linux gps程序,linux下GPS编程

GPS协议

GPS模块使用的是NMEA-0183 协议，NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National MarineElectronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。所以通常情况下，只需要通过串口读取信息，通过字符串解析的方式把需要的数据分离出来就可以得到GPS数据。

具体的协议内容可以参见本文附录的参考资料，在具体的的字符串解析中，实际只需要解析$GPGGA、$GPRMC两个语句即可获得我们所需要的全部内容，包括经纬度，时间，搜星状态，卫星数量，高度，速度以及其他信号等，不同数据之间在获取的字符串中是使用逗号隔开的，而相对位置固定，因此整体的思路就是读取字符串，通过逗号位置判别对应数据，实现读取分析。

作为数据读取分析的基本，嵌入式linux的串口编程就是基础中的基础了，串口的设置主要是设置struct termios结构体的各成员值。termios是在POSIX规范中定义的标准接口，表示终端设备(包括虚拟终端、串口等)。口是一种终端设备，一般通过终端编程接口对其进行配置和控制。在具体讲解串口相关编程之前，先了解一下终端相关知识。

终端有3种工作模式，分别为规范模式(canonical mode)、非规范模式(non-canonical mode)和原始模式(raw mode)。通过在termios结构的c_lflag中设置ICANNON标志来定义终端是以规范模式(设置ICANNON标志)还是以非规范模式(清除ICANNON标志)工作，默认情况为规范模式。

在规范模式下，所有的输入是基于行进行处理。在用户输入一个行结束符(回车符、EOF等)之前，系统调用read()函数读不到用户输入的任何字符。除了EOF之外的行结束符(回车符等)与普通字符一样会被read()函数读取到缓冲区之中。在规范模式中，行编辑是可行的，而且一次调用read()函数最多只能读取一行数据。如果在read()函数中被请求读取的数据字节数小于当前行可读取的字节数，则read()函数只会读取被请求的字节数，剩下的字节下次再被读取。

在非规范模式下，所有的输入是即时有效的，不需要用户另外输入行结束符，而且不可进行行编辑。在非规范模式下，对参数MIN(c_cc[VMIN])和TIME(c_cc[VTIME])的设置决定read()函数的调用方式。设置可以有4种不同的情况。

MIN = 0和TIME = 0：read()函数立即返回。若有可读数据，则读取数据并返回被读取的字节数，否则读取失败并返回0。

MIN > 0和TIME = 0：read()函数会被阻塞直到MIN个字节数据可被读取。

MIN = 0和TIME > 0：只要有数据可读或者经过TIME个十分之一秒的时间，read()函数则立即返回，返回值为被读取的字节数。如果超时并且未读到数据，则read()函数返回0。

MIN > 0和TIME > 0：当有MIN个字节可读或者两个输入字符之间的时间间隔超过TIME个十分之一秒时，read()函数才返回。因为在输入第一个字符之后系统才会启动定时器，所以在这种情况下，read()函数至少读取一个字节之后才返回。

按照严格意义来讲，原始模式是一种特殊的非规范模式。在原始模式下，所有的输入数据以字节为单位被处理。在这个模式下，终端是不可回显的，而且所有特定的终端输入/输出控制处理不可用。通过调用cfmakeraw()函数可以将终端设置为原始模式，而且该函数通过以下代码可以得到实现。 1、    本程序主要通过GPS设备获得经度、纬度和高度，只需对该语句$GPGGA进行解析，

该语句所具有的语法为：

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh

<1> UTC时间，hhmmss(时分秒)格式

<2> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<3> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

<4> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

<5> 经度半球E(东经)或W(西经)

<6> GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算

<7> 正在使用解算位置的卫星数量(00~12)(前面的0也将被传输)

<8> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)

<9> 海拔高度(-9999.9~99999.9)

<10> 地球椭球面相对大地水准面的高度

<11> 差分时间(从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空

<12> 差分站ID号0000~1023(前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空)

只需对上面语句中的<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<9>六项即可满足要求。

$GPGGA 是GPS定位的主要数据，通过解析它得到经度、纬度、海拔高度、时间、卫星使用情况等基本信息，其中每项用逗号分隔，共十四个逗号，举例如下：

$GPGGA,064746.000,4925.4895,N,00103.9255,E,1,05,2.1,-68.0,M,47.1,M,,0000*4F

$GPGGA(语句标识头),064746.000(UTC时间),4925.4895(纬度),N(纬度半球),00103.9255(经度),E(经度半球),1(定位质量指示),05(使用卫星数量),2.1(水平精确度),-68.0(海拔高度),M(高度单位),47.1(大地水准面高度),M(高度单位),(差分 GPS数据期限),0000(差分参考基站标号)*4F(校验)(结束标记回车换行)

2、    实现

由于程序从串口中读取数据，故需要首先对串口进行设置。

NMEA通讯协议所定义的标准通讯接口参数：

波特率：4800bit/s

数据位：8位

停止位：1位

奇偶校验：无

程序中的main函数如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)

{

struct termios newtio,oldtio;

if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0) {

perror("SetupSerial 1");

return -1;

}

bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );

newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;

newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

switch( nBits )

{

case 7:

newtio.c_cflag |= CS7;

break;

case 8:

newtio.c_cflag |= CS8;

break;

}

switch( nEvent )

{

case 'O':

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag |= PARODD;

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

break;

case 'E':

newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);

newtio.c_cflag |= PARENB;

newtio.c_cflag &= ~PARODD;

break;

case 'N':

newtio.c_cflag &= ~PARENB;

break;

}

switch( nSpeed )

{

case 2400:

cfsetispeed(&newtio, B2400);

cfsetospeed(&newtio, B2400);

break;

case 4800:

cfsetispeed(&newtio, B4800);

cfsetospeed(&newtio, B4800);

break;

case 9600:

cfsetispeed(&newtio, B9600);

cfsetospeed(&newtio, B9600);

break;

case 115200:

cfsetispeed(&newtio, B115200);

cfsetospeed(&newtio, B115200);

break;

case 460800:

cfsetispeed(&newtio, B460800);

cfsetospeed(&newtio, B460800);

break;

default:

cfsetispeed(&newtio, B9600);

cfsetospeed(&newtio, B9600);

break;

}

if( nStop == 1 )

newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;

else if ( nStop == 2 )

newtio.c_cflag |= CSTOPB;

newtio.c_cc[VTIME] = 0;//重要

newtio.c_cc[VMIN] = 100;//返回的最小值 重要

tcflush(fd,TCIFLUSH);

if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)

{

perror("com set error");

return -1;

}

// printf("set done!nr");

return 0;

}

int main(void)

{

int fd1,nset1,nread;

char buf[1024];

fd1 = open("/dev/ttyS0", O_RDWR);//打开串口

if (fd1 == -1)

exit(1);

nset1 = set_opt(fd1,4800, 8, 'N', 1);//设置串口属性

if (nset1 == -1)

exit(1);

while (1)

{

memset(buf,0,1024);

nread = read(fd1, buf, 1024);//读串口

if (nread > 0){

printf("n GPS DATALen=%dn",nread);

buf[nread] = '';

printf( "GPS %sn", buf); //输出所读数据

}

sleep(2);//睡眠，等待数据多一点

}

close(fd1);

return 0;

}

一次读的结果如下

GPS DATALen=395

GPS $GPGGA,000531.979,0000.0000,N,00000.0000,E,0,00,50.0,0.0,M,0.0,M,0.0,0000*76

$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,50.0,50.0,50.0*05

$GPGSV,1,1,01,02,00,000,00*4A

$GPRMC,000531.979,V,0000.0000,N,00000.0000,E,,,270621,,*14

$GPVTG,,T,,M,,N,,K*4E

$GPGGA,000532.979,0000.0000,N,00000.0000,E,0,00,50.0,0.0,M,0.0,M,0.0,0000*75

$GPRMC,000532.979,V,0000.0000,N,00000.0000,E,,,270621,,*17

$GPVTG,,T,,M,,N,,K*4E