如何使用Arduino和OLED设计一个GPS车速表

　　车速表用于测量车辆的行驶速度。我们之前使用 IR 传感器和霍尔传感器分别构建了模拟车速表和数字车速表。今天我们将使用 GPS 来测量移动车辆的速度。GPS车速表比标准车速表更准确，因为它可以连续定位车辆并计算速度。GPS 技术广泛用于智能手机和车辆中，用于导航和交通警报。

　　在这个项目中，我们将使用带有 OLED 显示屏的 NEO6M GPS 模块 构建一个Arduino GPS 速度计。

　　使用的材料

　　Arduino纳米

　　NEO6M GPS模块

　　1.3英寸I2C OLED显示屏

　　面包板

　　连接跳线

　　NEO6M GPS模块

　　这里我们使用 NEO6M GPS 模块。NEO-6M GPS模块是一款流行的GPS接收器，内置陶瓷天线，提供强大的卫星搜索能力。该接收器能够感知位置并跟踪多达 22 颗卫星并识别世界任何地方的位置。通过板载信号指示灯，我们可以监控模块的网络状态。具有数据备份电池，当主电源意外关闭时，模块可以保存数据。

　　GPS 接收器模块内部的核心是 u-blox 的 NEO-6M GPS 芯片。它可以在 50 个通道上跟踪多达 22 颗卫星，并具有令人印象深刻的灵敏度水平，即 -161 dBm。这款 50 通道 u-blox 6 定位引擎拥有不到 1 秒的首次定位时间 （TTFF）。该模块支持的波特率范围为 4800-230400 bps，默认波特率为 9600。

　　特征：

　　工作电压：（2.7-3.6）V DC

　　工作电流：67毫安

　　波特率：4800-230400 bps（9600 默认）

　　通讯协议：NEMA

　　接口：UART

　　外置天线和内置 EEPROM。

　　GPS模块的引脚排列：

　　VCC： 模块输入电压引脚

　　GND： 接地引脚

　　RX， TX： 与微控制器的 UART 通信引脚

　　我们之前已经将 GPS 与 Arduino 连接，并使用 GPS 模块 构建了许多 项目， 包括 车辆跟踪。

　　1.3英寸I2C OLED显示屏

　　OLED 一词代表“有机发光二极管”， 它使用与我们大多数电视中使用的技术相同的技术，但与它们相比像素更少。将这些看起来很酷的显示模块与 Arduino 连接起来真的很有趣，因为它会让我们的项目看起来很酷。我们在此处介绍了有关 OLED 显示器及其类型的完整文章。在这里，我们使用的是 单色 4 针 SH1106 OLED 1.28 英寸 OLED 显示屏。此显示器只能在 I2C 模式下工作。

　　技术规格：

　　驱动IC：SH1106

　　输入电压：3.3V-5V DC

　　分辨率：128x64

　　接口：I2C

　　电流消耗：8毫安

　　像素颜色：蓝色

　　视角：》160度

　　引脚说明：

　　VCC：输入电源3.3-5V DC

　　GND：接地参考引脚

　　SCL： I2C接口的时钟管脚

　　SDA： I2C 接口的串行数据引脚

　　Arduino 社区已经为我们提供了很多库，可以直接使用这些库来简化此操作。我尝试了几个库，发现 Adafruit_SH1106.h 库非常易于使用并且有一些图形选项，因此我们将在本教程中使用相同的库。

　　电路原理图

　　下面给出了这个使用 OLED 的 Arduino GPS 速度计的电路图。

　　完整的设置如下所示：

为 Arduino OLED 车速表编程 Arduino

该项目的完整代码在教程的底部给出。这里我们逐行解释完整的代码。

首先，包括所有库。这里TinyGPS++.h 库用于使用 GPS 接收器模块获取 GPS 坐标，Adafruit_SH1106.h用于 OLED。

 

#include  
#include  
#include  
#include 

 

然后，定义 OLED I2C 地址，可以是 OX3C 或 OX3D，在我的例子中是 OX3C。此外，必须定义显示器的复位引脚。在我的例子中，它被定义为 -1，因为显示器共享 Arduino 的复位引脚。

 

#define OLED_ADDRESS 0x3C 
#define OLED_RESET -1 
Adafruit_SH1106 display(OLED_RESET);

 

接下来，TinyGPSPlus和Softwareserial类的对象定义如下所示。软件串行类需要 Arduino 引脚号。用于串口通信，这里定义为2和3。

 

int RX = 2，TX = 3；
TinyGPSPlus 全球定位系统；
SoftwareSerial gpssoft(RX, TX);

 

在setup()中，为串行通信和 OLED 进行了初始化。软件串行通信的默认波特率定义为 9600。这里SH1106_SWITCHCAPVCC用于在内部从 3.3V 生成显示电压，display.begin函数用于初始化显示。

 

无效设置（）
{
  序列.开始（9600）；
  gpssoft.开始（9600）；
  display.begin(SH1106_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDRESS); 
  display.clearDisplay(); 
}

 

在while true 循环内部，验证接收到的串行数据，如果接收到有效的 GPS 信号，则调用displayspeed()以在 OLED 上显示速度值。

 

while (gpssoft.available() > 0) 
    if (gps.encode(gpssoft.read())) 
      displayspeed();

 

在displayspeed()函数中，使用函数gps.speed.isValid()检查来自 GPS 模块的速度数据，如果它返回真值，则速度值显示在 OLED 显示屏上。这里 OLED 上的文本大小使用display.setTextSize函数定义，光标位置使用display.setCursor函数定义。来自 GPS 模块的速度数据使用gps.speed.kmph()函数解码，最后使用display.display()显示。

 

if (gps.speed.isValid()) 
  { 
    display.setTextSize(2); 
    display.setCursor(40, 40); 
    display.print(gps.speed.kmph()); 
    显示.显示（）；
  }

 

　　最后，在 Arduino Uno 中上传代码并将系统放在移动的车辆中，您可以在 OLED 显示屏上看到速度，如下图所示。

 

#include
#include
#include
#include
#define OLED_ADDRESS 0x3C
#define OLED_RESET -1
Adafruit_SH1106 显示器（OLED_RESET）；
int RX = 2，TX = 3；
TinyGPSPlus 全球定位系统；
SoftwareSerial gpssoft(RX, TX);
无效设置（）
{
序列号.开始（9600）；
gpssoft.开始（9600）；
display.begin(SH1106_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDRESS);
display.clearDisplay();
显示.显示（）；
}
无效循环（）
{
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor（白色）；
display.setCursor(27, 2);
display.print("电路文摘");
display.setTextSize(1);
display.setCursor(35, 20);
display.print("速度(公里)");
显示.显示（）；
而 (gpssoft.available() > 0)
如果 (gps.encode(gpssoft.read()))
显示速度（）；
if (millis() > 5000 && gps.charsProcessed() < 10)
{
display.setTextSize(1);
display.setCursor(35, 40);
display.print("错误！！！");
显示.显示（）；
而（真）；
}
}
无效显示速度（）
{
如果 (gps.speed.isValid())
{
display.setTextSize(2);
display.setCursor(40, 40);
display.print(gps.speed.kmph());
显示.显示（）；
}
别的
{
display.setTextSize(1);
display.setCursor(35, 40);
display.print("没有数据！！！");
显示.显示（）；
}
延迟（100）；
}