重新玩GPS

囧囧-科技大神粉 发表于 2016-1-4 23:34:15

起因：20来好要滚去海南呆一阵子，家里没人，担心小花小草全灭，所以打算搞一个自动浇花的

原理非常简单

1、先设定个开始时间，比如000000,010116 （hhmmss,ddmmyy）,然后没隔 5天，浇水200L ，把这个写进arduino 的EEPROM里

2、GPS 读取时间，发现间隔时间到了，就控制电池阀防水浇花，流量计检测流量，流量到达后，停止浇花

3、把本次的浇花时间、是否浇花完成、浇了多少流量写如EEPROM，这样如果因为停水、断电啥的原因，前次没浇够，这次还能补上

4、至于浇花部分，停水时不能浇花，免得电池阀坏了，这个配合流量计要做个检测

注意：GPS方面为了节约资源，降低难度，用命令操作，让gps 只输出GPRMC，每秒一次

囧囧-科技大神粉 发表于 2016-1-4 23:36:12

先上EEPROM初始化化程序，写入最初始的设定

/*
设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A,B,C,D,E
A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积
C=数字3（0-127） 1单位时间=x*10min
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L
E=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录，默认为字符0

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B,C,D
A=数字1（0-127）识别码，本条是否已存记录
B=数字2（0-127）是否浇水完毕
C=数字3（0-127）已经浇水的单位体积
D=数字4（0-127）已经消耗的单位时间

*/

#include <EEPROM.h>

char EEPROMtemp;

void setup()
{

Serial.begin(19200);
/*
hhmmss,ddmmyy,A, B,C, D,E
000000,010116,60,20,12,10,0
A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次，默认设置为60（60*120min=5天）
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积，默认数值为20，（20*10L=200L），对应ASCII的字符是 DC4 (device control 4) 设备控制4
C=数字3（0-127） 1时间单位=x*10min，默认数值为12
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L 默认数值是10，对应ASCII的字符是 LF (NL line feed, new line) 换行键
E=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录，默认为字符0,ascII=48
*/

//000000,010116,
EEPROM.write(0, '0');
EEPROM.write(1, '0');
EEPROM.write(2, '0');
EEPROM.write(3, '0');
EEPROM.write(4, '0');
EEPROM.write(5, '0');

EEPROM.write(6, ',');

EEPROM.write(7, '0');
EEPROM.write(8, '1');
EEPROM.write(9, '0');
EEPROM.write(10, '1');
EEPROM.write(11, '1');
EEPROM.write(12, '6');

EEPROM.write(13, ',');

//60,20,12,10,0
EEPROM.write(14,60);
EEPROM.write(15, ',');

EEPROM.write(16, 20);
EEPROM.write(17, ',');

EEPROM.write(18, 12);
EEPROM.write(19, ',');

EEPROM.write(20, 10);
EEPROM.write(21, ',');

EEPROM.write(22, '0');
EEPROM.write(23, 0);

for(int col=0;col<24;col++) EEPROMtemp = EEPROM.read(col);//读取预设参数
}

void loop()
{

for(int col=0;col<14;col++)Serial.print(EEPROMtemp);
int x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
Serial.println(EEPROMtemp);

delay(3000);

}

囧囧-科技大神粉 发表于 2016-1-4 23:37:00

主程序来了，浇花部分还没上呢

//输出控制:
//调试信息
//#define tiaoshixinxi

#include<EEPROM.h>
int EEPROMvalue; //EEPROM的值
char EEPROMtemp;
/*
设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A,B,C,D,E

A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积
C=数字3（0-127） 1单位时间=x*10min
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L
D=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积

*/

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial gps(8, 9); // RX, TX

char tempx;//提取GPS的时间到tempx数组中hhmmss,ddmmyy

char GPRMC;//临时数组1，放gps数据的
unsigned long gpstimes;//gps计时器，如果超过一定时间10ms，则证明gps数据已经发送完毕
unsigned long quanjujishu;//全局计数，计算1秒之内，循环了多少次，这个次数在一定程度上表示了剩余性能
boolean konghangpanduan=1;//空行判断，因为在读取串口数据后并没有延迟，完全依赖全局循环，那么，特定程序是否执行，就全靠布尔量来标记了
int jsq1=0;

String jianyan="";//GPS数据包的ASCII异或校验
int yihuoyunsuan;//异或运算——校验结果
boolean jiaoyanjieguo=0;//校验结果
boolean dingweiok=0;//定位有效
boolean ruanchuankouchongqi=0;//重启软串口1次，无效时冷启动GPS
int feiyuqileijiA=0;//非预期累积A，对应gps输出不是GGA 或 RMC时，累积到30次，定义GPS输出1次
int feiyuqileijiB=0;//非预期累积B，对应异或验证不能通过的情况,累积到30次，重启软串口1次，无效时冷启动GPS 1次
int feiyuqileijiC=0;//非预期累积C，对应RMC长时间不能定位的情况,累积到10次，通过检查年数10位是否为默认值，来确定时间是否可用

boolean TimeOK=0;
int jilusuoyin=0;//记录索引
long shijijiangeshijian=0;//实际间隔时间
long yushejiangeshijian=0;//预设间隔时间

int daijiaoguanliang=0;//待浇灌量
boolean jiaohuakaishi=0;//浇花开始

void setup() {
gps.begin(19200);
Serial.begin(19200);

//EEPROM预处理
/*
设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A,B,C,D,E
000000,010116,60,20,12,10,0
A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次，默认设置为60（60*120min=5天）
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积，默认数值为20，（20*10L=200L），对应ASCII的字符是 DC4 (device control 4) 设备控制4
C=数字3（0-127） 1时间单位=x*10min，默认数值为12
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L 默认数值是10，对应ASCII的字符是 LF (NL line feed, new line) 换行键
E=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录，默认为字符0,ascII=48

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积

*/
for(int col=0;col<24;col++) EEPROMtemp = EEPROM.read(col);//读取预设参数

jilusuoyin=EEPROMtemp-48;//把索引数字化

if(jilusuoyin<40 && jilusuoyin>0){
//每条记录分配25字节空间，jilusuoyin为最近记录的首地址
for(int col=0;col<13;col++) EEPROMtemp = EEPROM.read(col+jilusuoyin*25);//更新至最近一次的浇水时间
}

}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {

if(jiaohuakaishi){

//具体浇花程序
jiaohua();

}else{

while (gps.available() > 0 && !TimeOK) {
gpstimes=millis();//重置gpstimes为millis()
konghangpanduan=0;//因为串口有数据，所以空行判断为0，即不空行
GPRMC = gps.read();//软串口读取GPS数据，并保存在临时数组GPRMC中
if(jsq1<99)jsq1++;//确保GPS跑飞时，或设置不当时，单片机自身数组不溢出
delayMicroseconds(500);
}

if(millis()-gpstimes>20 && !konghangpanduan){
konghangpanduan=1;
gpsyihuojianyan();//异或运算，校验GPS输出字符串的准确性
tiqushijian();//提取时间，装入tempx，存储格式如下 hhmmss,ddmmyy
}

//在取得时间的情况下，讨论是否启动浇花程序
if(TimeOK){
TimeOK=0;

qidongjiaohuadepanduan();
}

}

}

void gpsyihuojianyan()
{

//异或运算，校验GPS输出字符串的准确性

//然而最终的jsq1 与实际的GPRMC的关系究竟如何，还是以实际调试为准
//手中这个jsq1就比GPRMC实际长度大2，估摸着换行符占了一位，但打印不显示，而程序在
//GPS串口传输完毕后，还对jsq1加了1，$ *XX不参与异或运算,第一位$ 所在数组为0

/*

Serial.print("jsq1= ");
Serial.println(jsq1);
Serial.println(GPRMC);
*/

for(int col=1;col<jsq1-5;col++){
if(col==1)yihuoyunsuan=GPRMC;
else yihuoyunsuan=yihuoyunsuan ^ GPRMC;
}
//因为定义int的时候，yihuoyunsuan的结果是以10进制DEC表示的，所以需转换为16进制HEX
//因为GPS校验数据0位也进行了传输，所以在转换的时候有必要将情况分类讨论
//(yihuoyunsuan=0)/(0<yihuoyunsuan<17)/(17<yihuoyunsuan)
if(yihuoyunsuan==0){
//校验数10进制为0，直接填充字符串00
jianyan="00";
}else if(yihuoyunsuan>15){
//此时转换为16进制以后，天然有2位，很理想，不用处理
jianyan = String(yihuoyunsuan,HEX);
}else{
//校验数10进制为1-15时，转换为16进制就只有1位数，所以需要在前面填0
jianyan = "0";
jianyan += String(yihuoyunsuan,HEX);
}
//实践中发现，jianyan中的字符是以小写方式存在，虽然Serial.println(yihuoyunsuan,HEX)会以大写方式打印出来
//但直接Serial.println(jianyan)就是小写的，这是啥情况？
//将其字母转换为大写，否则与GPS传输的校验码对比时大小写问题校验失败（GPS传输的校验码为大写的）
jianyan.toUpperCase();
///////////////////////////////////////////显示异或校验码，方便给GPS编程，虽然还没成功过

/*
Serial.print("jianyan= ");
Serial.println(jianyan);
Serial.print("jsq1= ");
Serial.println(jsq1);
Serial.println(GPRMC);
*/

if(jianyan==GPRMC && jianyan==GPRMC ){
//一致，则说明数据是有效的，输出校验结果
jiaoyanjieguo=1;
feiyuqileijiB=0;
ruanchuankouchongqi=0;//优先通过重启软串口解决校验不过的情况，不行能解决再冷启动GPS
}else{
//不一致
jiaoyanjieguo=0;
feiyuqileijiB++;
}
//对校验数组进行清零
jianyan="";

/*---------------------------异或运算，校验GPS输出字符串的准确性 end--------------------------*/

}

void tiqushijian()
{
//提取时间，装入tempx，存储格式如下 hhmmss,ddmmyy
//并通过GPS命令操作，在信号不好时RMC、GGA的切换，GPS的重启

if(jiaoyanjieguo){ //通过异或校验的情况下，检查定位情况
jiaoyanjieguo=0;

#ifdef tiaoshixinxi
Serial.println(GPRMC);
#endif

//检查语句 RMC
if(GPRMC=='M' && GPRMC=='C'){

feiyuqileijiA=0;

//RMC 已定位标志判断
//$GPRMC,044344.858,V,0000.0000,N,00000.0000,E,,,030116,,*19
//$GPRMC,044342.000,A,0000.0000,N,00000.0000,E,0.00,,030116,,*1D
if(GPRMC=='A'){
feiyuqileijiC=0;
dingweiok=1;
}else feiyuqileijiC++; //对应RMC长时间不能定位的情况

//对应RMC长时间不能定位的情况,900秒不定位，冷启动gps

if(feiyuqileijiC>900){
feiyuqileijiC=0;
gps.println("$PSRF101,0,0,0,000,0,0,12,4*10");//GPS COLD START
}

if(dingweiok || feiyuqileijiC>10){ //当GPS已定位，或虽未定位，但已经经过10秒
dingweiok=0;

//提取GPS的时间到tempx数组中hhmmss,ddmmyy
//$GPRMC,044342.000,A,0000.0000,N,00000.0000,E,0.00,,030116,,*1D
for(int col=0;col<7;col++)tempx=GPRMC;//时间位置固定，可直接提取
//日期稍微麻烦点，计算标志位“,”这个符号的位置，来规避长度变换（实际航速、实际航迹向这2个不确定因素）

int col2=0;
for(int col=0;col<jsq1-3;col++){
if(GPRMC==',')col2++;

if(col2==9){
/*
Serial.print("GPRMC=");
Serial.print(GPRMC);
Serial.print(" GPRMC= ");
Serial.println(GPRMC);
//当gps信号弱，不能定位，通过检查gps 给出的年月日，是否是默认的160406ddmmyy，来判断时间的可用性，即年十位不为0
GPRMC 是年的10位，GPRMC 是年的个位，默认是06年，现在是16年，只要十位不是0（ascII大于48），那么就算时间可信
*/
if(GPRMC>48){
feiyuqileijiC=0;
TimeOK=1;//时间可用标志
gps.end();//提取时间后关闭软串口
for(int col3=0;col3<7;col3++)tempx=GPRMC;//提取时间
col=jsq1-3;//跳出循环

}

}

}

/*
//Serial.print(" TimeOK ");
Serial.print("tempx=");
Serial.println(tempx);
Serial.print("tempx=");
Serial.println(tempx);

if(tempx==44)Serial.print("tempx=44 ");
if(tempx+2>44)Serial.print("tempx+2>44 ");
int col=tempx;
Serial.print("col=");
Serial.println(col);
*/

}

}else feiyuqileijiA++;//对应gps输出不是 RMC时

}

if(feiyuqileijiA>30){ //对应gps输出不是 RMC时，累积到30次，定义GPS输出1次
feiyuqileijiA=0;
gps.println("$PSRF109,NMEA19200,NULL38400,GGA0,GLL0,GSA0,GSV0,RMC1,VTG0,USER0*32");

}

if(feiyuqileijiB>30){ //对应异或验证不能通过的情况,累积到30次，重启软串口1次，无效时冷启动GPS 1次
feiyuqileijiB=0;

if(!ruanchuankouchongqi){ //优先重启软串口,ruanchuankouchongqi默认为0
ruanchuankouchongqi=!ruanchuankouchongqi;
gps.end();

gps.begin(19200);

}else{
ruanchuankouchongqi=!ruanchuankouchongqi;
gps.println("$PSRF101,0,0,0,000,0,0,12,4*10");//GPS COLD START

}

}

/*
Serial.print("feiyuqileijiA=");
Serial.print(feiyuqileijiA);
Serial.print(" feiyuqileijiB= ");
Serial.print(feiyuqileijiB);
Serial.print(" feiyuqileijiC= ");
Serial.print(feiyuqileijiC);
Serial.println(GPRMC);
*/

//收尾工作，清空GPS数组，jsq1归零
for(int col=0;col<100;col++)GPRMC=0;
jsq1=0;

}

void qidongjiaohuadepanduan()//启动浇花的判断
{

/*
EEPROM设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A, B,C, D,E
000000,010116,60,20,12,10,0
A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次，默认设置为60（60*120min=5天）
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积，默认数值为20，（20*10L=200L），对应ASCII的字符是 DC4 (device control 4) 设备控制4
C=数字3（0-127） 1时间单位=x*10min，默认数值为12
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L 默认数值是10，对应ASCII的字符是 LF (NL line feed, new line) 换行键
E=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录，默认为字符0,ascII=48

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/

//进行浇花有2种情况， A、上次浇花因中断，现在继续 B、间隔时间到了，应该浇花
//情况A
/*对记录位进行初始化
hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/
if(jilusuoyin > 0){//上次未完成的情况（索引大于0才可能有存在）

//上次未完成,浇花开始
if(EEPROM.read(14+jilusuoyin*25)==48)jiaohuakaishi=1;

}else if(millis()-quanjujishu>3000){ //讨论因间隔时间到了的浇花，情况，另外的间隔是定义的多久打开串口读取gps 数据一次，为方便调试，这里取3秒

//情况B,一个全新的开始
//时间到了的情况,EEPROMtemp*EEPROMtemp 个10min就是间隔，最大127*127，约2688小时，最小10min

quanjujishu=millis();

gps.begin(19200);

//shijijiangeshijian=计算上次浇水时间到现在，经理过多少个10min
long niancha=(tempx-EEPROMtemp)*10*365*24*6+(tempx-EEPROMtemp)*365*24*6;
long yuecha=(tempx-EEPROMtemp)*10*30*24*6+(tempx-EEPROMtemp)*30*24*6;
long richa=(tempx-EEPROMtemp)*10*24*6+(tempx-EEPROMtemp)*24*6;
long shicha=(tempx-EEPROMtemp)*10*6+(tempx-EEPROMtemp)*6;
shijijiangeshijian=niancha+yuecha+richa+shicha+tempx-EEPROMtemp;

//预设间隔时间 = 间隔多少个单位时间 X 每个单位代表的时间（X * 10min）
yushejiangeshijian=EEPROMtemp*EEPROMtemp;

if(shijijiangeshijian > yushejiangeshijian){

if(jilusuoyin<39)jilusuoyin++;
else jilusuoyin=1;

EEPROM.write(22, jilusuoyin+48);//更新EEPROM中的索引数值=原值+1，等于39的情况归0

for(int col=0;col<13;col++) EEPROMtemp = tempx;//更新预设数组中的时间
for(int col=0;col<13;col++) EEPROM.write(col+jilusuoyin*25, tempx);//更新EEPROM中的时间

/*对记录位进行初始化
hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/
EEPROM.write(13+jilusuoyin*25, ',');//,
EEPROM.write(14+jilusuoyin*25, 48);//A
EEPROM.write(15+jilusuoyin*25, ',');//,
EEPROM.write(16+jilusuoyin*25, 0);//B

//浇花开始
jiaohuakaishi=1;

}

#ifdef tiaoshixinxi

Serial.print(“Detection value=”);
Serial.println(shijijiangeshijian);
Serial.print(“set valuet=”);
Serial.println(yushejiangeshijian);

Serial.println(tempx);

for(int col=0;col<14;col++)Serial.print(EEPROMtemp);
int x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
Serial.println(EEPROMtemp);

#endif

}

}

void jiaohua()//具体浇花程序
{

//读取已浇灌体积，与预设浇灌体积相减,计算待浇灌量
daijiaoguanliang=EEPROMtemp-EEPROM.read(16+jilusuoyin*25);

}

囧囧-科技大神粉 发表于 2016-1-4 23:38:02

以前写的浇花程序的一部分，肯定不能直接用，作为参考，后面就改这个程序了

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//浇花的一些定义
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
int liuliangji=12;
int diancifa=13;
unsigned long meimiaoyilunhui=millis();//每秒一轮回

boolean chongfupanduanA=0;//重复判定A

int jsqLLx=0;
float shishiliuliang=0;//实时流量
float leijiliuliang=0;//累计流量
int shedingjiaoguanliang=0;//设定浇灌量

unsigned long guzhangjianceA=millis();//故障检测
int guzhangjiancejsq;//故障检测计数器

void setup() {

}

void loop() {

//浇花主程序///////////////////////////////////////////////////////////

jiaohuaA();//每秒频率测定，实时流量计算，累计流量叠加

jiaohuaB();//通过3秒的频率次数的累加，来判断是否停水了（防止电池阀在没水的时候长期运行）

if(leijiliuliang < shedingjiaoguanliang) { //流量控制，流量超了就关了
digitalWrite(diancifa, LOW);//累计流量小于设定流量，打开电磁阀

}else{
digitalWrite(diancifa, HIGH);//关闭电磁阀
shedingjiaoguanliang=0;//清空设定浇灌量
leijiliuliang=0;//清空累计流量

}

}

void jiaohuaA(){

if(millis()-meimiaoyilunhui>1000) {

meimiaoyilunhui=millis();//每一秒还原一次
shishiliuliang=jsqLLx/7.5;//计算实时流量(公式：频率=7.5*流量（L/min）)
leijiliuliang=leijiliuliang+(shishiliuliang/60);//（每秒积分）计数累计流量

guzhangjiancejsq=guzhangjiancejsq+jsqLLx;//累加频率的数量，来确定是否故障（停水了）
jsqLLx=0;//清空每秒频率

}else{
int liuliangjidianping =digitalRead(liuliangji);//读取流量计的电平

if(liuliangjidianping == HIGH && !chongfupanduanA){ //高电平且本次没计数，就计数
jsqLLx++;
chongfupanduanA=!chongfupanduanA;//本次已计数，则标记已计数
}

if(liuliangjidianping == LOW && chongfupanduanA)chongfupanduanA=!chongfupanduanA;//低电平，且计数标记为1，则重置计数标记
}

}

void jiaohuaB(){

//停水状态的应急处理
if(millis()-guzhangjianceA>30000) {

if(guzhangjiancejsq<210){//3秒累计频率小于21，则说明流量小于1L/min，这个时候认定为停水了

//切换模式之后，对浇花部分进行操作（即停止浇花）
digitalWrite(diancifa, HIGH);//关闭电磁阀
shedingjiaoguanliang=0;//清空设定浇灌量
leijiliuliang=0;//清空累计流量
guzhangjianceA=millis();//同时清空故障检测的时间，否则一开始就是故障状态

}

guzhangjiancejsq=0;//累计频率置0

}

}

卓泰科技 发表于 2016-1-5 09:08:06

大神，为何用GPS?
RTC更简单啊:D

囧囧-科技大神粉 发表于 2016-1-9 09:13:37

卓泰科技发表于 2016-1-5 09:08
大神，为何用GPS?
RTC更简单啊
用GPS的原因很简单啊

A、我有GPS模块，还不少（至少8个+），都是C3-470B拆下来的，GPS上电池是报废了的，所以我全部把电池去掉了（默认是2006年的货， SIRFIII芯片）

B、我同样有RTC，不过常年不用，估计电池同样也报废了，与其用时间不太可靠的RTC，还不如直接用精确的卫星时间呢

C、我还在考虑弄个小的，那种塑料的太阳能板，通过电压来区分白天黑夜，晚上单片机全部断电休息，这样即便是单片机奔溃导致浇水关不了，那么一段时间后也会重启的PS：说道这里，那么下个版本似乎该固定几个浇花时段，这样一旦出问题，浪费的水可以更少哦！

囧囧-科技大神粉 发表于 2016-1-9 09:15:42

融合浇花程序的草稿版

桌泰的GPS要是能设置只输出GPRMC，也可以来测试一下，这个，改几个参数就能用了

//输出控制:
//调试信息
#define tiaoshixinxi
#define tiaoshixinxi2

#include<EEPROM.h>
int EEPROMvalue; //EEPROM的值
char EEPROMtemp;
/*
设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A,B,C,D,E

A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积
C=数字3（0-127） 1单位时间=x*10min
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L
D=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积

*/

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial gps(8, 9); // RX, TX

char tempx;//提取GPS的时间到tempx数组中hhmmss,ddmmyy

char GPRMC;//临时数组1，放gps数据的
unsigned long gpstimes;//gps计时器，如果超过一定时间10ms，则证明gps数据已经发送完毕
unsigned long quanjujishu;//全局计数，计算1秒之内，循环了多少次，这个次数在一定程度上表示了剩余性能
boolean konghangpanduan=1;//空行判断，因为在读取串口数据后并没有延迟，完全依赖全局循环，那么，特定程序是否执行，就全靠布尔量来标记了
int jsq1=0;

String jianyan="";//GPS数据包的ASCII异或校验
int yihuoyunsuan;//异或运算——校验结果
boolean jiaoyanjieguo=0;//校验结果
boolean dingweiok=0;//定位有效
boolean ruanchuankouchongqi=0;//重启软串口1次，无效时冷启动GPS
int feiyuqileijiA=0;//非预期累积A，对应gps输出不是GGA 或 RMC时，累积到30次，定义GPS输出1次
int feiyuqileijiB=0;//非预期累积B，对应异或验证不能通过的情况,累积到30次，重启软串口1次，无效时冷启动GPS 1次
int feiyuqileijiC=0;//非预期累积C，对应RMC长时间不能定位的情况,累积到10次，通过检查年数10位是否为默认值，来确定时间是否可用

boolean TimeOK=0;
int jilusuoyin=0;//记录索引
long shijijiangeshijian=0;//实际间隔时间
long yushejiangeshijian=0;//预设间隔时间

int daijiaoguanliang=0;//待浇灌量
boolean jiaohuakaishi=0;//浇花开始

///////////////////////////////////////////////////////
//浇花的一些定义
///////////////////////////////////////////////////////
int liuliangji=10;
int diancifa=11;
unsigned long meimiaoyilunhui;//每秒一轮回

boolean chongfupanduanA=0;//重复判定A

int jsqLLx=0;
float shishiliuliang=0;//实时流量
float leijiliuliang=0;//累计流量

unsigned long guzhangjianceA;//故障检测
int guzhangjiancejsq;//故障检测计数器
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

void setup() {
gps.begin(19200);
Serial.begin(19200);

//EEPROM预处理
/*
设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A,B,C,D,E
000000,010116,60,20,12,10,0
A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次，默认设置为60（60*120min=5天）
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积，默认数值为20，（20*10L=200L），对应ASCII的字符是 DC4 (device control 4) 设备控制4
C=数字3（0-127） 1时间单位=x*10min，默认数值为12
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L 默认数值是10，对应ASCII的字符是 LF (NL line feed, new line) 换行键
E=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录，默认为字符0,ascII=48

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积

*/
for(int col=0;col<24;col++) EEPROMtemp = EEPROM.read(col);//读取预设参数

//打印预设参数
Serial.println();
Serial.println();
for(int col=0;col<14;col++)Serial.print(EEPROMtemp);
int x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
Serial.println(EEPROMtemp);

jilusuoyin=EEPROMtemp-48;//把索引数字化

if(jilusuoyin<40 && jilusuoyin>0){
//每条记录分配25字节空间，jilusuoyin为最近记录的首地址
for(int col=0;col<13;col++) EEPROMtemp = EEPROM.read(col+jilusuoyin*25);//更新至最近一次的浇水时间

for(int col=0;col<13;col++)Serial.print(EEPROMtemp);

//打印记录

   Serial.write(EEPROM.read(13+jilusuoyin*25)); //直接打出数字对应的ASCII码
   Serial.write(EEPROM.read(14+jilusuoyin*25));
   Serial.write(EEPROM.read(15+jilusuoyin*25));

x=EEPROM.read(16+jilusuoyin*25);
Serial.println(x);
Serial.println("setup end");

}

}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {

if(jiaohuakaishi){

//具体浇花程序
jiaohua();

}else{

while (gps.available() > 0 && !TimeOK) {
gpstimes=millis();//重置gpstimes为millis()
konghangpanduan=0;//因为串口有数据，所以空行判断为0，即不空行
GPRMC = gps.read();//软串口读取GPS数据，并保存在临时数组GPRMC中
if(jsq1<99)jsq1++;//确保GPS跑飞时，或设置不当时，单片机自身数组不溢出
delayMicroseconds(500);
}

if(millis()-gpstimes>20 && !konghangpanduan){
konghangpanduan=1;
gpsyihuojianyan();//异或运算，校验GPS输出字符串的准确性
tiqushijian();//提取时间，装入tempx，存储格式如下 hhmmss,ddmmyy
}

//在取得时间的情况下，讨论是否启动浇花程序
if(TimeOK){
TimeOK=0;

qidongjiaohuadepanduan();
}

}

}

void gpsyihuojianyan()
{

//异或运算，校验GPS输出字符串的准确性

//然而最终的jsq1 与实际的GPRMC的关系究竟如何，还是以实际调试为准
//手中这个jsq1就比GPRMC实际长度大2，估摸着换行符占了一位，但打印不显示，而程序在
//GPS串口传输完毕后，还对jsq1加了1，$ *XX不参与异或运算,第一位$ 所在数组为0

/*

Serial.print("jsq1= ");
Serial.println(jsq1);
Serial.println(GPRMC);
*/

for(int col=1;col<jsq1-5;col++){
if(col==1)yihuoyunsuan=GPRMC;
else yihuoyunsuan=yihuoyunsuan ^ GPRMC;
}
//因为定义int的时候，yihuoyunsuan的结果是以10进制DEC表示的，所以需转换为16进制HEX
//因为GPS校验数据0位也进行了传输，所以在转换的时候有必要将情况分类讨论
//(yihuoyunsuan=0)/(0<yihuoyunsuan<17)/(17<yihuoyunsuan)
if(yihuoyunsuan==0){
//校验数10进制为0，直接填充字符串00
jianyan="00";
}else if(yihuoyunsuan>15){
//此时转换为16进制以后，天然有2位，很理想，不用处理
jianyan = String(yihuoyunsuan,HEX);
}else{
//校验数10进制为1-15时，转换为16进制就只有1位数，所以需要在前面填0
jianyan = "0";
jianyan += String(yihuoyunsuan,HEX);
}
//实践中发现，jianyan中的字符是以小写方式存在，虽然Serial.println(yihuoyunsuan,HEX)会以大写方式打印出来
//但直接Serial.println(jianyan)就是小写的，这是啥情况？
//将其字母转换为大写，否则与GPS传输的校验码对比时大小写问题校验失败（GPS传输的校验码为大写的）
jianyan.toUpperCase();
///////////////////////////////////////////显示异或校验码，方便给GPS编程，虽然还没成功过

/*
Serial.print("jianyan= ");
Serial.println(jianyan);
Serial.print("jsq1= ");
Serial.println(jsq1);
Serial.println(GPRMC);
*/

if(jianyan==GPRMC && jianyan==GPRMC ){
//一致，则说明数据是有效的，输出校验结果
jiaoyanjieguo=1;
feiyuqileijiB=0;
ruanchuankouchongqi=0;//优先通过重启软串口解决校验不过的情况，不行能解决再冷启动GPS
}else{
//不一致
jiaoyanjieguo=0;
feiyuqileijiB++;
}
//对校验数组进行清零
jianyan="";

/*---------------------------异或运算，校验GPS输出字符串的准确性 end--------------------------*/

}

void tiqushijian()
{
//提取时间，装入tempx，存储格式如下 hhmmss,ddmmyy
//并通过GPS命令操作，在信号不好时RMC、GGA的切换，GPS的重启

if(jiaoyanjieguo){ //通过异或校验的情况下，检查定位情况
jiaoyanjieguo=0;

#ifdef tiaoshixinxi
Serial.println(GPRMC);
#endif

//检查语句 RMC
if(GPRMC=='M' && GPRMC=='C'){

feiyuqileijiA=0;

//RMC 已定位标志判断
//$GPRMC,044344.858,V,0000.0000,N,00000.0000,E,,,030116,,*19
//$GPRMC,044342.000,A,0000.0000,N,00000.0000,E,0.00,,030116,,*1D
if(GPRMC=='A'){
feiyuqileijiC=0;
dingweiok=1;
}else feiyuqileijiC++; //对应RMC长时间不能定位的情况

   //对应RMC长时间不能定位的情况,900秒不定位，冷启动gps

if(feiyuqileijiC>900){
feiyuqileijiC=0;
gps.println("$PSRF101,0,0,0,000,0,0,12,4*10");//GPS COLD START
}

if(dingweiok || feiyuqileijiC>10){ //当GPS已定位，或虽未定位，但已经经过10秒
dingweiok=0;

//提取GPS的时间到tempx数组中hhmmss,ddmmyy
//$GPRMC,044342.000,A,0000.0000,N,00000.0000,E,0.00,,030116,,*1D
for(int col=0;col<7;col++)tempx=GPRMC;//时间位置固定，可直接提取
//日期稍微麻烦点，计算标志位","这个符号的位置，来规避长度变换（实际航速、实际航迹向这2个不确定因素）

int col2=0;
for(int col=0;col<jsq1-3;col++){
if(GPRMC==',')col2++;

if(col2==9){
/*
Serial.print("GPRMC=");
Serial.print(GPRMC);
Serial.print(" GPRMC= ");
Serial.println(GPRMC);
//当gps信号弱，不能定位，通过检查gps 给出的年月日，是否是默认的160406ddmmyy，来判断时间的可用性，即年十位不为0
GPRMC 是年的10位，GPRMC 是年的个位，默认是06年，现在是16年，只要十位不是0（ascII大于48），那么就算时间可信
*/
if(GPRMC>48){
feiyuqileijiC=0;
TimeOK=1;//时间可用标志
gps.end();//提取时间后关闭软串口
for(int col3=0;col3<7;col3++)tempx=GPRMC;//提取时间
col=jsq1-3;//跳出循环

}

}

}

/*
//Serial.print(" TimeOK ");
Serial.print("tempx=");
Serial.println(tempx);
Serial.print("tempx=");
Serial.println(tempx);

if(tempx==44)Serial.print("tempx=44 ");
if(tempx+2>44)Serial.print("tempx+2>44 ");
int col=tempx;
Serial.print("col=");
Serial.println(col);
*/

}

}else feiyuqileijiA++;//对应gps输出不是 RMC时

}

if(feiyuqileijiA>30){ //对应gps输出不是 RMC时，累积到30次，定义GPS输出1次
feiyuqileijiA=0;
gps.println("$PSRF109,NMEA19200,NULL38400,GGA0,GLL0,GSA0,GSV0,RMC1,VTG0,USER0*32");

}

if(feiyuqileijiB>30){ //对应异或验证不能通过的情况,累积到30次，重启软串口1次，无效时冷启动GPS 1次
feiyuqileijiB=0;

if(!ruanchuankouchongqi){ //优先重启软串口,ruanchuankouchongqi默认为0
ruanchuankouchongqi=!ruanchuankouchongqi;
gps.end();

gps.begin(19200);

}else{
ruanchuankouchongqi=!ruanchuankouchongqi;
gps.println("$PSRF101,0,0,0,000,0,0,12,4*10");//GPS COLD START

}

}

/*
Serial.print("feiyuqileijiA=");
Serial.print(feiyuqileijiA);
Serial.print(" feiyuqileijiB= ");
Serial.print(feiyuqileijiB);
Serial.print(" feiyuqileijiC= ");
Serial.print(feiyuqileijiC);
Serial.println(GPRMC);
*/

//收尾工作，清空GPS数组，jsq1归零
for(int col=0;col<100;col++)GPRMC=0;
jsq1=0;

}

void qidongjiaohuadepanduan()//启动浇花的判断
{

/*
EEPROM设置格式如下
hhmmss,ddmmyy,A, B,C, D,E
000000,010116,60,20,12,10,0
A=数字1（0-127）为由存储时间开始，间隔多少个单位时间浇水一次，默认设置为60（60*120min=5天）
B=数字2（0-127）每次浇水多少个单位体积，默认数值为20，（20*10L=200L），对应ASCII的字符是 DC4 (device control 4) 设备控制4
C=数字3（0-127） 1时间单位=x*10min，默认数值为12
D=数字4（0-127） 1单位体积=x*1L 默认数值是10，对应ASCII的字符是 LF (NL line feed, new line) 换行键
E=数字5（0-127）索引，如果分每条分配25字节，那么撑死能记录39条浇水记录，默认为字符0,ascII=48

（浇水记录）程序存储格式如下

hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/

//进行浇花有2种情况， A、上次浇花因中断，现在继续 B、间隔时间到了，应该浇花
//情况A
/*对记录位进行初始化
hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/
if(jilusuoyin > 0){//上次未完成的情况（索引大于0才可能有存在）

//上次未完成,浇花开始
if(EEPROM.read(14+jilusuoyin*25)==48){

jiaohuakaishi=1;

//浇花开始前的一些准备工作
guzhangjianceA=millis();//清掉故障检测与millis间的时间差距，否则一开始就是故障状态
meimiaoyilunhui=millis();//每一秒还原一次
}

}else if(millis()-quanjujishu>3000){ //讨论因间隔时间到了的浇花，情况，另外的间隔是定义的多久打开串口读取gps 数据一次，为方便调试，这里取3秒

//情况B,一个全新的开始
//时间到了的情况,EEPROMtemp*EEPROMtemp 个10min就是间隔，最大127*127，约2688小时，最小10min

quanjujishu=millis();

gps.begin(19200);

//shijijiangeshijian=计算上次浇水时间到现在，经理过多少个10min
long niancha=(tempx-EEPROMtemp)*10*365*24*6+(tempx-EEPROMtemp)*365*24*6;
long yuecha=(tempx-EEPROMtemp)*10*30*24*6+(tempx-EEPROMtemp)*30*24*6;
long richa=(tempx-EEPROMtemp)*10*24*6+(tempx-EEPROMtemp)*24*6;
long shicha=(tempx-EEPROMtemp)*10*6+(tempx-EEPROMtemp)*6;
shijijiangeshijian=niancha+yuecha+richa+shicha+tempx-EEPROMtemp;

//预设间隔时间 = 间隔多少个单位时间 X 每个单位代表的时间（X * 10min）
yushejiangeshijian=EEPROMtemp*EEPROMtemp;

if(shijijiangeshijian > yushejiangeshijian){

if(jilusuoyin<39)jilusuoyin++;
else jilusuoyin=1;

EEPROM.write(22, jilusuoyin+48);//更新EEPROM中的索引数值=原值+1，等于39的情况归0

for(int col=0;col<13;col++) EEPROMtemp = tempx;//更新预设数组中的时间
for(int col=0;col<13;col++) EEPROM.write(col+jilusuoyin*25, tempx);//更新EEPROM中的时间

/*对记录位进行初始化
hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/
EEPROM.write(13+jilusuoyin*25, ',');//,
EEPROM.write(14+jilusuoyin*25, 48);//A
EEPROM.write(15+jilusuoyin*25, ',');//,
EEPROM.write(16+jilusuoyin*25, 0);//B

//浇花开始
jiaohuakaishi=1;

//浇花开始前的一些准备工作
guzhangjianceA=millis();//清掉故障检测与millis间的时间差距，否则一开始就是故障状态
meimiaoyilunhui=millis();//每一秒还原一次

}

#ifdef tiaoshixinxi

Serial.print("Detection value=");
Serial.println(shijijiangeshijian);
Serial.print(" set valuet=");
Serial.println(yushejiangeshijian);

Serial.println(tempx); //now time

for(int col=0;col<14;col++)Serial.print(EEPROMtemp);//set time
int x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
Serial.print(EEPROMtemp);

Serial.print("V=");
Serial.print(EEPROMtemp*EEPROMtemp);
Serial.print(" LTime =");
Serial.print(EEPROMtemp*EEPROMtemp/6/24);
Serial.println(" Day");

#endif

}

}

void jiaohua()//具体浇花程序
{

/*对记录位进行初始化
hhmmss,ddmmyy,A,B
A=数字1（48-49） 48未完毕 49已完毕
B=数字2（0-127）已经浇水的单位体积
*/

//读取已浇灌体积，与预设浇灌体积相减,计算待浇灌量
int yijiaoguanliang=EEPROM.read(16+jilusuoyin*25);
daijiaoguanliang=EEPROMtemp-yijiaoguanliang;

//累积流量达到一定值后，对EEPROM中的已浇灌量进行更新
if(leijiliuliang>10){
leijiliuliang=leijiliuliang-10;
yijiaoguanliang++;
EEPROM.write(16+jilusuoyin*25, yijiaoguanliang);
}

if(daijiaoguanliang<1){
jiaohuakaishi=0;//浇水完毕后跳出浇水循环
EEPROM.write(14+jilusuoyin*25, 49);//将本次浇花已完成写入EEPROM

digitalWrite(diancifa, HIGH);//关闭电磁阀
leijiliuliang=0;//清空累计流量

gps.begin(19200);//重新打开软串口

}else digitalWrite(diancifa, LOW);//累计流量小于设定流量，打开电磁阀

//正常的浇花部分
//浇花主程序///////////////////////////////////////////////////////////

//每秒频率测定，实时流量计算，累计流量叠加
if(millis()-meimiaoyilunhui>1000) {

meimiaoyilunhui=millis();//每一秒还原一次
shishiliuliang=jsqLLx/7.5;//计算实时流量(公式：频率=7.5*流量（L/min）)
leijiliuliang=leijiliuliang+(shishiliuliang/60);//（每秒积分）计数累计流量

guzhangjiancejsq=guzhangjiancejsq+jsqLLx;//累加频率的数量，来确定是否故障（停水了）
jsqLLx=0;//清空每秒频率

#ifdef tiaoshixinxi2
Serial.print("yijiaoguanliang=");
Serial.print(yijiaoguanliang); //已浇灌量

Serial.print(" daijiaoguanliang=");
Serial.print(daijiaoguanliang); //待浇灌量

Serial.print(" shishiliuliang=");
Serial.print(shishiliuliang); //实时流量

Serial.print(" leijiliuliang=");
Serial.println(leijiliuliang); //累计流量

Serial.println(tempx); //now time

for(int col=0;col<14;col++)Serial.print(EEPROMtemp);//set time
int x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
x=EEPROMtemp;
Serial.print(x);
Serial.print(",");
Serial.print(EEPROMtemp);

Serial.print("V=");
Serial.print(EEPROMtemp*EEPROMtemp);
Serial.print(" LTime =");
Serial.print(EEPROMtemp*EEPROMtemp/6/24);
Serial.println(" Day");

Serial.println();

#endif

}else{
int liuliangjidianping =digitalRead(liuliangji);//读取流量计的电平

if(liuliangjidianping == HIGH && !chongfupanduanA){ //高电平且本次没计数，就计数
jsqLLx++;
chongfupanduanA=!chongfupanduanA;//本次已计数，则标记已计数
}

if(liuliangjidianping == LOW && chongfupanduanA)chongfupanduanA=!chongfupanduanA;//低电平，且计数标记为1，则重置计数标记
}

//通过3秒的频率次数的累加，来判断是否停水了（防止电池阀在没水的时候长期运行）
//停水状态的应急处理
if(millis()-guzhangjianceA>9000) {

guzhangjianceA=millis();//同时清空故障检测的时间，否则一开始就是故障状态

if(guzhangjiancejsq<63){//3秒累计频率小于21,（9秒63），则说明流量小于1L/min，这个时候认定为停水了

//对浇花部分进行操作（即停止浇花）
digitalWrite(diancifa, HIGH);//关闭电磁阀

//leijiliuliang=0;//清空累计流量,这步没必要，因为只要不断电，来水之后是可以接着计算的

jiaohuakaishi=0;//跳出浇水循环

for(int col=0;col<12;col++){
Serial.println("GAME OVER");
delay(1000);//对应一个延迟，1小时
}

}

guzhangjiancejsq=0;//累计频率置0

gps.begin(19200);//重新打开软串口

}

}

卓泰科技 发表于 2016-1-10 19:52:10

囧囧-科技大神粉发表于 2016-1-9 09:13
用GPS的原因很简单啊

A、我有GPS模块，还不少（至少8个+），都是C3-470B拆下来的，GPS上电池是报废了的， ...

5555，我用RTC换你GPS，中不？:'(

页: [1]

狗趴(GodPub)，开源硬件学习与实践's Archiver

重新玩GPS