体验定位技术的未来,我们的 GNSS RTK 解决方案将实时动态能力与尖端创新相结合,提供极致精确的定位。
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硬件概览
它是如何工作的?
GNSS RTK 3 Click 基于 Quectel 的 LC29H(DA/EA),这是一款双频、多卡塔 GNSS 模块。借助内部 LNA 和 SAW 滤波器,该模块实现了更好的灵敏度和抗干扰能力。双频支持帮助该模块在自主模式下提供 1m 的 CEP 精度值,并在使用 RTK 功能时实现厘米级精度。集成的 RTK(实时动态)定位引擎提供亚米级精度,具有快速收敛时间和出色的性能。该模块支持 RTK Rover 技术。在实施 RTK 导航技术之前,模块必须通过其 UART 端口接收 RTK 差分数据。在验证差分校正数据后,模块将进入差分或 RTK 浮动模式。在 RTK 固定模式下的预期精度低于 20cm。LC29H(DA/EA) 模块具有集成的 AGNSS、集成的 AIC 和干扰功能,并且可以同时接收 L1 和 L5 GNSS 频段信号。接收芯片采用 12nm 技术构建,提供先进的电源管理,实现低功耗 GNSS 传感和位置修正,使该模块非常适合电源敏感和电池供电系
统。模块上有一个 DSEL 开关,具有 0 和 1 两个位置。将其设置为 0 位置时,UART 接口可用于通信和下载,而 I2C 只能用于通信。1 位置设置为仅用于下载的 UART,而 I2C 接口可用于通信和下载。GNSS RTK 3 Click 具有一个 SMA 天线连接器,用于连接 MIKROE 提供的合适天线。您还可以通过在省电模式下停用天线来控制天线,降低功耗。为了接口不同电压水平的主 MCU,GNSS RTK 3 Click 配备了德州仪器的 TXS0108E,这是一款 8 位双向电平转换电压转换器。在主电源故障的情况下,模块可以使用来自连接电池的备用电源电压。备用电源为实时时钟和电池备份 RAM 提供电源,并将所有相关数据保存到备用 RAM 中,以便稍后进行热启动或温启动。如果没有电池,备份电源将通过 mikroBUS™ 插座的 3.3V 轨供电。如前所述,GNSS RTK 3 Click 使用标准 2 线 UART 接口与主 MCU 通信,使用常用的 UART RX 和
TX 引脚。UART 2 接口引脚暴露在 1.8V DBG 头上,用于调试。模块支持 9600 到 3Mbps 的波特率,默认波特率为 115200bps。除了 UART 接口外,还可以使用标准的 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,数据速率最高为 400kbps。在这两种情况下,模块将使用 NMEA 0183/RTCM 3.x 协议。您可以使用这些接口中的任何一个来更新 LC29H(DA/EA) 固件。使用 RST 引脚可以重置模块,或者使用 WUP 引脚唤醒它。除了 1PPS LED 外,每秒一个脉冲可以通过 PPS 引脚监控。该 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了包含易于使用功能的库和示例代码,可用于进一步开发。
功能概述
开发板
Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电
源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地
位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
AVR
MCU 内存 (KB)
32
硅供应商
Microchip
引脚数
32
RAM (字节)
2048
你完善了我!
配件
Arduino Mega 的 Click Shield 配备了四个 mikroBUS™ 插槽,其中两个是 Shuttle 连接器,允许所有的 Click board™ 设备与 Arduino Mega 板轻松连接。Arduino Mega 板采用了AVR 8位微控制器,具有先进的RISC架构,54个数字 I/O 引脚,并且兼容 Arduino™,为原型设计和创建多样化应用提供了无限的可能性。该板通过 USB 连接方便地进行控制和供电,以便在开箱即用时高效地对 Arduino Mega 板进行编程和调试,另外还需要将额外的 USB 电缆连接到板上的 USB B 端口。通过集成的 ATmega16U2 程序器简化项目开发,并利用丰富的 I/O 选项和扩展功能释放创造力。有八个开关,您可以将其用作输入,并有八个 LED,可用作 MEGA2560 的输出。此外,该 shield 还具有来自 Microchip 的高精度缓冲电压参考 MCP1501。该参考电压默认通过板底部的 EXT REF 跳线选择。您可以像通常在 Arduino Mega 板上那样选择外部参考电压。还有一个用于测试目的的 GND 钩子。另外,还有四个额外的 LED,分别是 PWR、LED(标准引脚 D13)、RX 和 TX LED,连接到 UART1(mikroBUS™ 1 插槽)。此 Click Shield 还具有几个开关,执行诸如选择 mikroBUS™ 插槽上模拟信号的逻辑电平以及选择 mikroBUS™ 插槽本身的逻辑电压级别等功能。此外,用户还可以使用现有的双向电平转换器,无论 Click board™ 是否以3.3V或5V逻辑电压级别运行,都可以使用任何 Click board™。一旦您将 Arduino Mega 板与 Click Shield for Arduino Mega 连接,就可以访问数百个使用3.3V或5V逻辑电压级别工作的 Click board™。
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
此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:
Application Output
- 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。
UART Terminal
- 通过UART终端使用USB to UART converter监控数据有关详细说明,请查看本教程。
软件支持
库描述
该库包含 GNSS RTK 3 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
gnssrtk3_enable_device
- 此功能通过将 CEN 引脚设置为高电平逻辑状态来启用设备。gnssrtk3_generic_read
- 此功能通过使用 UART 或 I2C 串行接口读取所需数量的数据字节。gnssrtk3_parse_gga
- 此功能从读取的响应缓冲区解析 GGA 数据。
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 3 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of GNSS RTK 3 click by reading and displaying
* the GNSS coordinates.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and enables the click board.
*
* ## 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 gnssrtk3_clear_app_buf ( void )
* - static void gnssrtk3_log_app_buf ( void )
* - static err_t gnssrtk3_process ( gnssrtk3_t *ctx )
* - static void gnssrtk3_parser_application ( uint8_t *rsp )
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gnssrtk3.h"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 800
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
static gnssrtk3_t gnssrtk3;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static uint8_t i2c_data_ready = 0;
/**
* @brief GNSS RTK 3 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void gnssrtk3_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS RTK 3 log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void gnssrtk3_log_app_buf ( void );
/**
* @brief GNSS RTK 3 data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #gnssrtk3_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 gnssrtk3_process ( gnssrtk3_t *ctx );
/**
* @brief GNSS RTK 3 parser application.
* @param[in] rsp Response buffer.
* @details This function logs GNSS data on the USB UART.
* @return None.
* @note None.
*/
static void gnssrtk3_parser_application ( uint8_t *rsp );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
gnssrtk3_cfg_t gnssrtk3_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.
gnssrtk3_cfg_setup( &gnssrtk3_cfg );
GNSSRTK3_MAP_MIKROBUS( gnssrtk3_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( GNSSRTK3_OK != gnssrtk3_init( &gnssrtk3, &gnssrtk3_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
gnssrtk3_enable_device ( &gnssrtk3 );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
if ( GNSSRTK3_OK == gnssrtk3_process( &gnssrtk3 ) )
{
gnssrtk3_parser_application( app_buf );
}
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
static void gnssrtk3_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void gnssrtk3_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 gnssrtk3_process ( gnssrtk3_t *ctx )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = 0;
if ( ( GNSSRTK3_DRV_SEL_I2C == ctx->drv_sel ) && ( !i2c_data_ready ) )
{
uint16_t pps_wait_log_cnt = 0;
while ( !gnssrtk3_get_pps_pin ( ctx ) )
{
if ( ++pps_wait_log_cnt > 5000 )
{
log_printf( &logger, " Waiting for the position fix (PPS signal)...\r\n\n" );
pps_wait_log_cnt = 0;
}
Delay_ms ( 1 );
}
i2c_data_ready = 1;
Delay_ms ( 200 );
}
rx_size = gnssrtk3_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 GNSSRTK3_OK;
}
return GNSSRTK3_ERROR;
}
static void gnssrtk3_parser_application ( uint8_t *rsp )
{
uint8_t element_buf[ 100 ] = { 0 };
if ( GNSSRTK3_OK == gnssrtk3_parse_gga( rsp, GNSSRTK3_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 ) );
gnssrtk3_parse_gga( rsp, GNSSRTK3_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 ) );
gnssrtk3_parse_gga( rsp, GNSSRTK3_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++;
}
gnssrtk3_clear_app_buf( );
i2c_data_ready = 0;
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END