英创信息技术C#通过串口读取GPS模块定位数据的方法

有人云：'GPS的应用，仅受人们的想象力制约。'GPS问世以来，已充分显示了其在导航定位领域的霸主地位。许多领域也由于GPS的出现而产生革命性变化。目前，几乎全世界所有需要导航定位的用户，都被GPS的高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活和优质价廉所吸引。在嵌入式产品的开发应用中，很多领域都涉及到GPS导航和定位的应用；英创的很多用户，就是在英创的嵌入式主板的基础上，外接GPS应用模块，来实现GPS在各种领域的合理运用。英创随之也向用户提供了相关GPS的方案和例程，供用户在实际应用中进行参考。本文介绍了英创C# GPS例程通过串口读取GPS模块定位数据的方法。
GPS模块只要处于工作状态就会源源不断地把接收并计算出的GPS导航定位信息传送到连接到它的嵌入式主板串口之上，在没有进一步处理之前，传送的数据是一长串字节流信息。因此必须经过程序将其转化为有实际意义的；可供高层决策使用的定位信息数据。与其他通信协议类似，GPS模块都遵循NMEA-0183协议，GPS进行信息提取，必须明确其帧结构，然后才能根据其结构完成对各个定位信息的提取；其发送到串口的数据主要由帧头，帧尾和帧内数据组成。根据数据帧的不同，帧头也不相同，主要有“#GPGGA”，“$GPGSA”，“$GPRMC”等。这些帧头标识了后续帧内数据的组成结构，各帧均以回车符和换行符作为帧尾标识一帧的结束。对于通常的情况，大家所关心的定位数据如经纬度、速度、时间、航向等均以“$GPRMC”中获取得到。该帧的结构及各字段释义如下：
例：$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,150706,,,A*50
字段0：$GPRMC，语句ID，表明该语句为Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐最小定位信息
字段1：UTC时间，hhmmss.sss格式
字段2：状态，A=定位，V=未定位
字段3：纬度ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0）
字段4：纬度N（北纬）或S（南纬）
字段5：经度dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0）
字段6：经度E（东经）或W（西经）
字段7：速度，节，Knots
字段8：方位角，度
字段9：UTC日期，DDMMYY格式
字段10：磁偏角，（000 - 180）度（前导位数不足则补0）
字段11：磁偏角方向，E=东W=西
字段16：校验值
对于用户的应用程序来讲，要读取GPS模块的定位数据，无非是实现两个简单的步骤：（1）读取串口数据；（2）将读取的数据解析出来。
我们以预装了WinCE嵌入式操作系统的ARM9主板EM9161来连接GPS模块，用C#来实现读取GPS模块发过来的串口数据，最方便的方法是直接使用VS2005提供的SerialPort串口类，这个串口类提供一个DataRecieved事件响应机制，可以简单方便地读取串口数据，如：
private SerialPort myserialPort = new SerialPort(); // 定义SerialPort串口类对象myserialPort
……
myserialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(myserialPort_DataReceived);
// 当串口有数据收到时，启动myserialPort_DataRecieved事件函数
收到的串口数据是标准的string字符串，以“$GPRMC”开头的帧为例，收到的每一帧数据string都以回车换行符为结尾，可以以回车换行符为标志将数据string提取出来；而且这个数据帧的每个元素均以逗号分隔，可以通过逗号分隔将这个数据帧的每个元素提取到一个string数组里面进行进一步处理。如：
string GPS_text = '';       // 字符串GPS_text = 接收到的串口数据，缺省定义为空
// 串口有数据收到
private void myserialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{
GPS_text = GPS_text + myserialPort.ReadExisting();  // 读取串口数据
if (GPS_text.EndsWith('\n'))      // 如果GPS_text字符串最后一个字符是“回车”
{
Invoke(new EventHandler(update_data));    // 通过Invoke方法执行update_data函数
}
}
private void update_data(object sender, EventArgs e)
{
string[] GPS_info = GPS_text.Split(','); // 按照逗号分隔把$GPRMC各种信号分割到字符串数组
……   // 处理GPS_info字符串数组，完成GPS数据显示、处理等功能
GPS_text = '';                // 置空GPS_text以便存储新的串口接收到的字符串
}
英创提供的例程运行界面如下：