golang实现从串口读取GPS信息

发布时间：2020-12-16 18:15:20 所属栏目：大数据来源：网络整理

导读：GPS模块的数据格式对GPS模块的数据处理本质上还是串口通信程序设计，只是GPS模块的输出遵循固定的格式，通过字符串检索查找即可从模块发送的数据中找出需要的数据，常用的GPS模块大多采用NMEA-0183 协议。NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine

GPS模块的数据格式

对GPS模块的数据处理本质上还是串口通信程序设计，只是GPS模块的输出遵循固定的格式，通过字符串检索查找即可从模块发送的数据中找出需要的数据，常用的GPS模块大多采用NMEA-0183 协议。NMEA-0183 是美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。

以下是一组正常的GPS 数据

$GPGGA,082006.000,3852.9276,N,11527.4283,E,1,08,1.0,20.6,M,0000*35

$GPRMC,A,0.00,0.0,261009,*38

$GPVTG,T,K*50

下面分别对每组数据的含义进行分析。

GPS 固定数据输出语句($GPGGA)，这是一帧GPS 定位的主要数据，也是使用最广的数据。为了便于理解，下面举例说明$GPGGA语句各部分的含义。

例：$GPGGA,Arial">其标准格式为：

$GPGGA，(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)，(7)，(8)，(9)，M，(10)，M，(11)，(12)＊hh(CR)(LF)

各部分所对应的含义为：

(1) 定位UTC 时间：08 时20 分06 秒

(2) 纬度(格式ddmm.mmmm:即dd 度，mm.mmmm 分)；

(3) N/S(北纬或南纬)：北纬38 度52.9276 分；

(4) 经度(格式dddmm.mmmm：即ddd 度，mm.mmmm 分)；

(5) E/W(东经或西经)：东经115 度27.4283 分；

(6) 质量因子(0=没有定位，1=实时GPS，2=差分GPS)：1=实时GPS；

(7) 可使用的卫星数(0～8)：可使用的卫星数=08；

(8) 水平精度因子(1.0～99.9)；水平精度因子=1.0；

(9) 天线高程(海平面，－9999.9～99999.9，单位：m)；天线高程=20.6m);

(10) 大地椭球面相对海平面的高度(－999.9～9999.9，单位：m):无;

(11) 差分GPS 数据年龄，实时GPS 时无:无;

(12) 差分基准站号(0000～1023)，实时GPS 时无:无;

＊总和校验域；hh 总和校验数:35(CR)(LF)回车，换行。

GPRMC（建议使用最小GPS 数据格式）

(1) 标准定位时间（UTC time）格式：时时分分秒秒.秒秒秒（hhmmss.sss）。

(2) 定位状态，A = 数据可用，V = 数据不可用。

(3) 纬度，格式：度度分分.分分分分（ddmm.mmmm）。

(4) 纬度区分，北半球（N）或南半球（S）。

(5) 经度，格式：度度分分.分分分分。

(6) 经度区分，东（E）半球或西（W）半球。

(7) 相对位移速度， 0.0 至1851.8 knots

(8) 相对位移方向，000.0 至359.9 度。实际值。

(9) 日期，格式：日日月月年年（ddmmyy）。

(10) 磁极变量，000.0 至180.0。

(11) 度数。

(12) Checksum.(检查位)

$GPVTG 地面速度信息

例：$GPVTG,Arial">字段0：$GPVTG，语句ID，表明该语句为Track Made Good and Ground Speed（VTG）地

面速度信息

字段1：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）

字段2：T=真北参照系

字段3：运动角度，000 - 359，（前导位数不足则补0）

字段4：M=磁北参照系

字段5：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）

字段6：N=节，Knots

字段7：水平运动速度（0.00）（前导位数不足则补0）

字段8：K=公里/时，km/h

字段9：校验值

以环天BU353 路测USB GPS为例，该GPS模块的主要参数：http://jn.goepe.com/apollo/show_product1.php?id=2164028&uid=zhaogis

GPS模块的驱动安装

驱动程序可以去官网下载，下载地址：http://usglobalsat.com/s-24-support-drivers.aspx

备用下载地址：http://usglobalsat.com/s-172-bu-353-s4-support.aspx

GPS模块的应用程序设计

实现读取并解析GPS信息的代码如下：

package model

import (
	//	"fmt"
	//	"infrastructure/log"
	//	"io"
	"math"
	"strconv"
	"strings"
	"time"

	"infrastructure/github.com/serial"
)

type GpsInfo struct {
	Longitude       string
	Latitude        string
	LonDirection    string
	LatDirection    string
	LongitudeRadian float64
	LatitudeRadian  float64
	IsGpsNormal     bool
}

type ComObject struct {
	ComName  string
	Baudrate int
	//	Com         io.ReadWriteCloser
	Com         *serial.SerialPort
	IsComNormal bool
	CloseChan   chan bool
}

var (
	ComName = "COM3"
	ComObj  = &ComObject{ComName: ComName,Baudrate: 4800,IsComNormal: false,CloseChan: make(chan bool,1)}

	GpsObj               = &GpsInfo{IsGpsNormal: false}
	BsGpsObj             = &GpsInfo{IsGpsNormal: true,LonDirection: "E",LongitudeRadian: 116.63,LatDirection: "N",LatitudeRadian: 40.32}
	UeBsDistance float64 = 0

	directionMap = map[string]string{
		"N": "北纬","S": "南纬","E": "东经","W": "西经",}
)

func StartGpsModule() {
	ComObj.ComName = ComName
	if true == ComObj.GetPortName() {
		ComName = ComObj.ComName
	}
	for {
		if true == ComObj.IsComNormal {
			<-ComObj.CloseChan
			ComObj.IsComNormal = false
			GpsObj.IsGpsNormal = false
			continue
		}
		time.Sleep(time.Second * 5)
		if false == ComObj.GetPortName() {
			continue
		}
		err := ComObj.OpenCom()
		if nil != err {
			GpsObj.IsGpsNormal = false
			continue
		} else {
			ComObj.IsComNormal = true
		}
		go ComObj.ReceiveFromCom()
	}
}

func (this *ComObject) GetPortName() bool {
	ports,err := serial.GetPortsList()
	if nil != err || 0 == len(ports) {
		return false
	}
	this.ComName = ports[0]
	return true
	//	for _,port := range ports {
	//		fmt.Printf("Found port: %vn",port)
	//	}
}

func (this *ComObject) OpenCom() (err error) {
	mode := &serial.Mode{
		BaudRate: 4800,DataBits: 8,Parity:   serial.PARITY_NONE,StopBits: serial.STOPBITS_ONE,}
	s,err := serial.OpenPort(this.ComName,mode)
	if nil != err {
		//	log.Error("pkg: model,func: OpenCom,method: goserial.OpenPort,errInfo:",err)
		return
	}
	this.Com = s
	return nil
}

func (this *ComObject) Close() {
	this.Com.Close()
	this.CloseChan <- true
}

func (this *ComObject) ReceiveFromCom() {
	defer this.Close()
	buf := make([]byte,512)
	for {
		time.Sleep(time.Second)
		n,err := this.Com.Read(buf[0:])
		if nil != err {
			//	log.Error("pkg: model,func: ReceiveFromCom,method: this.Com.Read,err)
			return
		}
		parseGpsInfo(string(buf[:n]))
		//	fmt.Println("parseRst:",GpsObj)
	}
}

func parseGpsInfo(gpsInfo string) {
	var parseSuccessfulFlag bool = false
	strLineSlice := strings.Split(gpsInfo,"n")
	if 0 == len(strLineSlice) {
		GpsObj.IsGpsNormal = false
		return
	}
	for _,oneLine := range strLineSlice {
		if 0 == len(oneLine) {
			continue
		}
		if '$' != oneLine[0] {
			continue
		}
		if !strings.Contains(oneLine,"*") {
			continue
		}
		if !strings.Contains(oneLine,"N") && !strings.Contains(oneLine,"S") {
			continue
		}
		if !strings.Contains(oneLine,"E") && !strings.Contains(oneLine,"W") {
			continue
		}
		if strings.Contains(oneLine,"GPGGA") {
			if false == parseLongitudeAndLatitudeFromGpgga(oneLine) {
				continue
			}
			parseSuccessfulFlag = true
			break
		}
		if strings.Contains(oneLine,"GPRMC") {
			if false == parseLongitudeAndLatitudeFromGprmc(oneLine) {
				continue
			}
			parseSuccessfulFlag = true
			break
		}
	}
	if true == parseSuccessfulFlag {
		GpsObj.IsGpsNormal = true
		UeBsDistance = CalcDistByLongitudeLantitude(*GpsObj,*BsGpsObj)
	} else {
		GpsObj.IsGpsNormal = false
		UeBsDistance = 0
	}
}

func parseLongitudeAndLatitudeFromGpgga(gpggaInfo string) bool {
	strSlice := strings.Split(gpggaInfo,",")
	if 3 > len(strSlice[2]) || 4 > len(strSlice[4]) {
		return false
	}
	GpsObj.LatDirection = strSlice[3]
	GpsObj.LonDirection = strSlice[5]
	GpsObj.Latitude = directionMap[strSlice[3]] + strSlice[2][:2] + "度" + strSlice[2][2:] + "分"
	GpsObj.Longitude = directionMap[strSlice[5]] + strSlice[4][:3] + "度" + strSlice[4][3:] + "分"

	tmpIntPartLat,_ := strconv.ParseFloat(strSlice[2][:2],32)
	tmpDecimalPartLat,_ := strconv.ParseFloat(strSlice[2][2:],32)
	GpsObj.LatitudeRadian = tmpIntPartLat + tmpDecimalPartLat/60

	tmpIntPartLon,_ := strconv.ParseFloat(strSlice[4][:3],32)
	tmpDecimalPartLon,_ := strconv.ParseFloat(strSlice[4][3:],32)
	GpsObj.LongitudeRadian = tmpIntPartLon + tmpDecimalPartLon/60
	return true
}

func parseLongitudeAndLatitudeFromGprmc(gprmcInfo string) bool {
	strSlice := strings.Split(gprmcInfo,")
	if 3 > len(strSlice[3]) || 4 > len(strSlice[5]) {
		return false
	}
	GpsObj.LatDirection = strSlice[4]
	GpsObj.LonDirection = strSlice[6]
	GpsObj.Latitude = directionMap[strSlice[4]] + strSlice[3][:2] + "度" + strSlice[3][2:] + "分"
	GpsObj.Longitude = directionMap[strSlice[6]] + strSlice[5][:3] + "度" + strSlice[5][3:] + "分"

	tmpIntPartLat,_ := strconv.ParseFloat(strSlice[3][:2],_ := strconv.ParseFloat(strSlice[3][2:],_ := strconv.ParseFloat(strSlice[5][:3],_ := strconv.ParseFloat(strSlice[5][3:],32)
	GpsObj.LongitudeRadian = tmpIntPartLon + tmpDecimalPartLon/60
	return true
}

func CalcDistByLongitudeLantitude(gpsPointA,gpsPointB GpsInfo) (distance float64) {
	if false == gpsPointA.IsGpsNormal || false == gpsPointB.IsGpsNormal {
		return 0
	}
	lonA,latA := getFormatedLongitudeLantitude(gpsPointA)
	lonB,latB := getFormatedLongitudeLantitude(gpsPointB)
	c := math.Sin(latA*math.Pi/180)*math.Sin(latB*math.Pi/180)*math.Cos((lonA-lonB)*math.Pi/180) + math.Cos(latA*math.Pi/180)*math.Cos(latB*math.Pi/180)
	distance = 6371004 * math.Acos(c)
	return
}

func getFormatedLongitudeLantitude(gpsPoint GpsInfo) (lon,lat float64) {
	if "E" == gpsPoint.LonDirection {
		lon = gpsPoint.LongitudeRadian
	} else {
		lon = 0 - gpsPoint.LongitudeRadian
	}
	if "N" == gpsPoint.LatDirection {
		lat = 90 - gpsPoint.LatitudeRadian
	} else {
		lat = 90 + gpsPoint.LatitudeRadian
	}
	return
}

可参考：http://studygolang.com/articles/302

golang实现对串口的操作的库：https://github.com/huin/goserial

（编辑：李大同）

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