GPS——通过编程获取GPS经纬度信息

版权声明：本文为博主转载文章，未经博主允许不得原创。高歌一曲：啦啦啦啦啦~  王者荣耀--庄周

今天临近下班，老板告诉我们了解AT-指令集吗？U7500这个都不了解还玩什么呀，深受打击！晚上在思考：既然手机定位可以分位GPS定位和网络定位，那么通过GSM，3、4G等网络模块是否可以实现粗略定位？晚上找度娘（什么事也没发生!）,通过SIM900了解到果然可以获取经纬度信息！http://www.docin.com/p-657212957.html?docfrom=rrela

帝子降兮北渚，目眇眇兮愁予。袅袅兮秋风，洞庭波兮木叶下。 
——屈原《湘夫人》

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主机操作系统：Centos 6.7 
交叉编译器环境：arm-Linux-gcc-4.5.4 （可通过命令/opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gcc -v查询） 
开发板平台： fl2440 
Linux内核版本： linux-3.0 .54 
模块：安信可A7模块

在上篇文章[http://blog.csdn.net/qicheng777/article/details/72677113]中，我们通过命令AT+GPS=1开启了GPS模块了，所以本文是在已经开启GPS模块条件下，并且在开发板上通过命令microcom -s 9600 /dev/ttyUSB0监听能够接收到GPS发出的信息后，进行如下编程操作才有意义。

一、串口设置程序

1、关于串口

   因为我们要对GPS所连接的串口进行操作，所以我们必须对其进行相应的设置比如波特率等等的设置才可以实现。   比如我们在SecureCRT连接串口时，需要对这些参数进行设置。所以我们需要编程来实现对这些参数的设置。

其中串口设置其实就相当于串口通信的协议，

波特率：是为了两者信号流能同步， 
数据位：是指又几位数据封装成一帧 
结束位：是指以帧传输数据时，协定好结束位，便于提取有效数据 
奇偶校验：检验数据的一种手段

关于串口编程具体操作，请参照博客： 
[http://blog.csdn.net/dahailantian1/article/details/5954002] 
[http://www.cnblogs.com/jason-lu/articles/3173988.html]

串口编程对应一个重要的结构体：

struct termio{       unsigned short  c_iflag;       /* 输入模式标志 */        unsigned short  c_oflag;       /* 输出模式标志 */        unsigned short  c_cflag;       /* 控制模式标志*/        unsigned short  c_lflag;        /*区域模式标志或本地模式标志或局部模式*/        unsigned char   c_line;         /* line discipline行控制*/        unsigned char   c_cc[NCC];      /* control characters */};
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c_cflag操作：

c_cflag有很多参数，类似open（）函数 RDONLY等。每个参数是一个宏，每个宏只有一个位为1.例如，某个参数的宏可能00000001，则第一位等于1表示这个参数所代表的功能开启，也就是说，如果是一个字节有，8个位，每个位对应一个功能，与c_cflag作或运算就能开启相应的位。

IGNBRK ：忽略输入中的 BREAK 状态。 （忽略命 令行中的中 
断） 
BRKINT ：（命令行出 现中断时，可产生一插断）如果设置了 
IGNBRK，将忽略 BREAK。如果没有设置，但是设置了 BRKINT， 
那么 BREAK 将使得输入和输出队列被刷新，如果终端是一个前 
台进程组的控制终端，这个进程组中所有进程将收到 SIGINT 信 
号。如果既未设置 IGNBRK 也未设置 BRKINT，BREAK 将视为与 
NUL 字符同义，除非设置了 PARMRK，这种情况下它被视为序列 
377 
* IGNPAR ：忽略桢错误和奇偶校验错。 
* PARMRK ：如果没有设置 IGNPAR，在有奇偶校验错或桢错误的字 
符前插入 377 。如果既没有设置 IGNPAR 也没有设置 
PARMRK，将有奇偶校验错或桢错误的字符视为 �。 
* INPCK ：启用输入奇偶检测。 
* ISTRIP ：去掉第八位。 
* INLCR :将输入中的 NL 翻译为 CR。（将收到 的换行符号转换 
为Return） 
* IGNCR :忽略输入中的回车。 
* ICRNL :将输入中的回车翻译为新行 (除非设置了 IGNCR)(否则 
当输入信号有 CR 时不会终止输入)。 
* IUCLC :(不属于 POSIX) 将输入中的大写字母映射为小写字 
母。 
* IXON :启用输出的 XON/XOFF 流控制。 
* IXANY :(不属于 POSIX.1；XSI) 允许任何字符来重新开始输 
出。(?) 
* IXOFF :启用输入的 XON/XOFF 流控制。 
* IMAXBEL:(不属于 POSIX) 当输入队列满时响零。Linux 没有实 
现这一位，总是将它视为已设置。

2、串口设置函数（uart.c）：

#include <stdio.h>#include <errno.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <termios.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>/************************************************************************************** *  Description: 串口参数配置 *  Input Args: fd:open打开的文件描述符 nspeed:波特率 nBits:数据位数 nEvent:奇偶校验 nStop:停止位 *  Output Argtingzhis: 串口参数设置失败返回-1 * Return Value: *************************************************************************************/int set_opt(int fd,int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop){    struct termios newttys1,oldttys1;    if(tcgetattr(fd,&oldttys1)!=0)         //保存原先串口配置    {        perror("Setupserial 1");        return -1;    }bzero(&newttys1,sizeof(newttys1));       //将一段内存区域的内容全清为零newttys1.c_cflag|=(CLOCAL|CREAD );       //CREAD 开启串行数据接收，CLOCAL并打开本地连接模式   newttys1.c_cflag &=~CSIZE;              //设置数据位数switch(nBits)     //选择数据位   {        case 7:                newttys1.c_cflag |=CS7;                break;        case 8:                newttys1.c_cflag |=CS8;                break; }switch( nEvent )    //设置校验位   {   case '0':       //奇校验             newttys1.c_cflag |= PARENB;             //开启奇偶校验             newttys1.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);   //INPCK打开输入奇偶校验；ISTRIP去除字符的第八个比特             newttys1.c_cflag |= PARODD;             //启用奇校验(默认为偶校验)             break;  case 'E' :       //偶校验             newttys1.c_cflag |= PARENB;             //开启奇偶校验             newttys1.c_iflag |= ( INPCK | ISTRIP);  //打开输入奇偶校验并去除字符第八个比特             newttys1.c_cflag &= ~PARODD;            //启用偶校验；             break;  case 'N':     //关闭奇偶校验           newttys1.c_cflag &= ~PARENB;           break;   }     switch( nSpeed )        //设置波特率       {        case 2400:                 cfsetispeed(&newttys1, B2400);           //设置输入速度                 cfsetospeed(&newttys1, B2400);           //设置输出速度                 break;        case 4800:                 cfsetispeed(&newttys1, B4800);                 cfsetospeed(&newttys1, B4800);                 break;        case 9600:                 cfsetispeed(&newttys1, B9600);                 cfsetospeed(&newttys1, B9600);                 break;        case 115200:                 cfsetispeed(&newttys1, B115200);                 cfsetospeed(&newttys1, B115200);                 break;        default:                 cfsetispeed(&newttys1, B9600);                 cfsetospeed(&newttys1, B9600);                 break;     }     if( nStop == 1)                      //设置停止位；若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB。       {        newttys1.c_cflag &= ~CSTOPB;      //默认为送一位停止位；       }     else if( nStop == 2)     {        newttys1.c_cflag |= CSTOPB;       //CSTOPB表示送两位停止位；       }     //设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特别的要求时     newttys1.c_cc[VTIME] = 0;        //非规范模式读取时的超时时间；       newttys1.c_cc[VMIN]  = 0;        //非规范模式读取时的最小字符数；       tcflush(fd ,TCIFLUSH);           //tcflush清空终端未完成的输入/输出请求及数据；TCIFLUSH表示清空正收到的数据，且不读取出来      // 在完成配置后，需要激活配置使其生效     if((tcsetattr( fd, TCSANOW,&newttys1))!=0) //TCSANOW不等数据传输完毕就立即改变属性       {         perror("com set error");         return -1;     }    return 0;} /* ----- End of if()  ----- */
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    这个程序主要是用上述的结构体中c_cflag进行操作，设置波特率、数据位、校验位、停止位。在设置波特率时需要在数字前加上'B'，如B9600，B15200.使用其需通过“与”“或”操作方式。

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二、GPS解析程序

 该函数主要用于解析GPS中的GPRMC（推荐最小定位信息)所在行的经纬度，以及时间等信息。

1、GPS程序(alayse_gps.c)：

#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_analysis(char *buff,GPRMC *gps_date){    char *ptr=NULL;    if(gps_date==NULL)      return -1;    if(strlen(buff)<10)      return -1;    if(NULL==(ptr=strstr(buff,"$GPRMC")))     return -1;    sscanf(ptr,"$GPRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_date->time),&(gps_date->pos_state),&(gps_date->latitude),&(gps_date->longitude),&(gps_date->speed),&(gps_date->direction),&(gps_date->date),&(gps_date->mode));   return 0;} /* ----- End of if()  ----- */float caculate(float *x)  //用于经纬度转换{       int a;       float b,c,d,e,f;       a=*x/100;           //30       b=(int)((*x/100-a)*100);   //29       c=((*x/100-a)*100-b)*60;       d=b/60;           e=c/3600;     f=a+d+e;       return f;   }int print_gps(GPRMC *gps_date){    float mylatitude,mylongitude;    mylatitude = caculate(&gps_date->latitude);    mylongitude = caculate(&gps_date->longitude);    printf("                                                           \n");    printf("                                                           \n");    printf("===========================================================\n");    printf("==                 全球定位系统                         ==\n");    printf("==       作者：     杨泥                                ==\n");    printf("==       邮箱:      [e-mail]                    ==\n");    printf("==       开发平台： fl2440                              ==\n");    printf("===========================================================\n");    printf("                                                         \n");    printf("                                                         \n");    printf("===========================================================\n");    printf("==                                                       \n");    printf("==   GPS 状态   : %c  [A:有效         V:无效       ]      \n",gps_date->pos_state);    printf("==   GPS 模式   : %c  [A:自主定位     D:差分定位   ]             \n", gps_date->mode);    printf("==   日期 : 20%02d-%02d-%02d                             \n",gps_date->date%100,(gps_date->date%10000)/100,gps_date->date/10000);    printf("==   当前时间: %02d:%02d:%02d                               \n",(gps_date->time/10000+8)%24,(gps_date->time%10000)/100,gps_date->time%100);    printf("==   经度: %.9f  N                                    \n",mylatitude);    printf("==   纬度：%.9f  E                                    \n",mylongitude);    printf("==   速度: %.3f m/s                                         \n",gps_date->speed);    printf("==                                                       \n");    printf("===========================================================\n");    return 0;}  /* ----- End of print_gps()  ----- */
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该程序中用到两个重要的函数:strstr()以及sscanf（）

strstr( )函数

char strstr( char *str, char substr ); 
【参数说明】str为要检索的字符串，substr为要检索的子串。 
【返回值】返回字符串str中第一次出现子串substr的地址；如果没有检索到子串，则返回NULL。

if(NULL==(ptr=strstr(buff,”$GPRMC”))) 
return -1; 
这里返回的是GPRMC所在位置的地址。

sscanf()函数

int sscanf( string str, string fmt, mixed var1, mixed var2 … ); 
作用：从一个字符串中读进与指定格式相符的数据. 
sscanf与scanf类似，都是用于输入的，只是后者以屏幕(stdin)为输入源，前者以固定字符串为输入源。 
假设GPRMC为如下信息： 
$GPRMC,062363.00,A,2236.33923,N,11402.35855,E,0.304,306.80,020411,,,A*62

sscanf(ptr,”$GPRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*”,&(gps_date->time),&(gps_date->pos_state),&(gps_date->latitude),&(gps_date->longitude),&(gps_date->speed),&(gps_date->direction),&(gps_date->date),&(gps_date->mode)); 
则该函数将ptr中以GPRMC为起始地址的内容格式化输入到结构体的各成员中去,结构体定义在”gps.h”中。

经纬度转换函数：

该函数将aabb.mmmm格式的经纬度换算成aa.mmmmm格式。（存在一定误差）

float caculate(float *x)  //用于经纬度转换{       int a;       float b,c,d,e,f;       a=*x/100;           //30       b=(int)((*x/100-a)*100);   //29       c=((*x/100-a)*100-b)*60;       d=b/60;           e=c/3600;     f=a+d+e;       return f;   }
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三、主程序（gps_main.c）：

#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"#include "gps_uart.h"#define GPS_LEN 512 int gps_analysis(char *buff,GPRMC *gps_date);int print_gps(GPRMC *gps_date);int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);/******************************************************************************** *  Description:   main():程序执行的入口 *   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 ttyS1 error!!\n");         return -1;     }     set_opt( fd,9600,8,'N',1); //设置串口信息     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_analysis(gps_buff,&gprmc);         print_gps(&gprmc);     }    close(fd);    return 0;} /* ----- End of main() ----- */
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打开串口

fd = open(“/dev/ttyS0”,O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); 
参数– 
O_NOCTTY:通知linux系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端. 
O_NDELAY:通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止). 
对于串口的读写操作和对于一般设备的读写操作相同。

设置串口参数

调用uart.c中的set_op（）t函数 
set_opt( fd,9600,8,’N’,1); 
波特率设为9600；数据选择位设置位8位；N表示关闭奇偶校验位；停止位为1，则清除CSTOPB。

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四、头文件（gps.h）

#ifndef __GPS_H__#define __GPS_H__  typedef unsigned int UINT;  typedef int BYTE;  typedef long int WORD;  typedef struct __gprmc__  {          UINT time;                  //格林威治时间          char pos_state;             //定位状态          float latitude;             //纬度          float longitude;            //经度          float speed;                //移动速度          float direction;            //方向          UINT date;                  //日期          float declination;          //磁偏角          char dd;                    //磁偏角方向          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
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这里定义了GPS的结构体，并且把相关函数设置为外部函数（extern），方便函数能在其他程序中调用。

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五、编译运行：

直接编译

对于多个C程序以及头文件，我们可以把所有的文件放在同一个文件夹下，通过命令直接编译：

[yangni@centos6 gps]$ gcc *.c -o gps_test 

通过Makefile编译

当然也可以写一个简单的Makefile，和上述编译方式其实是一样的：

CC=/opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gccobjs=set_uart.o analyse_gps.o gps_main.osrcs=set_uart.c analyse_gps.c gps_main.cgps_test: $(objs)    $(CC) -o gps_test $(objs)    @make cleangps_main.o: $(srcs) gps.h    $(CC) -c  $(srcs) set_uart.o:  set_uart.c    $(CC) -c  set_uart.canalyse_gps.o: analyse_gps.c gps.h    $(CC) -c  analyse_gps.cclean:      rm *.o  
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通过制作库来编译

 我们可以通过制作静态库或动态库来进行编译，然后编译主程序来找到动态或者静态链接。具体参照楼主的另外一篇博客：

 
[http://blog.csdn.net/qicheng777/article/details/52959291]

生成可执行文件后，下载到开发板上就可以运行了： 

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总结：

分析该程序，我们可以从主函数开始看。我们要操作的是串口，所以具体可以有如下几步总结：1、打开设备"/dev/ttyUSB0"2、设置串口波特率、数据位等3、将该设备打印出的GPS信息读入一个buf中4、定义一个GPRMC结构体gprmc，并用memset进行初始化。5、将buf中的内容以及gprmc作为参数传到alayse_gps（）函数中，该函数会将buf中的内容以格式化输入到gprmc中。6、gprmc获得了各成员的值，将gprmc作为参数传到print_gps函数，该函数打印出相应的GPS信息，