USB 接口 GPS 在树莓派上的正确使用姿势~

产品说明:

• 支持Raspberry Pi型号A，B，A +，B +，Zero，2,3，内置L80-39 GPS芯片。
• 使用UART或USB通信, 默认波特率 9600bps。
• USB 接口采用CP2102作为USB转UART桥接芯片，稳定且速度更快。
• L80-39具有66个搜索通道和22个同步跟踪通道，它可以在室外的最短时间内采集和跟踪卫星。我这里要强烈强调一下, 室内你搜不到星的哦, 一定要在室外,人家手册上这么写,你就去室外操作好吗? 别问为啥, 用脑子想想啊,卫星在天上,你要搜星,你喵在家里搜哪门子的星?
  

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注意 我再次强调该模块适合户外操作。请把Antana(就是传说中的天线)放在露天。

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兼容性列表(基本上只要支持串口通信的设备基本上都能支持,例如 各种 MCU, 51 单片机,arduino, 树莓派,香蕉派, Tinker board 等…

• 兼容性

平台	USB端口GPS模块
Raspberry Pi 3型号B Plus	√
树莓派零	√
Raspberry Pi零W	√
Raspberry Pi 3型号B.	√
Raspberry Pi 2模型B.	√
Raspberry Pi Model B +	√

功能

• -165 dBm灵敏度，1Hz（默认），最高5Hz，66个通道
• 启动时至少消耗100mA电流。
• PPS输出可用于与卫星协调时间。
• 定时精度: 1PPS输出 15ns
• 内部贴片天线在室外使用时工作良好
• 金属的SMA连接器用于外部有源天线,可以在室内使用,但是天线必须放置在室外.
• fix状态LED闪烁，让您知道GPS何时确定当前坐标
• EASY™，先进的AGPS技术，无需外部存储器
• 支持时间服务应用程序，可通过PPS同步NMEA功能实现
• 内置LNA可提高灵敏度
• RTC电池兼容
• 1×8公头，USB micro接口
• 包括CP2102模块串行转换器USB 2.0到TTL UART

参数

类型	值
卫星	66个接受通道，22个跟踪通道
工作电压	4.5-5.5V
重量	4.35克
最大电流	最大100mA
工作温度	-40〜+ 85℃
规模	16.6x26x18.6（毫米）
全球定位系统	L80-M39
贴片天线尺寸	15.0 x 15.0 x 4.0mm
位置准确性	<2.5M CEP
速度准确度	<1.0米/ s的
没有ESEY的暖/冷启动	<35S
ESEY热/冷启动	<15秒
获取灵敏度	-148dBm
跟踪灵敏度	-165dBm
更新率	1Hz（默认）高达5Hz
波特率	4800~115200 bps默认为9600bps
协议	NMEA 0183
安装电缆	1 * 8堆叠标头USB微数据线

如何连线

第一种方法:

Uart风格接法:

由于Raspberry Pi 3，Model B的串口问题，它可能会导致意外问题，我们建议您不要将带有Raspberry Pi的GPS模块直接连接到GPIO引脚。当然,如果你要坚持用,也是可以的,只是需要将树莓派3B 和3B+的蓝牙功能关闭, 然后再将/dev/ttyAMA0设备释放出来,即可用树莓派的 GPIO 引脚和设备通信而不用占用 USB口了,操作步骤我大致讲解一下:

1. 在树莓派上通过 sudo raspi-config 找到接口设置然后打开串口设备,机器上会出现一个/dev/ttyS0设备.
2. 在树莓派上编辑/boot/config.txt 配置文件,检查 enable_uart=1 是否存在.
3. 在树莓派上编辑/boot/cmdline.txt 配置文件,将整行复制后注释掉一行, 并将未注释行的 console=/dev/ttyAMA0, 115200 信息删除.
4. 重启树莓派并在启动后安装适合自己的串口软件例如 minicom 或者别的.

• 1.如果是使用一根USB-to-TTL线连接GPS模块和Raspberry Pi，你可以像这张图表一样连线：

GPS模块	电线颜色
VCC	红线
GND	黑丝
TXD	绿线
RXD	白线

• 2.重启 Raspberry Pi并登录，如果在桌面环境中使用raspberry Pi，请打开终端并按照后面步骤操作。

USB风格接法:

• 只需使用microUSB电缆连接Raspberry Pi USB端口和GPS模块，并在Raspberry Pi上供电。

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如何使用

1.上电后登录系统。您可以打开终端并输入以下命令来安装GPS模块的包。
sudo apt-get update && sudo apt-get -y install gpsd gpsd-clients python-gps 
2.启动gpsd服务并对其进行控制。
启用它： sudo systemctl enable gpsd.socket 
启动它： sudo systemctl start gpsd.socket 
重新启动它： sudo systemctl restart gpsd.socket 
检查状态： sudo systemctl status gpsd.socket 

4.配置文件是在/ etc / default / gpsd中
修改gpsd的配置文件根据/ dev文件夹中串口的名称修改“DEVICE”参数。
如果通过USB电缆将其连接到Raspberry Pi，通常将其命名为“/ dev / ttyUSB0”。
您可以使用“nano”或“vim.tiny”编辑器来完成它。

我下面是写好的一个例子,我只是用 grep -v “#” /etc/default/gpsd | grep -v “^$” 过滤掉了配置文件中的注释和空行, 你们的配置如果是用 USB 接 micro USB口,然后直接插树莓派的 USB 口的,和我的配置基本是差不多的,除非你树莓派上还接了好多 USB设备,否则默认第一个设备就是/dev/ttyUSB0 , 参数 GPSD_OPTIONS= ” -F /var/run/gpsd.sock” 你这里定义啥名字就用啥名字行么?别乱改..否则找不到文件又是一顿刺挠, 你又要到群里喊叫代码不行,用不了.看仔细了哦~

重启服务：
sudo systemctl restart gpsd.socket 
最后，使用此命令从GPS模块获取信息。
sudo cgps -s

一般情况下,如果不出幺蛾子,那么你会看到如下的信息,但是如果搜不到卫星的时候也很正常,你以为卫星时时刻刻都在你头顶上呢? 也许它跑开了一会儿,耐心等待, 基本上我们搜星也都是 30 多秒-5 分钟左右很正常, 这是 GPS 不是北斗, 自从美国出了个川普,GPS 就没有好用过….
5. GPS状态如下：

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客户端C中的示例代码

• 使用以下代码可以通过libgps库从本地端口2947获取gpsd进度的GPS信息。
• libgps 的链接我贴出来,你可以看看: http://www.catb.org/gpsd/client-howto.html
• GPS客户端HOWTO
  
• 代码名称gps.c：

#include <gps.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 
#include <math.h> 
int main() 
{ 
  int rc;
  struct timeval tv; 
  struct gps_data_t gps_data; 
if ((rc = gps_open("localhost", "2947", &gps_data)) == -1) 
 {     
    printf("code: %d, reason: %s\n", rc, gps_errstr(rc));
     return EXIT_FAILURE;
 } 
gps_stream(&gps_data, WATCH_ENABLE | WATCH_JSON, NULL); 

while (1) 
{     
/* wait for 2 seconds to receive data */     
if (gps_waiting (&gps_data, 2000000)) 
{         
/* read data */         
if ((rc = gps_read(&gps_data)) == -1) 
{             
   printf("error occured reading gps data. code: %d, reason: %s\n", rc, gps_errstr(rc)); 
 } 
else 
{
 /* Display data from the GPS receiver. */             
if ((gps_data.status == STATUS_FIX) &&                 (gps_data.fix.mode == MODE_2D || gps_data.fix.mode == MODE_3D) &&                 !isnan(gps_data.fix.latitude) &&                  !isnan(gps_data.fix.longitude)) 
{                     
/* gettimeofday(&tv, NULL); EDIT: tv.tv_sec isn't actually the timestamp! */
 
printf("latitude: %f, longitude: %f, speed: %f, timestamp: %lf\n", gps_data.fix.latitude, gps_data.fix.longitude, gps_data.fix.speed, gps_data.fix.time); 
//EDIT: Replaced tv.tv_sec with gps_data.fix.time             
} 
else 
  {                 
   printf("no GPS data available\n");            
   }   
 } 
}
sleep(3);
}
/* When you are done... */ 
gps_stream(&gps_data, WATCH_DISABLE, NULL); 
gps_close (&gps_data); 
return EXIT_SUCCESS; 
}

• 编译并运行它。

gcc -o gps gps.c -lm -lgps 
sudo ./gps 

GPS客户端的Python解决方案

• 在Raspberry Pi上用 python 来接受 GPS 数据是最简单的,但是需要你安装一个 pyserial 的模块.

以下是三个如何使用python从连接到Raspberry Pi的GPS接收器获取GPS数据的示例。

思路: 使用GPSD客户端库, 然后手动解析NMEA句子或者使用pynmea2解析NMEA句子,也可以使用GPSD客户端库 

gpsd客户端库基于JSON。JSON对象具有“类”属性（例如TPV，SKY，DEVICE.etc …），可用于过滤不同的信息。
请参阅：[ http://www.catb.org/gpsd/gpsd_json.html | gpsd_json]

• 本指南介绍了如何在Raspberry Pi上运行gpsd。
• 下面的示例python脚本在TPV类上过滤，即时间位置速度报告，然后打印出相关信息。

• 使用pynmea2解析NMEA句子

下面的python脚本显示了如何通过直接连接到串行接口来访问GPS数据。
它过滤$ GPGGA NMEA句子，然后使用pynmea2来解析数据。
Pynmea2可以安装：

pi@raspberrypi ~ $ pip install pynmea2

到这里就先告一段落. 下一篇帖子我做一个和高德地图 API 结合的例子.