隨著GPS（全球定位系統）和便攜移動設備的飛速發展，各種各樣以GPS為基礎的便攜式定位系統相繼出現。嵌入式Linux以其開放性、安全性、健壯性和 穩定性越來越成為各種便攜設備的主要開發平臺，因此GPS模塊與嵌入式Linux平臺之間的通信成了實現定位系統的基礎。

　　GPS模塊與嵌入式Linux平臺之間進行數據傳送，大多采用異步串行傳送方式，GPS作為終端設備（DTE）與嵌入式平臺之間通過RS-232C串行通 信接口進行數據交換。因此，與GPS的數據通信在實現上即是LinuX下的串口編程，對于兩者之間的通信協議，可選的協議有很多種，而NMEA0183是目前普遍采用的一種。

　　1 NMEA0183通信協議

　　NMEA0183是GPS數據的通信協議，GPS的通信協議有很多種，但目前絕大多數GPS模塊生產廠商都采用NMEA0183協議作為其遵循的標準，因此在實現GPS與嵌入式Linux平臺之間的通信時，應先對NMEA0183協議有一定的了解。

　　（1）NMEA0183的通信參數。波特率：4800baud；數據位：8；奇偶校驗：無；停止位：1位。

　　（2）NMEA0183的報文格式。NMEA 0183協議報文的語句串（ASCII字符）格式全部信息如圖1。

　　$AAXXX ，ddd …… ，ddd *hh 《CR》《LF》

　　圖1 NMEA0183的報文格式

　　圖1中具體內容：$為串頭，表示串開始；AA為識別符；XXX為語句名；ddd.。.ddd為數據字段，字母或數字；*表示串尾；hh表示$與*之間所有字符代碼的校驗和；《CR》為回車控制符；《LF》為換行控制符。

　　在實際的GPS應用中，并不會用到NMEA的全部信息，而是根據具體的需要，從中選取有用的信息，忽略其余的信息內容。

　　例如：$GPRMC，152252，A，2513.3072，N，10346.3723，E，0.0，230.4，250503，1.3，W，A，* 02

　　其中，$GPRMC為串頭，表示此語句為定位語句；“*”之前的內容為數據字段，“152252”為UTC24小時制的標準時間，格式為“時時/分分/秒 秒”；“A”表示信號接收狀態，“A”表示接收正常，也可能為“V”，則表示一個警告，與衛星通信不正常；“2513.3072”表示緯度值；“N”標明 南北半球，“N”表示北緯，“S”表示南緯；“10346.3723”表示經度值；“E”標明東西半球，“E”表示東經，“W”表示西經；“0.0”表示 速度；“230.4”表示方位角，它的范圍為000.0-359.9；“251205”表示UTC標準時間的日期，格式為“日日/月月/年年 ”；“1.3”表示磁偏角，范圍為000.0-180.0；“W”表示地磁變化方向。

　　2 GPS數據的采集

　　嵌入式Linux平臺下的GPS數據采集涉及到Linux串口編程技術，因此首先介紹Linux串口編程的相關知識，再給出一個簡單的代碼段，實現GPS定位信息的獲取。

　　2.1 Linux串口通信

　　在Linux操作系統中，所有的設備都是被當作文件來進行操作的，所有的設備以設備文件的形式存儲在目錄/dev/下，串口的設備文件為/dev/ttyS*，其中，ttyS0為串口一，ttyS1為串口二，以此類推。

　　Linux下定義了一個查詢和操縱終端的標準接口，該接口被稱為termios，在系統頭文件《termios.h》中定義。它包括一個數據 結構和一系列操縱這些數據結構的函數組成。有關串口的所有參數配置都保存在接口termios的結構struct termios中，該結構定義如下：

　　其中的c_flag成員是用來控制輸入處理選項的，它將影響到終端驅動程序在把輸入發送給程序前是否對其進行處理，及怎樣對其進行處理。c_oflag成 員是用來控制輸出數據的處理，并決定在發送輸出數據到顯示屏和其他輸出設備之前，終端驅動程序是否以及如何來處理它們。c_oflag用于存放各種決定終 端設備硬件特性的控制標志。存放在c_lflag中的本地模式標志用來操縱這樣的一些終端特性，比如是否將輸入字符顯示到顯示屏上。c_cc包含了特殊字符序列的值，比如^（退出）和^H（刪除），以及它們所代表的操作。除了上面的這個包含串口參數配置的數據結構之外，termios中還包含許多控制串口 特性的函數。其中基本的函數如：tcgetattr（）和tcsetattr（）。tcgetattr（）用來初始化一個termios數據結構，之后可 使用其它的函數來操縱由tcgetattr（）返回的數據結構。完成這些操作后，使用tcsetattr（）來更新串口的設置。

　　其它對串口的打開、關閉、讀取功能與其它的文件操作一致，使用open（）、close（）、read（）函數完成。

　　在采集GPS數據的過程中，需對所讀取的數據進行鑒別區分，只選取其中有用的信息進行處理而忽略其余的信息，這需要根據NMEA0183協議中規定的語句格式來進行篩選。

　　2.2 GPS中定位信息的獲取舉例

　　在嵌入式Linux系統中進行串口編程，讀取GPS數據的定位信息。

　　以上代碼只是GPS輸出數據中定位信息提取的關鍵代碼，要完成進一步的完整功能還需編寫大量的代碼，這里就不一一列出。

　　3 結束語

　　GPS設備與嵌入式Linux平臺之間的數據是實現嵌入式GIS定位功能的基礎，隨著基于嵌入式Linux的嵌入式GIS的應用日益廣泛，GPS數據的采 集方法成為一項基礎性工作，本文針對GPS數據的采集，詳細分析了目前普遍采用的NMEA0183協議，并在此基礎上對嵌入式Linux環境下的GPS數 據采集進行舉例分析。