NMEA 0183 드라이버

개요

해양 / 선박 / GNSS 분야 표준 ASCII 프로토콜 NMEA 0183 v4.x 의 자체 자바 구현. NMEA 협회 공개 spec + 위키피디아 + 일반 매뉴얼 기반. 외부 라이브러리 / GitHub 코드 복사 없음.

항목	값
opc_type	NMEA
구현 클래스	plantpulse.driver.protocol.nmea.NMEADriver
라이브러리	(없음 — 자체 구현. NMEA 0183 v4)
read	양호 (수신 캐시 기반)
write	❌ (isWriteSupported() = false, 수신 전용)
디폴트 포트	10110 (NMEA over IP de-facto)
보안	없음

원본 매체

NMEA 0183 은 RS-232/RS-422 시리얼 (4800 / 38400 baud) 이 표준이지만, 실 운영에서는 멀티플렉서/게이트웨이가 TCP 또는 UDP 로 forwarding 한 NMEA over IP 가 일반적이며 본 드라이버는 TCP 변형을 받습니다.

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클래스 / 구조

NMEADriver  (BaseProtocolDriver)
 ├── Socket / BufferedReader   (US-ASCII)
 ├── receiverThread            — daemon, "NMEA-Receiver-<opc_id>"
 ├── lastByType                — ConcurrentHashMap<sentenceType, parsed map>
 ├── readLine()                — CR/LF 분리 + MAX_LINE_LEN(256) 가드
 ├── processLine(line)         — '$' / checksum 검증 / talker 제거 / 필드 split
 ├── addAliases(type, fields)  — RMC/GGA/GLL/VTG/GSA/GSV/HDT/HDM/MWV/DBT/DPT/MTW/VHW/ZDA/XDR
 └── xorChecksum(payload)      — '$' 와 '*' 사이 XOR

socket.setSoTimeout(0) — 시리얼 에뮬 / 저속 장비 대비.

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wire 포맷 요약

$<talker><sentence>,f1,f2,...,fN*<CC><CR><LF>
예) $GPRMC,123519,A,4807.038,N,01131.000,E,022.4,084.4,230394,003.1,W*6A

• Talker ID 2자 (GP/GL/GN/GA/HC/II/AI ...) + sentence type 3자.
• Proprietary P 접두는 talker 분리 없이 그대로 캐시 키로 사용.
• *<CC> checksum = $ 와 * 사이 모든 char 의 XOR (2자리 hex 대문자).
• 길이 한도 82자 (NMEA 0183 v4 표준), 본 구현은 MAX_LINE_LEN=256 가드.

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캐시 / read 형식

processLine() 이 통과한 메시지는 sentence type (예 RMC) 키로 lastByType 에 저장:

parsed = {
   "__raw__":  "$GPRMC,...",
   "__type__": "RMC",
   "1":        "123519",       // utc
   "2":        "A",            // status
   ...
   // alias
   "utc":   "123519",
   "lat":   "4807.038",
   ...
}

read("RMC.7") → 7번 필드(speed). read("RMC.lat") → alias.

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OPC 등록 옵션

options.nmea.port 가 있으면 OPC 의 opc_agent_port 를 override.

connect-timeout / read-timeout 옵션 없음 — CONNECT_TIMEOUT_MS = 5000, soTimeout = 0.

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태그 주소 형식

표기	의미
RMC.7	sentence RMC 의 7번 필드
GGA.2	GGA 의 2번 필드 (위도)
RMC.utc / RMC.lat / RMC.lon / RMC.speed	alias
RMC	raw 문자열 (필드 인덱스 / alias 미지정)

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지원 sentence + alias

addAliases() 가 정의:

type	alias 예
RMC	utc, status, lat, ns, lon, ew, speed, course, date, magvar, magvarew, mode
GGA	utc, lat, ns, lon, ew, fix, sats, hdop, alt, altunit, geoidsep, sepunit, dgpsage, dgpsid
GLL	lat, ns, lon, ew, utc, status, mode
VTG	cogtrue, cogmag, speed, speedkn, speedkm, mode
GSA	mode1, mode2, pdop, hdop, vdop
GSV	totalmsgs, msgnum, satsinview
HDT / HDM	heading, t / m
MWV	angle, ref, speed, units, status
DBT / DPT	depthft, depthm, depth, depthfa / depth, offset, max
MTW	temp, units
VHW	headingt, headingm, speed, speedkm
ZDA	utc, day, month, year, tzh, tzm
XDR	type, value, units, id (첫 그룹만)

미정의 sentence 도 1..N 인덱스 접근은 가능.

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지원 / 미지원

• ✅ checksum 검증 ($~* XOR), 불일치 시 라인 폐기
• ✅ Talker ID 자동 제거 (예 GPRMC → RMC)
• ✅ 자주 쓰는 16종 sentence 의 alias
• ✅ proprietary $P... 라인 그대로 보존
• ❌ ! encapsulation (AIVDM 등 AIS) — 현재 $ 만 받음
• ❌ multi-message GSV 누적
• ❌ write / Sentence 전송

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테스트 커버리지

test/java/plantpulse/driver/protocol/nmea/

클래스	테스트 수
NMEADriverTest	15
NMEASpecTest	22

총 37 테스트 — checksum, talker 분리, alias 매핑, 인덱스 접근, 길이 한도.

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참고

• NMEA 0183 v4 표준 (NMEA 협회 공개 항목)
• 코드: src/plantpulse/driver/protocol/nmea/NMEADriver.java