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用GPS模块校准系统时间

2013-12-12 18:18 267 查看
/article/1457525.html

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//TITLE:

// 用GPS模块校准系统时间

//AUTHOR:

// norains

//DATE:

// Friday 04-September-2009

//Environment:

// WINDOWS CE 5.0

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众所周知,大家在使用XP桌面系统的时候,我们可以通过设置时间的属性,让其通过互联网进行校准,这样我们就不会为不准点而烦恼了。但这在大部分车载设备上就行不通,因为它们往往不会带有网络模块,更不用提在大马路上还要随处可见无线网络。

条条大路通罗马。用不了互联网,那我们就用GPS模块的数据咯。做过GPS导航的人应该都不陌生,GPS模块会每隔1秒就会不停地往串口发送数据。其中数据包含的信息可就多了,经度,维度,速度,当然还少不了我们所需要的时间。

本文的主题是时间,所以GPS模块的其它数据就随它去吧,我们只要知道带有$GPRMC标志开头的数据包含时间信息即可。

我们先来看看$GPRMC数据各位代表的意义.

$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh

  <1> UTC时间,hhmmss(时分秒)格式

  <2> 数据状态,A=有效,V=无效

  <3> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

  <4> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

  <5> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)

  <6> 经度半球E(东经)或W(西经)

  <7> 地面速率(000.0~999.9节,前面的0也将被传输)

  <8> 地面航向(000.0~359.9度,以正北为参考基准,前面的0也将被传输)

  <9> UTC日期,ddmmyy(日月年)格式

  <10> 磁偏角(000.0~180.0度,前面的0也将被传输)

  <11> 磁偏角方向,E(东)或W(西)

  <12> 模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效)

在这12组数据之中,我们需要用到的是2和9。第9项大家都好理解,其中保存的是时间数据嘛,不用它还用谁呢?可第2项呢?为什么会有无效或有效这两种状态呢?其实,对于GPS模块来说,并不是检测到数据有效才会往外发送数据;而是不管三七二十一,有效还是无效,源源不断地往外发送数据。判断数据是否有效的唯一方式,就是查看第二项是否为A。

于是,我们的软件流程就很简单明了:不停地从GPS模块中读取数据,然后判断标志头是否为$GPRMC,接着再查看第二项是否为A,如果为A有效,直接提取第9项UTC时间,通过SetSystemTime进行设置。

以下给出一个从GPS数据中提取UTC时间并转化为SYSTEMTIME结构的函数代码:

[cpp]
view plaincopyprint?

BOOL CGpsTimeSync::GetUTCFromGPS(const std::string &strBuf,SYSTEMTIME &sysTime)
{
BOOL bResult = FALSE;
std::string::size_type stPosBegin = 0;

memset(&sysTime,0,sizeof(sysTime));

stPosBegin = strBuf.find("$GPRMC");
if(stPosBegin == std::string::npos || strBuf.find("*") == std::string::npos )
{
return FALSE;
}

std::vector<char> vtBuf(10,0);
int iCount = 0;

//The UTC time for hhmmss

stPosBegin = strBuf.find(",",stPosBegin + 1);
if(stPosBegin != std::string::npos)
{
iCount ++;

//The hour
memset(&vtBuf[0],0,vtBuf.size());
strncpy(&vtBuf[0],&(strBuf.c_str()[stPosBegin + 1]),2);
sysTime.wHour = atoi(&vtBuf[0]);

//The minute
memset(&vtBuf[0],0,vtBuf.size());
strncpy(&vtBuf[0],&(strBuf.c_str()[stPosBegin + 3]),2);
sysTime.wMinute = atoi(&vtBuf[0]);

//The second
memset(&vtBuf[0],0,vtBuf.size());
strncpy(&vtBuf[0],&(strBuf.c_str()[stPosBegin + 5]),2);
sysTime.wSecond = atoi(&vtBuf[0]);
}

//The date
while(TRUE)
{
stPosBegin = strBuf.find(",",stPosBegin + 1);
if(stPosBegin != std::string::npos)
{
iCount ++;

if(iCount == 2 && (strBuf.c_str())[stPosBegin + 1] == 'A')
{
bResult = TRUE;
}
else if(iCount >= 9)
{
//The day
memset(&vtBuf[0],0,vtBuf.size());
strncpy(&vtBuf[0],&(strBuf.c_str()[stPosBegin + 1]),2);
sysTime.wDay = atoi(&vtBuf[0]);

//The month

memset(&vtBuf[0],0,vtBuf.size());
strncpy(&vtBuf[0],&(strBuf.c_str()[stPosBegin + 3]),2);
sysTime.wMonth = atoi(&vtBuf[0]);

//The year
memset(&vtBuf[0],0,vtBuf.size());
strncpy(&vtBuf[0],&((strBuf.c_str())[stPosBegin + 5]),2);
sysTime.wYear = atoi(&vtBuf[0]);

//It's 2008 now when I write the source code. It cann't be less than 2008 forever when the GPS data is validate.
if(sysTime.wYear < 2000)
{
sysTime.wYear += 2000;
}

break;
}
}
else
{
break;
}
}
return bResult;;
}

[cpp]
view plaincopyprint?

//获取GPS数据
strData = GetGPSData();

//提取UTC时间
SYSTEMTIME sysTimeUTC = {0};
if(GetUTCFromGPS(strData,sysTimeUTC) != FALSE)
{
//设置系统时间
SetSystemTime(&sysTimeUTC);
}

//获取GPS数据
strData = GetGPSData();

//提取UTC时间
SYSTEMTIME sysTimeUTC = {0};
if(GetUTCFromGPS(strData,sysTimeUTC) != FALSE)
{
//设置系统时间
SetSystemTime(&sysTimeUTC);
}


还有一点需要注意的是,在WINCE中,串口是独占设备。也就是说,如果你在程序中打开了串口进行数据的监控,那么在你进入导航软件之前,必须要在程序中将串口关闭。还有另一种方法,就是用虚拟串口的方式,让多个进程能同时获取数据(请见该文:http://blog.csdn.net/norains/archive/2009/03/28/4032257.aspx#1140231)。

这校准时间的方式还有一个非常变态的用法。大家都知道,CPU都会有一个32.768KHZ的RTC晶振,用来给CPU准确计时。如果该晶振不工作,那么系统时钟将会停止。这时候,你就可以每隔1秒钟通过读取GPS数据对系统时间进行设置,让时间看起来真的是在不停变动一样。不过,这样方式比较耗费资源,实用性也不大,偶尔无聊时可为之。
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