英創(chuàng)信息技術(shù)C#通過串口讀取GPS模塊定位數(shù)據(jù)的方法

有人云：'GPS的應用，僅受人們的想象力制約。'GPS問世以來，已充分顯示了其在導航定位領域的霸主地位。許多領域也由于GPS的出現(xiàn)而產(chǎn)生革命性變化。目前，幾乎全世界所有需要導航定位的用戶，都被GPS的高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活和優(yōu)質(zhì)價廉所吸引。在嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)應用中，很多領域都涉及到GPS導航和定位的應用；英創(chuàng)的很多用戶，就是在英創(chuàng)的嵌入式主板的基礎上，外接GPS應用模塊，來實現(xiàn)GPS在各種領域的合理運用。英創(chuàng)隨之也向用戶提供了相關(guān)GPS的方案和例程，供用戶在實際應用中進行參考。本文介紹了英創(chuàng)C# GPS例程通過串口讀取GPS模塊定位數(shù)據(jù)的方法。
GPS模塊只要處于工作狀態(tài)就會源源不斷地把接收并計算出的GPS導航定位信息傳送到連接到它的嵌入式主板串口之上，在沒有進一步處理之前，傳送的數(shù)據(jù)是一長串字節(jié)流信息。因此必須經(jīng)過程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為有實際意義的；可供高層決策使用的定位信息數(shù)據(jù)。與其他通信協(xié)議類似，GPS模塊都遵循NMEA-0183協(xié)議，GPS進行信息提取，必須明確其幀結(jié)構(gòu)，然后才能根據(jù)其結(jié)構(gòu)完成對各個定位信息的提??；其發(fā)送到串口的數(shù)據(jù)主要由幀頭，幀尾和幀內(nèi)數(shù)據(jù)組成。根據(jù)數(shù)據(jù)幀的不同，幀頭也不相同，主要有“#GPGGA”，“$GPGSA”，“$GPRMC”等。這些幀頭標識了后續(xù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)的組成結(jié)構(gòu)，各幀均以回車符和換行符作為幀尾標識一幀的結(jié)束。對于通常的情況，大家所關(guān)心的定位數(shù)據(jù)如經(jīng)緯度、速度、時間、航向等均以“$GPRMC”中獲取得到。該幀的結(jié)構(gòu)及各字段釋義如下：
例：$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50
字段0：$GPRMC，語句ID，表明該語句為Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推薦最小定位信息
字段1：UTC時間，hhmmss.sss格式
字段2：狀態(tài)，A=定位，V=未定位
字段3：緯度ddmm.mmmm，度分格式（前導位數(shù)不足則補0）
字段4：緯度N（北緯）或S（南緯）
字段5：經(jīng)度dddmm.mmmm，度分格式（前導位數(shù)不足則補0）
字段6：經(jīng)度E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）
字段7：速度，節(jié)，Knots
字段8：方位角，度
字段9：UTC日期，DDMMYY格式
字段10：磁偏角，（000 - 180）度（前導位數(shù)不足則補0）
字段11：磁偏角方向，E=東W=西
字段16：校驗值
對于用戶的應用程序來講，要讀取GPS模塊的定位數(shù)據(jù)，無非是實現(xiàn)兩個簡單的步驟：（1）讀取串口數(shù)據(jù)；（2）將讀取的數(shù)據(jù)解析出來。
我們以預裝了WinCE嵌入式操作系統(tǒng)的ARM9主板EM9161來連接GPS模塊，用C#來實現(xiàn)讀取GPS模塊發(fā)過來的串口數(shù)據(jù)，最方便的方法是直接使用VS2005提供的SerialPort串口類，這個串口類提供一個DataRecieved事件響應機制，可以簡單方便地讀取串口數(shù)據(jù)，如：
private SerialPort myserialPort = new SerialPort(); // 定義SerialPort串口類對象myserialPort
……
myserialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(myserialPort_DataReceived);
// 當串口有數(shù)據(jù)收到時，啟動myserialPort_DataRecieved事件函數(shù)
收到的串口數(shù)據(jù)是標準的string字符串，以“$GPRMC”開頭的幀為例，收到的每一幀數(shù)據(jù)string都以回車換行符為結(jié)尾，可以以回車換行符為標志將數(shù)據(jù)string提取出來；而且這個數(shù)據(jù)幀的每個元素均以逗號分隔，可以通過逗號分隔將這個數(shù)據(jù)幀的每個元素提取到一個string數(shù)組里面進行進一步處理。如：
string GPS_text = ''; // 字符串GPS_text = 接收到的串口數(shù)據(jù)，缺省定義為空
// 串口有數(shù)據(jù)收到
private void myserialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
GPS_text = GPS_text + myserialPort.ReadExisting(); // 讀取串口數(shù)據(jù)
if (GPS_text.EndsWith('\n')) // 如果GPS_text字符串最后一個字符是“回車”
{
Invoke(new EventHandler(update_data)); // 通過Invoke方法執(zhí)行update_data函數(shù)
}
}
private void update_data(object sender, EventArgs e)
{
string[] GPS_info = GPS_text.Split(','); // 按照逗號分隔把$GPRMC各種信號分割到字符串數(shù)組
…… // 處理GPS_info字符串數(shù)組，完成GPS數(shù)據(jù)顯示、處理等功能
GPS_text = ''; // 置空GPS_text以便存儲新的串口接收到的字符串
}
英創(chuàng)提供的例程運行界面如下：