宠物沃瑞特说明书GPS平台用着怎么样？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-31 08:40 标签： 宠物沃瑞特说明书

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1 系统硬/软件平台概述

车辆GPS定位信息采集系统的硬件平台结构如图1所示

该平台可以分为3大模块：

2)GPS原始数据接收模块 由一台遵循NMEA-0183协议标准的GPS接收机和PS天线组成。通过外接GPS接收机将接收到的GPS原始信息，送入到嵌入式微处理器进行数据解析最终得出战车所在位置的位置、速度和海拔等信息。

3)外设控制模块 包括LCD+触摸屏、USB主/从口、电源、JTAG调试接口、复位电路选用东华的自带4线模拟电阻式触摸屏和硬件驱动的3.5#TFT型LCD，用于人机交互以及现实解析后的GPS信息USB主口用于扩展U盘，用于数据存储从口用于下载WinCE内核文件以及与软件开发主机进行数据交互，JTAG调试接口用于硬件调试以及烧载Bootloader

软件平台为微软公司的嵌入式操作系统WindowsCE，它界面友好支持嵌套中断、更好的线程响应、更多的优先级别;支持串口和网络通信;具有丰富的API函數，具有强大的开发工具;多硬件平台支持支持ARM、MIPS等处理器。经过Platform. Builder定制移植的WindowsCE操作系统如图2所示

GPS的输出数据遵循NMEA-0183协议标准，即美海军的電子设备标准根据NMEA-0183协议，获取GPS定位信息必须将串行口的波特率设置为4800b/s，数据位设置为8 bit停止位设置为1 bit，校验为设置为无该协议定义叻GPS接收机输出的标准信息，最常用、兼容性最广的语句格式包括：$GPRMC、$GPGGA、$GPGSV、$GPGSA、$GPGLL等应用到的GPS数据格式包括$GPRMC、$GPGGA、$GPGSV三种。其中用$GPRMC语句获取时间、经纬度、速度、年月日信息，用$GPGSV语句获取海拔高度信息用$GPGSV语句获取可见卫星数信息及卫星的方位角和仰角信息，用以获取卫星的视图各语句的数据段的含义，参考NMEA-0183协议标准

3 GPS定位信息采集和处理的软件实现

本系统的软件开发在可视化开发工具Embedded VisualC++(简称EVC)中，采用MFC编程技术实現

3.1 GPS数据处理状态转换

GPS与ARM之间用RS232串口方式进行通信，串口对象负责接收数据并把接收到的数据放置到串口缓冲区。GPS对象按照协议结构负責处理串口对象接收到的数据图3为GPS数据处理之间的状态转换示意图。GPS数据处理状态共包括4个状态：开始状态、数据帧头状态、GPS数据正文狀态和校验状态

开始状态是一个数据帧的起始状态，它处理和判断数据帧的起始字符$若起始符号不是其中的$，则一直停留在开始状态直到$到来位置，数据帧头状态用于判断数据帧的格式是否与我们目前需要的目标数据帧相匹配如果相匹配，那么将退转到下一个状态：GPS数据正文状态开始进行数据处理。如果不匹配则转移到开始状态。

数据处理中用到了缓冲区的概念它一边累积计算接收的数据的異或和，一边把相应的数据域送入缓冲区这样既降低了数据提取校验的复杂度，也提高了数据处理的延续性和正确性当GPS数据正文状态唍成，进入“*”字符的时候将进入数据校验状态，它用于判断数据接收和处理的有效与否若校验成功，则接收有效收到CR，LF字符后又偅新跳转到开始状态若校验失败，则放弃处理的数据直接跳转至开始状态。

3.2 完整GPS数据帧的截取

了解了GPS数据处理的四个状态之间的相互轉换下面论述一个完整的GPS数据帧的提取和处理，它是获取车辆GPS定位数据的关键一个完整的GPS数据帧的提取流程如图4所示。

图4中m_strRecDisp为一个CString變量，用于表示接收数据的字符串该程序流程中，用到两个最重要的函数即：字符(串)查找函数和字符串截取函数

截取出一个完整的数據帧后，将数据帧赋值给CString变量datadata再将其字符内容渊源不断的送给缓冲pBuffer，解压缩数据帧后进入到如图5所示的GPS数据帧处理流程。在处理GPS时间數据时因为北京位于东八区，UTC时间与北京时间相差8 h得到UTC时间后，如果要得到标准的北京时间应在此时间的基础上，加上8 h

3.4 二维卫星視图的获取

卫星视图的获取首先要用到站心切平面坐标系。坐标系如图6所示站心切平面以P点的法线为Z轴且向上为正，X轴垂直于Z轴并指向丠极.Y轴垂直于Z轴并向东为正

显然，若卫星P与观测点之间的距离为rE为任意可见卫星P的仰角，B为卫星的方位角则P的三维坐标为(X，YZ)满足：

因为绘制的是二维图形，故只能将半球坐标系压缩到观测者所在的平面内(称这个面为基础面)图上所表示出的卫星的位置实际为卫星在該平面的投影点，该坐标系的参数有2个一个是表达卫星的投影点和观测者的方位关系的方位角;另一个是表达卫星真实所在位置以基础面為准与观测者所构成的仰角关系的仰角。有了这2个参数就能在该坐标系中唯一确定一个具有物理意义的点本系统设计中，设计简单的坐標系它有2个同心圆和4条直线组成。绘制出卫星视图之前进行的简单的坐标变换算法思想为：将卫星实际的方位角、仰角立体坐标转换为岼面内的横纵(PX、PY)坐标具体表示如式(2)所示。其中(POX，POY)分别为两同心圆原点(看作是观测点)在LCD上的像素坐标而T为对话框窗体客户区长度的1/4。

3.5 串口接收的实现

完成GPS定位信息的采集需要实现的串口主要的API函数包括：

2)关闭串口函数。该函数在程序操作串口发生错误时使用用于关閉该串口。实现的主要方法是：先判断串口操作句柄hComm的值是否为INVALID_HANDLE_VALUE如果是，则调用SetCommMask()将上述代码段中的EV_RXCHAR改为0，然后清除缓冲区再利用CloseHandle函數关闭串行口操作句柄。

3)添加打开串口单击事件代码通过创建一个串口接收线程和显示线程来实现。

4)串口接收线程CommRecvTread()与回调函数OnCommRecv()串口接收线程为一个无限循环，它不断查询串口接收线程退出事件m_Exit-ThreadEvent如果退出事件有效，则该循环结束退出如果调用读串口函数查询得知接收箌数据，则调用串口接收成功回调函数0nCommRecv()

设置好串口参数后，打开串口COMl既可获取实验数据。图7为在某型军车上一次实测的数据实测数據界面拍摄的时间为2009年11月10日晚上9点45分，地点为某训练场数据在静止的状态下测得。该定位显示的数据包括“原始数据”和解析后“经纬喥、时间、海拔”等信息通过分析图7(a)界面的数据发现，$GPGSV语句有两条而在“星数”对应的Edit框中显示的定位所用卫星数为8，由于每一条GPGSV最哆能显示4颗卫星的信息故$GPGSV语句为两条。这说明星数与$GPGSV语句数是吻合的而获取有效的GPS定位信息，至少需要4颗定位卫星这也说明此次数據是有效的定位数据。

该界面显示的经纬度信息分别为N：38°3.6788’E：114°29.1765’;其中，N代表北纬E代表东经。而用GoolgeEarth软件查阅数据可知石家庄军械學院南门的精确经度/纬度信息为：北纬38°3.1650’，东经114°29.0046’军械学院西门的精确经度/纬度信息为：北纬38°3.394O’，东经114°28.5432’通过与二者的经纬喥信息比对发现，界面实时显示的精度和纬度信息非常精确通过实时比对标准的北京时间，说明时间和日期信息显示也完全正确

速度信息在静止情况下测得，故理想的速度为0 k/s而实际测得数据分别为0.060 00 k/s，前文已论述1 k/s换算成标准的速度信息约0.514 444 m/s，故测得的速度误差分别约为O.030 867 m/s可以看出，测量的速度误差相对而言是很小的

界面显示的海拔信息为：68.800 00 m。而通过石家庄市规划局提供的资料可知：石家庄市区二环路內地势西北高海拔高度为81.5 m，东南低海拔高度为64.3 m。测得的海拔高度还是存在微小的误差这可能跟接收的GPS信号的漂移有关。从图7(b)部分的衛星视图可以看出卫星与观测点的方位关系能清晰的表示，而且卫星的编号也能实时显示从上到下依次分别为：23、17、3、4、19、20、32、11。

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