yincheng.zhong
2025-11-29 dc713149918c980f23bc9405b8ffe7502d5f515e
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
#include "stdio.h"
#include "stdarg.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "stm32h7xx_hal.h"
#include "math.h"
#include "HIDO_Util.h"
#include "HIDO_Debug.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "GPS.h"
#include "GPIO.h"
#include "Uart.h"
// #include "global_param.h"
 
#define GPS_UART_RX_BUF_SIZE 1024
#define GPS_UART_TX_BUF_SIZE (2048 + 512)
 
#define IM23A_HEADER_LEN                (4U)
#define IM23A_NAV_FRAME_LEN             (100U)   /* 包含头、负载、校验和及尾部 */
#define IM23A_IMU_FRAME_LEN             (52U)
#define IM23A_MAX_FRAME_LEN             IM23A_NAV_FRAME_LEN
#define IM23A_CHECKSUM_LEN              (2U)
#define IM23A_TAIL_LEN                  (2U)
#define IM23A_NAV_HEADER                "fmin"
#define IM23A_IMU_HEADER                "fmim"
#define IM23A_GPS_TIME_SCALE            (100.0)  /* hhmmss.ss -> centisecond */
#define IM23A_IMU_TIME_SCALE            (1000.0) /* hhmmss.ss -> millisecond */
 
typedef struct
{
    HIDO_UINT8 m_au8Buffer[IM23A_MAX_FRAME_LEN];
    HIDO_UINT32 m_u32RecvLen;
    HIDO_UINT32 m_u32ExpectedLen;
} ST_GPSRecv;
 
static HIDO_UINT8 l_au8GPSUartRxBuf[GPS_UART_RX_BUF_SIZE];
static HIDO_UINT8 l_au8GPSUartTxBuf[GPS_UART_TX_BUF_SIZE];
 
static ST_GPIO l_astGPSPin[GPS_PIN_LAST];
static ST_GPSRecv l_stGPSRecv;
 
static HIDO_UINT8 l_u8PosState = 0;
static HIDO_UINT32 l_u32QXTick = 0;
HIDO_UINT32 getRTK_Tick = 0;
 
/* 存储最新的GPRMI和GPIMU数据 */
static ST_GPRMI l_stGPRMI;
static ST_GPIMU l_stGPIMU;
static HIDO_UINT32 s_gprmi_log_idx = 0U;
/* GPS���� */
/*******************************************************************************
 *                          IM23A Helper Declarations                          *
 *******************************************************************************/
static HIDO_VOID IM23A_ResetParser(ST_GPSRecv *parser);
static HIDO_BOOL IM23A_ValidateFrame(const HIDO_UINT8 *frame, HIDO_UINT32 len);
static HIDO_VOID IM23A_HandleFrame(const HIDO_UINT8 *frame, HIDO_UINT32 len);
static HIDO_VOID IM23A_HandleNavFrame(const HIDO_UINT8 *frame);
static HIDO_VOID IM23A_HandleImuFrame(const HIDO_UINT8 *frame);
static HIDO_DOUBLE IM23A_ReadDouble(const HIDO_UINT8 *ptr);
static HIDO_FLOAT IM23A_ReadFloat(const HIDO_UINT8 *ptr);
static HIDO_UINT32 IM23A_ReadU32(const HIDO_UINT8 *ptr);
static HIDO_UINT16 IM23A_ReadU16(const HIDO_UINT8 *ptr);
static HIDO_UINT32 IM23A_ConvertTime(double utc_val, double scale);
 
/* 旧版NMEA解析函数已移除,以下为IM23A专用解析工具函数 */
 
static HIDO_DOUBLE IM23A_ReadDouble(const HIDO_UINT8 *ptr)
{
    HIDO_DOUBLE val = 0.0;
    memcpy(&val, ptr, sizeof(val));
    return val;
}
 
static HIDO_FLOAT IM23A_ReadFloat(const HIDO_UINT8 *ptr)
{
    HIDO_FLOAT val = 0.0f;
    memcpy(&val, ptr, sizeof(val));
    return val;
}
 
static HIDO_UINT32 IM23A_ReadU32(const HIDO_UINT8 *ptr)
{
    HIDO_UINT32 val = 0U;
    memcpy(&val, ptr, sizeof(val));
    return val;
}
 
static HIDO_UINT16 IM23A_ReadU16(const HIDO_UINT8 *ptr)
{
    HIDO_UINT16 val = 0U;
    memcpy(&val, ptr, sizeof(val));
    return val;
}
 
static HIDO_UINT32 IM23A_ConvertTime(double utc_val, double scale)
{
    if (!isfinite(utc_val) || utc_val < 0.0)
    {
        return 0U;
    }
    double scaled = utc_val * scale;
    if (scaled < 0.0)
    {
        scaled = 0.0;
    }
    return (HIDO_UINT32)(scaled + 0.5);
}
 
static HIDO_VOID IM23A_ResetParser(ST_GPSRecv *parser)
{
    memset(parser->m_au8Buffer, 0, sizeof(parser->m_au8Buffer));
    parser->m_u32RecvLen = 0U;
    parser->m_u32ExpectedLen = 0U;
}
 
static HIDO_BOOL IM23A_ValidateFrame(const HIDO_UINT8 *frame, HIDO_UINT32 len)
{
    if (frame == HIDO_NULL)
    {
        return HIDO_FALSE;
    }
 
    if ((len != IM23A_NAV_FRAME_LEN) && (len != IM23A_IMU_FRAME_LEN))
    {
        return HIDO_FALSE;
    }
 
    if (frame[len - 2U] != 'e' || frame[len - 1U] != 'd')
    {
        return HIDO_FALSE;
    }
 
    const HIDO_UINT32 sum_len = len - IM23A_TAIL_LEN - IM23A_CHECKSUM_LEN;
    HIDO_UINT16 calc = 0U;
    for (HIDO_UINT32 i = 0U; i < sum_len; ++i)
    {
        calc = (HIDO_UINT16)(calc + frame[i]);
    }
 
    const HIDO_UINT16 expect = IM23A_ReadU16(&frame[sum_len]);
    return (calc == expect);
}
 
static HIDO_VOID IM23A_HandleFrame(const HIDO_UINT8 *frame, HIDO_UINT32 len)
{
    if (len == IM23A_NAV_FRAME_LEN && memcmp(frame, IM23A_NAV_HEADER, IM23A_HEADER_LEN) == 0)
    {
        IM23A_HandleNavFrame(frame);
    }
    else if (len == IM23A_IMU_FRAME_LEN && memcmp(frame, IM23A_IMU_HEADER, IM23A_HEADER_LEN) == 0)
    {
        IM23A_HandleImuFrame(frame);
    }
}
 
static HIDO_VOID IM23A_HandleNavFrame(const HIDO_UINT8 *frame)
{
    if (IM23A_ValidateFrame(frame, IM23A_NAV_FRAME_LEN) == HIDO_FALSE)
    {
        return;
    }
 
    const HIDO_UINT8 *p = frame + IM23A_HEADER_LEN;
 
    double utc = IM23A_ReadDouble(p); p += 8U;
    double latitude = IM23A_ReadDouble(p); p += 8U;
    double longitude = IM23A_ReadDouble(p); p += 8U;
    double altitude = IM23A_ReadDouble(p); p += 8U;
    float vel_n = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float vel_e = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float vel_d = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float roll = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float pitch = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float heading = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float pos_accuracy = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float accel_bias_x = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float accel_bias_y = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float accel_bias_z = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float gyro_bias_x = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float gyro_bias_y = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float gyro_bias_z = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float sensor_temp = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    HIDO_UINT32 status = IM23A_ReadU32(p);
 
    memset(&l_stGPRMI, 0, sizeof(ST_GPRMI));
    l_stGPRMI.m_u32UTCTime = IM23A_ConvertTime(utc, IM23A_GPS_TIME_SCALE);
    l_stGPRMI.m_dLatitude = latitude;
    l_stGPRMI.m_dLongitude = longitude;
    l_stGPRMI.m_fAltitude = (HIDO_FLOAT)altitude;
    l_stGPRMI.m_fNorthVelocity = vel_n;
    l_stGPRMI.m_fEastVelocity = vel_e;
    l_stGPRMI.m_fUpVelocity = (HIDO_FLOAT)(-vel_d);
    l_stGPRMI.m_fRollAngle = roll;
    l_stGPRMI.m_fPitchAngle = pitch;
    l_stGPRMI.m_fHeadingAngle = heading;
    l_stGPRMI.m_fHorizontalVelStdDev = pos_accuracy;
    l_stGPRMI.m_fAccelBiasX = accel_bias_x;
    l_stGPRMI.m_fAccelBiasY = accel_bias_y;
    l_stGPRMI.m_fAccelBiasZ = accel_bias_z;
    l_stGPRMI.m_fGyroBiasX = gyro_bias_x;
    l_stGPRMI.m_fGyroBiasY = gyro_bias_y;
    l_stGPRMI.m_fGyroBiasZ = gyro_bias_z;
    l_stGPRMI.m_fImuTemperature = sensor_temp;
    l_stGPRMI.m_u32StatusFlags = status;
    l_stGPRMI.m_u8PositionQuality = (HIDO_UINT8)(status & 0xFFU);
    l_stGPRMI.m_bValid = HIDO_TRUE;
 
    l_u8PosState = l_stGPRMI.m_u8PositionQuality;
}
 
static HIDO_VOID IM23A_HandleImuFrame(const HIDO_UINT8 *frame)
{
    if (IM23A_ValidateFrame(frame, IM23A_IMU_FRAME_LEN) == HIDO_FALSE)
    {
        return;
    }
 
    const HIDO_UINT8 *p = frame + IM23A_HEADER_LEN;
 
    double utc = IM23A_ReadDouble(p); p += 8U;
    float accel_x = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float accel_y = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float accel_z = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float gyro_x = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float gyro_y = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    float gyro_z = IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    (void)IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    (void)IM23A_ReadFloat(p); p += 4U;
    (void)IM23A_ReadFloat(p);
 
    memset(&l_stGPIMU, 0, sizeof(ST_GPIMU));
    l_stGPIMU.m_u32UTCTime = IM23A_ConvertTime(utc, IM23A_IMU_TIME_SCALE);
    l_stGPIMU.m_fAccelX = accel_x;
    l_stGPIMU.m_fAccelY = accel_y;
    l_stGPIMU.m_fAccelZ = accel_z;
    l_stGPIMU.m_fGyroX = gyro_x;
    l_stGPIMU.m_fGyroY = gyro_y;
    l_stGPIMU.m_fGyroZ = gyro_z;
    l_stGPIMU.m_fTemperature = l_stGPRMI.m_fImuTemperature;
    l_stGPIMU.m_bValid = HIDO_TRUE;
}
 
 
static HIDO_VOID GPS_RecvFsm(HIDO_UINT8 _u8RecvChar)
{
    ST_GPSRecv *parser = &l_stGPSRecv;
 
    if (parser->m_u32ExpectedLen == 0U)
    {
        if (parser->m_u32RecvLen == 0U)
        {
            if (_u8RecvChar == 'f')
            {
                parser->m_au8Buffer[parser->m_u32RecvLen++] = _u8RecvChar;
            }
            return;
        }
 
        parser->m_au8Buffer[parser->m_u32RecvLen++] = _u8RecvChar;
 
        if (parser->m_u32RecvLen == 2U && _u8RecvChar != 'm')
        {
            if (_u8RecvChar == 'f')
            {
                parser->m_au8Buffer[0] = 'f';
                parser->m_u32RecvLen = 1U;
            }
            else
            {
                IM23A_ResetParser(parser);
            }
            return;
        }
 
        if (parser->m_u32RecvLen == 3U && _u8RecvChar != 'i')
        {
            if (_u8RecvChar == 'f')
            {
                parser->m_au8Buffer[0] = 'f';
                parser->m_u32RecvLen = 1U;
            }
            else
            {
                IM23A_ResetParser(parser);
            }
            return;
        }
 
        if (parser->m_u32RecvLen == IM23A_HEADER_LEN)
        {
            if (memcmp(parser->m_au8Buffer, IM23A_NAV_HEADER, IM23A_HEADER_LEN) == 0)
            {
                parser->m_u32ExpectedLen = IM23A_NAV_FRAME_LEN;
            }
            else if (memcmp(parser->m_au8Buffer, IM23A_IMU_HEADER, IM23A_HEADER_LEN) == 0)
            {
                parser->m_u32ExpectedLen = IM23A_IMU_FRAME_LEN;
            }
            else
            {
                HIDO_UINT8 restart = parser->m_au8Buffer[IM23A_HEADER_LEN - 1U];
                IM23A_ResetParser(parser);
                if (restart == 'f')
                {
                    parser->m_au8Buffer[0] = 'f';
                    parser->m_u32RecvLen = 1U;
                }
            }
        }
        return;
    }
 
    if (parser->m_u32RecvLen >= IM23A_MAX_FRAME_LEN)
    {
        IM23A_ResetParser(parser);
        return;
    }
 
    parser->m_au8Buffer[parser->m_u32RecvLen++] = _u8RecvChar;
 
    if (parser->m_u32RecvLen == parser->m_u32ExpectedLen)
    {
        IM23A_HandleFrame(parser->m_au8Buffer, parser->m_u32ExpectedLen);
        IM23A_ResetParser(parser);
    }
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_Rest
 * Description       : GPS��λ
 * Input             : None
 * Output            : None
 * Return            : None
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2021��1��8��
 *******************************************************************************/
static HIDO_VOID GPS_Rest(void)
{
    GPIO_SET(&l_astGPSPin[GPS_PIN_REST]);
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    GPIO_RESET(&l_astGPSPin[GPS_PIN_REST]);
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    GPIO_SET(&l_astGPSPin[GPS_PIN_REST]);
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_PowerOn
 * Description       : GPS�ϵ�
 * Input             : None
 * Output            : None
 * Return            : None
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2021��1��8��
 *******************************************************************************/
static HIDO_VOID GPS_PowerOn(void)
{
    GPIO_SET(&l_astGPSPin[GPS_PIN_EN]);
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_PowerOff
 * Description       : GPS����
 * Input             : None
 * Output            : None
 * Return            : None
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2021��1��8��
 *******************************************************************************/
HIDO_VOID GPS_PowerOff(void)
{
    GPIO_RESET(&l_astGPSPin[GPS_PIN_EN]);
}
 
/*******************************************************************************
 *                             Global Function                                 *
 *******************************************************************************/
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_GetState
 * Description       : ��ȡGPS��λ״̬
 * Input             : None
 * Output            : None
 * Return            : ��λ״̬ 0 1 2 3
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2021��1��8��
 *******************************************************************************/
HIDO_UINT8 GPS_GetState(HIDO_VOID)
{
    return l_u8PosState;
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_PinRegister
 * Description       : GPSģ��ܽ�ע��
 * Input             : _ePin �ܽŶ���
 *                   : _pstGPIOx GPIOx
 *                   : _u16GPIOPin GPIO_PIN_x
 * Output            : None
 * Return            : None
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2021��1��8��
 *******************************************************************************/
HIDO_VOID GPS_PinRegister(E_GPSPin _ePin, GPIO_TypeDef *_pstGPIOx, HIDO_UINT16 _u16GPIOPin)
{
    l_astGPSPin[_ePin].m_pstGPIOx = _pstGPIOx;
    l_astGPSPin[_ePin].m_u16GPIOPin = _u16GPIOPin;
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_Poll
 * Description       : GPS轮询,读取UART数据并送入IM23A解析器
 *******************************************************************************/
HIDO_VOID GPS_Poll(void)
{
    HIDO_UINT8 u8RecvChar = 0U;
 
    while (Uart_GetChar(UART_ID_GPS, &u8RecvChar) == HIDO_OK)
    {
        GPS_RecvFsm(u8RecvChar);
    }
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_Init
 * Description       : GPSģ���ʼ��
 * Input             : None
 * Output            : None
 * Return            : None
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2021��1��8��
 *******************************************************************************/
HIDO_VOID GPS_Init(void)
{
    GPS_PowerOn();
    GPS_Rest();
 
    ST_UartInit stInit;
 
    stInit.m_eRxMode = UART_RX_MODE_DMA;
    stInit.m_eTxMode = UART_TX_MODE_DMA;
    stInit.m_pu8RxBuf = l_au8GPSUartRxBuf;
    stInit.m_u32RxBufSize = GPS_UART_RX_BUF_SIZE;
    stInit.m_pu8TxBuf = l_au8GPSUartTxBuf;
    stInit.m_u32TxBufSize = GPS_UART_TX_BUF_SIZE;
    stInit.m_u32TxQueueMemberCnt = 2;
    Uart_Init(UART_ID_GPS, &stInit);
 
    IM23A_ResetParser(&l_stGPSRecv);
    Uart_ReConfigBaudRate(UART_ID_GPS, 115200);
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_GetGPRMI
 * Description       : 获取最新的GPRMI数据
 * Input             : _pstGPRMI - 存储GPRMI数据的结构体指针
 * Output            : None
 * Return            : HIDO_OK - 成功, HIDO_ERR - 失败或数据无效
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2025年11月11日
 *******************************************************************************/
HIDO_INT32 GPS_GetGPRMI(ST_GPRMI *_pstGPRMI)
{
    if (_pstGPRMI == HIDO_NULL)
    {
        return HIDO_ERR;
    }
    
    if (l_stGPRMI.m_bValid == HIDO_FALSE)
    {
        return HIDO_ERR;
    }
    
    memcpy(_pstGPRMI, &l_stGPRMI, sizeof(ST_GPRMI));
    
    return HIDO_OK;
}
 
/*******************************************************************************
 * Function Name     : GPS_GetGPIMU
 * Description       : 获取最新的GPIMU数据
 * Input             : _pstGPIMU - 存储GPIMU数据的结构体指针
 * Output            : None
 * Return            : HIDO_OK - 成功, HIDO_ERR - 失败或数据无效
 * Author            : www.hido-studio.com
 * Modified Date:    : 2025年11月11日
 *******************************************************************************/
HIDO_INT32 GPS_GetGPIMU(ST_GPIMU *_pstGPIMU)
{
    if (_pstGPIMU == HIDO_NULL)
    {
        return HIDO_ERR;
    }
    
    if (l_stGPIMU.m_bValid == HIDO_FALSE)
    {
        return HIDO_ERR;
    }
    
    memcpy(_pstGPIMU, &l_stGPIMU, sizeof(ST_GPIMU));
    
    return HIDO_OK;
}