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»论坛 › 嵌入式/单片机论坛 › MCU综合技术区 › 从串口获得并分析GPS数据
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从串口获得并分析GPS数据

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楼主
ID:127542 发表于 2016-6-21 17:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
目前GPS（全球定位系统）定位应用市场日趋成熟，正在进入应用的高速发展时期。看到论坛里不断有人提问关于GPS的问题。现将个人对GPS的了解写出来跟大家一块探讨。
1、 GPS应用简介
近年来GPS系统，已经在大地测绘、海上渔用、车辆定位监控、建筑、农业等各个领域得到广泛应用。从九十年代我国引进GPS定位技术开始，经过十多年的市场培育，GPS定位应用进入了发展的最好时机，未来十年基于GPS的应用将会改变我们的生活和工作方式。
目前市场上的大部分GPS接受模块都是通过RS232串口与MCU进行数据传输的。这些数据包括经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息。开发人员再依据这些基本数据，进行数据处理来完成整套的定位系统软件。
2、 数据格式
在进行数据接受编程之前，先介绍一下该模块的数据格式。它支持NMEA-0183输出格式。信息如下：
GGA位置测定系统定位资料（Global Positioning System Fix Data）
    GSV 导航卫星资料（GNSS Satellites in View）
    RMC导航卫星特定精简资料（Recommended Minimum Specific GNSS Data）
    VTG 方向及速度等相关资料（Course Over Ground and Ground Speed）
    由于文章篇幅问题，笔者在这里只以接收GGA数据为例，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
说明见表：


上面例子中，我们可读出位置信息：北纬24度46.5241分，西经121度00.1536分
                                格林威治时间：3点37分44秒

3   部分程序代码（c++）
  1. //初始化串口
  2. //入口:strComm(串口名)
  3. //返回:TRUE(成功);FALSE(失败)
  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)                                                 //串口初始化失败
  17.     {
  18.         AfxMessageBox("串口初始化失败...");
  19.         return FALSE;
  20.     }
  21.    
  22.     SetupComm(m_hComm, MAXLENGTH, MAXLENGTH);                   //设置发送接收缓冲区大小
  23.    
  24.     TimeOuts.ReadIntervalTimeout = 0;                           //设定5个超时参数
  25.     TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;
  26.     TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 500;
  27.     TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;
  28.     TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant = 500;
  29.     SetCommTimeouts(m_hComm, &TimeOuts);                        //设置超时参数
  30.    
  31.     GetCommState(m_hComm, &dcb);                                //获得通信状态
  32.     dcb.fAbortOnError = FALSE;                                  //有错误不停止
  33.     dcb.BaudRate = CBR_4800;                                    //波特率4800
  34.     dcb.ByteSize = 8;                                           //8位
  35.     dcb.Parity = NOPARITY;                                      //奇校验
  36.     dcb.StopBits = ONESTOPBIT;                                  //1位停止位
  37.     SetCommState(m_hComm, &dcb);                                //设置通信状态
  38.     PurgeComm(m_hComm, PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);            //清空发送和接收缓冲区   
  39.    
  40.     return TRUE;
  41. }

  43. //获得GPS参数
  44. //注意:从GPS接收到的字符串已经在m_strRecv中,由于是定时接收,所以在这个字符串的头和尾都可能存在
  45. //     不完整的NMEA输出字符串,在处理时要特别注意
  46. //返回:TRUE(格式正确);FALSE(格式错误)
  47. BOOL CGPSDlg::GetGPSParam()
  48. {
  49.     int i,j;
  50.     CString str,strNEMA;
  51.         
  52.     //先判断是否接收到数据
  53.     if (m_strRecv.IsEmpty())
  54.         return FALSE;

  56.     //若字符串不是以'

  58. [/color][i][/i]
  59. 开头的,必须删掉这部分不完整的
  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,必须等接收完后才能删除
  68.         m_strRecv.Delete(0, i+1);                               //尾部已接收完整(尾部为\r\n结束),删除不完整的部分
  69.     }
  70.    
  71.     //截取完整的NMEA-0183输出语句(m_strRecv中可能有多条语句,每条间以\r\n分隔)
  72.     for (;;)
  73.     {
  74.         i = m_strRecv.Find('\n', 0);
  75.         if (i == -1)
  76.             break;                                              //所有的完整输出语句都已经处理完毕,退出循环
  77.         
  78.         //截取完整的NMEA-0183输出语句
  79.         strNEMA = m_strRecv.Left(i+1);                          
  80.         m_strRecv.Delete(0, i+1);
  81.         //下面对各种输出语句进行分别处理
  82.         if (strNEMA.Find("$GPRMC",0) == 0)
  83.         {
  84.             //该输出语句中的各项以','分隔
  85.             for (i=j=0; strNEMA[i]!='\r'; i++)                  //j为逗号的计数器
  86.             {
  87.                 if (strNEMA[i] == ',')
  88.                 {
  89.                     j++;
  90.                     str = "";
  91.                     for (i++; strNEMA[i]!=','&&strNEMA[i]!='\r'; i++)
  92.                         str += strNEMA[i];                      //str为某项的值
  93.                     i--;
  94.                     
  95.                     //对各项数据分别处理
  96.                     switch (j)
  97.                     {
  98.                     case 1:                                     //时间(UTC)                  
  99.                         m_strTime = str.Left(6);
  100.                         m_strTime.Insert(2, ':');
  101.                         m_strTime.Insert(5, ':');
  102.                         break;
  103.                     case 2:                                     //状态(A-数据有效;V-数据无效,还未定位)
  104.                         if (str == "A")
  105.                             m_strStatus = "有效数据";
  106.                         else if(str == "V")
  107.                             m_strStatus = "正在定位...";
  108.                         else
  109.                             m_strStatus = "非法数据格式";
  110.                         break;
  111.                     case 3:                                     //纬度(ddmm.mmmm)
  112.                         str.Insert(2, "度");
  113.                         str += "分";
  114.                         m_strLatitude = str;
  115.                         break;
  116.                     case 4:                                     //纬度指示(N-北纬;S-南纬)
  117.                         if (str == "N")
  118.                             m_strLatitude.Insert(0, "北纬");
  119.                         else
  120.                             m_strLatitude.Insert(0, "南纬");
  121.                         break;
  122.                     case 5:                                     //经度(dddmm.mmmm)
  123.                         str.Insert(3, "度");
  124.                         str += "分";
  125.                         m_strLongitude = str;
  126.                         break;
  127.                     case 6:                                     //经度指示(E-东经;W-西经)
  128.                         if (str == "E")
  129.                             m_strLongitude.Insert(0, "东经");
  130.                         else
  131.                             m_strLongitude.Insert(0, "西经");
  132.                         break;
  133.                     case 7:                                     //速度(单位:节)
  134.                         m_strSpeed = str;
  135.                         break;
  136.                     case 8:                                     //航向(单位: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;                                       //格式错误
  179.     }
  180.     return TRUE;
  181. }
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