Palm 串行通訊GPS數(shù)據(jù)讀取的實(shí)現(xiàn)

關(guān)于J2ME程序編寫的教程，各大網(wǎng)站均有介紹。但是J2ME教程的學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用畢竟還有一段距離。筆者從事J2ME一年多， 已經(jīng)成功地開發(fā)出基于無線互聯(lián)網(wǎng)palm與GPS、電子地圖結(jié)合個人導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Palm通過串口采集GPS數(shù)據(jù)，將GPS數(shù)據(jù)在電子地圖上定 位，地圖數(shù)據(jù)的更新或空間屬性分析通過掌上電腦Palm的紅外口與手機(jī)相連，將數(shù)據(jù)請求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器接收請求后，將處理結(jié)果返回給Palm用戶。 以下介紹該系統(tǒng)中比較重要技術(shù)－

1引言

目前，無論作為GIS 應(yīng)用體現(xiàn)的自定位導(dǎo)航系統(tǒng)，大多數(shù)采用筆記本電腦或特別定做硬件，其顯示設(shè)備的成本占去了整個系統(tǒng)成本的絕大部分，硬件平臺的性能和成本制約這些高新技術(shù) 的推廣和應(yīng)用，個人消費(fèi)這個巨大的市場一時還難以啟動，無法適應(yīng)某些特殊行業(yè)（如：公安、消防、地名數(shù)據(jù)采集、野外探險導(dǎo)航等）的應(yīng)用。隨著計算機(jī)軟件硬 件技術(shù)發(fā)展， WAP無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成功應(yīng)用、各種具有無線互聯(lián)網(wǎng)功能的移動智能終端（如：掌上電腦、WAP手機(jī)、Pager等）的出現(xiàn)，使得擁有這些智能終端的人們 可以隨時隨地完成以前只有辦公室或家里才能完成的工作，人們可以"在移動中辦公"，智能終端＋無線互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成功地應(yīng)用到人們生活的方方面面。與此同時， 與這些智能終端配套的外圍硬件（如：GPS、GSM模塊等）的出現(xiàn)，進(jìn)一步拓展了這些智能終端的應(yīng)用領(lǐng)域。不言而喻，智能終端、GPS、無線互聯(lián)網(wǎng)等新技 術(shù)在GIS領(lǐng)域的應(yīng)用，勢必豐富GIS理論和拓展GIS應(yīng)用領(lǐng)域。基于這些移動智能終端平臺的GIS＋GPS＋無線互聯(lián)網(wǎng)一體化的研究，必然成為GIS領(lǐng) 域中一個新興的重要研究領(lǐng)域。國際GIS界將GIS＋GPS＋無線互聯(lián)網(wǎng)一體化的研究稱為"移動GIS（Mobile GIS）"。

筆者從事該領(lǐng)域研究1年有余，已經(jīng)成功地開發(fā)出基于無線互聯(lián)網(wǎng)palm與GPS、電子地圖結(jié)合個人導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Palm通過串口采集GPS數(shù)據(jù)， 將GPS數(shù)據(jù)在電子地圖上定位，地圖數(shù)據(jù)的更新或空間屬性分析通過掌上電腦Palm的紅外口與手機(jī)相連，將數(shù)據(jù)請求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器接收請求后，將處 理結(jié)果返回給Palm用戶。以下介紹該系統(tǒng)中比較重要技術(shù)－PDA(palm)GPS數(shù)據(jù)的讀取。

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2 Palm掌上電腦介紹

2.1硬件介紹

Palm 是3Com公司的產(chǎn)品，其操作系統(tǒng)為PalmOS。Palm OS是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)。Palm提供了串行通訊接口和紅外線傳輸接口。利用它可以方便地與其他外部設(shè)備通訊、傳輸數(shù)據(jù)。Palm OS與同步軟件（HotSync）結(jié)合可以使掌上電腦與PC機(jī)上的信息實(shí)現(xiàn)同步，把臺式機(jī)的功能擴(kuò)展到了手掌上。Palm應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，如：聯(lián)絡(luò)及工 作表管理、電子郵件及互聯(lián)網(wǎng)通訊、銷售人員及組別自動化、等等。Palm外圍硬件也十分豐富，有數(shù)碼相機(jī)，GPS接收器，調(diào)制解調(diào)器，GSM無線電話，數(shù) 碼音頻播放設(shè)備，便攜鍵盤，語音記錄器，條碼掃描，無線尋呼接收器，探測儀等許多許多。

其中Palm與GPS結(jié)合的應(yīng)用，可以不但可以做導(dǎo)航定位，還可以結(jié)合GPS做氣候的監(jiān)測、地名調(diào)查等。

2.2開發(fā)工具選取

目前針對Palm環(huán)境的開發(fā)工具主要有CodeWarror C、JAVA、AppForgePersonal(Basic)等等。由于Palm平臺與微機(jī)硬件、軟件平臺有著本質(zhì)的差異，為了減少開發(fā)人員的培訓(xùn)費(fèi)用，提高開發(fā)速度，我們采用Java語言作為系統(tǒng)開發(fā)工具。Java技術(shù)由三個版本組成：.Micro 微版(J2ME)、. Standard標(biāo)準(zhǔn)版(J2SE)、 Enterprise企業(yè)版(J2EE)。其中J2ME主要針對消費(fèi)電子類產(chǎn)品(如日常用品，如微小的智能卡，機(jī)頂盒，各種手持設(shè)備等)和嵌入式設(shè)備的開發(fā)工具和運(yùn)行環(huán)境。J2ME具有很多java技術(shù)特性，它可以在各種支持java的設(shè)備上運(yùn)行 、代碼短小、安全性好、 用J2ME實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用可以方便地升級到J2SE, J2EE。

圖1 Java技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

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3 PDA與GPS通訊的NMEA協(xié)議

GPS即全球定位系統(tǒng)，它主要有三大組成部分，即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分。其中GPS空間星座部分、地面監(jiān)控部分均為美國所控制； GPS的用戶設(shè)備主要由接收機(jī)硬件和處理軟件組成。用戶通過用戶設(shè)備接收GPS衛(wèi)星信號，經(jīng)信號處理而獲得用戶位置、速度等信息，最終實(shí)現(xiàn)利用GPS進(jìn)行 導(dǎo)航和定位的目的。目前許多GPS廠商遵循NMEA0183協(xié)議針對PDA掌上電腦開發(fā)許多導(dǎo)航型GPS。這些GPS提供串行通訊接口，串行通訊參數(shù)為：

波特律＝4800 數(shù)據(jù)位＝8位 停止位＝1位 無奇偶校驗(yàn)

GPS與掌上電腦通訊時，通過串口每秒鐘發(fā)送10條數(shù)據(jù)。實(shí)際導(dǎo)航應(yīng)用讀取GPS的空間定位數(shù)據(jù)時，我們可以根據(jù)需要每隔幾秒鐘更新一次經(jīng)緯度和時間數(shù)據(jù)。而更頻繁的數(shù)據(jù)更新就沒有必要了，而且會白白浪費(fèi)Palm掌上設(shè)備有限的電池。我們不需要了解NMEA 0183通訊協(xié)議的全部信息，僅需要從中挑選出我們需要的那部分定位數(shù)據(jù)。其余的信息我們忽略掉。 　

如果此時和衛(wèi)星的通訊正常的話，可以接收到的數(shù)據(jù)格式樣如下：
$GPRMC,204700,A,3403.868,N,11709.432,W,001.9,336.9,170698,013.6,E*6E

數(shù)據(jù)說明如下：
$GPRMC 代表GPS推薦的最短數(shù)據(jù)
204700 UTC_TIME 24小時制的標(biāo)準(zhǔn)時間，按照小時/分鐘/秒的格式
A A 或者 V A表示數(shù)據(jù)"OK"，V表示一個警告
3403.868 LAT 緯度值，精確到小數(shù)點(diǎn)前4位，后3位
N LAT_DIR N表示北緯，S表示南緯
11709.432 LON 經(jīng)度值，精確到小數(shù)點(diǎn)前5位，后3位
W LON_DIR W表示西經(jīng)，E表示東經(jīng)

如果當(dāng)前沒有和衛(wèi)星取得聯(lián)系，那么字符串的格式為：
　　$GPRMC,UTC_TIME,V,...
　　下面是一個例子：
　　$GPRMC,204149,V,,,,,,,170698,,*3A

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4 J2ME 串行讀寫GPS數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)

Palm的J2ME對GPS串口數(shù)據(jù)讀寫可以采用兩種方式，一種是采用對串口采用原始單個字節(jié)數(shù)據(jù)讀寫，另一種采用緩沖區(qū)字節(jié)數(shù)組讀寫。(注意：J2ME 為Palm提供的KVM的1.0版本不支持串行通訊速率4800波特，GPS串行通訊速率為4800波特，必須采用CLDC1.02以上版本或KAWT提 供的Color KVM)

在實(shí)際Palm對串口GPS數(shù)據(jù)讀寫實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)前者效率低、讀寫速度慢，平均每3－7秒才能讀取到所需的GPS定位數(shù)據(jù)，而后者讀寫速度快，可以每秒讀到所需的GPS數(shù)據(jù)，沒有GPS數(shù)據(jù)丟失。所以，在此僅介紹后一種GPS的讀取方式。

J2ME 和Palm Profile中已經(jīng)提供了對串口讀寫的類Protocol，通過構(gòu)造Protocol實(shí)例serialPort,利用 serialPort.openInputStream()獲得輸入流InputStream，利用InputStream將GPS串口數(shù)據(jù)讀入到一個緩 沖區(qū)字節(jié)數(shù)組，將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)化為字符串，判斷GPS坐標(biāo)標(biāo)志"$GPRMC"，截取坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

圖2 Palm對GPS讀取UML協(xié)作圖

見源程序 PrintMe.java

package earth_survy;
import java.util.*;
import javax.microedition.io.*;
import java.io.*;
import com.sun.kjava.*;
import com.sun.cldc.io.palm.comm.*;
public class GetGpsData extends Spotlet {
static Graphics g=Graphics.getGraphics();
static Protocol serialPort = new Protocol();
static String url="0;baudrate=4800;bitsperchar=8;stopbits=1;parity=none";
static InputStream is;
// Open the serial Port for Gps Data Input
public boolean openPort(){
try {
serialPort.open(url,1, true);
is=serialPort.openInputStream();
return true;
}
catch (Exception ex) {
return false;
}
}
//Close the serial Port
public boolean closePort(){
try {
is.close();
serialPort.close();
return true;
}
catch (Exception ex) {
return false;
}
}
//Read the GPS data
//Mark is "$GPRMC
//rdLen is the buffer length
//getlen is the return lenth;
public String readGpsData(String mark,int rdlen,int getlen){
byte[] readBuffer = new byte[rdlen];
String rawGpsData;
String Gprmc;
while (true){
try{
//Read raw GPS data into a buffer;
is.read(readBuffer);
rawGpsData=new String(readBuffer);
//determin the positon of the Mark==> $GPRMC;
int pos=rawGpsData.indexOf(mark);
if (pos>-1)
{
Gprmc=rawGpsData.substring(pos);
if (Gprmc.length()>getlen)
{
Gprmc=Gprmc.substring(0,getlen);
break;
}
}
}
catch(Exception e){
}
}
return Gprmc;
//end loop
}//end method
}

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總結(jié)

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