如何用c语言读取gps数据类型

如何用C语言读取GPS数据类型

通过串口读取、解析NMEA数据、处理GPS数据、使用库函数。C语言在处理硬件接口和数据解析方面表现出色，尤其适用于读取和处理GPS数据。下面我们将详细介绍如何在C语言中实现这一功能。

一、通过串口读取

1. 串口配置

在大多数情况下，GPS模块通过串口与计算机通信。首先，我们需要配置串口以便正确读取数据。以下是一个基本的串口配置示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
int configure_serial_port(const char *portname) {
    int fd = open(portname, O_RDWR | O_NOCTTY | O_SYNC);
    if (fd < 0) {
        printf("Error opening %s: %sn", portname, strerror(errno));
        return -1;
    }
    struct termios tty;
    if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {
        printf("Error from tcgetattr: %sn", strerror(errno));
        close(fd);
        return -1;
    }
    cfsetospeed(&tty, B9600);
    cfsetispeed(&tty, B9600);
    tty.c_cflag = (tty.c_cflag & ~CSIZE) | CS8;
    tty.c_iflag &= ~IGNBRK;
    tty.c_lflag = 0;
    tty.c_oflag = 0;
    tty.c_cc[VMIN]  = 1;
    tty.c_cc[VTIME] = 5;
    tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
    tty.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
    tty.c_cflag &= ~(PARENB | PARODD);
    tty.c_cflag &= ~CSTOPB;
    tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;
    if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) {
        printf("Error from tcsetattr: %sn", strerror(errno));
        close(fd);
        return -1;
    }
    return fd;
}

这个函数 configure_serial_port 会配置串口以便通信。你需要根据你的GPS模块的设置（波特率、数据位、停止位等）来调整这些参数。

2. 读取数据

一旦串口配置完成，我们可以读取数据。以下是一个简单的读取示例：

void read_serial_data(int fd) {
    char buf[256];
    int rdlen;
    while (1) {
        rdlen = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
        if (rdlen > 0) {
            buf[rdlen] = 0;
            printf("Read %d bytes: "%s"n", rdlen, buf);
        } else if (rdlen < 0) {
            printf("Error from read: %d: %sn", rdlen, strerror(errno));
        }
    }
}

这个函数会不断从串口读取数据并打印出来。

二、解析NMEA数据

GPS模块通常会输出NMEA格式的数据。NMEA格式是一种标准的GPS数据格式，每条数据以$开头并以回车换行结束。以下是一个解析NMEA数据的示例：

1. NMEA数据结构

首先，我们定义一个结构体来存储解析后的数据：

typedef struct {
    char type[6];
    double latitude;
    char lat_dir;
    double longitude;
    char lon_dir;
    double speed;
    double course;
    char date[7];
} NMEA_GPRMC;

2. 解析GPRMC句子

GPRMC是常见的NMEA句子之一，包含了时间、位置、速度等信息。以下是一个解析GPRMC句子的示例：

int parse_nmea_gprmc(const char *sentence, NMEA_GPRMC *data) {
    if (strncmp(sentence, "$GPRMC", 6) == 0) {
        sscanf(sentence, "$GPRMC,%*f,A,%lf,%c,%lf,%c,%lf,%lf,%6s",
               &data->latitude, &data->lat_dir,
               &data->longitude, &data->lon_dir,
               &data->speed, &data->course, data->date);
        return 0;
    }
    return -1;
}

这个函数会解析传入的GPRMC句子并将数据存储在NMEA_GPRMC结构体中。

三、处理GPS数据

1. 转换坐标

NMEA格式中的坐标是度分格式，我们需要将其转换为十进制度格式：

double convert_to_degrees(double value) {
    int degrees = (int)(value / 100);
    double minutes = value - (degrees * 100);
    return degrees + (minutes / 60);
}

2. 数据处理示例

以下是一个完整的数据读取和处理示例：

int main() {
    const char *portname = "/dev/ttyS0";
    int fd = configure_serial_port(portname);
    if (fd < 0) {
        return 1;
    }
    NMEA_GPRMC data;
    char sentence[256];
    while (1) {
        int rdlen = read(fd, sentence, sizeof(sentence) - 1);
        if (rdlen > 0) {
            sentence[rdlen] = 0;
            if (parse_nmea_gprmc(sentence, &data) == 0) {
                data.latitude = convert_to_degrees(data.latitude);
                data.longitude = convert_to_degrees(data.longitude);
                printf("Latitude: %lf %c, Longitude: %lf %c, Speed: %lf, Course: %lf, Date: %sn",
                       data.latitude, data.lat_dir, data.longitude, data.lon_dir,
                       data.speed, data.course, data.date);
            }
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

四、使用库函数

1. GPSD库

GPSD是一个开源的GPS数据守护进程，提供了一些方便的库函数来处理GPS数据。以下是一个使用GPSD库读取GPS数据的示例：

#include <gps.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    struct gps_data_t gps_data;
    if (gps_open("localhost", "2947", &gps_data) != 0) {
        printf("Error connecting to GPSDn");
        return 1;
    }
    gps_stream(&gps_data, WATCH_ENABLE | WATCH_JSON, NULL);
    while (1) {
        if (gps_waiting(&gps_data, 5000000)) {
            if (gps_read(&gps_data) == -1) {
                printf("Error reading GPS datan");
            } else {
                if ((gps_data.status == STATUS_FIX) && 
                    (gps_data.fix.mode == MODE_2D || gps_data.fix.mode == MODE_3D) &&
                    !isnan(gps_data.fix.latitude) &&
                    !isnan(gps_data.fix.longitude)) {
                    printf("Latitude: %lf, Longitude: %lfn",
                           gps_data.fix.latitude, gps_data.fix.longitude);
                }
            }
        }
    }
    gps_close(&gps_data);
    return 0;
}

GPSD库提供了强大的功能，可以显著简化GPS数据读取和解析的过程。

五、总结

通过C语言读取和处理GPS数据涉及多个步骤：配置串口、读取数据、解析NMEA句子、处理GPS数据。我们可以从基础的串口操作开始，然后逐步解析和处理数据。使用诸如GPSD的库可以进一步简化这一过程。无论采用哪种方法，理解每个步骤的细节都非常重要，这样可以确保我们能够正确读取和处理GPS数据。

无论是直接操作串口还是使用库函数，掌握这些技术都能为我们在嵌入式系统和GPS应用开发中提供强大的支持。希望这篇文章能为你提供有价值的指导，帮助你更好地理解和实现用C语言读取GPS数据的任务。