利用strstr和sscanf解析GPS信息
比如说我们要做一个GPS导航的项目,需要读取GPS模块以ASCII码的形式发送过来的数据,然后对这些数据进行处理,提取我们需要的信息。这就涉及到很多操作字符串的问题。下面就以此为例,利用strstr函数和sscanf函数解析GPS数据。
GPS输出的数据格式如下:
$GPGGA,121252.000,3937.3032,N,11611.6046,E,1,05,2.0,45.9,M,-5.7,M,,0000*77
$GPRMC,121252.000,A,3958.3032,N,11629.6046,E,15.15,359.95,070306,,,A*54
$GPVTG,359.95,T,,M,15.15,N,28.0,K,A*04
$GPGGA,121253.000,3937.3090,N,11611.6057,E,1,06,1.2,44.6,M,-5.7,M,,0000*72
$GPGSA,A,3,14,15,05,22,18,26,,,,,,,2.1,1.2,1.7*3D
$GPGSV,3,1,10,18,84,067,23,09,67,067,27,22,49,312,28,15,47,231,30*70
$GPGSV,3,2,10,21,32,199,23,14,25,272,24,05,21,140,32,26,14,070,20*7E
$GPGSV,3,3,10,29,07,074,,30,07,163,28*7D
可以看到,GPS模块发送过来的原始数据有很多,但是通常我们只需要其中的一部分信息就够用了,比如对于导航的功能,我们只需要以$GPRMC开头,以换行符结束的一行信息就够了。即:
$GPRMC,121252.000,A,3958.3032,N,11629.6046,E,15.15,359.95,070306,,,A*54
因此我们需要做的就是从读取的数据中截取以$GPRMC开头的一行信息,然后从中解析出经纬度、日期时间等有效信息即可。
假设从串口读取的数据存放在一个字符串指针char *raw_buf指向的内存单元里,首先我们通过ANSI C提供的strstr()函数找到以$GPRMC开头以换行符’\n’结束的字符串:
/* find "$GPRMC" from raw_buf */
if ((wellhandled_string = strstr(raw_buf, “$GPRMC”)) != NULL)
{
for (i=0; i<strlen(wellhandled_string); i++)
{
if (wellhandled_string[i] == '\n')
{
wellhandled_string[i] = '\0'; //replace ‘\n’ with null
}
}
}
strstr()函数的原型是这样声明的:
char *strstr(const char *haystack, const char *needle);
strstr()函数可以在字符串haystack中搜索字符串needle第一次出现的位置,并且返回指向字符串needle首地址的指针,如果没有搜索到则返回NULL。因此上面的代码为我们在读取的原始数据raw_buf里搜索$GPRMC第一次出现的位置,并将返回的指针赋给wellhandled_string,这样如果搜索成功,则wellhandled_string就会指向以$GPRMC开始的字符串,接下来通过一个for循环找到换行符’\n’,将其替换为’\0’,即字符串结束符。这样就得到了一个指向有效数据的字符串指针wellhandled_string。
然后要做的工作就是从wellhandled_string中提取出经纬度、日期时间等信息。这个工作就可以交给强大的sscanf函数来实现。sscanf函数的原型如下:
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);
我们都比较熟悉scanf这个函数,scanf可以从标准输入流读取与指定格式相符的数据。sscanf则是从const char
*str中读取。它的强大之处在于可以方便地从字符串中取出整数、浮点数和字符串等各种类型的数据,而且它还具有类似于正则表达式的匹配功能,sscanf默认是以空格分隔字符串的,如果不是以空格来分割的话,就可以使用%[
]来指定分割的条件。如%[a-z]表示读取a到z的所有字符,%[^a-z]表示过滤a-z之间的所有字符,即只要遇到a到z之间的任意字符,转换立刻停止。比如:
sscanf(“abcdefABCDEF”, “%[^A-Z]”, str);
printf(“%s\n”, str);
result is: abcdef
%[^A-Z]这样的匹配格式为我们取遇到大写字母为止的字符串。利用这种匹配方式,我们就可以灵活的操作字符串,得到我们想要的结果。
现在我们需要从下面的字符串中提取有效信息:
$GPRMC,121252.000,A,3958.3032,N,11629.6046,E,15.15,359.95,070306,,,A*54
GPRMC每个字段的含义如下:
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh<CR><LF>
<1> UTC时间,hhmmss(时分秒)格式
<2> 定位状态,A=有效定位,V=无效定位
<3> 纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
<4> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)
<5> 经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输)
<6> 经度半球E(东经)或W(西经)
<7> 地面速率(000.0~999.9节,前面的0也将被传输)
<8> 地面航向(000.0~359.9度,以真北为参考基准,前面的0也将被传输)
<9> UTC日期,ddmmyy(日月年)格式
<10> 磁偏角(000.0~180.0度,前面的0也将被传输)
<11> 磁偏角方向,E(东)或W(西)
<12> 模式指示(仅NMEA0183 3.00版本输出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效)
我们提取1~9九条信息。用一个结构体存放这些信息:
typedef struct gps_info
{
char utc_time[BUF_SIZE];
char status;
float latitude_value;
char latitude;
float longtitude_value;
char longtitude;
float speed;
float azimuth_angle;
char utc_data[BUF_SIZE];
}GPS_INFO;
因为每一个字段之间都是以逗号间隔开的,所以我们可以利用%[^,]来分割字符串,这样用sscanf函数就可以实现对有效信息的提取:
sscanf(wellhandled_string,"$GPRMC,%[^,],%c,%f,%c,%f,%c,%f,%f,%[^,]",
rmc_info->utc_time,\
&(rmc_info->status),&(rmc_info->latitude_value),&(rmc_info->latitude),\
&(rmc_info->longtitude_value),&(rmc_info->longtitude),&(rmc_info->speed),\
&(rmc_info->azimuth_angle),\
rmc_info->utc_data );
这个函数执行后,打印出的保存在struct gps_info结构体里的信息如下所示:
utc_time: 024813.640
status: A
latitude: N latitude value: 3158.460693
longtitude: E longtitude value: 11848.374023
speed: 10.050000
azimuth_angle: 324.269989
utc_data: 150706
可见,利用好sscanf函数,可以让我们可以很高效的处理字符串。
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