安信可-A7模块——C语言编程实现GPS功能

上一篇博文整理学习了有关串口通信、串口编程的一些基本知识。本篇将通过编程来获取、解析、转换GPS接收机接收的信息。
我们将在fl2440开发板上实现该功能。

一、A7与开发板连线

我使用的是USB转TTL串口转接线，这里要保证Linux支持了所用的转接芯片。我使用的是cp210的USB转串口芯片，因此要在内核选项中支持它：

make menuconfigDevice Drivers->[*]USB support ->[*]USB Serial Converter supportUSB CP210x family of UART Bridge Controllers

make新内核烧录到开发板，这样开发板就使能了USB驱动。
将串口AT指令控制发送端(U_TXD)和串口AT指令控制接收端(U_RXD)分别与USB转TTL转接头上的RXD和TXD相连，GND与GND相连。另一端接入开发板的USB口即可。

二、打开GPS功能并测试

将A7连上开发板以后，在开发板上使用microcom命令监听相关串口，USB转串口芯片连接则监听串口/dev/ttyUSB0。然后把GPS功能打开：

>: microcom -s 115200 /dev/ttyUSB0
>at   //检测模块是否正常
OK
>AT+GPS=1   //打开GPS功能
OK

此时将A7模块上的U_TXD连线切换到A7模块上的GPS_TXD引脚，其他连线不变。以波特率为9600重新打开监听串口,将会不断的收到GPS定位的数据。

可以看到GPS已经正常工作。

三、编程实现信息获取、解析

首先便是对串口的设置程序s_uart.c。通过串口把数据发送到终端设备，请参考上一篇博文

gps数据分析，gps_analyse.c ：

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 TangBin<tangbinmvp@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*        Filename:  gps_analyse.c
*    Description:  This file
*
*           Version:  1.0.0(06/04/2017)
*            Author:  TangBin <tangbinmvp@gmail.com>
*     ChangeLog:  1, Release initial version on "06/04/2017 07:59:41 PM"
*
********************************************************************************/#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>#include "gps.h"int gps_analyse (char *buff,GPRMC *gps_data)
{char *ptr = NULL;if(gps_data==NULL){return -1;}if(strlen(buff)<10){return -1;}/*如果buff字符串中包含字符"$GPRMC"则将$GPRMC的地址赋值给ptr*/if(NULL==(ptr=strstr(buff,"$GPRMC"))){return -1;}sscanf(ptr,"$GPRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_data->time),&(gps_data->pos_state),&(gps_data->latitude),&(gps_data->longitude),&(gps_data->speed),&(gps_data->direction),&(gps_data->date),&(gps_data->mode));
/*sscanf函数为从字符串输入，上面这句话的意思是将ptr内存单元的值作为输入分别输入到后面的结构体成员*/return 0;
} /* ----- End of gps_analyis()  ----- *//***************************************************************************************  Description:*   Input Args:*  Output Args:* Return Value:*************************************************************************************/
int print_gps (GPRMC *gps_data)
{printf("                                                           \n");printf("                                                           \n");printf("===========================================================\n");printf("==                   全球GPS定位导航模块                 ==\n");printf("==              开发人员：唐彬                         ==\n");printf("==              邮箱：tangbinmvp@gmail.com               ==\n");printf("==              平台：fl2440                             ==\n");printf("===========================================================\n");printf("                                                           \n");printf("===========================================================\n");printf("==   GPS状态位 : %c  [A:有效状态 V:无效状态]              \n",gps_data->pos_state);printf("==   GPS模式位 : %c  [A:自主定位 D:差分定位]               \n", gps_data->mode);printf("==   日期 : 20%02d-%02d-%02d                                  \n",gps_data->date%100,(gps_data->date%10000)/100,gps_data->date/10000);printf("==   时间 : %02d:%02d:%02d                                   \n",(gps_data->time/10000+8)%24,(gps_data->time%10000)/100,gps_data->time%100);printf("==   纬度 : 北纬:%d度%d分%d秒                              \n", ((int)gps_data->latitude) / 100, (int)(gps_data->latitude - ((int)gps_data->latitude / 100 * 100)), (int)(((gps_data->latitude - ((int)gps_data->latitude / 100 * 100)) - ((int)gps_data->latitude - ((int)gps_data->latitude / 100 * 100))) * 60.0));printf("==   经度 : 东经:%d度%d分%d秒                              \n", ((int)gps_data->longitude) / 100, (int)(gps_data->longitude - ((int)gps_data->longitude / 100 * 100)), (int)(((gps_data->longitude - ((int)gps_data->longitude / 100 * 100)) - ((int)gps_data->longitude - ((int)gps_data->longitude / 100 * 100))) * 60.0));printf("==   速度 : %.3f  m/s                                      \n",gps_data->speed);printf("==                                                       \n");printf("============================================================\n");return 0;
} /* ----- End of printf_gps()  ----- */

对于字段的分析，在上上篇博文已经解读，不过我们要把数据转化一下，方便我们记录和识别。
1. 时间，这个是格林威治时间即世界时间（UTC），把它转换成我们用的北京时间（BTC），在这个时间基础上加8个小时。
2. 经纬度，GPRMC返回的纬度数据位ddmm.mmmm格式即度分格式，我们把它转换成常见的度分秒的格式，计算方法：如接收到的纬度是：3029.60430
3029.60430/100=30.2960430可以直接读出30度, 3029.60430–30*100=29.60430, 可以直接读出29分
(29.60430–29)*60 =0.60430*60=36.258读出36秒, 所以纬度是：30度29分36秒。
3. 南北纬东西经，N：北纬。S：南纬。E：东经。W：西经。
4. 速率，GPRMC返回的速率值是海里/时，单位是节，把它转换成千米/时，换算为：1海里=1.85公里，把得到的速率乘以1.85。
5. 航向，指的是偏离正北的角度
6. 日期，GPRMC的日期格式为：ddmmyy，如：040617表示2017年06月04日，这个日期是准确的，不需要转换。

主函数gps_main.c，这里便涉及到了串口的打开，读操作，以及调用了串口设置函数：

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 TangBin<tangbinmvp@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  gps_main.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(06/04/2017)
*         Author:  TangBin <tangbinmvp@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "06/04/2017 08:07:14 PM"
*
********************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <stdlib.h>
#include "gps.h"#define GPS_LEN 512 int set_serial(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);
int gps_analyse(char *buff,GPRMC *gps_date);
int print_gps(GPRMC *gps_date);/*********************************************************************************  Description:*   Input Args:*  Output Args:* Return Value:********************************************************************************/
int main (int argc, char **argv)
{
    int fd = 0;
    int nread = 0;    GPRMC gprmc;
    char gps_buff[GPS_LEN];
    char *dev_name = "/dev/ttyUSB0";    fd = open(dev_name,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
    if(fd<0)
    {        printf("open ttyUSB0 failed.\n");
        return -1;
    }    set_serial( fd,9600,8,'N',1);    while(1)
    {        sleep(2);
        nread = read(fd,gps_buff,sizeof(gps_buff));
        if(nread<0)
        {            printf("read GPS date error!!\n");
            return -2;
        }
        printf("gps_buff: %s\n", gps_buff);        memset(&gprmc, 0 , sizeof(gprmc));
        gps_analyse(gps_buff,&gprmc);        print_gps(&gprmc);
    }    close(fd);
    return 0;
} /* ----- End of main() ----- */

gps.h：

/*********************************************************************************      Copyright:  (C) 2017 TangBin<tangbinmvp@gmail.com>*                  All rights reserved.**       Filename:  gps.h*    Description:  This head file **        Version:  1.0.0(06/04/2017)*         Author:  TangBin <tangbinmvp@gmail.com>*      ChangeLog:  1, Release initial version on "06/04/2017 08:10:52 PM"*                 ********************************************************************************/#ifndef __GPS_H__
#define __GPS_H__typedef unsigned int UINT;
typedef int BYTE;
typedef long int WORD;typedef struct __gprmc__
{
    UINT time;
    char pos_state;
    float latitude;
    float longitude;
    float speed;
    float direction;
    UINT date;
    float declination;
    char dd;
    char mode;
}GPRMC;extern int gps_analysis(char *buff,GPRMC *gps_date);
extern int print_gps(GPRMC *gps_date);
extern int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);#endif

接下来使用Makefile编译，
Makefile：

  1 CC=/opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gcc2 3 objs=s_uart.o gps_analyse.o gps_main.o4 srcs=s_uart.c gps_analyse.c gps_main.c5 6 gps_test: $(objs)7         $(CC) -o gps_test $(objs)8             @make clean9 10 gps_main.o: $(srcs) gps.h11         $(CC) -c  $(srcs) 12 13 set_uart.o:  suart.c14         $(CC) -c  s_uart.c15 16 analyse_gps.o: gps_analyse.c gps.h17         $(CC) -c  gps_analyse.c18 19 clean:  20         rm *.o

[tangbin@localhost gps]$ ls
gps_analyse.c  gps.h  gps_main.c  gps_test  Makefile  s_uart.c

将编译生成的gps_test下载到开发板，运行测试：