FL2440-A7模块用程序实现GPS自动定位解析功能

**主机操作系统：Centos 6.7

交叉编译器版本：buildroot-2012.08

开发板平台： FL2440

Linux内核版本： linux-3.0

开发模块：A7模块GPS自动定位解析**

一、添加内核选项支持cp2102

因为我使用的是cp2102芯片USB转串口，要现在内核里面添加支持才能在开发板上开发使用。

make menuconfig
Device Drivers->
[*]USB support ->
[*]USB Serial Converter support
[*]USB CP210x family of UART Bridge Controllers

make编译后把新内核下载到开发板上。

查看是否已经添加完成，插上cp2102打印如下信息：



可以看到名称为ttyUSB0，后面我们写程序也要从这里打开。

在之前我们在串口调试助手上用AT+GPS=1打开了A7模块的GPS功能，然后进行将A7模块上的U_TXD换接到GPS_TXD上，因为现在要接收GPS发来的数据信息。其他接线不变。（这里需要注意的是，因为模块有些问题，我需要在串口助手上打开GPS后才能在开发板上监听，如果模块挂掉了，那我需要再次在串口调试助手上打开。）

现在我们先来手动在开发板上测试能否接收数据

microcom -s 9600 dev/ttyUSB0

打印如下信息：



可以看到已经能接收位置数据了

接下来我们要开始编程实现GPS自动定位数据解析

二、设置串口

其中串口设置其实就相当于串口通信的协议，我们通过程序设置下面的内容

波特率：是为了两者信号流能同步，
数据位：是指又几位数据封装成一帧
结束位：是指以帧传输数据时，协定好结束位，便于提取有效数据
奇偶校验：检验数据的一种手段

这是我的串口配置程序：

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 fanmaolin<fanmaolinn@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  uart.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(05/11/2017)
*         Author:  fanmaolin <fanmaolinn@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "05/11/2017 12:35:00 AM"
*
********************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

/**************************************************************************************
*  Description: 串口参数配置
*  Input Args: fd:open打开的文件描述符 nspeed:波特率 nBits:数据位数 nEvent:奇偶校验 nStop:停止位
*  Output Argtingzhis: 串口参数设置失败返回-1
* Return Value:
*************************************************************************************/
int set_opt(int fd,int nSpeed,int nBits,char nEvent,int nStop)
{
struct termios newttys1,oldttys1;

if(tcgetattr(fd,&oldttys1)!=0)         //保存原先串口配置
{
perror("Setupserial 1");
return -1;
}

bzero(&newttys1,sizeof(newttys1));       //将一段内存区域的内容全清为零
newttys1.c_cflag|=(CLOCAL|CREAD );       //CREAD 开启串行数据接收，CLOCAL并打开本地连接模式

newttys1.c_cflag &=~CSIZE;              //设置数据位数
switch(nBits)     //选择数据位
{
case 7:
newttys1.c_cflag |=CS7;
break;
case 8:
newttys1.c_cflag |=CS8;
break;
}
switch( nEvent )    //设置校验位
{
case '0':       //奇校验
newttys1.c_cflag |= PARENB;             //开启奇偶校验
newttys1.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);   //INPCK打开输入奇偶校验；ISTRIP去除字符的第八个比特
newttys1.c_cflag |= PARODD;             //启用奇校验(默认为偶校验)
break;
case 'E' :       //偶校验
newttys1.c_cflag |= PARENB;             //开启奇偶校验
newttys1.c_iflag |= ( INPCK | ISTRIP);  //打开输入奇偶校验并去除字符第八个比特
newttys1.c_cflag &= ~PARODD;            //启用偶校验；
break;
case 'N':     //关闭奇偶校验
newttys1.c_cflag &= ~PARENB;
break;
}

switch( nSpeed )        //设置波特率
{
case 2400:
cfsetispeed(&newttys1, B2400);           //设置输入速度
cfsetospeed(&newttys1, B2400);           //设置输出速度
break;
case 4800:

4000
cfsetispeed(&newttys1, B4800);
cfsetospeed(&newttys1, B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&newttys1, B9600);
cfsetospeed(&newttys1, B9600);
break;
case 115200:
cfsetispeed(&newttys1, B115200);
cfsetospeed(&newttys1, B115200);
break;
default:
cfsetispeed(&newttys1, B9600);
cfsetospeed(&newttys1, B9600);
break;
}

if( nStop == 1)                      //设置停止位；若停止位为1，则清除CSTOPB，若停止位为2，则激活CSTOPB。
{
newttys1.c_cflag &= ~CSTOPB;      //默认为送一位停止位；
}
else if( nStop == 2)
{
newttys1.c_cflag |= CSTOPB;       //CSTOPB表示送两位停止位；
}

//设置最少字符和等待时间，对于接收字符和等待时间没有特别的要求时
newttys1.c_cc[VTIME] = 0;        //非规范模式读取时的超时时间；
newttys1.c_cc[VMIN]  = 0;        //非规范模式读取时的最小字符数；

tcflush(fd ,TCIFLUSH);           //tcflush清空终端未完成的输入/输出请求及数据；TCIFLUSH表示清空正收到的数据，且不读取出来

// 在完成配置后，需要激活配置使其生效
if((tcsetattr( fd, TCSANOW,&newttys1))!=0) //TCSANOW不等数据传输完毕就立即改变属性
{
perror("com set error");
return -1;
}
return 0;
} /* ----- End of if()  ----- */

termios结构体：

struct termio
{       unsigned short  c_iflag;       /* 输入模式标志 */
unsigned short  c_oflag;       /* 输出模式标志 */
unsigned short  c_cflag;       /* 控制模式标志*/
unsigned short  c_lflag;        /*区域模式标志或本地模式标志或局部模式*/

unsigned char   c_line;         /* line discipline行控制*/
unsigned char   c_cc[NCC];      /* control characters */
};

通过termio结构体的c_cflag成员可以控制波特率,数据的比特数,parity,停止位和硬件流控制

CBAUD：(不属于POSIX)波特率掩码 (4+1 位)。
CBAUDEX：(不属于POSIX)扩展的波特率掩码(1 位)包含在CBAUD中。
CSIZE：字符长度掩码。取值为CS5,CS6,CS7,或CS8。
CSTOPB：设置两个停止位而不是一个。
CREAD：打开接受者。
PARENB：允许输出产生奇偶信息以及输入的奇偶校验。
PARODD：输入和输出是奇校验。
CLOCAL：忽略 modem 控制线。

tcgetattr函数

tcgetattr函数原型为

int tcgetattr(int fd, struct termios *termios_p);

用于获取与终端相关的参数。参数fd为终端的文件描述符，返回的结果保存在termios 结构体中。如果成功返回零；失败，返回非零。

三、GPS数据解析

在之前的文章中我分析过如何解析GPS的经纬度，现在用程序来解析

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 fanmaolin<fanmaolinn@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  ananlyse_gps.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(05/11/2017)
*         Author:  fanmaolin <fanmaolinn@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "05/11/2017 12:36:34 AM"
*
********************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include "gps.h"
int gps_analysis(char *buff,GPRMC *gps_date)
{
char *ptr=NULL;

if(gps_date==NULL)
return -1;

if(strlen(buff)<10)
return -1;

if(NULL==(ptr=strstr(buff,"$GPRMC")))
return -1;

sscanf(ptr,"$GPRMC,%d.000,%c,%f,N,%f,E,%f,%f,%d,,,%c*",&(gps_date->time),&(gps_date->pos_state),&(gps_date->latitude),&(gps_date->longitude),&(gps_date->speed),&(gps_date->direction),&(gps_date->date),&(gps_date->mode));

return 0;
} /* ----- End of if()  ----- */

float caculate(float *x)  //用于经纬度转换
{
int a;
float b,c,d,e,f;
a=*x/100;           //30
b=(int)((*x/100-a)*100);   //29
c=((*x/100-a)*100-b)*60;
d=b/60;
e=c/3600;

f=a+d+e;
return f;
}

int print_gps(GPRMC *gps_date)
{

float mylatitude,mylongitude;
mylatitude = caculate(&gps_date->latitude);
mylongitude = caculate(&gps_date->longitude);
printf("                                                           \n");
printf("                                                           \n");
printf("===========================================================\n");
printf("==                 全球定位系统                         ==\n");
printf("==       作者：     樊茂林                                ==\n");
printf("==       开发平台： fl2440                              ==\n");
printf("===========================================================\n");
printf("                                                         \n");
printf("                                                         \n");
printf("===========================================================\n");
printf("==                                                       \n");
printf("==   GPS 状态   : %c  [A:有效         V:无效       ]      \n",gps_date->pos_state);
printf("==   GPS 模式   : %c  [A:自主定位     D:差分定位   ]             \n", gps_date->mode);
printf("==   日期 : 20%02d-%02d-%02d                             \n",gps_date->date%100,(gps_date->date%10000)/100,gps_date->date/10000);
printf("==   当前时间: %02d:%02d:%02d                               \n",(gps_date->time/10000+8)%24,(gps_date->time%10000)/100,gps_date->time%100);
printf("==   经度: %.9f  N                                    \n",mylatitude);
printf("==   纬度：%.9f  E                                    \n",mylongitude);
printf("==   速度: %.3f m/s                                         \n",gps_date->speed);
printf("==                                                       \n");
printf("===========================================================\n");
return 0;

}  /* ----- End of print_gps()  ----- */

这个函数就是用来将aabb.mmmm格式的经纬度换算成aa.mmmmm格式

float caculate(float *x)  //用于经纬度转换
{
int a;
float b,c,d,e,f;
a=*x/100;           //30
b=(int)((*x/100-a)*100);   //29
c=((*x/100-a)*100-b)*60;
d=b/60;
e=c/3600;

f=a+d+e;
return f;
}

strstr函数之前的文章中特意讲解过了，获取IP的时候用到。

sscanf是第一次用到，在这里简单说明一下：

time),&(gps_date->pos_state),&(gps_date->latitude),&(gps_date->longitude),&(gps_date->speed),&(gps_date->direction),&(gps_date->date),&(gps_date->mode));">该函数将ptr中以GPRMC为起始地址的内容格式化输入到结构体的各成员中去,结构体定义在”gps.h”中

函数语法

int sscanf(     const char *buffer,     const char *format, [ argument ] ...   );
作用：读取格式化的字符串中的数据。
buffer存储的数据
format窗体控件字符串。
argument可选自变量
locale要使用的区域设置

sscanf与scanf类似，都是用于输入的，只是后者以键盘(stdin)为输入源，前者以固定字符串为输入源。

我们在这里将接收到的GPS的数据按照规定的格式输出。

四、主程序（main.c）

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 fanmaolin<fanmaolinn@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  gps_main.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(05/11/2017)
*         Author:  fanmaolin <fanmaolinn@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "05/11/2017 12:38:16 AM"
*
********************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <termios.h>
#include <stdlib.h>

#include "gps.h"

#define GPS_LEN 512

int gps_analysis(char *buff,GPRMC *gps_date);
int print_gps(GPRMC *gps_date);
int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);

/********************************************************************************
*  Description:   main():程序执行的入口
*   Input Args:
*  Output Args:
* Return Value:
********************************************************************************/
int main (int argc, char **argv)
{
int fd = 0;
int nread = 0;

GPRMC gprmc;

char gps_buff[GPS_LEN];
char *dev_name = "/dev/ttyUSB0";//设备名

fd=open(dev_name,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
if(fd<0)
{
printf("open ttyS1 error!!\n");
return -1;
}

set_opt( fd,9600,8,'N',1); //设置串口信息

while(1)
{
sleep(2);
nread = read(fd,gps_buff,sizeof(gps_buff));
if(nread<0)
{
printf("read GPS date error!!\n");
return -2;
}
printf("gps_buff: %s\n", gps_buff);

memset(&gprmc, 0 , sizeof(gprmc));
gps_analysis(gps_buff,&gprmc);//解析数据

print_gps(&gprmc);//打印信息
}

close(fd);
return 0;
} /* ----- End of main() ----- */

打开串口：

fd=open(dev_name,O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY);
参数–
O_NOCTTY:通知linux系统，这个程序不会成为这个端口的控制终端.
O_NDELAY:通知linux系统不关心DCD信号线所处的状态(端口的另一端是否激活或者停止).
对于串口的读写操作和对于一般设备的读写操作相同。

设置串口

调用uart.c中的set_op（）t函数
set_opt( fd,9600,8,’N’,1);
波特率设为9600；数据选择位设置位8位；N表示关闭奇偶校验位；停止位为1，则清除CSTOPB。

主函数主要是调用之前写好的结构体来实现我们想实现的功能，可以看出主函数往往比较简洁。

打开串口ttyUSB0

调用set_serial函数设置串口波特率

读取串口获取的值赋值给gps_buff

打印gps_buff的内容

调用gps_analysis函数和print_gps函数打印出获取到的GPS数据

五、头文件(gps.h)

/********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 fanmaolin<fanmaolinn@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  gps.h
*    Description:  This head file
*
*        Version:  1.0.0(05/11/2017)
*         Author:  fanmaolin <fanmaolinn@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "05/11/2017 12:39:28 AM"
*
********************************************************************************/

#ifndef __GPS_H__
#define __GPS_H__

typedef unsigned int UINT;
typedef int BYTE;
typedef long int WORD;

typedef struct __gprmc__
{
UINT time;                  //格林威治时间
char pos_state;             //定位状态
float latitude;             //纬度
float longitude;            //经度
float speed;                //移动速度
float direction;            //方向
UINT date;                  //日期
float declination;          //磁偏角
char dd;                    //磁偏角方向
char mode;
}GPRMC;

extern int gps_analysis(char *buff,GPRMC *gps_date);
extern int print_gps(GPRMC *gps_date);
extern int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop);

#endif

定义了GPS的结构体，并且把相关函数设置为外部函数（extern），方便函数能在其他程序中调用

六、编译运行

[fanmaolin@Centeros GPS]$ /opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gcc *.c -o gps_test

如果之后需要经常修改也可以写一个Makefile来方便执行

CC=/opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-gcc

objs=set_uart.o analyse_gps.o gps_main.o
srcs=set_uart.c analyse_gps.c gps_main.c

gps_test: $(objs)
$(CC) -o gps_test $(objs)
@make clean

gps_main.o: $(srcs) gps.h
$(CC) -c  $(srcs)

set_uart.o:  set_uart.c
$(CC) -c  set_uart.c

analyse_gps.o: analyse_gps.c gps.h
$(CC) -c  analyse_gps.c

clean:
rm *.o

生成gps_test可执行文件放到开发板下给权限777运行即可，在这时一定要保证A7模块工作正常

总结：

1、在这个过程中重点学习编程思想，怎么将一件具体的事（获取GPS自动解析）用程序执行，提升了工作效率。

2、学习使用一些函数如open、read、strstr、sscanf等等

3、学习串口配置uart.c

http://www.cnblogs.com/jason-lu/articles/3173988.html（串口配置）