低功耗双频GNSS追踪,提供亚米级定位精度
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硬件概览
它是如何工作的?
GNSS 9 Click 基于 STMicroelectronics 的 TESEO-LIV4F,一款用于低功耗定位操作的双频 GNSS 模块。该模块集成了 Teseo IV 单片 GNSS 接收器,能够同时跟踪多个卫星星座,包括 GPS、Galileo、GLONASS、北斗和 QZSS,并支持 IRNSS 星座。无论环境多么复杂,该模块都能提供可靠的实时定位数据。尽管尺寸紧凑,TESEO-LIV4F 通过其集成的温度补偿晶体振荡器(TCXO)和实时钟(RTC)振荡器,实现了卓越的亚米级定位精度,确保了更短的首次定位时间(TTFF)。此外,该模块支持实时辅助 GNSS(RT-AGNSS),基于过去的观测数据预测卫星数据,从而提高了效率和准确性。它已通过 CE 认证,符合行业标准,具有广泛的应用性。该 GNSS 接收器支持多个频段,包括 GPS/QZSS 的 L1C/A(1575.42 MHz)和 L5C(1176.45 MHz),GLONASS 的 L1OF(1592.9525 到 1610.485 MHz),北斗的 B1i(1561.098 MHz)和 B2a
(1207.14 MHz),Galileo 的 E1(1575.42 MHz)和 E5a(1176.45 MHz),以及 SBAS 的 L1C/A。TESEO-LIV4F 模块将 Teseo IV 技术的高级精度和强大性能带入了广泛的应用领域。其嵌入式固件和评估环境简化了开发,使其适用于多种用例,包括车辆跟踪和车队管理、货物跟踪和物流、无人机和收费系统、防盗和紧急呼叫系统、公共交通和车辆诊断,以及人员和宠物定位解决方案、保险平台和车辆共享系统。GNSS 9 Click 通过 UART 接口与主机 MCU 通信,使用标准的 UART RX 和 TX 引脚,默认通信速率为 115200bps,确保高效的数据交换。它还提供一个 I2C 接口,用于与主机 MCU 在 I2C 高速模式(400kHz)下通信,但需要注意的是,I2C 接口只能以外围模式操作。除了接口引脚外,该 Click 板还包括一个重置引脚(RST)用于直接模块复位,以及一个外部中断信号(WUP),可以编程为各种功能,例如唤醒模块。此外,GNSS 9 Click 包括一个蓝色
PPS LED 指示灯,结合 PPS 引脚,每秒检测一次 TESEO-LIV4F 的同步脉冲信号。PPS 功能默认启 用,模块将在获得 3D 定位后输出 PPS 信号。此 Click 板还具有一个 50Ω 阻抗的 SMA 天线连接器,与 MIKROE 提供的各种天线兼容,例如主动 GPS 天线,以增强连接性。外部天线电源并非总是默认激活,但可以通过 AON 引脚进行控制。该引脚激活 TPS22943 负载开关,使模块能够为天线的运行提供必要的电源。这种设计允许灵活控制外部天线的供电,确保仅在需要时供电。此外,在主电源故障的情况下,模块可以使用板背面连接的电池提供的备份电压,确保 Click 板可以作为独立设备工作。此 Click 板只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE
mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口
来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
2048
硅供应商
Microchip
引脚数
100
RAM (字节)
524288
你完善了我!
配件
主动 GPS 天线旨在增强您的 GPS 和 GNSS Click 板™ 的性能。这款外置天线结构坚固,适用于各种天气条件。凭借 1575.42MHz 的频率范围和 50Ohm 的阻抗,它确保了可靠的信号接收。天线在较宽的角度范围内提供大于 -4dBic 的增益,确保超过 75% 的覆盖率。± 5MHz 的带宽进一步保证了精确的数据采集。天线采用右旋圆极化 (RHCP),提供稳定的信号接收。其紧凑的尺寸为 48.5×39×15mm,配有 2 米长的电缆,安装方便。磁性天线类型与 SMA 公连接器确保了安全便捷的连接。如果您需要为定位设备提供可靠的外置天线,我们的主动 GPS 天线是完美的解决方案。

使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
GNSS 9 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
此示例演示如何使用 GNSS 9 Click 读取和显示 GNSS 坐标。
关键功能:
gnss9_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。gnss9_init
- 初始化函数。gnss9_get_pps_pin
- 此函数返回 PPS 引脚的逻辑状态。gnss9_reset_device
- 此函数通过切换 RST 引脚重置设备。gnss9_parse_gpgga
- 此函数从读取的响应缓冲区中解析 GPGGA 数据。
应用初始化
初始化驱动程序并重置 Click 板。
应用任务
读取接收的数据,从中解析 GPGGA 信息,一旦收到位置修复数据,将开始在 USB UART 上显示坐标。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief GNSS 9 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of GNSS 9 Click by reading and displaying
* the GNSS coordinates.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and resets the Click board.
*
* ## Application Task
* Reads the received data, parses the GPGGA info from it, and once it receives the position fix
* it will start displaying the coordinates on the USB UART.
*
* ## Additional Function
* - static void gnss9_clear_app_buf ( void )
* - static err_t gnss9_process ( gnss9_t *ctx )
* - static void gnss9_parser_application ( uint8_t *rsp )
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnss9.h"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 300
static gnss9_t gnss9;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
/**
* @brief GNSS 9 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnss9_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS 9 data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #gnss9_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read or Application buffer overflow.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t gnss9_process ( gnss9_t *ctx );
/**
* @brief GNSS 9 parser application.
* @param[in] rsp Response buffer.
* @details This function logs GNSS data on the USB UART.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnss9_parser_application ( uint8_t *rsp );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
gnss9_cfg_t gnss9_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
gnss9_cfg_setup( &gnss9_cfg );
GNSS9_MAP_MIKROBUS( gnss9_cfg, MIKROBUS_1 );
err_t init_flag = gnss9_init( &gnss9, &gnss9_cfg );
if ( ( UART_ERROR == init_flag ) || ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
if ( GNSS9_OK == gnss9_process( &gnss9 ) )
{
if ( PROCESS_BUFFER_SIZE == app_buf_len )
{
gnss9_parser_application( app_buf );
}
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
static void gnss9_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static err_t gnss9_process ( gnss9_t *ctx )
{
int32_t rx_size = 0;
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
if ( GNSS9_DRV_SEL_UART == ctx->drv_sel )
{
rx_size = gnss9_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
}
else
{
if ( GNSS9_OK == gnss9_generic_read( ctx, rx_buf, 1 ) )
{
if ( GNSS9_DUMMY != rx_buf[ 0 ] )
{
rx_size = 1;
}
}
}
if ( rx_size > 0 )
{
int32_t buf_cnt = app_buf_len;
if ( ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) && ( app_buf_len > 0 ) )
{
buf_cnt = PROCESS_BUFFER_SIZE - ( ( app_buf_len + rx_size ) - PROCESS_BUFFER_SIZE );
memmove ( app_buf, &app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE - buf_cnt ], buf_cnt );
}
for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ buf_cnt++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
if ( app_buf_len < PROCESS_BUFFER_SIZE )
{
app_buf_len++;
}
}
}
return GNSS9_OK;
}
return GNSS9_ERROR;
}
static void gnss9_parser_application ( uint8_t *rsp )
{
uint8_t element_buf[ 100 ] = { 0 };
if ( GNSS9_OK == gnss9_parse_gpgga( rsp, GNSS9_GPGGA_LATITUDE, element_buf ) )
{
static uint8_t wait_for_fix_cnt = 0;
if ( ( strlen( element_buf ) > 0 ) )
{
log_printf( &logger, "\r\n Latitude: %.2s degrees, %s minutes \r\n", element_buf, &element_buf[ 2 ] );
gnss9_parse_gpgga( rsp, GNSS9_GPGGA_LONGITUDE, element_buf );
log_printf( &logger, " Longitude: %.3s degrees, %s minutes \r\n", element_buf, &element_buf[ 3 ] );
memset( element_buf, 0, sizeof( element_buf ) );
gnss9_parse_gpgga( rsp, GNSS9_GPGGA_ALTITUDE, element_buf );
log_printf( &logger, " Altitude: %s m \r\n", element_buf );
wait_for_fix_cnt = 0;
}
else
{
if ( wait_for_fix_cnt % 5 == 0 )
{
log_printf( &logger, " Waiting for the position fix...\r\n\n" );
wait_for_fix_cnt = 0;
}
wait_for_fix_cnt++;
}
gnss9_clear_app_buf( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END