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10 浏览量 2020-12-13 14:08:02 上传评论收藏 110KB PDF 举报

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通信与网络中的通信与网络中的PDA环境下环境下GPS信号的接收和处理方法信号的接收和处理方法

摘要阐述在WiTadows CE嵌入式系统中，利用串口实现GPS和PDA通信的方法。首先，介绍GPS信号的数据格

式，并对系统的软硬件环境及串行通信进行描述。最后，设计GPS信号处理模块，详细说明如何使用嵌入式程

序语言开发串口通信程序，并给出具体步骤和部分实现代码。关键词 GPS PDA 串口通信 Windows CE引言

3PS即全球定位系统，主要有三大组成部分——空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。其中(GPS空间

星座部分、地面监控部分均为美国所控制；(GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。用户通过用户

设备接收GPS卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最

　

摘要阐述在WiTadows CE嵌入式系统中，利用串口实现GPS和PDA通信的方法。首先，介绍GPS信号的数据格式，并对系统

的软硬件环境及串行通信进行描述。最后，设计GPS信号处理模块，详细说明如何使用嵌入式程序语言开发串口通信程序，

并给出具体步骤和部分实现代码。

关键词 GPS PDA 串口通信 Windows CE引言

3PS即全球定位系统，主要有三大组成部分——空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。其中(GPS空间星座部分、

地面监控部分均为美国所控制；(GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。用户通过用户设备接收GPS卫星信号，

经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。目前，许多GPS厂商遵循NMEAO183

协议针对PDA掌上电脑开发许多导航型GPS。

GPS通过串口与PDA实现数据通信，利用(3PS传来的数据，可以在PDA上得到物体的实时位置、速度等参数。通过与GIS

系统的集成，可以在PDA上实现数字导航，很直观地在地图上了解所处的位置等信息。下面具体说明如何实现GPS与PDA的

串口通信。

1 串行通信

每个Pocket PC都配有一个串行端口，以便PocketPC与外部串行设备之间进行通信。串行端口的本质功能是作为芯片和串

行设备之间的编码转换器。当数据从芯片经过串行端口发送出去时，字节数据被转换为串行的位。在接收数据时，串行的位将

被转换为字节数据。Windows CE使用了通信驱动程序Comm．drv，以便使用标准的Windows API函数发送和接收数据。驱动

程序通常由串口设备制造商提供，以便将硬件与Windows CE连接。在程序设计中，模拟了一个COM6串口。先使用

Comm6．PoxtOpen打开串口，设置Comm控件的属性，Timer触发OnComm接收GPS信号的事件，实现GPS信号的实时接

收。GPS提供串行通信接口，串行通信参数为：波特率=57 600 bps，数据位=8位，开始位=1位，停止位=1位，无奇偶校验。

2 GPS数据格式

NMEA0183协议是美国国家海洋电子协会(NationaIMarine Electronlcs Association)制定的GPS接口协议标准。NMEA0183

定义了若干代表不同含义的语句，每个语句实际上是一个ASCII码串。这种码直观，易于识别和应用。在试验中，不需要了解

NMEA0183通信协议的全部信息，仅需要从中挑选出需要的那部分定位数据，其余的信息忽略掉。

GPS与掌上电脑通信时，通过串口每秒钟发送10条数据。实际导航应用读取GPS的空间定位数据时，可以根据需要每隔几

秒钟更新一次经纬度和时问数据，不必频繁地更新数据，否则，会浪费掌上设备有限的电能。如果和卫星通信正常，可以接收

到的数据格式如下：$GPGGA，<l>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<u>，<12>*hh<cR><LF>。其

具体信息如表l所列。

一个完整的NEMA0183语句是从起始符“$GPGGA”到终止符“<CR><LF>”为止的一段字符串。需要掌握的信息是经纬度、经

纬度方向、GPS定位状态和接收信号的时间。所以当接收到这样一个完整的NEMA0183语句时，提取有用信息的方法是：先

判定起始符$GPGGA的位置，从起始符开始读人数据，再通过异或校验后的语句中寻找字符“，”，然后截取前后两个“，”之间

的字符(串)获得所关心的数据，并以回车符为一个CPS语句的终止符，得到一个完整的GPS信号。在提取出的GPS语句中，找

寻经纬度所在的逗号位置，读出经纬度坐标，再将经纬度坐标进行度数的转换。因为地图的坐标是以度数为标准的。

3 GPS信号处理

根据串行通信的原理，结合GPS数据的格式，可以设计GPS信号处理模块以提取与(3PS位置相关的信息。由于一般用户坐

标系均为制图坐标系，所以还要把从GPS信号中提取的坐标由WGS84坐标变换为相应的54、80坐标或地方坐标。

3.1 GPS信号处理模块设计

GPS数据处理模块的设计方案如图l所示。GPS接收机通过串口6将定位数据(NMEA 0183 Ver2．O)传给Pocket PC，并将

GPS数据在电子地图上定位。在EVB中，借助Comm控件将定位数据读进来，接着进行定位数据的分类，并提取出所需要的

信息，同时将这些有用的信息传给主应用程序。主应用程序再将GPS接收机的控制信息整理成NEMA0183 VER2．O语句，通

过Comm控件的传递并发送到GPS接收机。这样，P0cket。PC与GPS接收机的串口通信和GPS定位数据处理功能通过进程外

的ActiveX服务器封装，将系统的实时性能通过操作系统的进程管理器来实现．从而绕过了EVB单线程的不足。

3.2 GPS信号接收和处理过程

GPS接收到位置信号后，系统将对GPS的定位信息进行分解并提取出有用数据。GPS信号接收和处理的过程：通过串口6将

GPS输出的数据传递给PDA，PDA主程序获得目标当前的位置(经纬度坐标、海拔)，将接收机获得的GPS数据进行分解，从中

得到目标当前的位置和格林威治时间(该时间加上8小时即为我国标准时)，经过相应的坐标转换，再将当前位置显示在电子地

图上。GPS信号接收和处理如图2所示。

3.3 GPS信号的接收程序实现

系统采用Embedded Visual Basic中的Comm通信控件和Timer定时器。定时器设置为每隔2 s更新1次经纬度和时间数据。每

个Comm控件提供一个通信端口，实现数据传输。

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