单片机与GPS模块通信功能的实现
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毕业设计（论文）
开 题 报 告
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1 选题的背景和意义
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GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量，刺激GPS市场的增长。据有关专家预测，在美国，单单是汽车GPS导航系统，2000年后的市场将达到30亿美元，而在我国，汽车导航的市场也将达到50亿元人民币。可见，GPS技术市场的应用前景非常可观。
1.1 选题的背景
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近年来，随着我国经济的蓬勃发展和城市建设的高歌猛进，作为国民经济与社会发展的命脉——交通运输，通过政策支持与重金投入，初步扭转了被动落后的局面。但缺少跨区域兼容平台、管理难度大、信息化水平低、技术装备落后等“老、大、难”问题，仍然是阻碍交通管理现代化进程的“瓶颈”。GPS全球卫星定位系统的应用使人们看到了未来城市交通管理智能化的希望。为机动车辆特别是公安车辆、出租车辆、长途客货运车辆等大量的公共交通提供定位、监控、报警和指挥调度、信息发布等全方位的服务，是一项会产生极大社会效益和经济效益的高科技产业。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
上世纪五十年代后期，美国出于自身的政治、军事和经济利益的考虑，开始研制卫星导航系统，经过三十多年的努力，耗资300多亿美元，终于建成了上世纪航天史上最成功、最有意义的工程之一——全球卫星定位系统(Global Positioning System，GPS)，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后第三项庞大工程，GPS能连续、实时、高精度地为用户提供三维位置、三维速度和时间信息，并能覆盖全球和全天候工作。
1994年4月3日，24颗Block-II型工作卫星发射完毕，系统投入全面运行。GPS最初主要用于军事和涉及国家重要利益的民用领域，可实现飞机舰船的导航、部队调动、军事目标定位、武器的精确制导等，特别是在沙漠风暴和对科索沃的轰炸这两场典型高技术战争中，GPS大量用于巡航导弹的制导，打击目标的选择，甚至地面士兵都随身携带便携式定位装置，可以说，GPS是现代高技术武器的眼睛。
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鉴于GPS的军事上非凡的表现和巨大的实用价值，美国总统克林顿颁布法令，将GPS向民用领域免费开放，同时在2000年5月1日起停止S/A政策，对民用码不加干扰，使民用定位精度大大提高。 另外，前苏联也发展了自己的全球定位系统：Glonass，同样也免费向民用市场开放使用；国际通信协会也有类似GPS的系统。相信不远的将来，我们也能享受到我国自己的卫星定位系统给我们带来的方便。 现在GPS已发展成为一个高速成长的产业，广泛应用于车辆定位、航海航空、测量等民用行业，特别是移动目标的定位监控、防盗报警和指挥调度。据美国GPS行业协会统计，98年GPS市场为50亿美元，由于移动通信的发展和对民用卫星码不加扰，2000年将是增长3倍。
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GPS技术在国内刚刚起步，具有广阔的应用前景，其应用热点已从前几年的渔业领域转入车辆应用，尤其是车辆定位监控和指挥调度应用，通信、INTERNET突飞猛进的发展，针对位置的信息服务也将走上快车道。
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2 研究的基本内容
GPS全球定位系统在实际生活中被广泛应用，是当今信息时代发展中的重要组成部分。因其具有性能好、精度高、应用广的特点，使其成为了迄今最好的导航定位系统。本文以北京精仪达盛科技有限公司提供的GSU-38A0 GPS接收模块为例，介绍了GPS的通信协议。讨论了基于单片机的GPS接收系统设计, 提出了对GPS全球定位系统定位信息的接收以及对各定位参数数据的提取方法，并给出了系统的硬件电路及软件流程图。通过本设计方法，本系统由单片机控制GPS模块较为精确地计算和显示日期、时间、经度、纬度等卫星信息。
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目的是在GPS和单片机的理论和知识上，选用Atmel公司的AT89S52提取GPS模块的接收数据并由12864液晶显示接收数据。
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在此设计过程中，主要熟悉GSU-38A0 GPS模块各性能指标，学习NMEA封包并懂得使用NMEA输出命令，结合单片机串行通信知识能实现对GPS接收到的卫星信息进行提取，并在12864液晶显示平台上选择性的显示数据。
4 预期成果
基于单片机开发的GPS接收机系统设计的方法。 GPS应用越来越广泛，我们的设计只是应用的基础和开端。在实际应用中我们要结合各个领域的特殊情况和特定的技术需求，进行有针对性的处理和设计。GPS提供的定位信息包括了经度、纬度、海拔、速度、航向、磁场、时间、卫星个数及其编号等卫星信息，其接收数据方法类似，故本设计只是提取了其中的部分价值性较高的数据信息。
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5 研究工作进度计划
计划完成内容
计划时间
毕设选题和资料收集，整理
设计方案选取和确定
PLC控制系统硬件和软件与组态设计
模拟系统搭建和调试，修改
整理设计过程，撰写论文
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