像Arduino这样最酷的嵌入式平台之一，已经使制造商和DIYers能够使用GPS模块轻松获取位置数据，从而构建依赖于位置的事物。借助Raspberry Pi所具有的强大功能，使用相同的廉价GPS模块构建基于GPS的项目无疑是非常了不起的，这是本文的重点。今天，在这个项目中，我们将与Raspberry Pi 3接口GPS模块。
该项目的目标是通过UART从GPS模块收集位置数据（经度和纬度）并将其显示在16x2 LCD上，因此，如果您不熟悉16x2 LCD与Raspberry Pi配合使用的方式，这是另一个很好的学习机会。
所需组件：
- 树莓派3
- Neo 6m v2 GPS模块
- 16 x 2液晶屏
- Raspberry Pi的电源
- LAN电缆以无头模式将pi连接到PC
- 面包板和跨接电缆
- 电阻/电位计至LCD
- 运行Raspbian Jessie的存储卡8或16Gb
除此之外，我们需要安装GPS守护程序（GPSD）库，16x2 LCD Adafruit库，我们将在本教程的后面部分安装该库。
在这里，我们使用 Raspberry Pi 3 和Raspbian Jessie OS。前面已经讨论了所有基本的硬件和软件要求，您可以在Raspberry Pi简介中进行查找。
GPS模块及其工作原理：
GPS代表全球定位系统，用于以精确的UTC时间（协调世界时）检测地球上任何位置的纬度和经度。GPS模块是我们的车辆跟踪系统项目的主要组成部分。该设备每隔一秒钟从卫星接收带有时间和日期的坐标。
GPS模块实时发送与跟踪位置有关的数据，并以NMEA格式发送大量数据（请参见下面的屏幕截图）。NMEA格式包含几个句子，其中我们只需要一个句子。这句话从$ GPGGA开始，包含坐标，时间和其他有用的信息。该GPGGA被称为“全球定位系统修订数据”。在此处了解有关读取GPS数据及其字符串的更多信息。
我们可以通过计算字符串中的逗号来从$ GPGGA字符串中提取坐标。假设您找到$ GPGGA字符串并将其存储在数组中，则可以在两个逗号后找到“纬度”，在四个逗号后找到“经度”。现在，这些纬度和经度可以放在其他数组中。
以下是$ GPGGA字符串及其说明：
$ GPGGA，104534.000,7791.0381，N，06727.4434，E，1,08,0.9,510.4，M，43.9，M,, * 47
$ GPGGA，HHMMSS.SSS，纬度，N，经度，E，FQ，NOS，HDP，高度，M，高度，M，校验和数据
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识别码 |
描述 |
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$ GPGGA |
全球定位系统修复数据 |
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卫生管理系统 |
时间以小时，分钟，秒和毫秒的格式表示。 |
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纬度 |
纬度（坐标） |
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ñ |
方向N =北，S =南 |
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经度 |
经度（坐标） |
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Ë |
方向E =东，W =西 |
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FQ |
修正质量数据 |
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NOS |
正在使用的卫星数 |
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HPD |
水平精度稀释 |
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高度 |
海拔高度 |
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中号 |
仪表 |
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高度 |
高度 |
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校验和 |
校验和数据 |
您可以检查我们的其他GPS项目：
- 使用GPS和GSM的基于Arduino的车辆追踪器
- 使用GPS，GSM和加速度计的基于Arduino的车辆事故警报系统
- 如何在Arduino上使用GPS
- 使用Arduino，ESP8266和GPS在Google Maps上跟踪车辆
准备Raspberry Pi与GPS通信：
好吧，跳进去，这样就不会感到无聊了，我假设您已经对Raspberry Pi了如指掌，足以安装您的OS，获取IP地址，连接到腻子之类的终端软件以及其他有关PI。如果您在执行上述任何操作时遇到任何问题，请在评论部分打我，我们将很乐意为您提供帮助。
要使该项目正在进行，我们要做的第一件事就是准备我们的Raspberry Pi 3，使其能够通过UART与GPS模块通信，相信我，这非常棘手，并且已经做了很多尝试来使其正确，但是如果您遵循我的指南很仔细，您将一口气获得，这是该项目中最困难的部分。在这里，我们使用了Neo 6m v2 GPS模块。
要深入研究，这里对Raspberry Pi 3 UART的工作原理进行了一些解释。
Raspberry Pi具有两个内置UART，一个PL011和一个迷你UART。它们是使用不同的硬件模块实现的，因此它们的特性略有不同。但是，在树莓派3上，无线/蓝牙模块连接到PLO11 UART，而微型UART用于Linux控制台输出。根据您的看法，由于其实现级别，我将PLO11定义为两个UART中最好的一个。因此，对于该项目，我们将使用更新的Raspbian Jessie当前版本中可用的覆盖层，从PLO11 UART禁用蓝牙模块。
步骤1：更新Raspberry Pi：
在启动每个项目之前，我喜欢做的第一件事是更新树莓派。因此，让我们照常运行并运行以下命令；
sudo apt-get更新sudo apt-get升级
然后重新启动系统；
须藤重启
步骤2：在Raspberry Pi中设置UART：
在此之下，我们要做的第一件事是编辑 /boot/config.txt 文件。为此，请运行以下命令：
须藤nano /boot/config.txt
在config.txt文件的底部，添加以下行
dtparam = spi =在dtoverlay = pi3-disable-bt core_freq = 250 enable_uart = 1 force_turbo = 1
ctrl + x退出，然后按y并输入保存。
请仔细检查以确保没有错别字或错误，因为这样做可能会阻止pi启动。
使用这些命令的原因是什么， force_turbo 使UART可以使用我们在这种情况下设置的最大内核频率为250。这样做的原因是为了确保接收到串行数据的一致性和完整性。在这一点上需要注意的重要一点是，使用 force_turbo = 1 会使树莓派的保修无效，但同时也很安全。
该 dtoverlay = PI3-禁用-BT 断开与蓝牙 ttyAMA0 ，这是为了让我们获得通过使用现有的全UART功率 ttyAMAO 而不是迷你UART ttyS0来。
UART设置部分下的第二步是编辑 boot / cmdline.txt
我建议您制作一份cmdline.txt的副本，并在编辑之前先保存它，以便以后可以根据需要返回到它。可以使用以下方法完成：
sudo cp boot / cmdline.txt boot / cmdline_backup.txt sudo nano /boot.cmdline.txt
将内容替换为；
dwc_otg.lpm_enable = 0 console = tty1 root = / dev / mmcblk0p2 rootfstype = ext4 lift = deadline fsck.repair = yes rootwait安静启动plymouth.ignore-serial-soles
保存并退出。
完成此操作后，我们将需要再次重新引导系统以进行更改（ sudo reboot ）。
步骤3：禁用Raspberry Pi串行Getty服务
下一步是禁用Pi的串行 getty服务 ，该命令将阻止它在重新启动时再次启动：
sudo systemctl停止[email protected] sudo systemctl禁用[email protected]
如果需要，可以使用以下命令再次启用它
sudo systemctl启用[email protected] sudo systemctl启动[email protected]
重新启动系统。
步骤4：激活ttyAMAO：
我们已经禁用了ttyS0，接下来我们要启用 ttyAMAO 。
sudo systemctl启用[email protected]
步骤5：安装Minicom和pynmea2：
我们将通过minicom连接到GPS模块并理解数据。这也是我们将用来测试的工具之一，因为我们的GPS模块工作正常。minicom的替代方法是守护程序GPSD。
sudo apt-get安装minicom
为了轻松解析接收到的数据，我们将使用 pynmea2库 。可以使用安装；
须藤点安装pynmea2
可以在这里找到库文档https://github.com/Knio/pynmea2
步骤6：安装LCD库：
在本教程中，我们将使用AdaFruit库。该库是为AdaFruit屏幕制作的，但也可用于使用HD44780的显示板。如果您的显示基于此，则它将正常工作。
我觉得最好克隆该库并直接安装。克隆运行；
git clone
进入克隆目录并安装
cd./Adafruit_Python_CharLCD sudo python setup.py安装
在此阶段，我将建议重新启动一次，以便我们准备继续连接组件。
Raspberry Pi GPS模块的接口：
如下图所示，将GPS模块和LCD连接到Raspberry Pi。
在Python脚本之前进行测试：
我觉得在继续执行python脚本之前测试GPS模块连接很重要，为此我们将使用minicom。运行命令：
须藤minicom -D / dev / ttyAMA0 -b9600
其中9600表示GPS模块通信的波特率。一旦我们确定了GPS和RPI之间的数据通信，就可以使用它来编写Python脚本。
该测试也可以使用cat完成
须藤猫/ dev / ttyAMA0
在Window中，您可以看到我们之前讨论过的NMEA句子。
此Raspberry Pi GPS教程的Python脚本在下面的代码部分中给出。
言归正传，测试整个系统的时间到了。重要的是要确保GPS定位良好，将它取出来，尽管我的GPS在室内工作，但大多数GPS都需要3到4颗卫星才能获得定位。
工作正常吗？是的
有问题或意见吗？将它们放在评论部分。
演示视频如下所示，其中我们使用GPS和Raspberry Pi在LCD上显示了经纬度位置。