具有多频 GNSS 和抗干扰技术的导航与定位解决方案,非常适合测绘、农业、无人机(UAV)和机器人应用
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硬件概览
它是如何工作的?
GNSS RTK 5 Click 基于 Unicore 的 UM980,这是一款支持全星座多频 RTK 定位的模块。UM980 采用了 Unicore 的 NebulasIV SoC,这是一种集成 RF 基带和高级高精度算法的 GNSS 系统级芯片(SoC)。该 SoC 还包含双核 CPU、高速浮点处理器,以及一个专用的 RTK 协处理器,支持多达 1408 个通道,提供无与伦比的信号处理能力。UM980 支持多种卫星星座,包括 GPS、北斗(BDS)、GLONASS、Galileo、QZSS、NavIC、SBAS 和 L-Band,适用于全球高精度应用。其集成的 JamShield 自适应抗干扰技术进一步增强了信号可靠性,即使在密集城市环境和浓密遮挡区域等复杂环境中,也能实现快速初始化、卓越的测量精度和无与伦比的可靠性。凭借这些先进特性,GNSS RTK 5 Click 在测绘与制图、精准农业、无人机(UAV)和自主机器人等高精度导航与定位场景中表现卓越。UM980 与主机 MCU 通过 UART 接口通信,使用标准的 UART RX 和 TX 引脚
进行高效数据传输。模块默认通信速度为 115200bps,可通过 AT 命令实现无缝数据交换。尽管模块包括用于 I2C 接口的引脚,但现有固件版本暂不支持该功能。此外,板上还配备复位(RST)引脚和复位按钮,以便在必要时对模块进行硬复位。此板还包括 USB Type-C 接口,支持 USB 2.0 全速 12Mbps 硬件功能,可通过 PC 提供电源和配置。此功能由 CP2102N 高度集成的 USB 转 UART 桥接芯片实现,同时配备 MCP1826 LDO 稳压器,将 USB 电源转换为模块所需的 3.3V,使其支持独立配置。板载专用测试点是一个显著特点,其中测试点 3 和 4 对应模块的 CAN TX 和 RX 信号,工作在 LVTTL 电平,可为特定用户需求提供附加功能。此外,板载多个引脚增强了功能性并提供实时状态反馈。例如,PVT 引脚作为位置、速度和时间计算的指示器,在定位活动时保持高电平;ERR 引脚作为错误状态指示器,当模块自检失败时为高电平,自检通过时为低电
平;EVT 引脚用于事件标记输入,支持记录精确的 GNSS 时间标签。视觉指示器进一步提高了用户体验:绿色 LED 链接至 PVT 引脚,红色 LED 链接至 ERR 引脚,为状态提供即时视觉反馈;蓝色 LED 表示 RTK 功能,当 RTK 固定解决方案有效时点亮,当无定位或其他状态时熄灭;黄色 LED 显示时间脉冲信号(PPS),提供精确时间同步功能。此外,该 Click 板™ 配备 50Ω 阻抗的 SMA 天线接口,可兼容 MIKROE 提供的多种天线,如 GNSS L1/L5 双频段有源天线(高精度和标准精度型号)等,进一步增强连接性能。此 Click 板™ 可通过 VCC SEL 跳线选择在 3.3V 或 5V 逻辑电压下工作。由于 UM980 模块运行在 3.3V 电压下,因此还使用了 TXS0108E 逻辑电平转换器,以确保正确操作和准确信号电平转换。这种设计允许 3.3V 和 5V MCU 均可正常使用通信线。此外,该 Click 板™ 附带一个库,包含易于使用的功能和示例代码,可作为进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成
ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源
指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
32
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
32
RAM (字节)
4096
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。
GNSS L1/L5 双频段有源天线 - 高精度型号 (ANN-MB1) 是一款多频段有源天线,支持 GPS、GLONASS、Galileo 和北斗系统,为高精度 GNSS 应用提供全面的解决方案。这款多频段天线经过优化,能够覆盖 L1、L5、E5a、B2a 和 NavIC 频段,确保在各种 GNSS 系统中的可靠性能。ANN-MB1 以其紧凑的设计和卓越的性价比脱颖而出,是寻求快速高效上市路径用户的理想选择。该天线与 u-blox F9 平台(如 NEO-F9P-15B、ZED-F9P-15B 和 ZED-F9T-10B)高度兼容,支持 L1 和 L5 双频段,有助于简化集成过程,降低评估和设计复杂性。ANN-MB1 的稳健设计支持出色的多频段操作,尤其适用于对高定位精度要求苛刻的应用,如测绘、精准农业和自主导航系统。这款天线的核心是高性能右旋圆极化(RHCP)双谐振双馈贴片天线单元,其复杂设计搭配内置高增益低噪声放大器(LNA)和表面声波(SAW)预滤波器,通过降低噪声和干扰来确保最佳信号质量。集成的 LNA 显著增强了天线捕获微弱 GNSS 信号的能力,即使在复杂环境中也能提供可靠性能。ANN-MB1 天线配备 5 米长电缆,并以 SMA 接头封装,提供了灵活的安装选项和便利的部署方式。其精心设计保证了在各种应用中的一致性能,使其成为新一代 GNSS 系统的重要工具。凭借用户友好的设置和稳健的性能,ANN-MB1 专为需要高精度和可靠 GNSS 解决方案的行业需求而量身打造。

GNSS L1/L5 双频段有源天线 - 标准精度型号 (ANN-MB5) 是由 u-blox 开发的高性能多频段有源 GNSS 天线,支持 GPS、Galileo 和北斗系统。专为标准精度应用设计,该天线以实惠的价格提供卓越性能,是下一代多频 GNSS 技术的理想选择。ANN-MB5 支持多个频段,包括 L1、L5、E5a、B2a 和 NavIC,即使在复杂或遮挡环境中也能实现精确可靠的定位。ANN-MB5 专为易于集成而设计,具有紧凑的外形、简单的安装选项,并为大规模部署提供经济高效的解决方案。该天线与 u-blox 的多频 GNSS 接收器(如 F10 标准精度平台)完美适配,确保无缝兼容。通过减少额外评估和设计需求,ANN-MB5 加速了开发周期并缩短了上市时间。ANN-MB5 配备先进的多频段 RHCP(右旋圆极化)单馈堆叠贴片天线元件,能够在多个 GNSS 频段提供稳健的信号接收。它还内置低噪声放大器(LNA)和表面声波(SAW)预滤波器,增强信号质量并减少干扰。天线配备 3 米长电缆和 SMA 接头,为多样化应用需求提供了灵活的安装选项。该天线满足现代 GNSS 应用的需求,具有高可靠性、精准定位和简化部署的特点,适用于各种环境。

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 RTK 5 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
本示例演示了如何使用 GNSS RTK 5 Click 读取并显示 GNSS 坐标。
关键功能:
gnssrtk5_cfg_setup
- 配置对象初始化函数。gnssrtk5_init
- 初始化函数。gnssrtk5_cmd_run
- 从读取的响应缓冲区中解析 GGA 数据。gnssrtk5_parse_gga
- 从读取的响应缓冲区中解析 GGA 数据。gnssrtk5_generic_read
- 通过 UART 串行接口读取指定数量的数据字节。
应用初始化
初始化驱动程序,复位 Click 板,读取模块版本和配置,并启用 NMEA GNGGA 消息输出。
应用任务
读取接收到的数据,从中解析 NMEA GGA 信息。一旦获得位置修复数据,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 RTK 5 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of GNSS RTK 5 Click by reading and displaying
* the GNSS coordinates.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver, resets the Click board, reads the module version and config,
* and enables the NMEA GNGGA message output.
*
* ## Application Task
* Reads the received data, parses the NMEA GGA info from it, and once it receives
* the position fix it will start displaying the coordinates on the USB UART.
*
* ## Additional Function
* - static void gnssrtk5_clear_app_buf ( void )
* - static void gnssrtk5_log_app_buf ( void )
* - static err_t gnssrtk5_process ( gnssrtk5_t *ctx )
* - static err_t gnssrtk5_read_response ( gnssrtk5_t *ctx, uint8_t *rsp )
* - static void gnssrtk5_parser_application ( uint8_t *rsp )
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnssrtk5.h"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 800
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 100
static gnssrtk5_t gnssrtk5;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
/**
* @brief GNSS RTK 5 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void gnssrtk5_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS RTK 5 log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void gnssrtk5_log_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS RTK 5 data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #gnssrtk5_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t gnssrtk5_process ( gnssrtk5_t *ctx );
/**
* @brief GNSS RTK 5 read response function.
* @details This function waits for a response message, reads and displays it on the USB UART.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #gnssrtk5_t object definition for detailed explanation.
* @param[in] rsp Expected response.
* @return @li @c 0 - OK response.
* @li @c -2 - Timeout error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t gnssrtk5_read_response ( gnssrtk5_t *ctx, uint8_t *rsp );
/**
* @brief GNSS RTK 5 parser application.
* @param[in] rsp Response buffer.
* @details This function logs GNSS data on the USB UART.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnssrtk5_parser_application ( uint8_t *rsp );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
gnssrtk5_cfg_t gnssrtk5_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.
gnssrtk5_cfg_setup( &gnssrtk5_cfg );
GNSSRTK5_MAP_MIKROBUS( gnssrtk5_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == gnssrtk5_init( &gnssrtk5, &gnssrtk5_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_printf( &logger, ">>> Reset device.\r\n" );
gnssrtk5_reset_device ( &gnssrtk5 );
gnssrtk5_read_response ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_RSP_RESET );
log_printf( &logger, ">>> Get module version.\r\n" );
gnssrtk5_cmd_run ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_CMD_GET_VERSION );
gnssrtk5_read_response ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_RSP_COMMAND );
log_printf( &logger, ">>> Get module config.\r\n" );
gnssrtk5_cmd_run ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_CMD_GET_CONFIG );
gnssrtk5_read_response ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_RSP_COMMAND );
log_printf( &logger, ">>> Enable GNGGA output.\r\n" );
gnssrtk5_cmd_run ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_CMD_ENABLE_GGA );
gnssrtk5_read_response ( &gnssrtk5, GNSSRTK5_RSP_COMMAND );
gnssrtk5_clear_app_buf( );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
if ( GNSSRTK5_OK == gnssrtk5_process( &gnssrtk5 ) )
{
if ( app_buf_len > ( sizeof ( GNSSRTK5_RSP_GGA ) + GNSSRTK5_GGA_ELEMENT_SIZE ) )
{
gnssrtk5_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 gnssrtk5_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void gnssrtk5_log_app_buf ( void )
{
for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
}
}
static err_t gnssrtk5_process ( gnssrtk5_t *ctx )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = gnssrtk5_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) )
{
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE )
{
overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
}
for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
}
}
return GNSSRTK5_OK;
}
return GNSSRTK5_ERROR;
}
static err_t gnssrtk5_read_response ( gnssrtk5_t *ctx, uint8_t *rsp )
{
#define READ_RESPONSE_TIMEOUT_MS 5000
uint32_t timeout_cnt = 0;
gnssrtk5_clear_app_buf ( );
while ( ( GNSSRTK5_OK == gnssrtk5_process( ctx ) ) || ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) ) )
{
if ( timeout_cnt > READ_RESPONSE_TIMEOUT_MS )
{
gnssrtk5_log_app_buf( );
gnssrtk5_clear_app_buf( );
log_error( &logger, " Timeout!" );
return GNSSRTK5_ERROR_TIMEOUT;
}
timeout_cnt += 10;
Delay_ms( 10 );
}
gnssrtk5_log_app_buf( );
log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
return GNSSRTK5_OK;
}
static void gnssrtk5_parser_application ( uint8_t *rsp )
{
uint8_t element_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
if ( GNSSRTK5_OK == gnssrtk5_parse_gga( rsp, GNSSRTK5_GGA_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 ] );
memset( element_buf, 0, sizeof( element_buf ) );
gnssrtk5_parse_gga( rsp, GNSSRTK5_GGA_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 ) );
gnssrtk5_parse_gga( rsp, GNSSRTK5_GGA_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++;
}
gnssrtk5_clear_app_buf( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:GPS/GNSS