用C#进行北斗串口编程之二：北斗2.1协议基础

上一章介绍了简短的几行C#代码，从串口读取北斗数据的方法。

这一章需要介绍一下北斗数据接口的基本协议，也就是类似下面的命令的含义。

$CCICA,0,0*4B\r\n

网上有很多比较早的代码是基于北斗4.0的协议，那个协议是一种二进制协议，编程人员需要认真准备数据中的每一个bit，如果出错，调试会极为困难。

所以后来出现了2.1协议，这个协议是文本协议，北斗终端中的芯片负责把它们转换成二进制，实际内部传输的仍是二进制，但编程起来更加容易，所以新的北斗终端都会支持2.1协议。

关于这个2.1协议，北斗官网上曾经公开过一份文档《北斗卫星导航系统用户终端通用数据接口（预）》，发布日期为2014年8月，后来这个资料被撤下了，但还能从其它地方找到，只是文档中有许多错误。

北斗指令

北斗指令以$开始（据说也可以是叹号!，但我现在还没遇到），然后是5个字符的指令代码，后面有多个参数，用逗号分隔，*表示指令结束，hh是校验码，最后是回车换行符，十六进制为0x0D和0x0A。

$CCICA,0,0*4B\r\n

指令代码为5个字符，前2个字符为发送器（信源）的标识符，后3个字符为语句标识符。

前2个字符的定义见下表：

标识符	发送器（信源）数据类型
BD	北斗导航定位系统（BDS）
GP	全球定位系统（GPS-global positioning system）
GN	全球导航卫星系统（GNSS-global navigation satellite system）
GL	GLONASS系统
GA	伽利略系统
CC	计算机系统

后面3个字符的定义可参考《北斗卫星导航用户终端通用数据接口2.1协议》，不同的北斗厂商又增加了不同的自定义语句。

例如：CCICA、BDICI、BDGGA、GPGGA、GNGGA、GPGSA、CCRMO、CCTXA、BDFKI都是常用的指令。

校验码生成规则

hh校验码是$ 和*之间（不含$和*）所有字符的异或，然后用两个16进制大写字符表示，C#代码如下。

byte sum = 0;
foreach (char c in bdstr)
{if (c == '$' || c == '!') continue;if (c == '*') break;sum ^= (byte)c;
}
return sum.ToString("X2");

下面以$CCICA指令为例，说明校验码的生成过程。

根据这个规则，你可以自行验证一下，下面这行命令的校验码。

$BDICI,0925867,2204536,1934946,6,60,3,N,0*0F

实现一个小功能，发一行北斗命令，查看反馈信息

现在我们可以实现一个小功能，给串口写入一段北斗命令，立刻从串口读取一行信息，可以开展北斗命令的测试工作。

/// <summary>
/// 这个函数不是非常严谨，由于串口通讯是异步的，
/// 你给串口写入一行命令，然后立即读串口，存在一定的概率，紧接的反馈文本行并不是你期望的结果，
/// 比如，你发送了$CCICA，可能并不能立即收到$BDICI反馈。
/// </summary>
/// <param name="port">串口</param>
/// <param name="cmd">北斗命令，程序自动补上校验码</param>
/// <returns>串口的一行反馈信息</returns>
static string SendCmd(SerialPort port, string cmd)
{cmd = cmd.Trim();cmd = cmd + "*" + CheckSum(cmd) + "\r\n";Console.Write("写串口：" + cmd);port.Write(cmd);return port.ReadLine();
}/// <summary>
/// 计算校验码, $和*(或行尾)之间（不含$和*）的所有字符的异或。
/// </summary>
/// <param name="bdstr">北斗指令</param>
/// <returns>两个16进制数字，大写</returns>
static string CheckSum(string bdstr)
{byte sum = 0;foreach (char c in bdstr){if (c == '$' || c == '!') continue;if (c == '*') break;sum ^= (byte)c;}return sum.ToString("X2");
}

现在主程序比较简单了，我们可以试验两条北斗命令的输出结果。SBX的反馈信息包括设备的厂商、类型、协议版本、序列号和卡号等信息。有关SBX的说明可以参看北斗2.1协议。

string result = SendCmd(port, "$CCICA,0,0");
Console.WriteLine(result);
result = SendCmd(port, "$CCRMO,SBX,2,0");
Console.WriteLine(result);

小结

1）4.0协议不好调试，常用2.1文本协议
2）$开头
3）命令有5个字符，前2个是信源，后3个是命令的含义
4）*hh是校验码，异或生成，两个16进制数
5）回车换行\r\n放末尾