51单片机接收GPS数据的算法与实现

C h i n a s c i e n c e& T e c h n 0 I。 g y O v e r v i e w信息技术与应用

5 1单片机接收G P S数据的算法与实现张伟 (江苏科技大学(张家港校区),江苏张家港 2 1 5 6 0 0 ) 【摘要 l本文研究的对象为处理器为5 1单片机的应用系统，研究的主要内容为应用系统在编程的过程中的内存使用区划分、 G P S定位信息流数据格式两方面。在应用系统在使用的过程中， 5 1单片机具有内存较小的特点， r￣ G P S导航具有数据流较大的特点，两者之间存在着较大的矛盾。为了 解决这一矛盾，本文提出了5 1单片机接收GP s数据的压缩算法。 【关键词】 5 1单片机 G P S数据数据压缩

在嵌入式的G P S车载系统的处理器一般情况下采用5 1单片机， 预置，实现标识头与G P S信息的同步信号监测处理。第二， UTC时间但是这种处理器具有内存较小的特点，其内存仅为1 2 8 B,而G P S定同样占用7个字节，通过时分秒的格式对世界时间进行指示，在加上位信息数量流具有较大的特点。 5 1单片机内存与 G P S定位信息之间 8小时之后转换为背景时l h - pI。在UTC时间中可以将“,”视为冗余位存在着严重的矛盾，本文针对这对矛盾提出了G P S数据的压缩算法， 进行去除。第三，定位状态占用2个字节，依据定位状态对G P S信息定更好地解决了5 1单片机在应用过程中内存较小的问题。 位的成功与否进行判断，定位状态中可以将“,”视为冗余位进行去除。第四，纬度占用l O+字节，可以将“ .”、“,”视为冗余位进行去除。 1 5 1单片机内存较小的特点第五，纬度指示器占用 2个字节，其作用是对东西经进行指示，所有 5 1单片机具有内存较小的特点，其内存仅为1 2 8 B,其中寄存器的￥ G P R MC,中的该信息段都位于东经，因此可以将其视为冗余位区为3 2个字节、数据缓冲区为8 0个字节、位寻址区为 l 6个字节【 1]。在进行去除。第六，纬度占用1 1个字节，可以将“ .”、“,”视为冗余位进行对单片机技术人员的技术水平进行衡量的过程中，单片机内存宝贵去除第七，纬度指示器占用2个字节，

所有的￥ G P R MC,语句中该段资源的利用率是其重要的衡量标准之一。如果项目开发过程中应用信息都相同，可以将其视为冗余信息进行去除。第八，地面速度占用了5 l单片机，那么程序设计人员在内存资源利用的过程中，寄存器 6个字节，可以将“ .”、“,”视为冗余位进行去除。第九，地面航向占用区的主要功能为参与程序运算数据寄存单元，数据缓冲区的主要功 6个字节，可以将“ .”、“,”视为冗余位进行去除。第十，其他记录段中能为对数据运算结果或中间结果进行缓存，位寻址去的主要功能为所有无关的都可以进行保留，能够去除1 7个字节。 变量或标志的定义。 通过压缩与处理之后，共去除掉3 8个字节，剩余的字节数为3 2 个。在压缩与处理的过程中最为重要的就是“ .”与“,”符号的去除，其 2 GP S定位信息量较大的特点】。为了实现直观 G P S接收机在工作状态中会不间断地进行G P S导航定位信息他的冗余为可以通过接受不存储的方法进行去掉口的效果，可以进行单片机的单字节串行口接收的子程序和接收G P S 的传输，通过串口将这些信息传输到单片机中。如果没有对这些G P S 数据流中的一段如时间、经度、纬度等并去掉G P S数据串中间的“,” 导航定位信息进行处理，那么这些数据将是一长串字节流信息。因和“ .”两个符号的子程序的设置。 此，必须要通过一定的程序对G P S导航定位信息进行转化，使其具有实际意义并能够为高层决策提供依据。 G P S在进行信息提取的过程 5结语中与其他的通信协议类似，首先要对帧结构进行明确，之后依据结通过对G P S数据流的压缩与处理，能够实现G P S车载系统中5 1 构进行定位信息的提取。 单片机处理器存储空间的节省，还具有信道占用时间降低、数据安全}生提高等特点。本文提出的压缩程序针对的对象为G P S数据格式， 3 5 1单片机内存与GP S定位信息之问的矛盾因此该压缩程序具有压缩比较大、通用性较差的特点。在将该程序嵌入式的G P S车载系统的使用者关注的主要内容包括日期、时

需要对其进行一定的修改。各+G P S厂家执行间、纠度、面速度等，因此G P S系统可以采用￥ G P RMc记录语言。

这移植到其他系统中时，的规范标准都是NME A一 0 1 8 3输出语句，这就为改压缩程序的通用种语言所包含的字节为7 0个，主要的内容包括语句标识头、世界时而进行修改的主要原因为数据输出格式具有差别。 间、定位状态、纬度、纬度方位、经度、经度方位、地面速度、地面路线、 奠定了基础，日期、磁偏角、校验和和结束标记【 2】 o如果试用5 1单片机作为接收器，参考文献： 单片机内存缓冲区需要花费 7 0个字节，导致数据缓冲区的8 o+字节[ 1]王波，冬梅，刘东.基于A T M E G A 6 4 4 P单片机的G P S数据记录器[ J] .电所剩无几，根本不能够用作他途。 子世界， 2 0 1 4 ( 4 3 ): 5 - 6 .

4 GP S接收程序的设计与算法分析

[ 2]刘晓。伍小东，姚军光，魏权利.基于单片机采集G P S数据系统的设计[ J] .青岛科技大学学报(自然科学版), 2 0 1 1 ( 6 5 ): 1 7 2 -1 7 5 . 通过对G P S数据记录进行分析发现，语句之间的数据段中存在[ 3]郭耀华.基于单片机的G P S数据采集与传输系统的设计与实现[ J] . 着较多的冗余。此外，数据记录中包含数字、英文字符多种形式，

因此将G P S数据进行划分，为之后的压缩工作奠定基础。例如： [ 4]董作民，姜木霖，陈晓青，段润雪. M C S - 5 1单片机与G P S - O E M板数据 i f S G P R MC, ( U T C时间) f f 1 2 1 5 3, ( UT C时间) l f A, (定位状态 ) 通讯的研究与应用[ J] .湖北汽车工业学院学报。 2 0 1 0 ( 2 5 ): 3 7 - 4 1 . 0 0 3 3 . 4 3 0 4, (纬度) N, (纬度半球 ) 0 0 1 1 8 . 2 0 3 0, (经度) E, (经度半[ 5]魏守明，周生辉. G P S数据在出租车集群调度系统中的传输方案球) l 1 0 2 9. 8, (地面速度 ) 1 l 2 4 0 . 8, (地面航向) 0 5 0 7 1 2, ( UTC日期 ) [ J] .电子技术。 2 0 1 2 ( 5 ): 2 9— 3 1 .

山东工业技术。 2 O l 3 ( 6 4 ): 4 8 - 4 9 .

1 2 0 . E, (磁偏角) A, (校验和)。 第一，在语句标识头S

G P RMC,的处理过程中，由于所有语句的标识头都是相同的，可以将这7个字节作为冗余信息进行去除，从而节约7个字节的位置。在程序处理的过程中，可以对S G P RMC,进行作者简介：张伟( 1 9 9 4一),江苏南通人，江苏科技大学(张家港校区)学生，电气工程及其自动化专业。2 0 1 5年2月上第o 3期总第 2 0 7期 3 9

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