VxWorks多线程串口解析GPS的应用.pdf

【VxWorks多线程串口解析GPS的应用】 在嵌入式系统开发中，VxWorks作为一款广泛应用的实时操作系统，因其高效、可靠和实时性强的特点，在通信、军事、航空航天等领域占据重要地位。本文主要探讨如何在VxWorks环境下，利用多线程技术对串口接收到的GPS数据进行解析和处理，特别关注GPGGA协议的消息处理。 1. 系统总体设计 信息处理系统的核心任务是从GPS接收机中实时获取地理位置信息，然后将这些信息在本地显示并广播出去。系统采用RS232串行接口与GPS接收机通信，以满足实时性要求。为了解决串口I/O操作可能造成的线程阻塞问题，设计中引入了多线程技术，使得系统能同时监控串口、响应其他操作，并实现数据的存储、解析、显示和传输。 2. VxWorks BSP参数配置与串口设置 在VxWorks中，首先需要配置板级支持包（BSP）以适应特定硬件。这包括设置串口控制器的寄存器、中断处理以及波特率、数据位、停止位和校验位等串口通信参数。配置串口后，系统可以进行串行数据的读写操作。 3. 多线程环境建立 VxWorks提供了强大的多线程支持，通过创建和管理线程来实现并发执行。在本应用中，可以创建至少两个线程：一个是用于串口数据的实时采集，另一个则负责数据的解析和处理。通过设置线程优先级和同步机制，确保串口读取线程不会因等待I/O操作而阻塞，同时解析和处理线程能及时响应。 4. GPS GPGGA消息解析算法 GPGGA是GPS NMEA协议中的一个标准报文，包含经纬度、海拔高度、时间和定位质量等关键信息。解析GPGGA消息通常涉及以下步骤： - 分割字符串：GPGGA报文由逗号分隔的数据字段组成，通过遍历字符数组并按逗号切割，得到各个字段。 - 数据转换：将字符串字段转换为数值类型，如将经纬度从度分秒格式转换为十进制度。 - 错误检查：检查报文的完整性和正确性，如检验校验和。 - 解析信息：根据NMEA标准，解析出定位时间、纬度、经度、高度等信息。 5. 实时采集与处理 串口线程持续监听并读取GPS接收机发送的GPGGA报文，将其传递给解析线程。解析线程将接收到的GPGGA数据进行解析，然后存储到数据结构中。同时，系统可以将解析后的信息实时显示在控制界面，并按照需要进行数据共享或信号调制解调广播。 6. 性能优化与稳定性 在实际应用中，需关注系统的性能和稳定性。这可能涉及到线程间的资源竞争、内存管理以及异常处理策略等。合理的设计和优化可以提高系统的整体效率，确保在高实时性需求下的稳定运行。 综上，VxWorks的多线程串口解析GPS的应用方案在实时性、灵活性和效率方面具有显著优势，是嵌入式系统中处理GPS数据的有效方法。通过深入理解和实践，开发者可以构建出高效、可靠的GPS信息处理系统。