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1、2009年5月农机化研究第5期基于ARM9和GPS的农田面积测量仪设计ab李娜娜,何东健(西北农林科技大学a.机械与电子工程学院;b.信息工程学院,陕西杨凌712100)摘要:全球定位系统(GPS)在精细农业中起着很重要的作用,应用也越来越广泛。为此,介绍了一种基于ARM9微处理器芯片S3C2410和GPS接收模块E531的农田面积测量仪。同时,阐述了GPS农田位置信息采集模块、WINCE.NET操作系统等软硬件的设计思路和实现方法。该测量仪便于携带,具有很好的通用性和扩展性,可满足精细农业需要。关键词:测量仪;GPS;ARM9;WINCE.NET;农田面积+中图分类号:TP2
2、73.5文献标识码:A文章编号:1003-188X(2009)05-0155-03LCD板(带触摸屏)等组成。简单架构如图1所示。0引言GPS(GlobalPositioningSystem)即全球定位系统,是一种利用卫星支持的无线电导航系统,以测量精度高、操作简便、仪器体积小、便于携带、全天候操作和高效益等显著特点在精细农业中得到广泛的应用。精细农业研究中,农田面积是农田信息中必不可少的一种数据,农田面积的大小决定了农业生产时种子、肥料等播撒的多少,也是机械作业方面要了解的数图1农田面积测量仪的架构据。因此,各高校和科研所积极进行相关方面的研1.1GPS接收机模块[1]究。浙
3、江大学的裘正军、应霞芳、何勇和哈尔滨工该农田面积测量仪用GPSOEM板来获得农田的[2]业大学通信技术研究所的白旭和谭学治都对基于地理位置信息。GPS接收机模块选用GARMIN公司GPS技术的面积测量仪进行了研究,但是这些设备绝GPS25LVSOEM板(芯动E系列E531)。E531是12大多数都是利用单片机设计的,相对与ARM具有一通道的GPS接收机模块,可跟踪12颗GPS卫星,跟踪定的局限性,获取和处理信息的速度不高。方慧、何性能优越,能够快速定位。GPS接收机模块的功耗非[3]勇研究了基于WindowsCE的农田信息采集技术,常小,数据更新率为每秒1次,其优良的性能可满足
4、但他们是在掌上电脑的环境下进行的,从经济上考虑陆地导航的灵敏度需求。它接收来自天线单元的信在精细农业上使用不实惠。因此,提出了基于性价比号,通过变频、放大、滤波等一系列处理过程,实现对比较好的嵌入式S3C2410设计便携式农田面积测量GPS卫星信号的跟踪、锁定和测量,产生计算位置的仪,该测量仪有良好的人机交互界面,可以实现快速数据。部分技术指标如下:获取和精确定位,能够适应精细农业的要求。输入电压(直流)/V:3.3~3.6输入电流/mA:52(跟踪模式)1总体架构及硬件平台接收机通道:12该系统采用ARM9系列的S3C2410嵌入式微处定位精度:<6m2DRMS理器,该农田面
5、积测量仪由GPS接收机模块E531、以串口0接口协议:默认波特率为4800S3C2410为核心芯片的ARM9数据采集板、TFT彩色输出(默认):NMEA-0183版本3.0的ASCII码语句,包括GGA,GSA,GSV,RMC收稿日期:2008-07-25串口1接口协议:默认波特率为115200作者简介:李娜娜(1981-),女,河南新蔡人,硕士研究生,(E-mail)j15ln@163.com。NMEA-0183是目前使用最广泛的有关海洋电子通讯作者:何东健(1957-),男,陕西西乡人,教授,博士生导师。通讯接口和协议的标准,NMEA-0183语句是1组#155#2009年
6、5月农机化研究第5期ASCII字符组成的字符串,以/$0字符开头,以回车换相连接,不需要额外的电源保持其上记忆的信息。SD行符结束,中间为数据段和校验和。E531OEM模块卡的结构能保证数字文件传送的安全性,也易于重新能输出多种格式的NMEA语句,如$GPGGA,$GPG-格式化,有着广泛的应用。如今,基于SD卡和ARMSA,$GPGSV和$GPRMC等,不同的语句包含不同的嵌入式系统越来越多地被人们所采用。本系统中,GPS信息。本研究只需接收定位信息,因此选择读取由于GPS接收机模块的数据每秒更新一次,随着采集$GPGGA语句格式。该语句包含纬度、经度、高度、时间的增加,嵌入
7、式采集设备要求处理的信息量也逐速度、日期、时间、航向、卫星状况等。例如,$GPG-步增加。考虑到SD卡具有体积小、引脚数少、高记忆GA,084053.039,6016.3051,N,02458.3735,E,0,00,容量、快速数据传输率、良好的移动灵活性和很好的0.0,46.6,M,18.2,M,*5D。安全性等优点,平台上实现了SDHost模块,把通过由于E531OEM板放入接口特性是TTL电平输GPS获取的农田地理位置信息经过处理、整合后存储出,而S3C2410数据采集板的串口已经转换
