自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與研究

摘 要：研究了GPS監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理，運用GPS與Web地圖相結(jié)合的定位方法，基于Vc++編程實現(xiàn)了一種可對寵物或車輛進行實時、遠程監(jiān)控的自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：GPS監(jiān)控系統(tǒng)；串口通訊；Web地圖

中圖分類號：TP311

GPS是全球定位系統(tǒng)的英文簡稱。GPS技術(shù)的主要功能是可實現(xiàn)對載體目標位置、速度等的精確捕獲及監(jiān)控。已廣泛應(yīng)用于交通、物流、公安、海洋測繪等行業(yè)的GPS監(jiān)控系統(tǒng)，是成功運用了GPS技術(shù)、無線通信技術(shù)、GIS技術(shù)及圖像處理技術(shù)等來實現(xiàn)的，可以對移動車輛、設(shè)備或人、寵物的實時遠程監(jiān)控。

根據(jù)GPS監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)的不同，主要可分為兩類。一類是中心式GPS監(jiān)控系統(tǒng)和自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)。

自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)是將GPS模塊通過標準接口（串口、USB接口、藍牙等）直接連接到計算機、Pocket PC等設(shè)備，該類系統(tǒng)一般會根據(jù)用戶的需求編寫不同的應(yīng)用程序來供用戶使用，比如自主車載導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS軌跡記錄儀等設(shè)備。本文研究的是一種基于VC++編程，通過串口接收數(shù)據(jù)的自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

1 串口通訊的自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

1.1 串口的打開及初始化

打開串口工作區(qū)使用OpenWorkFlow（）函數(shù)，其工作是啟動串口工作線程，該函數(shù)沒有傳入?yún)?shù)，函數(shù)的返回值為BOOL型，表示啟動串口工作區(qū)是否成功。而對串口工作區(qū)參數(shù)初始化則使用InitWorkFlow（）函數(shù)，該函數(shù)的傳入?yún)?shù)分別為串口名稱和DBC結(jié)構(gòu)的串口工作參數(shù)，該函數(shù)的返回值為BOOL型，表示初始化串口工作區(qū)是否成功。

1.2 串口接收GPS數(shù)據(jù)

在Vc++的編程實現(xiàn)中，數(shù)據(jù)接收部分通過線程運行函數(shù)Run（）和數(shù)據(jù)接收函數(shù)RecieiveData（）來實現(xiàn)。

（1）線程的運行函數(shù)。Run（）函數(shù)實現(xiàn)對應(yīng)串口的接收事件的監(jiān)測，當監(jiān)測到有數(shù)據(jù)到達時，接下來執(zhí)行RecieiveData（）接收函數(shù)進行數(shù)據(jù)接收，并發(fā)送消息通知給數(shù)據(jù)處理窗體。Run（）函數(shù)沒有傳入?yún)?shù)，該函數(shù)返回值為線程結(jié)束時結(jié)束代碼。

（2）數(shù)據(jù)接收函數(shù)。ReceiveData（）函數(shù)實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的接收。該函數(shù)傳入?yún)?shù)為接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的最大長度，函數(shù)會取這個值與當前緩沖區(qū)長度中較小的那個值來執(zhí)行讀取。該函數(shù)返回值為BOOL，其中，TRUE表示正確接收串口數(shù)據(jù)，F(xiàn)ALSE表示接收串口數(shù)據(jù)失敗。

1.3 GPS數(shù)據(jù)的解析

在接收到GPS模塊中的相關(guān)數(shù)據(jù)后，還需要對數(shù)據(jù)按協(xié)議格式進行解析。如：CdataFlow對象，CdataFlow對象在接收到消息后，會將數(shù)據(jù)存儲到變量中，并對緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進行解析。

解析對象在接收到串口數(shù)據(jù)后，會觸發(fā)OnComMsg（）函數(shù)，此函數(shù)會存儲數(shù)據(jù)，并調(diào)用SearchFlow（）函數(shù)來查找數(shù)據(jù)包，如果查找到有效數(shù)據(jù)包，則會調(diào)用DealFlow（）函數(shù)來處理數(shù)據(jù)包，并發(fā)送解碼消息，由解碼處理函數(shù)OnDecodeMsg（）來具體解碼。

（1）數(shù)據(jù)處理函數(shù)。OnComMsg（）函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，用于處理串口接收到的數(shù)據(jù)。當串口數(shù)據(jù)接收線程監(jiān)測到有數(shù)據(jù)到達時，會進行及時接收，并發(fā)送消息給數(shù)據(jù)處理窗口，數(shù)據(jù)處理窗口就會調(diào)用此函數(shù)對數(shù)據(jù)進行處理，主要是將數(shù)據(jù)存入待解析字符串中，并發(fā)送消息給主窗體，由主窗體實現(xiàn)數(shù)據(jù)在界面顯示，并調(diào)用解析函數(shù)進行協(xié)議數(shù)據(jù)的解析。該函數(shù)的傳入?yún)?shù)是存儲接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針和接收到的數(shù)據(jù)的長度，該函數(shù)無返回值。

（2）查找協(xié)議數(shù)據(jù)包函數(shù)。SearchFlow（）函數(shù)可實現(xiàn)從待解析數(shù)據(jù)緩沖區(qū)查找協(xié)議數(shù)據(jù)包的功能。查找數(shù)據(jù)包的標準是判斷協(xié)議頭和協(xié)議尾是否與協(xié)議的定義相符，如果查找到，則將協(xié)議頭的位置、協(xié)議尾的位置以及協(xié)議數(shù)據(jù)包的長度存入變量中。該函數(shù)沒有傳入?yún)?shù)。該函數(shù)返回值為BOOL型，表示是否查找到協(xié)議數(shù)據(jù)包，如果返回TRUE，則表示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中存在協(xié)議數(shù)據(jù)包，如果返回FALSE，則表示當前的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中沒有協(xié)議數(shù)據(jù)包。

（3）協(xié)議數(shù)據(jù)包解析函數(shù)。DealFlow（）函數(shù)實現(xiàn)從待解析數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中提取協(xié)議數(shù)據(jù)包的功能。當在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中查找到協(xié)議數(shù)據(jù)包后，調(diào)用此方法將協(xié)議數(shù)據(jù)包從緩沖區(qū)中提取出來，并發(fā)送消息給解碼函數(shù)進行解碼。該函數(shù)沒有傳入?yún)?shù)。該函數(shù)沒有返回值。

（4）數(shù)據(jù)解碼函數(shù)。OnDecodeMsg（）函數(shù)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的解碼功能。當程序提取出協(xié)議數(shù)據(jù)包后，則發(fā)送消息給此解碼函數(shù)，此函數(shù)即對數(shù)據(jù)進行解碼，其按照相應(yīng)協(xié)議對數(shù)據(jù)進行解析。該函數(shù)的傳入?yún)?shù)為協(xié)議數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針和協(xié)議數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長度。該函數(shù)沒有返回值。

（5）GPS定位信息解碼函數(shù)。解碼GPS定位信息函數(shù)主要使用DecodeNEMA_GPGGA（），該函數(shù)實現(xiàn)GPS定位信息協(xié)議數(shù)據(jù)包的解碼功能，其按照協(xié)議的語句格式對數(shù)據(jù)進行解析。該函數(shù)沒有傳入?yún)?shù)，其返回值為GPSPack共用體指針，其中存儲著GPGGA語句的數(shù)據(jù)項。

1.4 地圖支持

在解析出GPS信息后，如果只是枯燥的數(shù)據(jù)，那么對用戶來說不夠直觀，無法確切地了解實際的位置在什么地方，所以需要加入地圖的支持。地圖的應(yīng)用是很復(fù)雜的過程，依靠的是GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)。簡單地講，目前在監(jiān)控系統(tǒng)程序中結(jié)合地圖應(yīng)用主要有兩種方式：一種是本地地圖應(yīng)用，另一種是Web地圖應(yīng)用。早期的地圖應(yīng)用是從本地應(yīng)用發(fā)展起來的，其技術(shù)已經(jīng)比較成熟了，像MapInfo的MapX、Arc/Info等都提供了本地地圖的使用。隨著本地地圖應(yīng)用中一些問題的出現(xiàn)，如費用高、占用空間大、部署麻煩等，Web地圖的應(yīng)用發(fā)展了起來。本設(shè)計中，采用的就是Web地圖應(yīng)用技術(shù)，使用51ditu提供的免費地圖引擎，實現(xiàn)GPS位置信息的圖形化顯示。地圖顯示的具體方法：將51ditu引擎的Web頁面編寫好，主要是顯示點的腳本函數(shù)，然后在程序中調(diào)用頁面的腳本函數(shù)。

1.5 端口清理

在實際編程開發(fā)中，很多時候會忽略結(jié)束清理工作，這樣往往會導(dǎo)致一些不可預(yù)知的BUG，尤其是像串口這樣獨享的資源，一定要做清理釋放工作。清理釋放工作的主要過程就是關(guān)閉串口，主要通過CloseCom（）函數(shù)來實現(xiàn)，該函數(shù)清除串口工作區(qū)并關(guān)閉串口句柄。該函數(shù)沒有傳入?yún)?shù)，其返回值為BOOL型，表示關(guān)閉串口是否成功。

2 結(jié)束語

自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)具有靈活、可定制的、成本價格低廉的特點，能在一定范圍內(nèi)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的、價格較高的GPS運營商提供的服務(wù)方式。自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)一般只需要一次的成本投入，即能獲得終身免費使用的權(quán)利。本文研究和開發(fā)的基于Vc++編程，采用串口通訊，可對寵物或車輛進行實時、遠程監(jiān)控的自助式GPS監(jiān)控系統(tǒng)，為其他相似開發(fā)和研究提供了參考。

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作者簡介：周澤輝（1977-），男，講師，碩士，主要從事軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)方面的教學與研究；吳炬（1978-），男，助教，碩士，主要從事軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)方面的教學與研究。

作者單位：長沙職業(yè)技術(shù)學院，長沙 410300