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SeeedStudio XIAO L76K GNSS模块入门指南

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介绍​

SeeedStudio XIAO L76K GNSS模块是一款与所有XIAO开发板兼容的多GNSS（全球导航卫星系统）模块，支持GPS、北斗（BDS）、GLONASS和QZSS系统，允许多系统组合或单系统独立定位。它还支持AGNSS功能，内置低噪声放大器和声表面滤波器，提供快速、准确、高性能的良好定位体验。

该模块配备高性能有源GNSS天线，旨在覆盖GPS L1 C/A、北斗B1和GLONASS L1频段。设计还包含一个微小的亮绿色LED，用于指示定位时的1PPS输出。

特性​

  • 增强接收能力： 内置低噪声放大器和声表面滤波器，提高灵敏度并降低噪声
  • 高精度： 32/72通道，-162dBm跟踪，-160dBm重新捕获灵敏度
  • 节能高效： 41mA跟踪/捕获，360µA待机
  • 多GNSS系统： 采用Quectel L76K芯片，支持GPS、北斗、GLONASS和QZSS
  • 陶瓷天线： 增强信号接收，优于传统天线。

规格参数​

项目详细信息
GNSS频段GPS L1 C/A: 1575.42MHz
GLONASS L1: 1602MHz
北斗B1: 1561.098MHz
通道数32跟踪通道/72捕获通道
TTFF（首次定位时间）冷启动：30s（无AGNSS），5.5s（有AGNSS）
热启动：5.5s（无AGNSS），2s（有AGNSS）
灵敏度自动捕获：-148dBm
跟踪：-162dBm
重新捕获：-160dBm
精度位置：2.0m CEP
速度：0.1m/s
加速度：0.1m/s²
时间：30ns
UART接口波特率：9600~115200bps（默认9600bps）
更新频率：1Hz（默认），5Hz（最大）
协议：NMEA 0183，CASIC专有协议
天线类型：有源天线
工作频率：1559–1606MHz
同轴电缆：RF1.13 长度=10cm
电缆连接器：U.FL插头直角
电流消耗（含有源天线）自动捕获：41mA
跟踪：41mA
待机：360uA
尺寸18mm x 21mm

硬件概述​

在开始之前，我们可以参考以下图片来了解 SeeedStudio XIAO L76K GNSS 模块的引脚设计，以便于我们理解模块的功能。

入门指南​

硬件准备​

为了充分体验 L76K GNSS 模块的功能，我们建议将其与我们 XIAO 系列的主板配对使用。以下任何 XIAO 型号都与 L76K GNSS 模块兼容。

Seeed Studio XIAO SAMD21Seeed Studio XIAO RP2040Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense)Seeed Studio XIAO ESP32C3Seeed Studio XIAO ESP32S3 (Sense)
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在 XIAO 主板上使用此模块之前，您需要在模块上安装排针插座，并将有源 GNSS 天线插到模块上。连接到 XIAO 时，请特别注意模块的安装方向，请不要反向插入，否则很可能会烧坏模块或 XIAO。

caution

请特别注意模块的安装方向，请不要反向插入，否则很可能会烧坏模块或 XIAO。

软件准备​

要使用 SeeedStudio XIAO L76K GNSS 模块，我们需要对 XIAO 系列进行编程。推荐的编程工具是 Arduino IDE，您需要为 XIAO 配置 Arduino 环境并添加板载包。

tip

如果这是您第一次使用 Arduino，我们强烈建议您参考 Arduino 入门指南。

步骤 1. 根据您的操作系统下载并安装稳定版本的 Arduino IDE​

下载 Arduino IDE

步骤 2. 启动 Arduino 应用程序​

步骤 3. 为您使用的 XIAO 配置 Arduino IDE​

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO SAMD21，请参考**此教程**完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO RP2040，请参考**此教程**完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO nRF52840，请参考**此教程**完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO ESP32C3，请参考**此教程**完成添加。

  • 如果您想在后续教程中使用 Seeed Studio XIAO ESP32S3，请参考**此教程**完成添加。

步骤 4. 将 TinyGPSPlus 库添加到 Arduino​

首先，您需要在 Arduino IDE 中搜索并下载最新版本的 TinyGPSPlus 库。

应用演示​

示例 1：读取和显示 GNSS 数据​

一旦硬件和软件准备就绪，我们开始上传第一个示例程序。L76K GNSS 模块在上电后每 1 秒通过串口打印 GNSS 信息。在这个示例中，我们将使用 TinyGPSPlus 库来解析从模块接收到的 NMEA 语句，并将包括纬度、经度和时间在内的结果打印到 Arduino IDE 的串口监视器。

以下是源代码：

#include <TinyGPSPlus.h>
#include <SoftwareSerial.h>
/*
   此示例代码演示了如何在SeeedStudio XIAO上使用L76K GNSS模块。
*/
static const int RXPin = D7, TXPin = D6;
static const uint32_t GPSBaud = 9600;

// TinyGPSPlus对象
TinyGPSPlus gps;

// 与GNSS模块的串口连接
SoftwareSerial ss(RXPin, TXPin);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
#ifdef ARDUINO_SEEED_XIAO_RP2040
  pinMode(D2,OUTPUT);
  digitalWrite(D2,1);
  pinMode(D0,OUTPUT);
  digitalWrite(D0,1);
#endif
  ss.begin(GPSBaud);

  Serial.println(F("DeviceExample.ino"));
  Serial.println(F("使用L76K GNSS模块的TinyGPSPlus简单演示"));
  Serial.print(F("测试TinyGPSPlus库版本 "));
  Serial.println(TinyGPSPlus::libraryVersion());
  Serial.println(F("作者：Mikal Hart"));
  Serial.println();
}

void loop() {
  // 此代码在每次正确编码新语句时显示信息。
  while (ss.available() > 0)
    if (gps.encode(ss.read()))
      displayInfo();

  if (millis() > 5000 && gps.charsProcessed() < 10) {
    Serial.println(F("未检测到GPS：请检查接线。"));
    while (true);
  }
}

void displayInfo() {
  Serial.print(F("位置："));
  if (gps.location.isValid()) {
    Serial.print(gps.location.lat(), 6);
    Serial.print(F(","));
    Serial.print(gps.location.lng(), 6);
  } else {
    Serial.print(F("无效"));
  }

  Serial.print(F("  日期/时间："));
  if (gps.date.isValid()) {
    Serial.print(gps.date.month());
    Serial.print(F("/"));
    Serial.print(gps.date.day());
    Serial.print(F("/"));
    Serial.print(gps.date.year());
  } else {
    Serial.print(F("无效"));
  }

  Serial.print(F(" "));
  if (gps.time.isValid()) {
    if (gps.time.hour() < 10) Serial.print(F("0"));
    Serial.print(gps.time.hour());
    Serial.print(F(":"));
    if (gps.time.minute() < 10) Serial.print(F("0"));
    Serial.print(gps.time.minute());
    Serial.print(F(":"));
    if (gps.time.second() < 10) Serial.print(F("0"));
    Serial.print(gps.time.second());
    Serial.print(F("."));
    if (gps.time.centisecond() < 10) Serial.print(F("0"));
    Serial.print(gps.time.centisecond());
  } else {
    Serial.print(F("无效"));
  }

  Serial.println();
}

只需选择您正在使用的 XIAO 和 XIAO 所在的端口号，编译并上传即可。

确保 L76K GNSS 模块放置在室外能够接收到良好 GNSS 信号的地方。将代码上传到您的 XIAO 并等待几分钟，您应该能在串口监视器上看到显示的信息。

此代码使用 TinyGPSPlus 库通过串口连接从 L76K GNSS 模块读取数据，并在串口监视器上显示有效的位置信息和日期/时间。

配置​

示例 1：改变 LED 的行为​

本节演示如何通过串口通信发送特定的十六进制命令来使用 Arduino 控制绿色 LED。下面提供的示例展示了如何关闭 LED，然后将其恢复到正常闪烁状态。

static const int RXPin = D7, TXPin = D6;
static const uint32_t GPSBaud = 9600;
SoftwareSerial SerialGNSS(RXPin, TXPin);

void setup() {
  SerialGNSS.begin(GPSBaud);

  // 定义用于关闭 LED 的字节数组
  byte OffState[] = {0xBA, 0xCE, 0x10, 0x00, 0x06, 0x03, 0x40, 
                     0x42, 0x0F, 0x00, 0xA0, 0x86, 0x01, 0x00, 
                     0x00, 
                     0x00, 0x01, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
                     0xF0, 
                     0xC8, 0x17, 0x08};

  // 定义用于恢复 LED 闪烁状态的字节数组
  byte RecoverState[] = {0xBA, 0xCE, 0x10, 0x00, 0x06, 0x03, 0x40, 
                         0x42, 0x0F, 0x00, 0xA0, 0x86, 0x01, 0x00, 
                         0x03, 
                         0x00, 0x01, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
                         0xF3, 
                         0xC8, 0x17, 0x08};

  // 发送关闭 LED 的命令。
  SerialGNSS.write(OffState, sizeof(OffState));
  // 等待 5 秒。
  delay(5000);
  // 发送命令使 LED 恢复闪烁。
  SerialGNSS.write(RecoverState, sizeof(RecoverState));
}

void loop() {}
info

详情请参见 Quectel_L76K_GNSS 的 CASIC 协议消息。

struct CASIC_Messages {  
  uint16_t header; // 0xBA, 0xCE
  uint16_t len;    // 0x10, 0x00
  uint8_t class;   // 0x06
  uint8_t id;      // 0x03
  uint8_t* payload; // 0x40, 0x42, 0x0F, 0x00, 0xA0, 0x86, 0x01, 0x00, ->8
                   // 0x00, 0x00, 0x01, 0x05, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, ->8
  uint8_t checksum; // 0xF0,0xC8, 0x17, 0x08
} L76KStruct;

资源​

故障排除​

Details

可充电电池能为 XIAO 供电吗？ 不能，在这种情况下，可充电电池仅用于实时时钟（RTC）和维持 L76K GNSS 模块的热启动状态。它不能用作 XIAO 或 GNSS 模块一般操作的主要电源。

为什么 GNSS 信息不在串口监视器上显示？

确保 L76K GNSS 模块放置在室外，能够接收到良好的 GNSS 信号。

Details

为什么设备插入 XIAO RP2040 时绿灯持续亮着？ 要解决这个问题，您需要将 D0 和 D2 拉高。定位绿灯的持续亮起表明设备已进入异常工作状态。

pinMode(D2,OUTPUT);
digitalWrite(D2,1);
pinMode(D0,OUTPUT);
digitalWrite(D0,1);

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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