Urządzenie GPS do nawigacji w terenie oparte o procesor z rdzeniem ARM Cortex M-3

GPS navigation device based on the ARM Cortex M-3 processor

Autor: Tomasz Woźniak

Opiekun pracy: dr inż. Piotr Skulimowski

Dodatkowy opiekun: dr inż. Paweł Poryzała

Rodzaj pracy: praca dyplomowa inżynierska

Data obrony: 2011-02-10

Streszczenie

Celem pracy było zaprojektowanie oraz konstrukcja prototypu urządzenia ułatwiającego poruszanie się w terenie, wykorzystującego system nawigacji satelitarnej GPS. Zadaniem urządzenia jest rejestrowanie w pamięci współrzędnych punktów trasy przebytej przez użytkownika. Zapisane w pamięci dane mogą zostać wykorzystane do kontrolowania przebiegu kolejnych wędrówek tą samą trasą. Napisano w języku Delphi aplikację przeznaczoną dla komputera PC umożliwiającą archiwizację przebytej ścieżki oraz wczytanie do urządzenia wcześniej zapisanych tras.
Urządzenie zostało zbudowane z czterech modułów: płyty ewaluacyjnej bazującej na procesorze z rdzeniem ARM Cortex-M3, zewnętrznego odbiornika GPS, modułu Bluetooth oraz płytki uniwersalnej, na której umieszczono pamięć EEPROM i przyciski użytkownika.
W pracy opisano poszczególne moduły oraz sposób ich komunikacji z procesorem. Procesor odbiera, poprzez moduł Bluetooth, współrzędne geograficzne z odbiornika GPS. Współrzędne te są odpowiednio przetwarzane i wykorzystywane w algorytmach zapisu oraz korektora trasy. Omówiony został również interfejs użytkownika: funkcje poszczególnych przycisków oraz informacje prezentowane na wyświetlaczu graficznym.
W pracy zamieszczono wnioski z testów w terenie zbudowanego urządzenia, które potwierdziły poprawność jego działania. W podsumowaniu wskazano dalsze kierunki rozwoju projektu.

Abstract

The aim of the thesis was to design and construct a GPS device which facilitates movement in outdoor environments. The device stores in its memory coordinates along routes traveled by its user. A recorded route can be used to aid travel in subsequent attempts to reach the same destination. A PC application written in Delphi allows storage of routes and loading of pre-recorded routes to the device.
The device is composed of four modules: an evaluation board based on ARM Cortex M-3 core processor, an external GPS receiver, a Bluetooth module and a universal board with EEPROM memory and buttons.
The thesis includes a description of all modules with the way they communicate with the processor. The processor receives the coordinates sent by the GPS receiver via Bluetooth. The coordinates are appropriately processed and used in route recording and correction algorithms. The user interface is also described along with all function buttons and information displayed on the graphical display.
The thesis concludes with field tests of the device, which confirmed its proper functionality. The summary included proposals of further project development.