Прием и парсинг NMEA-данных от GPS-приемника

#ifndef INC_PROJECT_GNSS_NMEA_H_ #define INC_PROJECT_GNSS_NMEA_H_ // Время в часах, минутах, секундах typedef struct { int hour; int min; int sec; int msec; }TIME; typedef struct{ int calculation; }COORDINATE_CALC; // Координаты + направление (NS/EW) typedef struct { float latitude; char NS; float longitude; char EW; float altitude; char unit; }LOCATION; //Высота и единицы измерения typedef struct { float altitude; char unit; }ALTITUDE; //Дата typedef struct { int Day; int Mon; int Yr; }DATE; //Набор данных из GGA typedef struct { LOCATION lcation; TIME tim; int isfixValid; ALTITUDE alt; int numofsat; COORDINATE_CALC calc; }GGASTRUCT; //Набор данных из RMC typedef struct { DATE date; float speed; float course; int isValid; }RMCSTRUCT; //Объединение наборов GGA и RMC typedef struct { GGASTRUCT ggastruct; RMCSTRUCT rmcstruct; }GPSSTRUCT; int decodeGGA (char *GGAbuffer, GGASTRUCT *gga); int decodeRMC (char *RMCbuffer, RMCSTRUCT *rmc); #endif /* INC_PROJECT_GNSS_NMEA_H_ */

uint8_t GMT = 0; //RU uint8_t inx = 0; uint8_t hr=0,min=0,day=0,mon=0,yr=0; uint8_t daychange = 0; /*Первый параметр это буфер GGA, в котором сохраняется строка GGA, * Второй параметр это указатель на структуру GGA*/ int decodeGGA (char *GGAbuffer, GGASTRUCT *gga) { inx = 0; char buffer[12]; int i = 0; while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // 1st ',' inx++; while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // After time ',' inx++; while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // after latitude ',' inx++; while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // after NS ',' inx++; while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // after longitude ',' inx++; while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // after EW ',' inx++; // while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // информация о типе вычисления координат ',' // inx++; // доситиг символа/ знака для определения исправления //проверка шаблона в буфере прошла успешно /*Далее происходит проверка чисел, если в буфере число равно 1 , 2 или 6 * то данные являются действительными*/ if ((GGAbuffer[inx] == '1') || (GGAbuffer[inx] == '2') || (GGAbuffer[inx] == '4') || (GGAbuffer[inx] == '5') || (GGAbuffer[inx] == '6')) // 0 указывает на отсутствие исправления { gga->isfixValid = 1; //данные действительны inx = 0; //сбрасываю индекс, далее начну с inx = 0 и буду извлекать информацию } else { gga->isfixValid = 0; // если данные не действительны return 1; // return error } while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; // 1st ',' /*********************** Get TIME ***************************/ //(Update the GMT Offset at the top of this file) /*Здесь я сначала копирую время в буфер * данные в буфере по прежнему имеют симфольный формат, мне необходимо их изменить * на числовой формат, сделать я это могу с помощью atoi функции исп. для преобразования строки в число*/ inx++; // достижение первого числа, вовремя memset(buffer, '\0', 12); i=0; while (GGAbuffer[inx] != ',') // копирую время до того как поймаю ',' { buffer[i] = GGAbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } hr = (atoi(buffer)/10000) + GMT/100; // получаю часы из 6-ти значного числа min = ((atoi(buffer)/100)%100) + GMT%100; //данная часть кода предназначена для регулировки времени в соответствии со смещением GMT if (min > 59) { min = min-60; hr++; } if (hr<0) { hr=24+hr; daychange--; } if (hr>=24) { hr=hr-24; daychange++; } //Сохраняю данные в tim, элемент структуры GGA gga->tim.hour = hr; gga->tim.min = min; gga->tim.sec = atoi(buffer)%100; // gga->tim.msec = (hr+min+atoi(buffer)%100)*1000; /***************** Get LATITUDE **********************/ inx++; //Достижение первого числа в широте memset(buffer, '\0', 12); i=0; while (GGAbuffer[inx] != ',') // Копировать до достижения заданной широты ',' { buffer[i] = GGAbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } if (strlen(buffer) < 6) return 2; //Если длина буфера не подходит, вернуть ошибку //int16_t num;// = (atoi(buffer)); // Изменить буфер на число, он преобразует только до десятичной дроби int j = 0; float grad; while (buffer[j] != '.') j++; // Выяснить, сколько цифр перед десятичной точкой j-=2;//++; grad=atof (&buffer[j])/60.0f; buffer[j]='#'; grad += (atof(buffer)); // int declen = (strlen(buffer))-j; // int dec = atoi ((char *) buffer+j); // float lat = (num/100.0) + (dec/pow(10, (declen+2))); gga->lcation.latitude = grad;//lat; inx++; gga->lcation.NS = GGAbuffer[inx]; if(gga->lcation.NS=='S'){ gga->lcation.latitude=-gga->lcation.latitude; } /*********************** GET LONGITUDE **********************/ inx++; // ',' После символа NS inx++; // Дойти до первой цифры в значении долготы memset(buffer, '\0', 12); i=0; while (GGAbuffer[inx] != ',') // Копировать до достижения заданной высоты ',' { buffer[i] = GGAbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } //num = (atoi(buffer)); j = 0; while (buffer[j] != '.') { j++; // if (j>sizeof(buffer)){ // return 0; // } } j-=2;//++; grad=atof (&buffer[j])/60.0f; buffer[j]='#'; grad += (atof(buffer)); // declen = (strlen(buffer))-j; // dec = atoi ((char *) buffer+j); // lat = (num/100.0) + (dec/pow(10, (declen+2))); gga->lcation.longitude = grad;//lat; inx++; gga->lcation.EW = GGAbuffer[inx]; if(gga->lcation.EW=='W'){ gga->lcation.longitude=-gga->lcation.longitude; } /**************************************************/ //Пропустить исправление позиции inx++; // ',' after E/W /*************** Информация о типе вычисления координат ********************/ inx++; // position fix memset(buffer, '\0', 12); i=0; while (GGAbuffer[inx] != ',') { buffer[i] = GGAbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } gga->calc.calculation = atoi(buffer); // int declen_1 = (strlen(buffer)); // int dec_1 = atoi ((char *) buffer); // int calc = (num_1) + (dec_1/pow(10, (declen_1))); // gga->calc.calculation = calc; inx++; // ',' после фиксации позиции; // количесвто спутников memset(buffer, '\0', 12); i=0; while (GGAbuffer[inx] != ',') { buffer[i] = GGAbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } gga->numofsat = atoi(buffer); inx++; /***************** skip HDOP *********************/ while (GGAbuffer[inx] != ',') inx++; /*************** Altitude calculation ********************/ inx++; memset(buffer, '\0', 12); i=0; while (GGAbuffer[inx] != ',') { buffer[i] = GGAbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } float alt = (atof(buffer)); // j = 0; // while (buffer[j] != '.') j++; // j++; // int declen = (strlen(buffer))-j; // int dec = atoi ((char *) buffer+j); // int lat = (num) + (dec/pow(10, (declen))); gga->alt.altitude = alt;//изменил inx++; gga->alt.unit = GGAbuffer[inx]; return 0; } int decodeRMC (char *RMCbuffer, RMCSTRUCT *rmc) { inx = 0; char buffer[12]; int i = 0; while (RMCbuffer[inx] != ',') inx++; // 1st , inx++; while (RMCbuffer[inx] != ',') inx++; // После time , inx++; if (RMCbuffer[inx] == 'A') { rmc->isValid = 1; } else { rmc->isValid =0; return 1; } inx++; inx++; while (RMCbuffer[inx] != ',') inx++; // после latitude, inx++; while (RMCbuffer[inx] != ',') inx++; // после NS , inx++; while (RMCbuffer[inx] != ',') inx++; // после longitude , inx++; while (RMCbuffer[inx] != ',') inx++; // после EW , // Получить скорость inx++; i=0; memset(buffer, '\0', 12); while (RMCbuffer[inx] != ',') { buffer[i] = RMCbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } if (strlen (buffer) > 0){ int16_t num = (atoi(buffer)); int j = 0; while (buffer[j] != '.') j++; // тоже, что и выше j++; int declen = (strlen(buffer))-j; int dec = atoi ((char *) buffer+j); float lat = num + (dec/pow(10, (declen)));// изменил rmc->speed = lat; } else rmc->speed = 0; // Получить курс inx++; i=0; memset(buffer, '\0', 12); while (RMCbuffer[inx] != ',') { buffer[i] = RMCbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } if (strlen (buffer) > 0){ int16_t num = (atoi(buffer)); int j = 0; while (buffer[j] != '.') j++; j++; int declen = (strlen(buffer))-j; int dec = atoi ((char *) buffer+j); float lat = num + (dec/pow(10, (declen)));//изменил rmc->course = lat; } else { rmc->course = 0; } // Получить дату inx++; i=0; memset(buffer, '\0', 12); while (RMCbuffer[inx] != ',') { buffer[i] = RMCbuffer[inx]; i++; // if(i>sizeof(buffer)){ // return 0; // } inx++; } // Дата в формате 120295 day = atoi(buffer)/10000; mon = (atoi(buffer)/100)%100; yr = atoi(buffer)%100; day = day+daychange;// коррекция из-за сдвига по Гринвичу // сохранить данные в структуру rmc->date.Day = day; rmc->date.Mon = mon; rmc->date.Yr = yr; return 0; }

extern volatile uint8_t uartRxFullIRDone; //сработало прерывание по полному буферу extern volatile uint8_t uartRxHalfIRDone; //сработало прерывание по половине extern volatile uint8_t uartRxABDone;//сработало прерывание на прием от ведущего устройства extern volatile uint8_t uartTxIRDone_AB; //сработало прерывание на отправку ведущему устройству extern short status_UART; //для проверки что gps отключили #define DELAY_GPS_STATUS_CONNECT 1000//1000 uint32_t gps_time_recieve = 0;//когда получили данные от GPS //uint8_t gps_connect_status=-1;//-1=не подключен 1=подключен //E N D для проверки что gps отключили #define SIZEBUF_result_out_ab 55 //57 //53 0x5A 0xA5 0 unsigned char uart_rezult_buf_out_AB[SIZEBUF_result_out_ab]={0,}; //60.1234567 47.1234567 16:11:33:128 09 2 134.2 34.6 int size_rez_buf_ab=0; //буфер для сырых данных от GPS #define SIZEBUF_uart_rx_buf 100//1000 уменьшил буфер для быстрого заполнения, чтобы у меня быстро не срабатывало время отсутствия gps uint8_t uart_rx_buf[SIZEBUF_uart_rx_buf]={0,}; //буфер для GPS-GGA #define SIZEBUF_buf_GGA 100 char buf_GGA[SIZEBUF_buf_GGA]={0,}; //буфер для GPS-RMC #define SIZEBUF_buf_RMC 100 char buf_RMC[SIZEBUF_buf_RMC]={0,}; // NMEA GPSSTRUCT gpsData; int flagGGA = 0, flagRMC = 0; //для составления строк #define SIZEBUF_shablon 3 char shablonGNGGA[]="GGA"; char shablonGNRMC[]="RMC"; short shablon_iGNGGA=0; short shablon_iGNRMC=0; char shablonMode=0;//0=ищем шаблон//1=ожидаем символ конца строки 13 char shablonMode_1=0; //буфер для сборки строки #define SIZEBUF_result 100 char uart_rezult_buf1[SIZEBUF_result]={0,}; char uart_rezult_buf2[SIZEBUF_result]={0,}; char* uart_rezult_buf=uart_rezult_buf1; short uart_rezult_buf_i=0;//индекс char* uart_bufRow=uart_rezult_buf1;//буфер с целой строкой //E N D буфер для сборки строки //E N D для составления строк void uart_Handler_GNSS(void)//эту функцию нужно вызывать постоянно { uint32_t ms = HAL_GetTick(); char isData=0; char* pData=(char*)uart_rx_buf; if(uartRxFullIRDone){ uartRxFullIRDone = 0; pData=(char*)&uart_rx_buf[SIZEBUF_uart_rx_buf/2]; isData=1; } if(uartRxHalfIRDone){ uartRxHalfIRDone = 0; isData=1; } if(isData){ isData=0; //статус о том что gps активен gParams.isGPS=1; for(int i =0;i<SIZEBUF_uart_rx_buf/2;i++){ switch (shablonMode) { case 0://0=ищем шаблон if(pData[i]==shablonGNGGA[shablon_iGNGGA]){ shablon_iGNGGA++; }else{ shablon_iGNGGA=0; } if(pData[i]==shablonGNRMC[shablon_iGNRMC]){ shablon_iGNRMC++; }else{ shablon_iGNRMC=0; } if(shablon_iGNGGA || shablon_iGNRMC){ uart_rezult_buf[uart_rezult_buf_i]=pData[i];uart_rezult_buf_i++; if(shablon_iGNGGA>=SIZEBUF_shablon || shablon_iGNRMC>=SIZEBUF_shablon){ shablon_iGNGGA=0; shablon_iGNRMC=0; shablonMode=1;//переходим в режим поиска конца строки } }else{ uart_rezult_buf_i=0; } break; case 1://1=ожидаем символ конца строки 13 if(pData[i]==13 || pData[i]==10){ //собрали строку uart_rezult_buf[uart_rezult_buf_i]='\r'; uart_rezult_buf_i++; if(uart_rezult_buf_i>=SIZEBUF_result){uart_rezult_buf_i=SIZEBUF_result;} uart_rezult_buf[uart_rezult_buf_i]='\n'; //переключаемся на следующий буфер if(uart_rezult_buf==uart_rezult_buf1){ uart_rezult_buf=uart_rezult_buf2; uart_bufRow=uart_rezult_buf1; }else{ uart_rezult_buf=uart_rezult_buf1; uart_bufRow=uart_rezult_buf2; } if(uart_bufRow[0] == 'G')//Поток данных от GGA { memcpy(buf_GGA,uart_bufRow,SIZEBUF_buf_GGA); gps_time_recieve=ms; } if(uart_bufRow[0] == 'R')//Поток данных от RMC { memcpy(buf_RMC,uart_bufRow,SIZEBUF_buf_RMC); gps_time_recieve=ms; } //-----------------------------------------Работа с NMEA-------------------------------------------------------------- if (decodeGGA(buf_GGA, &gpsData.ggastruct) == 0) flagGGA = 2; // 2 indicates the data is valid else flagGGA = 1; // 1 indicates the data is invalid //if(ttt){decodeGGA(buf_GGA, &gpsData.ggastruct);}//отладка if (decodeRMC(buf_RMC, &gpsData.rmcstruct) == 0) flagRMC = 2; // 2 indicates the data is valid else flagRMC = 1; // 1 indicates the data is invalid if ((flagGGA == 2) | (flagRMC == 2)) { uart_rezult_buf_out_AB[0]=0x5A; uart_rezult_buf_out_AB[1]=0xA5; //В данном буфере находятся данные от GPS после расшифровки NMEA, их можно уже непосредственно продвигать дальше - - - size_rez_buf_ab=sprintf((char*)&uart_rezult_buf_out_AB[3], "%.6f %.6f %02d:%02d:%02d.%03d %02d %d %.2f %.2f>", gpsData.ggastruct.lcation.latitude,gpsData.ggastruct.lcation.longitude, gpsData.ggastruct.tim.hour,gpsData.ggastruct.tim.min, gpsData.ggastruct.tim.sec, gpsData.ggastruct.tim.msec,gpsData.ggastruct.numofsat,gpsData.ggastruct.calc.calculation, gpsData.ggastruct.alt.altitude,gpsData.rmcstruct.course); gParams.isRTK_GPS = gpsData.ggastruct.calc.calculation;//параметры режима работы GPS uart_rezult_buf_out_AB[2]=size_rez_buf_ab; size_rez_buf_ab+=3;//размер преамбулы+поле размер } //переходим в режим поиска шаблона uart_rezult_buf_i=0; shablonMode=0; }else{ uart_rezult_buf[uart_rezult_buf_i]=pData[i]; uart_rezult_buf_i++; if(uart_rezult_buf_i>=SIZEBUF_result){uart_rezult_buf_i=SIZEBUF_result;} } break; } } //-опустить } if(gps_time_recieve && ((ms - gps_time_recieve) >= DELAY_GPS_STATUS_CONNECT)){ gParams.isGPS=0; //uart_startRecieving_GNSS();//было убрано, потому что когда часто происходило условие, // было обнуление статуса, и перезапуск приема от uart, это и была ошибка, потому что записывалось по верх уже имеющихся данных, новые данные } } //Геттер на отправку uint8_t* dpi_getGPS_buffer(int* ret_buff_size) { if(ret_buff_size){*ret_buff_size=size_rez_buf_ab;} return uart_rezult_buf_out_AB; } void uart_startRecieving_GNSS(void) { status_UART=1;//1=startRecieving 2=RxHalf 3=RxCplt 4=прием от АБ (uart3)//отладка memset(uart_rx_buf,0,sizeof(uart_rx_buf)); HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, (uint8_t*)uart_rx_buf, SIZEBUF_uart_rx_buf);//начинаю прием данных от gps на uart1 }

void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(huart == &huart1){ status_UART=2;//1=startRecieving 2=RxHalf 3=RxCplt //отладка uartRxHalfIRDone = 1; //сработало прерывание по половине } } void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) //Callback от UART RX { if(huart == &huart1){//GPS //HAL_UART_DMAStop(huart); status_UART=3;//1=startRecieving 2=RxHalf 3=RxCplt //отладка uartRxFullIRDone = 1; //сработало прерывание по полному буферу } } // Обработчик ошибок UART void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if (huart->Instance == USART1 && enResetUART) { //GPS /* Сброс ошибок и восстановление работы */ HAL_UART_DeInit(huart); HAL_UART_Init(huart); uartRxFullIRDone = 0; uartRxHalfIRDone = 0; uart_startRecieving_GNSS(); // if(status_UART==1){//1-send 2=startRecieving 3=finishRecieving 4=TxCplt // uart_sendData(); // }else{ // uart_startRecieving_GNSS(); // } }

void proj_main() { volatile const char *ch = ";V-F-BIN;ver: "VER_PROG(VER_a,VER_b,VER_c);(void)ch; uart_GNSS_init(); uart_startRecieving_GNSS();//Здесь я начинаю принимать данные от gps while (1){ //хэндлеры uart_Handler_GNSS(); }//while (1) }