基于多线程编程技术在GPS接收机中的应用研究
gps（global position system）具有全球性、全天候性优势的定位、定时、测速系统，用户利用gps接收机接收卫星发射的信号，从而获取当前位置的大地坐标、高程和时间等信息，达到定位、导航或测量高程的目的。卫星导航定位技术被广泛应用于海洋勘测、海洋工程、海洋开发和军事作战中，高精度、快捷方便、全天候等优良特性，使其越来越受到人们的青睐。在gps导航中，需要实时采集遵循nmea0183协议的gps数据，对数据进行处理后，通过odbc接口将用户的位置、时间、速度等信息存到数据库，为以后在电子地图上实时显示目标位置提供依据。为了避免由于一直等待串口i／0操作而引起的线程阻塞，要求程序在对串行端口进行实时监控的同时，可以在前台进行数据提取、保存、显示等操作。为了解决实时性和多任务处理，避免某项任务长时间占用cpu，多线程编程是一个比较理想的选择。
1 多线程概述
1．1 基本概念
进程是程序在计算机上的一个执行实例，线程是程序中的一条执行分支，多线程就是在同一个程序中可以同时执行多个任务。每一个进程至少有一个主执行线程，它无需由用户去主动创建，是由系统自动创建的。用户根据需要在应用程序中创建其他线程，多个线程并发地运行于同一个进程中。
一个进程中的所有线程都在该进程的虚拟地址空间中，共同使用这些虚拟地址空间、全局变量和系统资源。
1．2 vc
vc++环境对多线程技术的支持visual c++6．0中，mfc类库提供了对多线程编程的支持，使得多线程编程更加方便。mfc中有两类线程，分别称之为工作者线程和用户界面线程。二者的主要区别在于工作者线程没有消息循环，而用户界面线程有自己的消息队列和消息循环。工作者线程通常用来执行后台计算和维护任务。用户界面线程一般用于处理独立于其他线程执行之外的用户输入，响应用户及系统所产生的事件和消息等。
1．3 线程创建、挂起、恢复、终止
在mfc中，一般用全局函数afxbeginthread（）来创建并初始化一个线程的运行，该函数有两种重载形式，分别用于创建工作者线程和用户界面线程。sus-pendthread（）和resumethread（）分别用于挂起指定的线程和恢复用suspendthread（）挂起的线程。exit-thread（dword dwexitc0de）用于线程终结自身的执行。
1．4 线程同步
线程之间经常要同时访问一些资源，因此对共享资源进行访问引起冲突是不可避免的。为了解决这种资源冲突问题，必须引入线程同步的概念。win32 api提供了多种同步控制对象来解决共享资源访问冲突，包括使用临界区、使用互斥对象、使用信号量、使用事件。
2 串口通信编程
目前，在windows下编程时，常用的串口通信主要有3种方法：用msc0mm通信控件；用windows api进行编程；使用第三方提供的一些串口通讯类进行编写。
（1）mscomm控件
利用mscomm控件会使编程快捷简单。然而，由于做了大量的封装，降低了编程的可控性和灵活性，因此在多线程多串口编程时，需要做许多复杂的处理。
（2）windows api
利用windows api编写串口程序，特别是复杂的多线程串口程序时，对于程序员的编程能力要求较高。除了需要程序员熟练掌握和使用众多的api函数，能编写很多底层代码之外，还必须熟悉线程的编程方法。
（3）第三方串口通信类
利用第三方的串口通信类进行串口编程时，既可以使编程效率高，程序可控性强，又比window api编程简单，其中应用最多的第三方的串口通信类是cserial-port。它基于多线程，是一个win32 api的打包类，对处理串口的win32 api类进行了封装，借助这个类可以很方便地对串口进行操作，容易实现多线程的串口通信，编写的程序在windows 98／nt／2000／xp操作系统下可很好地运行。
比较3种串口通信方式，可以发现使用第三方串口通信类cserialport是实现windows下多线程串口编程的较好选择。
3 多线程编程技术在gps数据采集系统中的应用
3．1 gps导航系统功能分析
gps导航是通过gps定位技术实时给出用户所在的位置，这就要求需要实时接收来自gps接收机串口的定位数据，在实时监视串口的同时还需要进行数据存储、显示等，利用多线程串口通信技术将很好地解决这个问题。通过对gps导航系统分析，将程序分成以下几个线程：
主线程：负责处理用户界面的消息处理，按照预定义流程调度其他线程处理数据。
串口监视线程：监视串口，采集数据并将数据保存到一个缓冲区。
入库线程：从缓冲区读取数据进行相应处理并将处理好的数据存入数据库。
显示线程：通过地图匹配算法将用户实时位置显示在电子地图上。
gps导航系统框图如图1所示。
3．2 具体实现
系统首先对线程在相应的头文件中说明，然后在程序初始化时加入创建程序代码，这样创建后，线程就可以和主线程并发执行了。主线程、入库线程、显示线程与一般的编程处理相同，所以下面着重说明串口监视线程。
对串口的操作采用基于多线程编程的cserialport类，其工作流程如下：首先设置好串口参数，再开启串口监测工作线程。串口监测工作线程监测到串口接收到的数据流、控制事件或其他串口事件后，就以消息方式通知主程序，激发消息处理函数进行数据处理，这是对接收数据而言的；发送数据可直接向串口发送。应用程序流程如图2所示。
编程步骤如下：
（1）建立程序
建立一个基于单文档的mfc应用程序cserial-porttest，其他步骤保持缺省状态。
（2）添加类文件
将serialport．h和serialport．cpp两个类文件复制到工程文件夹中，用project-add to project-files命令将上述两个文件加入工程，并在任何要调用这个类的模块中加上#include serialport．h文件。
在视类头文件中定义串口类的对象：cserialportm_port。
（3）人工增加串口消息响应函数oncommunica-tion（wparam ch，lparam port）
首先在cserialporttestview．h中添加串口字符接收消息wm_comm_rxchar（串口接收缓冲区内有一个字符）的响应函数声明，即：
在主线程初始化串口后创建commthread函数进入死循环，线程一直监视串口事件，当读串口事件发生，读取串口接收到的数据，向主线程发自定义消息wm_comm rxchar，通知主线程在相应的消息响应函数中进行数据处理，当收到主线程的写串口命令时，将缓存中的数据写到串口。
（5）在oncommunication（）函数中进行数据处理每当串口接收缓冲区内有一个字符时，就产生一个wm comm rxchar消息，触发oncommunica—tion函数。这时就可以在函数中进行相应数据处理，提取出时间、经纬度、速度等定位的关键数据，然后将这些数据保存到数据库。
4 结 语
串行通讯在通讯领域被广泛应用。利用基于多线程的第三方串vi通信类cserialport很好地解决了由于串口长时间占用cpu而引起的线程堵塞等问题，编程简单、方便、可移植性强，对于其他类型的串口通信问题均可采用。该程序由microsoft visual c++6．0编译，在windows xp下运行通过。
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1．3 线程创建、挂起、恢复、终止
在mfc中，一般用全局函数afxbeginthread（）来创建并初始化一个线程的运行，该函数有两种重载形式，分别用于创建工作者线程和用户界面线程。sus-pendthread（）和resumethread（）分别用于挂起指定的线程和恢复用suspendthread（）挂起的线程。exit-thread（dword dwexitc0de）用于线程终结自身的执行。
1．4 线程同步
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