Microduino GPS(码表、轨迹记录及最新M8N模块)评测报告
本帖最后由 沧海笑1122 于 2015-4-12 18:17 编辑Microduino GPS(码表、轨迹记录及最新M8N模块)评测报告
一、 评测项目名称及基本情况
项目名称：Microduino GPS评测
时间：2015-01～04 （04月以前使用ublox 7n模块，0401～0412使用最新的Microduino Ublox-M8n模块）
评测内容：A、使用Microduino硬件以及代码，利用第三方ublox 7n模块，自制GPS记录仪，对代码、GPS库以及硬件进行整体测试。
B、对Microduino最新研制的 Ublox-M8n GPS模块进行评测，使用了自制的记录盒平台，Microduino Cube-V1框架对三种GPS解析库进行评测。
二、关于评测A的情况介绍
（一）硬件：Microduino core+(644,5V,16M);OLED模块，电源管理BM模块，FT232模块；第三方ublox 7n模块、SD存储模块。洞洞板、500MAH锂电池。
（二）软件：Microduino老潘兄代码，来自GITHUB；洞洞板绘图软件（LM4.0）
（三）制作过程：
1、利用面包板搭建原型，验证代码；
2、利用U center 8.10软件测试ublox 7n模块工作正常。
3、整体设计：原理图、洞洞板布局图绘制、记录盒壳体选择，各元器件位置布局；
（四）评测情况及主要问题：
1、通过徒步、驾车进行测试。可以将gps模块测量的经纬度以及速度数据记录在SD模块，并且在OLED模块显示；
2、通过google earth进行路径回放。（结果同后图）
3、使用情况：上电后，红色LED闪烁，说明开始读取GPS数据，搜星正常后，绿色LED闪动，并且已经开始记录数据。按动按键可以切换至下一段记录。使用比较便捷，代码编写可读性很强。Microduino的堆叠很方便。
4、存在的主要问题：
（1）在2015年1月前测试过程中，GPS数据在记录过程中存在较大跳变现象。一是跳变很大，比如经纬度可以直接跳变到0左右，形成了坏数据；二是出现的频率比较高，在一次开车行驶中，半小时的测试，大约十几次跳变。针对跳变，在代码中采取了一些过滤手段（如根据我所在的城市和活动范围设置粗滤条件，然后根据行车的速度，对超出正常速度的跳变再次过滤）；以及滤波手段（如中值滤波）；结果有所改进，但没有完全消除数据跳变。还好在新的模块中彻底解决了。
（2）我这个版本使用了洞洞板加飞线的方法，应该说在稳定性上还不是很好，尤其是我的ublox 7n模块采用了外置，也就是说将TX,VCC,GND三根线用一个USB接口送回来，初衷是在行路过程中，记录盒可以放在包里，而ublox 7n模块和天线可以放在包外。不过我采用了USB接口，连接不够紧密，出现过数据掉线的情况。因此在硬件上还是比较粗的。下一步还是要考虑画PCB，模块的连接采用microUsb或者直接在PCB上固定。
（3）SD记录模块刚开始采用第三方的，比较笨重，排母连接也不是很可靠；优点是SD大卡容易从盒子中取出。后来使用Microduino的TF模块，很精巧，不过每次记录后TF卡取出不方便，这个问题是难以兼顾的，体积和使用的便利性。
（4）同样的便利性问题，还出现在BM模块的电源开关上。BM模块不可以使用外接开关，一旦外接开关掉电BM模块必须用microusb重启；使用过程中不是很方便，每次在盒子里打开电源就需要用尖锐物体伸进去拨动。如同上一个问题，也是袖珍体积和便利性的兼顾问题。
三、 关于评测B的情况说明
（一）硬件：Microduino core+(644,5V,16M);OLED模块FT232模块； ublox 8MN模块、CUBE V1框架（带键盘）以及小米移动电源（5000MAH）。
（二）软件：首先是三种GPS解析库，1、老潘兄提供的官方测试解析库；2、TINYGPS+库；3、在arduino.cc找到的Ublox M8N的解析库；
其次是ublox官方的设置软件，U center 8.15
（三）制作过程：
1、寄来的Microduino分体包装，比较精致、开袋后一如既往地精美，第三张图右上角是我第一版做的盒子。（开袋前后图，小资了一下，放了几片玉兰）
2、V1框架实在便捷，几分钟就搭建起来；再加上一个小米的移动电源（因为我带来的500MAH锂电池接口对不上，我手头没有烙铁所以只能用成品移动电源，但是看上去还是挺搭的，室内拍摄OLED会出现屏幕不完整，肉眼看不出）
3、利用U center 8.15软件测试ublox M8N模块工作正常。
ublox M8N模块依旧精致，与现有的6M模块在外观上没有太大区别，陶瓷天线是和小板分离的，便于使用。
4、分别对三种库进行测试。
（四）评测情况及主要问题：
1、根据老潘兄提供的官方库（也是基于Adafruit_GPS库基础上修改的库），工作稳定，静态下1～2分钟搜星，热态下5～10秒就可以。和OLED做了一个显示配合，显示时间、经纬度以及速度，不过经纬度没有做进一步转换，现在看到的还是DDMM.MMMM格式，需要进行一个转换即可，老潘兄代码中有详细的过程。其次对东八区的时间做了一个修订，在GPS标准时间加了8小时，如果整体超过24小时，就取余数，然后day+1即可。
2、根据TINYGPS+的官方库，测试Microduino Ublox-M8n GPS模块，功能同上，由于tinygps带有distance函数，所以顺手增加了一个测距功能，使用V1的中间按钮触发，从按钮按动时刻开始计算并且累加行进距离。我在外面走了近2公里，分几段测试.实测情况看，运行顺畅，测距准确（和手机APP对比）。
3、根据arduino.cc论坛网友提供的解析库，在PC上联测过，经纬度、海拔、可用卫星数量正常。没有做进一步测试，因为这个库比较轻量级.有兴趣的极客可以继续探索。
(静止下测试轨迹,这个飘移是正常的，在移动过程中就没有了)
(徒步路测、SD存储后，google earth展示，数据跳变的问题不存在了，这是一个天大的好消息啊)
谈谈我的看法吧：有人说microduino只适合做原型搭建以及特定的场合（比如秃鹫鸟蛋计划，对体积功耗有苛刻限制），而不适合做极客作品。这一点我倒不太认同。其实Microduino的特点除了袖珍以外，统一的接口、堆叠是最大的亮点。你尽可以把core当作一片IC使用，正如我的图中所示，加一点外围电路就可以实现了。至于我刚才谈到的TF模块和BM模块，在兼顾体积的同时要放弃一些便利性，如果做成品，也难不住大多数极客，比如那个BM电源开关，也是可以引出来的。Microduino提供了这样的硬件，提供了如此优好的社区，就是给了极客们各种运用的空间，没有万能的、适用所有用途硬件，过去没有、将来很难说会有，所以根据你的用途选择硬件、平台更为合适，而不是要求Microduino是一个百搭的平台。
附件：
评测中使用的库、代码、洞洞板布线图全部打包，分享给大家。
(徒步路测、SD存储后，google earth展示，数据跳变的问题不存在了，这是一个天大的好消息啊)
分享库\代码\PCB的图：
厉害 l蛮有意思 好帖，顶！ 这个的SD卡库用的是哪个呢？ 看了帖子知道了u-blox M8, 能够同时获取和跟踪不同的 GNSS（全球导航卫星）系统: 并行接收 GPS（QZSS） 和GLONASS 或 BeiDou，或同时接收 GLONASS 和 BeiDou。此平台专门适应于即使在 GPS 信号差的环境下（尤其是城市峡谷）都需要最高的可用性和准确性的高性能应用。
Microduino确实是极客的好玩具！:) fuwen0202 发表于 2015-4-13 06:57 static/image/common/back.gif
这个的SD卡库用的是哪个呢？
还是microduino提供的SD卡库。
topdog 发表于 2015-4-13 07:12 static/image/common/back.gif
看了帖子知道了u-blox M8, 能够同时获取和跟踪不同的 GNSS（全球导航卫星）系统: 并行接收 GPS（QZSS） 和G ...
谢谢您的背景介绍，帖子对这个有疏漏。本次测试使用的还是GPS，会继续对北斗的测试。 沧海笑1122 发表于 2015-4-13 07:17 static/image/common/back.gif
还是microduino提供的SD卡库。
不是arduino自带的那个sd库么？ 什么GPS模块？ “如果整体超过24小时，就取余数，然后day+1即可”
这个要遇到月底，或者闰年就没法搞了，建议还是把时间转化成ntp时间
下面是我整理的一些代码：
在里面先用“getTimeStamp(Hour,Minute,Second,Day,Month,Year)”得到当前TimeStamp时间，加/减去时区的秒数，再将新的TimeStamp带入getDateStamp()函数，就可以得到正确的日期/时间了。
#include "Arduino.h"
#define TIME_ZONE +8
int Year,Month,Day,Hour,Minute,Second,Weekday;
/*==============================================================================*/
/* Useful Constants */
#define SECS_PER_MIN(60UL)
#define SECS_PER_HOUR (3600UL)
#define SECS_PER_DAY(SECS_PER_HOUR * 24UL)
#define DAYS_PER_WEEK (7UL)
#define SECS_PER_WEEK (SECS_PER_DAY * DAYS_PER_WEEK)
#define SECS_PER_YEAR (SECS_PER_WEEK * 52UL)
#define LEAP_YEAR(Y) ( ((1970+Y)>0) && !((1970+Y)%4) && ( ((1970+Y)%100) || !((1970+Y)%400) ) )
staticconst uint8_t monthDays[]=
{
31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31
}; // API starts months from 1, this array starts from 0
//RTC to timeStamp
uint32_t getTimeStamp(int c_Hour,int c_Minute,int c_Second,int c_Day, int c_Month, int c_Year)
{
c_Year -= 1970;
// assemble time elements into time_t
// note year argument is offset from 1970 (see macros in time.h to convert to other formats)
// previous version used full four digit year (or digits since 2000),i.e. 2009 was 2009 or 9
int i;
uint32_t seconds;
// seconds from 1970 till 1 jan 00:00:00 of the given year
seconds= c_Year*(SECS_PER_DAY * 365);
for (i = 0; i < c_Year; i++) {
if (LEAP_YEAR(i)) {
seconds +=SECS_PER_DAY; // add extra days for leap years
}
}
// add days for this year, months start from 1
for (i = 1; i < c_Month; i++) {
if ( (i == 2) && LEAP_YEAR(c_Year)) {
seconds += SECS_PER_DAY * 29;
}
else {
seconds += SECS_PER_DAY * monthDays;//monthDay array starts from 0
}
}
seconds+= (c_Day-1) * SECS_PER_DAY;
seconds+= c_Hour * SECS_PER_HOUR;
seconds+= c_Minute * SECS_PER_MIN;
seconds+= c_Second;
seconds-= TIME_ZONE * SECS_PER_HOUR;
//Serial.print("Current date and time:");
//Serial.println(seconds);
return seconds;
}
//timeStamp to RTC
void getDateStamp(uint32_t _getDateStamp)
{
_getDateStamp += TIME_ZONE * SECS_PER_HOUR;
unsigned long _weekday = (((_getDateStamp/3600/24)+4)%7);
Weekday=_weekday;
Year = 1970;
while(1) {
uint32_t Seconds;
if(LEAP_YEAR(Year-1970)) Seconds = SECS_PER_DAY * 366;
else Seconds = SECS_PER_DAY * 365;
if(_getDateStamp >= Seconds) {
_getDateStamp -= Seconds;
Year++;
}
else break;
}
Month = 0;
while(1) {
uint32_t Seconds = SECS_PER_DAY * monthDays;
if(LEAP_YEAR(Year-1970) && Month == 1) Seconds = SECS_PER_DAY * 29;
if(_getDateStamp >= Seconds) {
_getDateStamp -= Seconds;
Month++;
}
else break;
}
Month++;
Day = 1;
while(1) {
if(_getDateStamp >= SECS_PER_DAY) {
_getDateStamp -= SECS_PER_DAY;
Day++;
}
else break;
}
Hour = _getDateStamp / 3600;
Minute = (_getDateStamp - (uint32_t)Hour * 3600) / 60;
Second = (_getDateStamp - (uint32_t)Hour * 3600) - Minute * 60;
/*
Serial.print("week: ");
Serial.println(Weekday);
Serial.print(Day);
Serial.print("/");
Serial.print(Month);
Serial.print("/");
Serial.println(Year);
Serial.print(Hour);
Serial.print(":");
Serial.print(Minute);
Serial.print(":");
Serial.println(Second);
Serial.println();
*/
} topdog 发表于 2015-4-13 07:12 static/image/common/back.gif
看了帖子知道了u-blox M8, 能够同时获取和跟踪不同的 GNSS（全球导航卫星）系统: 并行接收 GPS（QZSS） 和G ...
这么细心，从哪发现的 能否做成手机使用它的信号？？？ 手机信号总不好 suoma 发表于 2015-4-13 15:09
什么GPS模块？
ublox的m8n
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