基于AVR主从式GPS数据采集系统设计

基于GPS的同步数据采集装置的设计与实现的开题报告1. 题目基于GPS的同步数据采集装置的设计与实现2. 研究背景和意义随着科技的不断进步，许多行业对于数据的需求越来越高，尤其是在农业、气象、交通等领域，需要实时、准确地采集和监测数据。

其中，GPS 技术作为一种高效的定位技术，可以实现对于地理位置的精确定位，因此被广泛应用于数据采集领域。

然而，目前市场上的GPS采集器通常只能采集位置信息，而无法实现多种数据的同步采集。

因此，本研究旨在设计并实现一种基于GPS的同步数据采集装置，解决现有产品无法同时采集多种数据的问题，实现对于地理位置、气象、环境等多种因素数据的准确采集，为相关行业的数据监测提供更为全面、准确的数据支持。

3. 研究内容和方法本研究的主要内容为设计并实现一款基于GPS的同步数据采集装置，包括硬件设计和软件开发。

具体步骤如下：（1）硬件设计：通过调研市场上已有的GPS采集器，确定设计方案，并制作硬件原型。

（2）软件开发：开发数据采集程序，实现对于多种数据的同步采集，并进行数据处理和存储。

（3）测试和优化：对于制作出的硬件原型进行测试，并根据测试结果进行优化，确保采集器的稳定性和准确性。

本研究将采用调研、仿真、实验等方法进行研究，旨在设计出更为稳定、准确的基于GPS的同步数据采集装置。

4. 预期成果和意义本研究的预期成果是设计并制作出一款基于GPS的同步数据采集装置，实现对于多种数据的同步采集，并进行准确的数据处理和存储。

同时，该采集器具有稳定性高、精度高等优点，能够满足农业、气象、交通等领域对于数据的多方面需求，提供更全面、准确的数据支持。

在实际应用中，该采集器可用于农业作物监测、气象数据采集、交通流量分析等领域，也可用于对于环境污染、资源调查等领域的数据采集。

因此，本研究具有重要的研究价值和实际应用价值。

《自动化仪表》第29卷第2期　2008年2月基于AVR 单片机的一体化GPS 接收机设计D e s ign o f In te g r a te d GPS Re ce i ve r B a se d o n AVR S i ng l e Ch ip Com p u te r王　勇(中国民航大学工程技术训练中心,天津　300300)摘　要:针对GPS 接收机国产化低的现状,以AVR AT meg128微处理器为核心处理器,基于GPS 接收机、OE M 板的基本原理,应用一体化的设计思路,开发研制了一体化GPS 接收机。

经过样机的测试,证明一体化GPS 接收机具有操作简单、性能稳定、数据通信抗干扰能力强等特点,其精度完全可以满足各种工程测量以及勘察测量的需求。

关键词:全球定位系统　接收机　OE M 板　AVR 单片机　硬件设计　一体化中图分类号:T N85 文献标志码:AAbstract:In accordance with the current status of the less l ocalizati on of GPS receivers,by adop ting the design concep t of integration,the inte 2grated GPS receiver is developed .The design is based on GPS receiver and basic p rinci p le of OE M board,and the AVR m icr op r ocess or AT 2meg128is used as the kernel p r ocessor .Thr ough the tests on p r ototype machine,the results show that this integrated GPS receiver features easy operation,stable perfor mance and powerful anti 2interference capability in data communicati on,and the accuracy fully meets the requirements of various engineering and p r os pecting measurement .Keywords:GPS Receiver OE M board AVR single chip computer Hardware design I ntegration 修改稿收到日期:2007-02-26。

采用AVR控制器的GPS授时与定位装置的设计与制作张涛;林雨
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2014(22)12
【摘要】以解析GPS的时间信息和位置信息为目标,通过使用嵌入式GPS模块和AVR控制器,设计和制作GPS授时与定位装置,实现时间信息和位置信息的解析和显示等问题;首先给出了基于GPS模块和AVR控制器的授时与定位装置的整体构架,然后对各个部分的硬件进行详细设计,给出了硬件设计电路和软件设计框图;最后对所设计的基于GPS模块和AVR控制器的授时与定位装置进行实物制作,证明了设计内容的正确性和可行性,具有一定的实际应用价值.
【总页数】3页(P4127-4129)
【作者】张涛;林雨
【作者单位】华北科技学院电子信息工程学院,河北三河065201;华北科技学院电子信息工程学院,河北三河065201
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.关于采用AVR单片机设计风机盘管控制器的方案 [J], 朱荃
2.GPS 模块和89C52控制器的授时与定位装置设计制作 [J], 张涛;林雨
3.用AVR单片机制作射频驻波比监测控制器 [J], 梁达先
4.基于GPS授时的转播台专用定时控制器设计 [J], 武博昊;杨微
5.采用picoPower节能技术的AVR微控制器 [J],
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本科毕业设计基于虚拟仪器技术的GPS信息采集系统摘要近几年，以全球定位系统（Global Positioning System，GPS）为代表的定位与导航技术迅速发展，已经进入国民经济的各相关领域中，尤其是在农业相关研究领域获得越来越广泛的应用。

GPS以其高精度、全天候和高效率的特点完全可以胜任设备定位以及数据传输的需求，因此，如何合理、高效的获取GPS定位信号是目前定位与导航技术领域中研究的热点课题，也是本设计的研究目标。

本文阐述了目前国外定位与导航技术的发展现状、研究成果以及存在的问题，并详细介绍了在此基础上针对应用系统开发中GPS设备与PC的联机通信及信息提取问题。

在分析NMEA-0183协议的基础上，探讨了GPS信息采集与解析的关键技术与方法，并利用虚拟仪器技术和LabVIEW软件编写了GPS信号采集程序建立了GPS设备与PC间的串行通信。

本研究设计的GPS信息采集系统使用LabVIEW软件采集Trimble 5700 GPS接收机输出的定位信息。

GPS接收机与计算机的串口相连，LabVIEW程序从计算机串口读取GPS信息并实时、准确的显示出来。

在定位数据动态、实时可视化的同时，将原始数据进行保存用于后续进一步分析。

实验结果表明，设计的GPS信息采集系统能够实时采集GPS定位信息并显示其运动轨迹，其功能达到了最初的设计目标。

本设计对GPS 应用系统开发、工作状态监测、信号质量评估、导航仪性能分析等具有实用价值，也可作为定位结果优化处理的数据源。

关键词：虚拟仪器 GPS LabVIEW 采集系统GPS Information Acquisition System Based on Virtual InstrumentTechnologyWu Zetao(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China)Abstract: In recent years, the rapid development of positioning and navigation technology, represented by Global Positioning System (GPS), has entered in the relevant fields of the national economy. Especially, GPS has been widely used in agriculture related research fields. With the characteristics of high precision, all-weather and high efficiency, GPS is fully capable of positioning and data transmission requirements. Therefore, the reasonable and efficient introduction of GPS positioning technology is a hot topic in the research field of positioning and navigation, and is also the objective of this design.This paper described the development status at home and abroad, research achievements and existing problems of the positioning and navigation technology, and introduced the GPS -based on-line communication and information acquisition of GPS equipment and PC system. The key technology and method of GPS information collection and analysis was discussed based on the analysis of NMEA 0183 protocol. Virtual instrument technology and LabVIEW software was used to develop a GPS signal acquisition program to establish the serial communication between PC and GPS equipment.The GPS information acquisition system designed in this study reads the positioning information from a Trimble 5700 GPS receiver by using LabVIEW software. The GPS receiver connects with the serial port of a computer. A LabVIEW program reads GPS information from the serial port and display accurate track on a real time basis. With the dynamic, real-time visualization of positioning data, the original data can be saved for further analysis. Experiments results show that, the GPS information acquisition system can collect real-time GPS positioning information and display the trajectory, which meets the original goals.This design has practical values to the development of GPS application system, working status monitoring, signal quality assessment, and navigation system performance analysis. The system can also be used as the data source for positioning results optimization.Key words:virtual instrument GPS LabVIEW acquisition system目录1前言 (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2 课题研究的意义 (1)1.3 国外发展现状及趋势 (2)1.4 本文研究容 (4)2 虚拟仪器与LabVIEW (5)2 .1 虚拟仪器简介 (5)2.2 LabVIEW简介 (6)2.3 LabVIEW 程序的构成 (6)3 理论分析及设计 (8)3.1 GPS数据传送方式 (8)3.2 GPS数据格式及数据处理 (10)3.3 GPS数据显示 (14)3.4 GPS数据保存 (15)4 测试与实验分析 (16)4.1 模拟实验测试 (16)4.2 实地实验测试 (18)4.2.1 GPS接收机简介 (18)4.2.2 实地实验过程 (19)4.2.3 实地实验分析 (19)5 结论 (20)5.1 结论 (20)5.2 讨论和建议 (21)参考文献 (22)附录A 系统前面板 (24)附录B 系统程序框图 (25)致 (26)华南农业大学本科生毕业设计成绩评定表1前言1.1 课题的研究背景近几十年，随着计算机和通信技术得到迅猛发展，定位和导航技术发也逐渐开始发展起来，特别是美国全球定位系统（GPS）的建立（余丹等，2006），能够为全球用户提供全球围陆地、海洋以及空间的位置、速度和时间等信息，这给定位技术带来了革命性的变革，使得定位和导航系技术进入了一个高速发展阶段。

基于GPS的数据采集系统的研究GPS(Global Positioning System)全球定位系统是美国发射的24颗GPS地球卫星所组成的具有能提供全球全天候导航、定位、授时功能的系统。

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，利用C／A码进行单点定位的精度由100米提高到10米，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，这进一步掀起了GPS应用的热潮，刺激GPS技术与科技和生产领域的结合。

诞生了大量的GPS的应用成果。

如相量测量装置PMU 就是利用了GPS来解决了电力系统广域空间同步测量的问题。

随着时代的发展，如今对数据采集在通信，电力和建筑等特殊应用场合又提出了新的要求，希望能够对被测系统不同节点的物理量行同步采样，能够实时获知采样点的精准时刻和地理位置然后将这些信息实时传送到主监控系统，根据采集来的测量信息对系统的状态进行分析，控制及事故预警。

传统的数据采集装置是用晶振产生的时钟频率经分频后提供的采样信号，虽然随着科技水平的提高出现越来越多的高精度的晶体振荡器，采样频率的精度也越来越高，但是在异地同步高精度的测量要求中传统的数据采集方式在理论上已经不再同步了，而且随着时间的推移单一晶振的时钟系统会出现一系列的老化和漂移特性，已经越来越不能满足新时期下同步数据采集的应用。

为此，本文探讨了一种采用了GPS这一新型授时方法，充分利用了数字信号处理器TMS320F2812 DSP丰富的片上资源，以GPS秒脉冲为同步时钟信号，结合其片上12位A／D可支持16通道芯片进行采样，并以USB 2．0接口通信方式实现高速、大容量的数据传输，来构建同步数据采集系统以满足多测量场合的应用。

1 GPS授时系统GPS卫星授时系统主要由空间卫星系统、地面卫星控制部分和用户接收设备组成。

其中用户设备就是指GPS接收机。

本文所选择的接收机是GARMIN公司的GPS25 OEM板，该OEM板为12通道的GPS接收机，可以同时跟踪其视野范围内内多达12颗GPS卫星，通过接收来自天线单元的信号，并通过变频、放大、滤波等一系列处理对得到的导航电文的解码和处理后，输出间隔是1 s的同步脉冲信号1PPS和的由RS-232标准串口输出串行数据UTC(协调世界时)如图1所示。

基于AVR的GPS轨迹记录系统
毛怿奇;张海峰;方旭昌
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2012(35)7
【摘要】为了解决目前市场上出现的一些轨迹记录仪的缺陷,介绍了一种采用ATmega32的主控模块及与所述主控模块相连并受其控制的GPS接收模块、键盘模块、液晶显示模块、语音模块和电源模块的GPS轨迹记录系统。

研发了适用性更好,功耗更低,功能更全面,续航能力更强,具有人性化设备,且能更快速精确记录各种轨迹的产品。

经仪器检测以及实地试验表明,各项指标均已实现,误差也在精度允许的范围之内,有良好的实用价值。

【总页数】4页(P78-80)
【关键词】AVR;轨迹;GPS;功耗;续航能力;人性化
【作者】毛怿奇;张海峰;方旭昌
【作者单位】杭州电子科技大学电子信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN06
【相关文献】
1.基于STM32的骑行GPS轨迹记录与车灯控制系统的研制 [J], 欧阳双庆;王子赟
2.基于Android和GPS轨迹记录和能耗测算研究 [J], 沈程;谭海波;许金林
3.基于AVR的步进电机轨迹球跟踪控制系统 [J], 童鑫;惠晶
4.基于SD卡的GPS轨迹记录仪研究设计 [J], 齐文达
5.基于GPS和DirectDraw的SAR运动轨迹记录技术研究 [J], 周章伦;禹卫东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于GPS的计算机数据采集处理系统设计作者：杜海涛来源：《卫星电视与宽带多媒体》2020年第22期【摘要】我国的现代化发展迅速，各部门的发展都有了很大的改善。

工业制造技術的发展在现阶段越来越迅速，对工业通信管制的要求越来越高。

在作为一种新的总线技术，由于其独特的特性，可广泛应用于汽车工业，自动控制，医疗设备、建筑物自动化等技术的发展，推动了动态的社会经济发展。

其抗干扰性和稳定性是基本要素，使用分布式管理以在不同控制器之间进行点对点通信的现场总线技术有利于智能地连接到需要的设备，通信主要特点是设备之间的距离将被缩短、减少风险分散、提高管理能力和提高可靠性。

该通信网络主要包括智能节点和成对线路。

设计了基于微处理器的CAN数据采集节点，该温度采集节点收集温度值并通过CAN技术向主机发送遥控红外信号。

【关键词】GPS;计算机数据采集处理;系统设计中图分类号：TN94 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.22.013不仅需要理论知识，还需要技术支援。

地理信息技术的理论和技术是通过制图化的科学理论与现代系统技术所衍生出来的。

GPS数据将主要与数字照片匹配。

地理信息系统数据库和地形测量数据库的数据主要来自所有领域的数字记录和数字数据。

在一些数据是通过航空摄影收集的地区，高精度、快速制图和低生产成本是全数字摄影测量的三个主要优点。

因此，本文从几个方面和角度分析了全数字摄影测量中固定点信息的实时采集方法，进一步提高了实时采集的效率和质量。

1. 系统软件设计1.1 数据采样设计对于一种用于控制的自动化装置来说，其内部覆盖大量用于控制数据采集、计算机处理等的测量单元，该测量装置可以有效地模拟信号，这使得能够在设备数据传输期间执行控制并提供操作稳定性，例如，基于-10V电压的A/D转换功能模块情况下，扩展值为-8000-8000的系统。

Cr寄存器的A/D模块将通过PLC接收指令，并根据指令单元，对Cr寄存器的A/D模块进行全面跟踪。

本文介绍了一套基于Matlab 环境下的AVR 单片机数据采集系统，其特点是成本低，采集数据速度快，实时性好。

本采集系统使用了带有10位分辨率AD 的微型处理器，接口电路采用USB 接口，DA 输出电路采用spi 关键词：摘要：李向江樊京（南阳理工学院南阳473004）基于AVR 单片机的数据采集系统设计信息技术与网络服务本文介绍了一套基于Matlab 环境下的A VR 单片机数据采集系统。

使用A VR 系列的单片机中的ATmega16作为微控制器，提高了系统运行速度。

同时它内部带有8通道独立的10位精度A/D 接口，工作于降噪声模式，增强了抗干扰能力并降低了成本。

信号采集结果通过USB 接口直接送入matlab 的工作空间并使用matlab 的GUI 界面显示，便于信号的分析与处理。

1整体硬件方案框图基于A VR 单片机的数据采集系统工作原理结构图如下图1所示。

进行数据采集时其工作流程为：被测信号经过运放进行1:1放大后，从模拟信号输入通道输入，送到ATmega16的ADC 模块，ADC 模块内嵌在A VR 单片机内部，可以通过编程实现ADC 转换；转换结束以后把结果发送到PDIUSBD12的数据缓冲区中；当PDIUSBD12接收到上位机发出的读数据请求时，就把数据发送到PC 机端；而DAC 部分就是当接收到上机发来的DAC 转换请求命令和转换数据时，ATmega16就会启动，控制DA 芯片TLV5617，开始进行DAC 转换。

其中系统中ADC 电路含4路输入，DAC 电路含2路输出，且ADC 的前两路输入增益可通过反馈电阻值来调节。

AD DAAVR 数据来集板USB 传输操作系统(CPC 机)Matlab 显示面板图1基于AVR 数据采集系统结框图2USB 接口电路USB 接口电路主要是完成上位机和数据采集设备之间的数据传输功能。

它的最大速度能达到12Mb/s ，数据的传输决定权完全由上位机来控制。

1.引言数据采集记录仪在工业控制领域中有着十分重要的意义。

在许多工业场合。

尤其是对于一些分散的、无人值守的现场．需要对数据进行定时采集以便及时了解现场的情况．并根据情况发送控制命令。

以前这些系统大多采用普通的单片机来实现．其缺陷是明显的．如系统资源短缺、指令不够精简、CPU操作频率低等，大大地限制了其使用场合。

现在广泛使用的是ARM和PC机通过串行口构成的多微机监测系统．但仍存在问题，比如多仪器问的精确同步。

本文提出了一种基于ARM和GPS(GlobalPositioningSystem)的数据采集记录仪，并结合uC／OS—II嵌入式实时操作系统来实现。

该系统具有良好的环境适应性、多仪器间的精确同步性、人机交互性、稳定性、高效性，很适合运用于电化学实验、腐蚀测量工程等领域。

2.系统总体结构设计本数据采集记录仪主要包括两大部分：数据采集与数据存储传输。

本文主要介绍数据采集模块的设计与实现。

整个系统的系统功能模块如图1所示。

该系统要求采集4路电压通路．采集时间为100ms~255h．并连续记录ON、OFF电位至少24小时(不需要记录整个波形)：同时由于本数据采集记录仪是一个多仪器系统，要求所有仪器都能够精确同步。

因此．该系统要求每分钟，秒钟记录一次测试时间(GPS时间)。

并将此时间与其它仪器记录时间相比。

其它仪器记录时间用GPS同步。

同时，该系统要求支持本地数据存储和u盘数据保存功能．且u盘数据保存的可存储容量取决于u盘的整体容量：该系统支持多种数据通讯功能。

如Zigbee通讯、SPI总线接口通讯、I2C总线接口通讯、UART 异步串行通讯。

图1数据采集记录仪的功能模块图结合图1，可得整个系统的实现方案．如下：1)与硬件平台相关的软件部分分析与实现，并编写相应的底层函数：2)进行uC／OS—II嵌入式实时操作系统在LPC2220微处理器的移植：3)系统各功能模块的分析与实现：4)系统调试及改进。

该系统采用uC／OS-II嵌入式实时操作系统作为中问件，并将与硬件平台相关的部分与相应功能模块的实现隔离开来，尽可能地实现硬件与软件分开．这样方便进行系统设计。

GPS坐标采集设备设计摘要随着社会经济和科学技术的发展，卫星导航观念也逐渐为人们所接受。

将全球定位系统应用于汽车导航，给汽车提供全球性、全方位、全天候的实时导航。

同时，便携式的GPS定位仪可为户外运动用户提供精确定位数据。

论文在介绍GPS定位基本原理的基础上,提出了一种基于STC89C52单片机的液晶GPS定位仪的设计方案,同时实现了GPS信息输出到显示屏显示。

本文基于单片机控制系统的原理，从理论上分析了基于单片机的GPS坐标采集的设计与开发，论述了GPS系统的组成以及其应用，研究了GPS坐标采集的硬件实现，设计了软件程序，并对本文所作的工作给出一个总结。

实际应用表明, 该系统能够实现对 GPS全球定位系统的定位导航信息帧参数的提取,实现了GPS空间数据的读取显示, 具有功耗低特点,有良好的应用价值。

相比较其他微控制器，单片机STC89C52具有成本上的绝对优势，本文详细描述了利用单片机设计全球定位系统坐标采集的设计方案。

关键词：单片机；GPS定位；LCD显示Design of the Equipment of GPS Coordinate CollectionAbstractWith the socio-economic and scientific and technological development, the concept of satellite navigation is gradually accepted by people. Global Positioning System being used in car navigation global positioning system, provides a car global, comprehensive, all-weather real-time navigation. Meanwhile, the portable GPS locator can provide accurate positioning data for outdoor sports. Paper, introducing the basic principle of GPS positioning, proposes a design of l iquid crystal GPS Locator based on microcontroller STC89C52, while achieving that the GPS information is outputted on the screen to display.The paper based on the principle of SCM control system , introduces the design and ex-ploitation of GPS coordinates collection that is based on SCM.，Global Positioning system is researched on theory, hardware design, software .The paper discusses the theory of GPS ,a detailed study is accomplished about the composition of the GPS system and its applications and the acquisition of hardware GPS coordinates, and this article gives a summary of the work done. The practical application showed that the system can collect the location and na-vigation information frame parameter, and achieve a read of GPS spatial data which can be displayed. The system has the feature of low power consumption, provides with good applied value.Compared with other micro-controller, the microcontroller STC89C52 has the absolute advantage on cost, the paper describes the design of collection of global positioning system coordinates based on Microcontroller in detailKey words：SCM;GPS positioning; LCD display目录1 绪论...................................................................................................................................................... - 1 -1.1 研究背景.................................................................................................................................... - 1 -1.2 国内外研究现状........................................................................................................................ - 1 -1.3 课题研究的目的和意义............................................................................................................ - 2 -1.4 论文的组织结构........................................................................................................................ - 3 -2 GPS卫星导航系统组成及原理分析 ............................................................................................ - 4 -2.1 GPS卫星导航系统概述............................................................................................................. - 4 -2.2 GPS系统组成............................................................................................................................. - 4 -2.3 GPS定位原理............................................................................................................................. - 6 -2.4 GPS输出数据格式..................................................................................................................... - 6 -2.5 本章小结.................................................................................................................................... - 7 -3 系统硬件设计及器件选型 ............................................................................................................. - 8 -3.1系统整体结构设计..................................................................................................................... - 8 -3.2 单片机模块选型........................................................................................................................ - 9 -3.3 GPS模块选型及接口电路设计................................................................................................. - 9 -3.3.1 GPS模块选型................................................................................................................. - 9 -3.3.2 GPS模块接口电路设计............................................................................................... - 10 -3.4 LCD显示模块电路设计............................................................................................................- 11 -3.4.1 QC12864B简介..............................................................................................................- 11 -3.4.2 LCD模块接口电路设计............................................................................................... - 13 -3.5 电源模块电路设计.................................................................................................................. - 13 -3.6 系统硬件总电路图.................................................................................................................. - 14 -3.7 本章小结.................................................................................................................................. - 15 -4 软件设计........................................................................................................................................... - 16 -4.1 单片机的总体软件设计.......................................................................................................... - 16 -4.2 中断接收子程序...................................................................................................................... - 17 -4.3 显示子程序.............................................................................................................................. - 18 -4.3.1 LCD模块的指令说明................................................................................................... - 18 -4.3.2 显示子程序流程图...................................................................................................... - 20 -4.4 本章小结.................................................................................................................................. - 20 -5 系统调试........................................................................................................................................... - 22 -5.1硬件调试................................................................................................................................... - 22 -5.2软件调试................................................................................................................................... - 22 -5.3软硬件调试............................................................................................................................... - 22 -5.4 调试结果.................................................................................................................................. - 23 -5.5 本章小结.................................................................................................................................. - 25 -6 设计总结与展望 ............................................................................................................................. - 26 -6.1 设计总结.................................................................................................................................. - 26 -6.2 展望.......................................................................................................................................... - 26 - 参考文献 ............................................................................................................................................... - 28 -附录A 系统硬件总电路图............................................................................................................... - 29 - 附录B 串行中断接收子程序.......................................................................................................... - 30 - 附录C 外文文献及翻译 ................................................................................................................... - 35 - 致谢.................................................................................................................................................... - 46 -1 绪论1 绪论1.1 研究背景G PS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。

基于虚拟仪器技术的GPS信息采集系统的设计与试验研究摘要：针对采用本文编程语言开发GPS定位信息采集系统存在的问题，在分析NMEA-0183协议的基础上，探讨了GPS信息采集与解析的关键技术与方法，利用LabVIEW软件开发了基于虚拟仪器技术的GPS信号采集系统。

本研究设计的GPS信息采集系统根据GPS设备与PC间串行通信的技术优势，使用LabVIEW软件实时采集GPS接收机输出的定位信息，并在电子地图上实时、准确和形象地显示出来。

系统还可将采集到的原始数据进行保存用于后续进一步分析。

实地试验表明，设计的GPS信息采集系统能够实时采集GPS定位信息并显示其运动轨迹。

本设计对GPS 应用系统开发等提供了参考，也可作为定位结果优化处理提供良好的数据源支持。

关键词：虚拟仪器；GPS；LabVIEW；采集系统中图分类号：TP311 .1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）04-0415-04目前，已经投入运行的卫星导航定位系统有美国的全球定位系统（GPS）和俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS），正在建设的有欧洲的全球卫星导航定位系统（GALILEO）和中国的北斗全球定位系统[1-2]。

其中美国的GPS系统是迄今最成熟的导航定位系统，以GPS为代表的卫星导航应用产品逐渐成为现代社会信息来源的重要工具[3]。

国际上广泛使用的GPS定位数据处理软件有：美国麻省理工学院（MIT）和加州大学圣地亚哥分校Scripps海洋研究所（SIO）研制的GAMIT/GLOBK，美国喷气推进实验室（JPL）研制的GIPSY/OASIS 软件和瑞士BERNE大学研制的Bernese软件[4]。

这些GPS数据处理软件的研发大多数是基于VC++等传统文本编程语言开发的，但采用传统文本编程语言开发需要熟练掌握复杂的编程语言，编程过程中需要考虑传统编程语言的许多句法细节，同时文本编程语言不够直观、易懂。

GPS信息采集系统需要人机界面，而文本编程语言的人机界面开发功能并不十分强大，且相对较为复杂。

一种基于GPS的数据采集处理系统的研究设计
O 引言
GPS(Global Positioning System，全球卫星定位系统)以其高精度、全天候、全天时的特点，在定位、导航、测距、授时遥感等领域广泛应用，并得到了快
速的发展。

设计一种基于嵌入式系统的GPS 定位数据采集系统，根据GPS 信
号接收原理和嵌入式技术，该设计完成了基于单片机和计算机实现GPS 数据的
采集，并以良好的人机界面显示出系统所处的经纬度、海拔高度、X，Y 坐标
以及日期等信息，该系统已应用于某外场的车载定位试验中，代替了以前人工
记录定位数据的烦琐，提高了效率。

1 系统描述
本设计利用TI 的低功耗MSP430F149 单片机的双串行接口，一路将
GPS 接收模块接收的定位信息数据传送至单片机，由单片机对GPS 定位信息中
需要的信息进行采集、解析，最后将需要的信息发送至外接的液晶显示其经、
纬度、海拔高度和时间；同时将解析的数据经外部的串口转USB 接口电路传
送至计算机，计算机将接收到的经纬度坐标通过坐标变换转换成本地的高斯平
面坐标，并一同将经纬度、海拔高度、高斯平面坐标值等显示给用户，其整体
系统框图如图1 所示。

2 GPS 数据格式类型及定位信息提取
GPS 模块上电后，会每隔一定的时间返回一定格式的数据，其数据格式为：“$信息类型，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x，x”，每帧的起始字
符都是“$”，接着是信息类型，后面是定位参数，以逗号分隔开。

一帧完整的数
据格式如下所示：。