NMEA协议 上位机 c#

前些时间写做了两款用NMEA协议的上位机，在这里做一个总结和记录。和大家分享，也为了以后不会忘记。

NMEA协议总体来说，相对简单，是气象上比较成熟的协议。

主要有以下几个参数及其格式：

1. 风速和风向；

   

2. 空气温度；

   

3. 土壤温度；

   

4. 湿度；

   

5. 大气压；

   

注：

其中效验部分主要采用的 异或效验：即从$后第一个字符到’*’前一个字符进行异或。所得到的数据高4位，低4位的ASCII码。

<CR>: ‘\r’

<LF>: ‘\n’

波特率：4800

刷新频率：1Hz

 

在上位机的设计中，所有的接收方式都是被动的。所以处理上非常好做，只需要读取特定的数据位就可以，将其转为数据即可。

由于每一段数据都是以’\n’结尾，所以串口中断serialPortX_DataReceived()中直接采用serialPortX.ReadLine()读取数据就可以了。读取后根据协议分析其数据就可以了。以下是我的代码：

  1 using System;
  2 using System.Collections.Generic;
  3 using System.Linq;
  4 using System.Text;
  5 
  6 namespace 气象监控_NMEA
  7 {
  8     class NMEA
  9     {
 10         #region 变量
 11         public float speed = 0f;
 12         public float direction = 0f;
 13         public float airTemp = 0f;
 14         public float soilTemp = 0f;
 15         public float humidity = 0f;
 16         public float barometer = 0f;
 17         public bool speedStatus = false;
 18 
 19         private const int MAX_LENGTH = 24;
 20         private readonly byte SUM_END = Convert.ToByte('*');
 21         private readonly byte SUM_START = Convert.ToByte('$');
 22         private readonly byte NUM_0_ASCII = Convert.ToByte('0');
 23         private readonly byte NUM_A_ASCII = Convert.ToByte('A' - 10);
 24         #endregion
 25 
 26         #region 属性
 27         public float GetSpeed
 28         {
 29             get
 30             {
 31                 return speed;
 32             }
 33             set
 34             {
 35                 speed = value;
 36             }
 37         }
 38 
 39         public float GetDirection
 40         {
 41             get
 42             {
 43                 return direction;
 44             }
 45             set
 46             {
 47                 direction = value;
 48             }
 49         }
 50 
 51         public bool GetStatus
 52         {
 53             get
 54             {
 55                 return speedStatus;
 56             }
 57             set
 58             {
 59                 speedStatus = value;
 60             }
 61         }
 62 
 63         public float GetAirTemp
 64         {
 65             get
 66             {
 67                 return airTemp;
 68             }
 69             set
 70             {
 71                 airTemp = value;
 72             }
 73         }
 74 
 75         public float GetSoilTemp
 76         {
 77             get
 78             {
 79                 return soilTemp;
 80             }
 81             set
 82             {
 83                 soilTemp = value;
 84             }
 85         }
 86 
 87         public float GetHumidity
 88         {
 89             get
 90             {
 91                 return humidity;
 92             }
 93             set
 94             {
 95                 humidity = value;
 96             }
 97         }
 98 
 99         public float GetBarometer
100         {
101             get
102             {
103                 return barometer;
104             }
105             set
106             {
107                 barometer = value;
108             }
109         }
110         #endregion
111 
112         #region 子函数
113         /// <summary>
114 /// 数字转ASCII
115 /// </summary>
116 /// <param name="Integer">单个位整数</param>
117 /// <returns>ASCII</returns>
118         public byte Integer2Char(int Integer)
119         {
120             byte lcv_ch = 0;
121             if (Integer <= 9)
122             {
123                 lcv_ch = Convert.ToByte(Integer + NUM_0_ASCII);
124             }
125             else if ((Integer >= 0x0A) && (Integer <= 0x0F))
126             {
127                 lcv_ch = Convert.ToByte(Integer + NUM_A_ASCII);
128             }
129             return lcv_ch;
130         }
131 
132         #endregion
133 
134         /// <summary>
135 /// sum效验
136 /// </summary>
137 /// <param name="array">效验数组</param>
138 /// <returns>效验值，字符被拆分为两个ASCII码整和为一个Int，高位在int高8位，低后</returns>
139         public int CheckSum(byte[] array)
140         {
141             byte sum = 0;
142             int res = 0;
143             int i;
144             for (i = 1; (array[i] != SUM_END) && (i < MAX_LENGTH); i++ )
145             {
146                 sum ^= array[i];
147             }
148 
149             if (i != MAX_LENGTH)
150             res = (Integer2Char((sum >> 4)) << 8) | Integer2Char(sum & 0xF);
151             return res;
152         }
153 
154         /// <summary>
155 /// 从接收到的字符串中，取出有用数据
156 /// </summary>
157 /// <param name="str">接收到的字符串</param>
158         public void DataProcess(string str)
159         {
160             char[] chSplit = {',',};
161             string[] strArray = str.Split(chSplit);
162             switch (strArray[0])
163             {
164                 case "$WIMWV" : 
165                     direction = float.Parse(strArray[1]);
166                     speed = float.Parse(strArray[3]);
167                     char[] chArray = strArray[5].ToCharArray();
168                     speedStatus = (chArray[0] == 'A' ? true : false);
169                     break;
170 
171                 case "$WIMTA" :
172                     airTemp = float.Parse(strArray[1]);
173                     break;
174 
175                 case "$WIMTS" :
176                     soilTemp = float.Parse(strArray[1]);
177                     break;
178 
179                 case "$WIMHU" :
180                     humidity = float.Parse(strArray[1]);
181                     break;
182 
183                 case "$WIMMB" :
184                     barometer = float.Parse(strArray[3]);
185                     break;
186 
187                 default: break;
188             }
189         }
190 
191         /// <summary>
192 /// 接收到的数据正确性判断
193 /// </summary>
194 /// <param name="str">接收到的字符串</param>
195 /// <returns>效验正常返回true</returns>
196         public bool ReceiveCheck(string str)
197         {
198             bool res = false;
199             char[] chSplit = {'*',};
200             string[] strArray = str.Split(chSplit);
201             if (strArray.Length == 2)
202             {
203                 if (strArray[1].Length == 3)    //长度正常
204                 {
205                     byte[] array = Encoding.Default.GetBytes(strArray[1]);
206                     int check = CheckSum(Encoding.Default.GetBytes(str));
207                     if (check != 0)
208                     {
209                         if (check == ((array[0] << 8) | array[1]))
210                         {
211                             res = true;
212                         }
213                     }
214                 }
215             }
216             return res;
217         }
218     }
219 }