GPS通訊協議（NMEA0183）協議解析
核心提示：說起NMEA協議，只要接觸過GPS裝置的人，或者說是要用到GPS裝置研發的人都知道，這是一個很常用的GPS通訊協議，而且也有很多人遇到關於NEMA協議的一些問題
說起NMEA協議，只要接觸過GPS裝置的人，或者說是要用到GPS裝置研發的人都知道，這是一個很常用的GPS通訊協議，而且也有很多人遇到關於NEMA協議的一些問題，我忽然有一個想法，就是按照自己對這個協議的一些理解，寫一點這方面的東西，看是不是能幫剛剛入門的人解答一些疑問，由於筆者水平有限，這個東西也只能算是一個簡單介紹，就算是知識普及吧，希望能引高手出來大家一起討論。好了，言歸正傳，我們開始吧！
GPS(全球定位系統)接收機與手持機之間的資料交換格式一般都由生產廠商預設定製，其定義內容普通使用者很難知曉，且不同品牌、不同型號的GPS接收機所配置的控制應用程式也因生產廠家的不同而不同。所以，對於通用GPS應用軟體，需要一個統一格式的資料標準，以解決與任意一臺GPS的介面問題。NMEA-0183資料標準就是解決這類問題的方案之一。NMEA協議是為了在不同的GPS導航裝置中建立統一的RTCM(海事無線電技術委員會)標準，它最初是由美國國家海洋電子協會(NMEA—The
NationalMarine Electronics Association)制定的。NMEA協議有0180、0182和0183這3種，0183可以認為是前兩種的升級，也是目前使用最為廣泛的一種
NMEA通訊協議所定義的標準通訊介面引數為：
波特率：4800bit/s；
資料位：8位；
停止位：1位；
奇偶校驗：無；
NMEA-OI83語句解析
NMEA通訊協議所規定的通訊語句都已是以ASCII碼為基礎的，NMEA-0183協議語句的資料格式如下：“$”為語句起始標誌；“，”為域分隔符；“ *”為校驗和識別符，其後面的兩位數為校驗和，代表了“$”和“*”之間所有字元的按位異或值（不包括這兩個字元）；“／”為終止符，所有的語句必須以來結束，也就是ASCII
字元的“回車”（十六進位制的0D）和“換行”（十六進位制的0A）。
典型的NMEA0183語句如下面的GPGGA語句。
當GPS正常工作時，語句如：
$GPGGA,053152,3957.7484,N,11626.7626,E,1,06,1.5,88.1,M,-8.0,M,,*64
當GPS收不到衛星訊號時，GPGGA語句輸出變為：
$GPGGA,053247,3957.7484,N,11626.7626,E,0,00,,,M,,M,,*46
除標準語句外，NMEAO183規範還允許個別廠商定義私有的語句格式，這些語句以“$P”開始，然後是三個字元長度的廠商識別號，跟著是廠商定義的資料，接下來的資料格式與標準格式相同。
如Garmin的PGRME私有格式如下：
$PGRME,8.9,M,6.1,M,10.8,M*11
其中，“P”代表私有格式，“GRM”是Garmin的程式碼，“E”表示語句型別。
NMEA資料處理中的注意事項
如果開發基於GPS的應用系統，就需要將GPS作為資訊源，正確接收和解析GPS傳送的NMEA一0183資料。此時，在程式設計實現時需要注意幾個問題。
1、通訊埠的設定
雖然NMEA規範推薦的序列通訊引數為“波特率：4800；奇偶校驗：無；資料位：8；停止位：1”，但也有廠商的產品允許使用者將波特率設定的更高，此時需要注意設定計算機的介面引數與GPS裝置一致。
2、 所需資訊的正確提取
NMEA—O183是以語句形式傳送資料的，接收機可能傳送很多型別的語句，而我們需要的可能只是某些語句中的幾個欄位。因此就需要對接收到的資料進行解析，取得所需的資訊。另外，可能會由於小數點位數不同等原因，語句的長度是可變的，因而分離感興趣的資訊時，不能按照該資訊在語句中所處的字元位置來查詢，只能依據逗號分隔符，這一點在資料提取的過程中非常重要。筆者就經常遇到一些應用軟體工程師，在提取NMEA語句中的資訊的時候按照字元的長度提取，這樣編出來的程式，通用性差，而且經常會出現資訊提取錯誤的問題。
以上都是我們在程式中需要注意的問題。為解決資訊的正確提取問題，並提高程式的複用性，可以編寫適當的函式，如一個函式用來分離語句（即通過$字元判斷語句頭，一直到換行回車結束一條語句）；一個函式用來判斷語句中的欄位數（通過“，”分隔符來提取語句欄位），還有一個函式用來返回語句中指定欄位的內容。有了這三個函式，就可以方便的提取所需的資訊，此時的工作只是簡單字串比較和顯示格式的變換
檢驗和的計算與比較
3、最後，為了確保所採集的GPS資料的可靠性，必須進行檢驗和的計算與比較。檢驗和hh為“$”與“*”之間的所有字元按位異或的結果，並將其高4位和低4位各用一個十六進位制數(字母大寫)表示出來。為此，需編寫函式，從語句頭識別符“*”開始，計算檢驗和，直至“*”到達為止，這時“*”號後面的兩個字元就是檢驗碼，將自己的計算結果同這兩個檢驗碼字元比較，若不同，按出錯處理，並繼續執行；若相同，則說明通訊成功，資料接收正確，可以處理該語句，提取所需資料。
這裡簡單介紹了NMEA一0183規範的介面定義和資料格式，但是篇幅限制沒有對NMEA語句進行詳細的解析，語句的詳細說明可參照NMEA規範或各GPS接收機的說明書。我現在手中有一份中文版本的NMEA協議語句的詳細解析，當然並不是全部的語句，是根據GARMIN技術手冊翻譯過來的，如果有興趣瞭解的兄弟可以留下郵箱。
以上這些文字，是AKA按照自己對NMEA協議的的理解，再加上一點東找西看來的東西寫出來的，如對其中的問題有疑問，歡迎探討！
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