嵌入式Linux平台的GPS数据采集研究
随着GPS(全球定位系统)和便携移动设备的飞速发展，各种各样以GPS为基础的便携式定位系统相继出现。嵌入式Linux以其开放性、安全性、健壮性和 稳定性越来越成为各种便携设备的主要开发平台，因此GPS模块与嵌入式Linux平台之间的通信成了实现定位系统的基础。
GPS模块与嵌入式Linux平台之间进行数据传送，大多采用异步串行传送方式，GPS作为终端设备(DTE)与嵌入式平台之间通过RS
1 NMEA0183通信协议
NMEA0183是GPS数据的通信协议，GPS的通信协议有很多种，但目前绝大多数GPS模块生产厂商都采用NMEA0183协议作为其遵循的标准，因此在实现GPS与嵌入式Linux平台之间的通信时，应先对NMEA0183协议有一定的了解。
(1)NMEA0183的通信参数。波特率：4800baud；数据位：8；奇偶校验：无；停止位：1位。
(2)NMEA0183的报文格式。NMEA 0183协议报文的语句串(ASCII字符)格式全部信息如图1。
$AAXXX ,ddd …… ,ddd *hh <CR><LF>
图1 NMEA0183的报文格式
图1中具体内容：$为串头，表示串开始；AA为识别符；XXX为语句名；ddd...ddd为数据字段，字母或数字；*表示串尾；hh表示$与*之间所有字符代码的校验和；<CR>为回车控制符；<LF>为换行控制符。
在实际的GPS应用中，并不会用到NMEA的全部信息，而是根据具体的需要，从中选取有用的信息，忽略其余的信息内容。
例如：$GPRMC,152252,A,2513.3072,N,10346.3723,E,0.0,230.4,250503,1.3,W,A,* 02
其中，$GPRMC为串头，表示此语句为定位语句；“*”之前的内容为数据字段，“152252”为UTC24小时制的标准时间，格式为“时时/分分/秒 秒”；“A”表示信号接收状态，“A”表示接收正常，也可能为“V”，则表示一个警告，与卫星通信不正常；“2513.3072”表示纬度值；“N”标明 南北半球，“N”表示北纬，“S”表示南纬；“10346.3723”表示经度值；“E”标明东西半球，“E”表示东经，“W”表示西经；“0.0”表示 速度；“230.4”表示方位角，它的范围为000.0-359.9；“251205”表示UTC标准时间的日期，格式为“日日/月月/年年 ”；“1.3”表示磁偏角，范围为000.0-180.0；“W”表示地磁变化方向。
2 GPS数据的采集
嵌入式Linux平台下的GPS数据采集涉及到Linux串口编程技术，因此首先介绍Linux串口编程的相关知识，再给出一个简单的代码段，实现GPS定位信息的获取。
2.1 Linux串口通信
在Linux操作系统中，所有的设备都是被当作文件来进行操作的，所有的设备以设备文件的形式存储在目录/dev/下，串口的设备文件为/dev/ttyS*，其中，ttyS0为串口一，ttyS1为串口二，以此类推。
Linux下定义了一个查询和操纵终端的标准接口，该接口被称为termios，在系统头文件<termios.h>中定义。它包括一个数据 结构和一系列操纵这些数据结构的函数组成。有关串口的所有参数配置都保存在接口termios的结构struct termios中，该结构定义如下：
其中的c_flag成员是用来控制输入处理选项的，它将影响到终端驱动程序在把输入发送给程序前是否对其进行处理，及怎样对其进行处理。c_oflag成 员是用来控制输出数据的处理，并决定在发送输出数据到显示屏和其他输出设备之前，终端驱动程序是否以及如何来处理它们。c_oflag用于存放各种决定终 端设备硬件特性的控制标志。存放在c_lflag中的本地模式标志用来操纵这样的一些终端特性，比如是否将输入字符显示到显示屏上。c_cc包含了特殊字 符序列的值，比如^(退出)和^H(删除)，以及它们所代表的操作。除了上面的这个包含串口参数配置的数据结构之外，termios中还包含许多控制串口 特性的函数。其中基本的函数如：tcgetattr()和tcsetattr()。tcgetattr()用来初始化一个termios数据结构，之后可 使用其它的函数来操纵由tcgetattr()返回的数据结构。完成这些操作后，使用tcsetattr()来更新串口的设置。
其它对串口的打开、关闭、读取功能与其它的文件操作一致，使用open()、close()、read()函数完成。
在采集GPS数据的过程中，需对所读取的数据进行鉴别区分，只选取其中有用的信息进行处理而忽略其余的信息，这需要根据NMEA0183协议中规定的语句格式来进行筛选。
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