evc小項目：Gps功分器測試

今天開始着手另一個wince5.0的測試程序，Gps功分器測試，功能爲：解析NMEA數據，獲得星狀態、定位狀態、一段時間內星的信號強度信息、供測試人員接到功分器上測試同批設備的信號一致性。

預計步驟如下：

1. 學習NMEA協議；

2.解析NMEA數據；

3.合理緩存NMEA數據；

4.合理設計界面，定時刷新；

5.完善流程，功能性能debug階段；

———————————————— 華麗分割線————————————————————————————

1. 學習NMEA協議；

NMEA是美國國家海洋電子協會（National Marine Electronics Association ）爲海用電子設備制定的標準格式，目前業已成了GPS導航設備統一的RTCM標準協議。

NMEA縮寫，同時也是數據傳輸標準工業協會，在這裏，實際上應爲NMEA 0183。它是一套定義接收機輸出的標準信息，有幾種不同的格式，每種都是獨立相關的ASCII格式，逗點隔開數據流，數據流長度從30-100字符不等，通常以每秒間隔選擇輸出，最常用的格式爲"GGA"，它包含了定位時間，緯度，經度，高度，定位所用的衛星數，DOP值,差分狀態和校正時段等，其他的有速度，跟蹤，日期等。NMEA實際上已成爲所有的GPS接收機和最通用的數據輸出格式，同時它也被用於與GPS接收機接口的大多數的軟件包裏。

NMEA-0183協議定義的語句非常多，但是常用的或者說兼容性最廣的語句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。

GPGGA　　GPS固定數據輸出語句($GPGGA)
　　這是一幀GPS定位的主要數據，也是使用最廣的數據。項目中從它獲得正在使用的星數和海拔高度，其他信息從GPRMC獲得
　　$GPGGA 語句包括17個字段：語句標識頭，世界時間，緯度，緯度半球，經度，經度半球，定位質量指示，使用衛星數量，水平精確度，海拔高度，高度單位，大地水準面高度，高度單位，差分GPS數據期限，差分參考基站標號，校驗和結束標記(用回車符<CR>和換行符<LF>)，分別用14個逗號進行分隔。該數據幀的結構及各字段釋義如下：
　　$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*xx<CR><LF>
　　$GPGGA：起始引導符及語句格式說明(本句爲GPS定位數據)；
　　<1> UTC時間，格式爲hhmmss.sss；
　　<2> 緯度，格式爲ddmm.mmmm(第一位是零也將傳送)；
　　<3> 緯度半球，N或S(北緯或南緯)
　　<4> 經度，格式爲dddmm.mmmm(第一位零也將傳送)；
　　<5> 經度半球，E或W(東經或西經)
　　<6> 定位質量指示，0=定位無效，1=定位有效；
　　<7> 使用衛星數量，從00到12(第一個零也將傳送)
　　<8> 水平精確度，0.5到99.9
　　<9> 天線離海平面的高度，-9999.9到9999.9米
　　M 指單位米
　　<10> 大地水準面高度，-9999.9到9999.9米
　　M 指單位米
　　<11> 差分GPS數據期限(RTCM SC-104)，最後設立RTCM傳送的秒數量
　　<12> 差分參考基站標號，從0000到1023(首位0也將傳送)。
　　* 語句結束標誌符
　　xx 從$開始到*之間的所有ASCII碼的異或校驗和
　　<CR> 回車
　　<LF> 換行

GPGSV　　可視衛星狀態輸出語句($GPGSV)
　　例2：$GPGSV，2，1，08，06，33，240，45，10，36，074，47，16，21，078，44，17，36，313，42*78
　　標準格式： $GPGSV，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，…(4),(5)，(6)，(7)*hh(CR)(LF)
　　各部分含義爲：
　　(1)總的GSV語句電文數；2;
　　(2)當前GSV語句號:1;
　　(3)可視衛星總數:08;
　　(4)衛星號:06;
　　(5)仰角(00～90度):33度;
　　(6)方位角(000～359度):240度;
　　(7)信噪比(00～99dB):45dB(後面依次爲第10，16，17號衛星的信息);
　　*總和校驗域；　
　　hh 總和校驗數:78;
　　(CR)(LF)回車，換行。
　　注：每條語句最多包括四顆衛星的信息，每顆衛星的信息有四個數據項，即：　
　　(4)－衛星號，(5)－仰角，(6)－方位角，(7)－信噪比。

GPGSA（當前衛星信息）

例：$GPGSA,A,3,01,20,19,13,,,,,,,,,40.4,24.4,32.2*0A

字段0：$GPGSA，語句ID，表明該語句爲GPS DOP and Active Satellites（GSA）當前衛星信息

字段1：定位模式(選擇2D/3D)，A=自動選擇，M=手動選擇

字段2：定位類型，1=未定位，2=2D定位，3=3D定位

字段3：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第1信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段4：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第2信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段5：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第3信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段6：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第4信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段7：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第5信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段8：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第6信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段9：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第7信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段10：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第8信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段11：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第9信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段12：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第10信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段13：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第11信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段14：PRN碼（僞隨機噪聲碼），第12信道正在使用的衛星PRN碼編號（00）（前導位數不足則補0）

字段15：PDOP綜合位置精度因子（0.5 - 99.9）

字段16：HDOP水平精度因子（0.5 - 99.9）

字段17：VDOP垂直精度因子（0.5 - 99.9）

字段18：校驗值

GPRMC　　推薦定位信息(GPRMC)，項目中主要的定位信息都來自它。
　　$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh
　　<1> UTC時間，hhmmss(時分秒)格式
　　<2> 定位狀態，A=有效定位，V=無效定位
　　<3> 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
　　<4> 緯度半球N(北半球)或S(南半球)
　　<5> 經度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)
　　<6> 經度半球E(東經)或W(西經)
　　<7> 地面速率(000.0~999.9節，前面的0也將被傳輸)
　　<8> 地面航向(000.0~359.9度，以真北爲參考基準，前面的0也將被傳輸)
　　<9> UTC日期，ddmmyy(日月年)格式
　　<10> 磁偏角(000.0~180.0度，前面的0也將被傳輸)
　　<11> 磁偏角方向，E(東)或W(西)
　　<12> 模式指示(僅NMEA0183 3.00版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數據無效)

主要參考

http://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/7266386

http://blog.csdn.net/zhandoushi1982/article/details/7947682

http://bbs.3snews.net/thread-6101-1-1.html

2.解析NMEA數據；

1.用createFile的方式打開串口，設置串口，使能Gps，從串口讀取nmea數據。

	// Key Step #1 - Using CreateFile to open COM3
	// -------------------------------------------
	comm_hand = CreateFile(L"COM3:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL,
								OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM, NULL);
	if(comm_hand == NULL)
	{
		MessageBox (TEXT("Unable to open COM3."), TEXT("Error"), MB_OK);
		dwError = GetLastError ();
		DEBUGMSG(1, (L"Opening COM3 failed: %d!\r\n", (int)GetLastError()));
		return TRUE;
	}

	if(h_event_gotOneData ==NULL){
		h_event_gotOneData = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL); //自動
	}

	commDCB.DCBlength = sizeof (DCB);     

	// Key Step #2 - Setting the COM3 port settings
	// --------------------------------------------
	// Get the default port setting information.
	if(!GetCommState (comm_hand, &commDCB))
	{
		CloseHandle(comm_hand);
		DEBUGMSG(1, (L"Failed in getting COM3 DCB settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));
		return FALSE;
	}

	commDCB.DCBlength = sizeof(DCB); 
	commDCB.BaudRate = 9600;             // Current baud
	commDCB.ByteSize = 8;                 // Number of bits/bytes, 4-8
	commDCB.Parity = NOPARITY;            // 0-4=no,odd,even,mark,space 
	commDCB.StopBits = ONESTOPBIT;        // 0,1,2 = 1, 1.5, 2
  
	// Setting COM3 to Centrality speicifcations
	if (!SetCommState(comm_hand, &commDCB))
	{
		CloseHandle(comm_hand);
		MessageBox (TEXT("Unable to configure COM3 DCB settings"), TEXT("Error"), MB_OK);
		DEBUGMSG(1, (L"Error in trying to set COM3 DCB settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));
		dwError = GetLastError ();
		return FALSE;
	}
 
	// Get the default timeout settings for port
	if(!GetCommTimeouts(comm_hand, &timeouts))
	{
		CloseHandle(comm_hand);
		DEBUGMSG(1, (L"Failed in getting COM3 timeout settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));
		return FALSE;
	}
	DEBUGMSG(1, (L"DCB set successfully.\r\n"));

	// Change the timeouts structure settings to Centrality settings
	timeouts.ReadIntervalTimeout = 0;  
	timeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;  
	timeouts.ReadTotalTimeoutConstant = 0;    

	// Set the time-out parameters for all read and write operations on the port. 
	if (!SetCommTimeouts(comm_hand, &timeouts))
	{
		CloseHandle(comm_hand);
		MessageBox (TEXT("Unable to configure COM3 timeout settings"), TEXT("Error"), MB_OK);
		DEBUGMSG(1, (L"Error in trying to set COM3 timeout settings: %d!\r\n", (int)GetLastError()));
		dwError = GetLastError ();
		return FALSE;
	}
	DEBUGMSG(1, (L"Comm timeouts set successfully.\r\n"));

	// Key Step #3 - Creating a thread to wait on COM3 and read its contents
	// ----------------------------------------------------------------------
	// * See definition of ReadNMEAThread() for details on thread operations
	nmeathread_hand = CreateThread(NULL, 0, ReadNMEAThread, this, 0, NULL);
	if(!nmeathread_hand)
	{
		DEBUGMSG(1, (L"Could not create NMEA read thread.\r\n"));
		return 0;
	}

	g_allinit = 1;
	//AfxBeginThread(ShowMsgBox, this);

	// Writing something to the COM3 port to start GPS processing (Added March 2004)
	// -----------------------------------------------------------------------------
	if(!WriteFile(comm_hand, (L"StartGPS!\r\n"), 20, &bytesWritten, NULL))
	{
		DEBUGMSG(1, (L"Could not write message to COM3 to start GPS.\r\n"));
	}
	DEBUGMSG(1, (L"GPS started! Bytes written: %d.\r\n", bytesWritten));

2.利用nmea格式特點，用“，”分割語句，獲得字符串數組，拿取自己需要的字段即可。

//解析一條nmea數據
int CGPSViewerDlg::ParseData(CString CStr, CStringArray* strArry){
	CString strGet(_T(""));
	int len=0;

	if(strArry->GetSize() > 0)
		strArry->RemoveAll();
	while (AfxExtractSubString(strGet, CStr, len++, _T(',')))
	{
		strArry->Add(strGet);
	}
	return len;
}

3.合理緩存NMEA數據；

將取出的字段，填充如自定義的定位狀態結構體中，

struct Satellite{
    int prn;		//編號；
	int srn;		//信噪比；
	int ele;		//仰角；
	int azi;		//方位角；
};


struct DateTime{
    int year;    
    int month;   
    int day;  
    int hour;  
    int minute;  
    int second;  
};

struct GpsInfo{
     CString datetime;	//時間   
     BOOL status;       //接收狀態  
     double latitude;   //緯度  
     double longitude;  //經度    
     double speed;      //速度  
     double high;       //高度
};

struct ParsedData_EachTime{
	CString m_cs_timeStamp;
	CString m_cs_strongest3;
	double m_d_avgsig;
	int m_i_aviliabe_Satellite_num;
	int m_i_visiable_Satellite_num;
	int m_ia_prn[12];
	GpsInfo  m_gpsinfo;
	Satellite m_satellite[MAX_SATELLITES_NUM];
};

例如：填充$RMCd的字段

	//獲得定位詳細信息
	else if(oneline.Left(6) == L"$GPRMC"){
		parsedData_current->m_gpsinfo.status = (strArry.GetAt(2).Compare(_T("A"))==0);
		if(parsedData_current->m_gpsinfo.status==TRUE){
		parsedData_current->m_gpsinfo.latitude = pDlg->parseDouble(strArry.GetAt(3),TRUE);
		parsedData_current->m_gpsinfo.longitude = pDlg->parseDouble(strArry.GetAt(5),TRUE);
		parsedData_current->m_gpsinfo.speed =  pDlg->parseDouble(strArry.GetAt(7),FALSE);	
		parsedData_current->m_gpsinfo.datetime = pDlg->ParseTime(strArry.GetAt(1),strArry.GetAt(9));
		}
				
	}

4.合理設計界面，定時刷新；

程序開始後，自動打開Gps，定位後可以開始採樣。右側顯示實時解析到的Gps定位信息（時間，經緯度，可用星，可見星，最強三顆星，平均信號強度等）。右側顯示每十秒採樣一次得到的星個數和強度信息，採6次後自動停止採樣，計算平均星數和強度信息。將結果寫入log文件做記錄。

5.完善流程，功能性能debug階段；

這一步做了有3天的樣子，期間結構體操作遇到很多問題，後來弄懂了，也算有所收穫。經過幾天的測試，暫時版本穩定了。

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