽正在接收卫星信号。信号很容易在视野清晰的地方获得。如果你是第一次使用护盾，护盾可能需要几分钟来获取信号。

步骤2:配置Serial Receive Block

介绍配置的操作步骤串行接收块从GPS屏蔽接收原始的串行NMEA句子。

1.打开使用Arduino硬件从GPS屏蔽读取串行数据模型。此模型被配置为在外部模式下运行。在这个模型中，GPS Shield将数据发送到Arduino硬件的串口1。接收到的数据存储在MATLAB®Workspace变量中。

本例中提供的模型是为Arduino Mega 2560板预先配置的。你可以在任何一块板上运行这些模型金宝app支持的硬件通过改变硬件板参数。金宝app有关如何更改的更多信息硬件板参数,请参阅步骤4:配置Arduino硬件模型这个例子的一部分。

2.双击串行接收阻塞并验证这些参数值。

参数值| |描述  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 端口号| 1 | Arduino的串行端口连接到GPS盾牌。数据类型| uint8 | GPS屏蔽NMEA语句中数据的数据类型。|设置为uint8，因为NMEA语句中的数据是ASCII字符。数据长度| 32 |每个时间步长接收的字节数。采样时间| 0.03 |来自GPS屏蔽的串行数据遵循9600 8N1格式。| |波特率为9600波特率，8数据位(1字节)，无奇偶校验，1停止位。| |发送一个字节的串行数据所需的时间是10/9600秒(~1毫秒)。| |因此，发送32字节的数据所需的时间是~32毫秒。因此，将采样时间指定为<= 0.03秒。| |大于0.03秒可能导致数据丢失。

3.点击应用．点击好吧关闭对话框。

的串行接收块现在配置为每0.03毫秒从屏蔽读取原始的NMEA句子。当区块从GPS屏蔽接收到32字节的数据时，状态端口输出1，从而使GPGGA_ GPRMC_Parser美元子系统。的GPGGA_ GPRMC_Parser美元子系统包含全球定位系统(GPS)解析器块和解码算法。

第三步:查看解码算法的源代码

查看MATLAB系统目标解码算法源代码:

1.双击全球定位系统(GPS)解析器块。这个块是一个使用MATLAB系统创建的自定义块。

块解码原始的NMEA句子从串行接收块使用解码算法。块输出NMEA语句中的字段，如状态、时间、纬度、经度和速度。

的输出时禁用参数外港块,data_rdy，时间，纬度，经度,num_satellite，设置为重置．选择此选项可确保该块只在GPGGA_ GPRMC_Parser美元子系统启用。如果子系统被禁用，块输出0．

2.在“块参数”对话框中，单击源代码链接。代码:

一个。指定NMEA语句属性，如StartChar和EndChar。

b。使用GPS_Parser源和GPS_Parser包括文件。这些文件的开始部分解释解码算法的实现。该模型利用解码算法对GPS屏蔽中的NMEA语句进行解码。这个状态图描述了解码算法。

第四步:配置Arduino硬件的Si金宝appmulink模型

请注意:如果u-blox Neo-6M GPS护盾通过串口1连接到您的Arduino Mega 2560板，可以跳过本节。

1.要配置模型，单击Simulink工具栏上的模型配置参数按钮。金宝app

2.在“配置参数”对话框中，选择硬件实现．

3.从硬件板列表，选择您正在使用的Arduino板类型。

4.从组列表下目标硬件资源中,选择串行端口属性．

5.设置GPS屏蔽所连接串口的波特率。在这个例子中串口1波特率参数设置，因为连接GPS屏蔽的TX1和RX1引脚对应Arduino Mega 2650的串口1。

6.请选择与GPS屏蔽波特率一致的波特率。本例中GPS屏蔽的波特率为9600．

7.点击应用．点击好吧关闭对话框。

步骤5:在外部模式下运行金宝appSimulink模型(监控和调优)

在硬件选项卡中的金宝app模式部分中,选择机上运行然后点击监视和优化．当Simulink在硬件上准备、下载和运行模型时，模型窗口的左下角显示状态。金宝app

GPS屏蔽的TX引脚将原始的NMEA句子传输到Arduino硬件的RX1引脚。算法对数据进行解码，并将数据存储在MATLAB Workspace变量中data_rdy，时间，纬度，经度，num_satellite,速度．

请注意:如果在MATLAB Workspace变量中没有接收到数据，验证如下:

第六步:在Arduino硬件上金宝app部署Simulink模型

1.打开使用Arduino硬件在主机上读取和显示GPS数据模型。在这个模型中，GPS Shield将数据发送到Arduino硬件的串口1。Arduino通过串口0 (USB端口)将数据发送到您的计算机。您可以在计算机的任何串行终端上查看接收到的数据。

本例中提供的模型是为Arduino Mega 2560板预先配置的。你可以在任何一块板上运行这些模型金宝app支持的硬件通过改变硬件板参数。金宝app有关如何更改的更多信息硬件板参数,请参阅第四步:配置Arduino硬件的Si金宝appmulink模型这个例子的一部分。

2．在这个模型中:

一个。双击全球定位系统(GPS)解析器块，并选择要在串行终端上显示的NMEA字段。在这个例子中全球定位系统(GPS)解析器块只译码NMEA语句的纬度字段。

b。双击串行传输阻塞和验证这些参数值:

参数值| |描述  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

发送模式| println |在每个NMEA句子后添加一个回车字符'\r'(ASCII 13)和| |一个换行字符'\n'(ASCII 10)。Label | GPS_latitude |要打印的数据的标签。Format | Decimal |打印数据的格式。精度| 5 |十进制数据格式的精度值。

的串行传输子系统只有在状态港口的GPGGA_ GPRMC_Parser美元子系统输出1．

3.2 .在“配置参数”对话框中，执行硬件实现>目标硬件资源>组>串行端口属性，观察串口0波特率被设置为9600．

4.在硬件选项卡中的金宝app模式部分中,选择机上运行然后点击构建、部署和启动．当Simulink在硬件上准备、下载和运行模型时，模型窗口的左下角显示状态。金宝app等待模型开始在硬件上运行。

GPS屏蔽的TX引脚将原始的NMEA句子传输到Arduino硬件的RX1引脚。算法解码数据并将数据发送到计算机上的串行终端。

5.打开计算机上的串行终端(例如，Arduino IDE串行监视器)。

登录串口时:

登录后，可以看到在串行终端上以标签'GPS_latitude'显示纬度坐标。

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