單純的電子海圖顯示功能在實(shí)踐中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要接入諸如計(jì)程儀蝎土、羅經(jīng)视哑、AIS、GPS誊涯、雷達(dá)等數(shù)據(jù)挡毅，才能滿足基本的航海實(shí)踐需要。而不同航海電子傳感器之間數(shù)據(jù)交互主要采用NMEA 0183格式醋拧。
NMEA 0183是美國國家海洋電子協(xié)會（National Marine Electronics Association ）為海用電子設(shè)備制定的標(biāo)準(zhǔn)格式慷嗜，目前已成為船舶各電子設(shè)備（如：測深儀淀弹，電羅經(jīng)丹壕，自動舵，AIS薇溃，GPS菌赖，計(jì)程儀等）之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。該協(xié)議采用ASCII碼沐序，其串行通信默認(rèn)參數(shù)為：波特率=9600bps琉用，數(shù)據(jù)位=8bit，開始位=1bit策幼，停止位=1bit邑时，無奇偶校驗(yàn)。NEMA協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
| ASCII | 十六進(jìn)制 | 十進(jìn)制 | 描述 |
|---|---|---|---|
| <CR> | 0x0d | 13 | 回車 |
| <LF> | 0x0a | 10 | 換行 |
| ! | 0x21 | 33 | 封裝語句的開始標(biāo)志 |
| $ | 0x24 | 36 | 開始標(biāo)志 |
| * | 0x2a | 42 | 校驗(yàn)和 |
| , | 0x2c | 44 | 字段分隔標(biāo)志 |
| \ | 0x5c | 92 | 標(biāo)簽塊標(biāo)志 |
| ^ | 0x5e | 94 | 用十六進(jìn)制表示ASCII的編碼標(biāo)志 |
| ~ | 0x7e | 126 | 保留 |
- 消息的最大長度為82個(gè)字符特姐，包括開始字符‘$’或‘!’和結(jié)束字符<LF>晶丘；
- 每個(gè)消息的起始字符可以是‘$’（對于常規(guī)的字段分隔消息）或'!'（對于具有特殊封裝的消息）；
- 接下來的五個(gè)字符標(biāo)識設(shè)備類型TalkID（兩個(gè)字符）和報(bào)文類型（三個(gè)字符）唐含；
- 后面的所有數(shù)據(jù)字段均以逗號分隔浅浮；
- 如果沒有數(shù)據(jù)，則相應(yīng)的字段保持空白（在下一個(gè)分隔符之前不包含任何字符）捷枯；
- 在最后一個(gè)數(shù)據(jù)字段字符之后的第一個(gè)字符是星號滚秩，但僅在提供校驗(yàn)和時(shí)才包括在內(nèi)；
- 星號后緊跟一個(gè)校驗(yàn)和淮捆，以兩位十六進(jìn)制數(shù)表示郁油，校驗(yàn)和是‘$’和‘*’之間的所有字符的ASCII碼的按位異或本股。根據(jù)官方規(guī)范，校驗(yàn)和對于大多數(shù)數(shù)據(jù)語句是可選的桐腌，但對有些設(shè)備則是強(qiáng)制性的痊末；
- <CR> <LF>表示消息結(jié)束。
例1：$GPAAM,A,A,0.10,N,WPTNME*32
表示：常規(guī)消息（‘$’為開始符）哩掺；設(shè)備類型為：GP凿叠；消息類型：AAM；數(shù)據(jù)為：A,A,0.10,N,WPTNME嚼吞，校驗(yàn)和：32盒件。
例2：!AIVDM,1,1,,B,177KQJ5000G?tO`K>RA1wUbN0TKH,0*5C
表示：封裝消息（‘!’為開始符）；設(shè)備類型為：AI舱禽；消息類型：VDM炒刁；數(shù)據(jù)為：1,1,,B,177KQJ5000G?tO`K>RA1wUbN0TKH,0，校驗(yàn)和：5C誊稚。
新建一類庫NMEAParser翔始，并添加靜態(tài)類NMEA0813Parser去解析NMEA0813標(biāo)準(zhǔn)ASCII字符，通過識別不同的設(shè)備而采用不用的解碼器里伯。
public static class NMEA0813Parser
{
/// <summary>
/// 將NMEA數(shù)據(jù)解析城瞎，并封裝成Hashtable。
/// </summary>
/// <param name="sentence">NMEA標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符串</param>
/// <returns>將數(shù)據(jù)解析成Hashtable</returns>
/// <exception cref="Exception"></exception>
public static Hashtable Parse(string sentence)
{
if (IsChecksumCorrect(sentence))
{
var ss = sentence.Split('*');
switch (ss[0].Substring(0, 6))
{
//GPS數(shù)據(jù) 暫時(shí)只支持以下八種
case "$GPRMC":
case "$GPGGA":
case "$GPGSA":
case "$GPGLL":
case "$GPGST":
case "$GPGSV":
case "$GPVTG":
case "$GPZDA":
return GPSParser.ParseSentence(ss[0]);
//AIS數(shù)據(jù) 暫時(shí)只支持以下兩種
case "!AIVDM":
case "!AIVDO":
return AISParser.ParseSentence(ss[0]);
default:
break;
}
}
return null;
}
private static bool IsChecksumCorrect(string sentence)
{
if (sentence[0] != '!' && sentence[0] != '$') throw new Exception("NMEA數(shù)據(jù)開始標(biāo)志不正確");
var lastIndex = sentence.LastIndexOf('*');
if (lastIndex > 1)
{
byte checksum = 0;
for (int i = 1; i < lastIndex; i++)
{
// 使用異或
checksum ^= (byte)sentence[i];
}
// 返回十六進(jìn)制的校驗(yàn)和
return checksum.ToString("X2") == sentence.Substring(lastIndex+1, 2);
}
else //不存在校驗(yàn)和
{
return true;
}
}
}
考慮到簡單應(yīng)用疾瓮，代碼并不能完全解析NMEA0813的全部類型的數(shù)據(jù)脖镀。目前，GPS解碼器與AIS解碼器只考慮最常見的情況狼电，具體流程見后文蜒灰。
