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從串口獲得并分析GPS數據

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樓主
ID:127542 發表于 2016-6-21 17:20 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
目前GPS（全球定位系統）定位應用市場日趨成熟，正在進入應用的高速發展時期。看到論壇里不斷有人提問關于GPS的問題。現將個人對GPS的了解寫出來跟大家一塊探討。
1、 GPS應用簡介
近年來GPS系統，已經在大地測繪、海上漁用、車輛定位監控、建筑、農業等各個領域得到廣泛應用。從九十年代我國引進GPS定位技術開始，經過十多年的市場培育，GPS定位應用進入了發展的最好時機，未來十年基于GPS的應用將會改變我們的生活和工作方式。
目前市場上的大部分GPS接受模塊都是通過RS232串口與MCU進行數據傳輸的。這些數據包括經度、緯度、海拔高度、時間、衛星使用情況等基本信息。開發人員再依據這些基本數據，進行數據處理來完成整套的定位系統軟件。
2、 數據格式
在進行數據接受編程之前，先介紹一下該模塊的數據格式。它支持NMEA-0183輸出格式。信息如下：
GGA位置測定系統定位資料（Global Positioning System Fix Data）
    GSV 導航衛星資料（GNSS Satellites in View）
    RMC導航衛星特定精簡資料（Recommended Minimum Specific GNSS Data）
    VTG 方向及速度等相關資料（Course Over Ground and Ground Speed）
    由于文章篇幅問題，筆者在這里只以接收GGA數據為例，格式如下：
    $GPGGA,hhmmss,dddmm.mmmm,a,dddmm.mmmm,a,x,xx,x.x,x.x,M,,M,x.x,xxxx*CS
    例：$GPGGA,033744,2446.5241,N,12100.1536,E,1,10,0.8,133.4,M,,,,*1F
說明見表：


上面例子中，我們可讀出位置信息：北緯24度46.5241分，西經121度00.1536分
                                格林威治時間：3點37分44秒

3   部分程序代碼（c++）
  1. //初始化串口
  2. //入口:strComm(串口名)
  3. //返回:TRUE(成功);FALSE(失敗)
  4. BOOL CGPSDlg::InitComm(CString strComm)
  5. {
  6.     int i;
  7.     DCB dcb;
  8.     COMMTIMEOUTS TimeOuts;

  10.     for (i=0; i<3; i++)                                         //串口最多初始化3次
  11.     {
  12.         m_hComm = CreateFile(strComm, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
  13.         if (m_hComm != INVALID_HANDLE_VALUE)
  14.             break;
  15.     }
  16.     if (i == 3)                                                 //串口初始化失敗
  17.     {
  18.         AfxMessageBox("串口初始化失敗...");
  19.         return FALSE;
  20.     }
  21.    
  22.     SetupComm(m_hComm, MAXLENGTH, MAXLENGTH);                   //設置發送接收緩沖區大小
  23.    
  24.     TimeOuts.ReadIntervalTimeout = 0;                           //設定5個超時參數
  25.     TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
  26.     TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 500;
  27.     TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
  28.     TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 500;
  29.     SetCommTimeouts(m_hComm, &TimeOuts);                        //設置超時參數
  30.    
  31.     GetCommState(m_hComm, &dcb);                                //獲得通信狀態
  32.     dcb.fAbortOnError = FALSE;                                  //有錯誤不停止
  33.     dcb.BaudRate = CBR_4800;                                    //波特率4800
  34.     dcb.ByteSize = 8;                                           //8位
  35.     dcb.Parity = NOPARITY;                                      //奇校驗
  36.     dcb.StopBits = ONESTOPBIT;                                  //1位停止位
  37.     SetCommState(m_hComm, &dcb);                                //設置通信狀態
  38.     PurgeComm(m_hComm, PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);            //清空發送和接收緩沖區   
  39.    
  40.     return TRUE;
  41. }

  43. //獲得GPS參數
  44. //注意:從GPS接收到的字符串已經在m_strRecv中,由于是定時接收,所以在這個字符串的頭和尾都可能存在
  45. //     不完整的NMEA輸出字符串,在處理時要特別注意
  46. //返回:TRUE(格式正確);FALSE(格式錯誤)
  47. BOOL CGPSDlg::GetGPSParam()
  48. {
  49.     int i,j;
  50.     CString str,strNEMA;
  51.         
  52.     //先判斷是否接收到數據
  53.     if (m_strRecv.IsEmpty())
  54.         return FALSE;

  56.     //若字符串不是以'

  58. [/color][i][/i]
  59. 開頭的,必須刪掉這部分不完整的
  60.     if (m_strRecv[0] != '

  62. [/color][i][/i]
  63. )
  64.     {
  65.         i = m_strRecv.Find('\n', 0);
  66.         if (i == -1)
  67.             return FALSE;                                       //尾部未接收完整,必須等接收完后才能刪除
  68.         m_strRecv.Delete(0, i+1);                               //尾部已接收完整(尾部為\r\n結束),刪除不完整的部分
  69.     }
  70.    
  71.     //截取完整的NMEA-0183輸出語句(m_strRecv中可能有多條語句,每條間以\r\n分隔)
  72.     for (;;)
  73.     {
  74.         i = m_strRecv.Find('\n', 0);
  75.         if (i == -1)
  76.             break;                                              //所有的完整輸出語句都已經處理完畢,退出循環
  77.         
  78.         //截取完整的NMEA-0183輸出語句
  79.         strNEMA = m_strRecv.Left(i+1);                          
  80.         m_strRecv.Delete(0, i+1);
  81.         //下面對各種輸出語句進行分別處理
  82.         if (strNEMA.Find("$GPRMC",0) == 0)
  83.         {
  84.             //該輸出語句中的各項以','分隔
  85.             for (i=j=0; strNEMA[i]!='\r'; i++)                  //j為逗號的計數器
  86.             {
  87.                 if (strNEMA[i] == ',')
  88.                 {
  89.                     j++;
  90.                     str = "";
  91.                     for (i++; strNEMA[i]!=','&&strNEMA[i]!='\r'; i++)
  92.                         str += strNEMA[i];                      //str為某項的值
  93.                     i--;
  94.                     
  95.                     //對各項數據分別處理
  96.                     switch (j)
  97.                     {
  98.                     case 1:                                     //時間(UTC)                  
  99.                         m_strTime = str.Left(6);
  100.                         m_strTime.Insert(2, ':');
  101.                         m_strTime.Insert(5, ':');
  102.                         break;
  103.                     case 2:                                     //狀態(A-數據有效;V-數據無效,還未定位)
  104.                         if (str == "A")
  105.                             m_strStatus = "有效數據";
  106.                         else if(str == "V")
  107.                             m_strStatus = "正在定位...";
  108.                         else
  109.                             m_strStatus = "非法數據格式";
  110.                         break;
  111.                     case 3:                                     //緯度(ddmm.mmmm)
  112.                         str.Insert(2, "度");
  113.                         str += "分";
  114.                         m_strLatitude = str;
  115.                         break;
  116.                     case 4:                                     //緯度指示(N-北緯;S-南緯)
  117.                         if (str == "N")
  118.                             m_strLatitude.Insert(0, "北緯");
  119.                         else
  120.                             m_strLatitude.Insert(0, "南緯");
  121.                         break;
  122.                     case 5:                                     //經度(dddmm.mmmm)
  123.                         str.Insert(3, "度");
  124.                         str += "分";
  125.                         m_strLongitude = str;
  126.                         break;
  127.                     case 6:                                     //經度指示(E-東經;W-西經)
  128.                         if (str == "E")
  129.                             m_strLongitude.Insert(0, "東經");
  130.                         else
  131.                             m_strLongitude.Insert(0, "西經");
  132.                         break;
  133.                     case 7:                                     //速度(單位:節)
  134.                         m_strSpeed = str;
  135.                         break;
  136.                     case 8:                                     //航向(單位:度)
  137.                         m_strCourse = str;
  138.                         break;
  139.                     case 9:                                     //日期(UTC)
  140.                         m_strDate = "";
  141.                         m_strDate += "20";
  142.                         m_strDate += str[4];
  143.                         m_strDate += str[5];
  144.                         m_strDate += "-";
  145.                         m_strDate += str[2];
  146.                         m_strDate += str[3];
  147.                         m_strDate += "-";
  148.                         m_strDate += str[0];
  149.                         m_strDate += str[1];
  150.                         break;
  151.                     default:
  152.                         break;
  153.                     }
  154.                 }
  155.             }
  156.         }
  157.         else if (strNEMA.Find("$GPGGA",0) == 0)
  158.         {
  159.         
  160.         }
  161.         else if (strNEMA.Find("$GPGSA",0) == 0)
  162.         {
  163.         
  164.         }
  165.         else if (strNEMA.Find("$GPGSV",0) == 0)
  166.         {
  167.         
  168.         }
  169.         else if (strNEMA.Find("$GPGLL",0) == 0)
  170.         {
  171.         
  172.         }
  173.         else if (strNEMA.Find("$GPVTG",0) == 0)
  174.         {
  175.         
  176.         }
  177.         else
  178.             return FALSE;                                       //格式錯誤
  179.     }
  180.     return TRUE;
  181. }
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