Модуль приемника GPS/GNSS Reyax RYS8830: полное руководство

В этой статье мы узнаем, как использовать модуль приемника GPS/GNSS Reyax RYS8830 для получения данных о времени и местоположении из спутниковых навигационных систем. Модуль RYS8830 от компании Reyax основан на технологии Sony CXD5605GF/CXD5605AGF и поставляется в виде небольшого компонента SMD. Модули RYS8830 GNSS можно использовать в устройствах слежения, которые должны быть небольшими и энергосберегающими. Reyax RYS8830 имеет небольшой форм-фактор и сверхнизкое энергопотребление. Модуль GPS/GNSS может быть подключен к любому микроконтроллеру и может работать от простой батарейки-таблетки.

Модуль RYS8830 — это очень маленький модуль SMD, для которого требуется печатная плата. Поэтому в этом руководстве мы будем использовать оценочную плату (RYS8830 EVB). Оценочная плата (evaluation board) RYS8830 имеет встроенную схему питания вместе с чипом CP2102 и портом micro-USB. Таким образом, плату можно напрямую подключить к компьютеру, а с помощью программного обеспечения GNNS вы можете начать изучать и исследовать возможности чипа RYS8830.

Что такое GNNS?

GNNS означает Global Navigation Satellite System (Глобальная навигационная спутниковая система). Это созвездие спутников, передающих сигналы из космоса, которые передают данные о местоположении и времени на приемники GNSS. Затем приемники используют эти данные для определения местоположения.

Производительность GNSS оценивается по четырем критериям:
1. Точность: разница между измеренным и реальным положением, скоростью или временем приемника.
2. Целостность: способность системы обеспечивать порог уверенности и, в случае аномалии в данных позиционирования, подавать сигнал тревоги.
3. Непрерывность: способность системы функционировать без перебоев.
4. Доступность: процент времени, в течение которого сигнал удовлетворяет вышеуказанным критериям точности, целостности и непрерывности.

Основные компоненты системы GNNS:
1. Глобальная система позиционирования (GPS) — США.
2. ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) — Россия.
3. Galileo — Европа.
4. BeiDou — Китай.
5. QZSS (Квазизенитная спутниковая система) — Япония.

Reyax RYS8830 и EVB

REYAX RYS8830 построен на высокопроизводительном движке SONY CXD5605GF CXD5605AGF GNSS. Модули RYS8830 используют одновременный прием систем GNSS, предлагая высокую чувствительность в небольшом форм-факторе SMD.

Он занимает небольшой размер SMD 121 мм2, что в настоящее время является самым маленьким модулем GNSS в мире с антенной. Рабочее напряжение составляет около 1,65～1,95 В. Частота составляет 1561,098 МГц для BeiDou, 1575,42 МГц для GPS и 1602,5625 МГц для Glonass. RYS8830 имеет встроенный улучшенный фильтр GNSS, малошумящий усилитель, встроенную антенну и предлагает опцию внешней антенны. Чувствительность отслеживания составляет около -161 дБм.

Технические характеристики модуля:

1. Центральная частота GNSS: 1561,098 МГц (BeiDou), 1575,42 МГц (GPS), 1602,5625 МГц (ГЛОНАСС).
2. Частота обновления навигации: 1 Гц.
3. Точность: до 1 м.
4. Рабочая температура: от -40°C до +85°C.
5. Размеры: 11мм х 11мм х 2.2мм
6. Напряжение питания: 1,8 В.
7. Ток приема спутниковых сигналов: 19 мА.
8. Ток спутникового слежения: 13 мА (непрерывный режим GNSS).
9. Ток слежения за спутниками: от 2,6 мА до 8,2 мА (режим низкого энергопотребления GNSS).
10. Ток покоя: 3 мА (непрерывный режим GNSS).

Оценочная плата RYS8830

Модуль RYS8830 GNSS/GPS настолько мал, что для экспериментов и обучения ему требуется печатная плата. Но команда Reyax уже разработала оценочную плату RYS8830, которой не нужны никакие печатные платы.

Оценочная плата имеет перемычки для интерфейса UART или I2C. Она также имеет кнопку сброса для сброса платы или перезапуска модуля. Плата состоит из чипа CP2102, который является чипом драйвера USB-UART. Порт micro-USB может использоваться для подключения модуля напрямую к компьютеру, а также к программному обеспечению GNNS.

GNSS Monitor для клиентов

GNSS Monitor — очень полезное программное обеспечение для оценки модулей приемника GNSS. Используя это программное обеспечение, можно подключить модули к передатчику GNSS, установив последовательное соединение.

Программное обеспечение очень удобно в использовании и имеет удобный интерфейс. Вы можете загрузить его по следующей ссылке.

После загрузки программного обеспечения вы можете извлечь и установить его на свой ПК. Во время установки вы можете столкнуться с несколькими проблемами. Вам может потребоваться загрузить несколько других программ, таких как Microsoft Framework и т. д., чтобы программное обеспечение GNSS работало.

Использование программного обеспечения GNSS Monitor

Сначала нам нужно установить соединение между оценочной платой RYS8830 EVB и ПК. Поэтому используйте длинный кабель Micro-USB Data для подключения RYS8830 EVB к компьютеру. После подключения загорится красный индикатор, указывающий на то, что оценочная плата правильно запитана.

Следующий шаг — запуск последовательного соединения между GNSS Monitor и RYS8830 EVB:
1. Нажмите “Setup(S)” («Настройка(S)») в программном обеспечении GNSS Monitor
2. Нажмите “Serial Port(S)” («Последовательный порт(S)»). Появится новое диалоговое окно “Serial Port” («Последовательный порт»).
3. Теперь введите следующие настройки, как показано на рисунке ниже.

4. Наконец, нажмите кнопку ОК, и последовательное соединение с RY8830_EVB будет установлено.

Извлечение данных из модуля GNSS Reyax RYS8830

Модуль приемника GNSS Reyax RYS8830 предлагает три режима запуска устройства:

1. Горячий старт:
Горячий старт — это когда приемник GNSS запоминает время (UTC), последнюю рассчитанную позицию и достаточное количество спутников в поле зрения (например, четыре спутника) и некоторую информацию о созвездии спутников. Приемник использует сохраненную информацию и пытается захватить эквивалентные спутники и вычислить заменяющую позицию. Горячий старт применим только тогда, когда приемник запускается в том же месте, где он был выключен.

2. Теплый старт:
Теплый старт — это когда приемник GNSS помнит только некоторые данные, такие как время и последнее вычисленное положение. В отличие от горячего старта, приемник не помнит, какие спутники были в поле зрения. Теплый старт занимает больше времени, чем горячий старт, но не так долго, как холодный старт.

3. Холодный старт:
Холодный старт — это когда приемник GNSS включается в первый раз или не помнит предыдущие данные. Холодный старт занимает гораздо больше времени, чем горячий и теплый старты.

Поскольку модуль RYS8830 на оценочной плате включается в первый раз, следует нажать кнопку холодного старта (COLD). При нажатии на модуль отправляется сигнал, и он начинает захватывать некоторые спутники. Вы должны увидеть некоторые сообщения журнала и список спутников. Через несколько минут GNSS Monitor должен показать текущее время и положение.

Таким образом вы можете получить данные о времени и местоположении с помощью модуля RYS8830 GPS/GNSS.

Видео о работе с модулем RYS8830