GPS maršruta izsekošana V2: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Projekts: GPS maršruta izsekošana V2

Datums: 2020. gada maijs - jūnijs

ATJAUNINĀT

Šī projekta pirmajā versijā, lai gan tas principā strādāja, bija vairākas kļūdas, kuras bija jānovērš. Pirmkārt, man nepatika kaste, tāpēc es to nomainīju ar citu. Otrkārt, ātruma un attāluma aprēķini nav pareizi. Papildu lauka testi ar vienību, kas novietota transportlīdzeklī un ļāva kartēt maršrutu, un pēc tam šis kartētais maršruts tika kartēts GPS vizualizatorā un programmā Google Earth Pro ar izciliem rezultātiem gan faktiskā maršruta kartēšanas, gan aprēķinātā attāluma ziņā, izmantojot "lineālu" Earth Pro

Turklāt shēma tika atjaunināta tā, ka 18650 baterijas piegādāja strāvu tieši ESP32 DEV platei, bet NEO7M GSP vienība tika barota tieši no Step Down moduļa, nevis izmantojot DEV plati. Tas radīja stabilāku sistēmu. Programmatūra parasti tika sakopta, un opcija E -pasts un sekojošs savienojums ar vietējo maršrutētāju tika veikts tikai tad, ja iekārta atrada nosūtīšanai pieejamu failu vai failus. Viens no pēdējiem uzlabojumiem bija nomainīt testu "gps.location.isValid" uz "gps.location.isUpdated", tādējādi nodrošinot, ka tikai atjauninātās GPS atrašanās vietas tiek saglabātas maršruta failā, nevis vairākas GPS atrašanās vietas, kurām katrai ir vienāds platums un garums

Es vēlētos atzīmēt, ka šī ir pirmā sistēma, kuras pamatā esmu GPS, un turpmākās versijas lielā mērā aizstātu esošo vadu ar PCB balstītu plati. Lai nodrošinātu, ka visi vadu savienojumi neizdodas, rupjas apstrādes laikā visi šie savienojumi ir pielīmēti

Esmu atjauninājis ICO un Fritzing failus un pievienojis jaunus fotoattēlus, lai parādītu veiktās izmaiņas

PĀRSKATS

Šis projekts man bija pilnīga virziena maiņa, attālinoties no Nixie Clocks un robotiem, kuru pamatā ir WiFi. Uz GPS balstīta Arduino moduļa izmantošana mani jau kādu laiku ir ieinteresējusi, un, tā kā man bija brīvs laiks, gaidot papildu detaļas galvenajam projektam, pie kura arī strādāju, es nolēmu izveidot GPS maršruta izsekošanas ierīci, kas darbojas ar akumulatoru, viegla, pārnēsājams un var pārsūtīt informāciju par maršrutu, izmantojot mikro SD karti vai, ja bija pieejams WiFi tīkls, izmantojot e-pastu un pievienotu failu. Šim projektam bija jāizmanto četras sastāvdaļas, kuras es iepriekš nebiju izmantojis, proti, 0,96 collu oLED ekrāns, SD karšu lasītājs, GPS modulis un ESP32 attīstības padome. Ierīces galīgo izmēru, lai gan tas noteikti ir pārnēsājams, varētu vēl vairāk samazināt par pilniem 25–50%, ja izmantotā elektroinstalācija tiktu aizstāta ar PCB plāksni, kas pievienota tieši ESP32 attīstības padomei, un 18650 baterijas un atkāpšanās modulis ir aizstāts ar piemērotu 5 V litija jonu akumulatoru.

Piegādes

1. ESP32 Attīstības padome

2. DS3231 RTC pulkstenis ar rezerves akumulatoru

3. Micro SD karte Uz SPI balstīts lasītājs ar 1 GB micro SD karti

4. 0,96 collu oLED I2C ekrāns

5. GPS modulis NEO-7M-0-000

6. 10uF kondensators

7. 2 x 10K rezistori, 4,7K rezistors

8. DC-DC pazemināšanas transformators

9. 2 x 18650 baterijas

10. Dubults akumulatora turētājs 18650

11. Viena pola slēdzis

12. Īslaicīgs spiediena slēdzis

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projektu kastes

14. Dupont vadi, karstā līme.

1. darbība: CELTNIECĪBA

Pievienotā Fritzinga diagramma parāda shēmas izkārtojumu. Divas 18650 baterijas un atkāpšanās moduli var aizstāt ar litija jonu akumulatoru, kas tieši nodrošina 5 V spriegumu. Es iesaku NEO-7M moduli ar integrētu SMA ārējās antenas kontaktdakšu, kas ļauj pievienot vienkāršu 30 cm garu stieples gabalu, kas uztver satelīta informāciju, tas bieži vien aizņem dažas minūtes pēc ierīces ieslēgšanas. Apakšējā no divām projekta kastēm ir atveres ekrānam, GPS antenai, slēdzim un SD kartei, tajā ir arī RTC pulkstenis, SD karšu lasītājs, 0,96 collu oLED ekrāns, poga, GPS modulis un PCB plate. Projekta augšējā kastē ir ESP32 attīstības plāksne, 18650 baterijas un akumulatora turētājs, atkāpšanās modulis un viena atvere viena pola slēdzim. Šī projekta kastes augšdaļa tiek turēta vietā ar četrām pret skrūvēm ieskrūvējamām skrūvēm, kuras var noņemt, lai varētu noņemt, uzlādēt un pēc tam nomainīt abas 18650 uzlādējamās baterijas. Iekārta nav ūdensnecaurlaidīga, taču to var izgatavot. Šajā augšējā projekta kastē var uzstādīt arī piemērotu USB lādētāju ar piemērotu atvērumu, lai varētu uzlādēt iekšpusē esošās baterijas, nenoņemot kastes vāku. Lai gan GPS modulis var nodrošināt laiku un datumu, kas iegūts no satelīta, es nolēmu, ka vietējais laiks un datums būs piemērotāks, tāpēc es pievienoju RTC moduli.

Daži no būvniecības fotoattēliem parāda šī projekta agrīno attīstību, kad es izmantoju WeMos D1 R2 plati un vienkāršu 16x2 LED displeju, abi šie tika aizstāti galīgajā versijā.

2. darbība: PROGRAMMATŪRA

Arduino plates, kuras pamatā ir ESP32, iemesls bija tas, ka pēc dažiem pētījumiem es atklāju, ka ESP32 var veiksmīgi nosūtīt e-pastu uz G-Mail kontu, ja tiek mainīti konta iestatījumi, lai tas ļautu saņemt mazāk drošus e-pastus., tas prasa mainīt G-Mail konta iestatījumus. Lai tai piekļūtu, dodieties uz izvēlnes opciju “Pārvaldīt Google kontu”, pēc tam atlasiet “Drošība” un visbeidzot ritiniet uz leju, līdz redzat “Mazāk droša piekļuve lietotnēm”, ieslēdziet šo funkciju.

Jums būs jālejupielādē un jāinstalē šādi iekļautie faili: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h un Adafruit_SSD1306.h.

Programma tika izstrādāta, izmantojot Arduino IDE versiju 1.8.12, un izvēlētā tāfele bija “DOIT ESP32 DEVKIT V1”.

Programmas lieluma dēļ jūs nevarat izstrādāt šo programmu Arduino UNO, arī lejupielādējot programmatūru, ir jānoņem TX vads no GSP moduļa, pretējā gadījumā lejupielāde neizdosies. 10uF kondensators tika pievienots ESP32 plates “EN” un “GND” tapām tā, ka nebija nepieciešams nospiest pogu “EN” katru reizi, kad tika lejupielādēta jauna programmatūra.

Programmatūra Arduino tika izstrādāta, lai ļautu sistēmas lietotājam vai nu ierakstīt ierīcē maršrutu vai maršrutus, pēc tam noņemt SD karti un augšupielādēt tos, izmantojot personālo datoru karšu lasītāju, vai arī izvēlēties izvēlnes opciju E-pasts un visi ierīcē saglabātie maršruta faili tiek nosūtīti uz G-Mail kontu, viens maršruts ir pievienots katram e-pastam. Maršruta faili ir formatēti vienībā, un tie var būt divu dažādu stilu veidā-“GPX” formātā, ko var tieši apskatīt, izmantojot “GPS skatītāju”-Google lietojumprogrammu, kas bez maksas pieejama internetā, vai “KML”. formātā, kuru var tieši apskatīt, izmantojot lietojumprogrammu “Google Earth Pro”, kas pieejama lejupielādei no interneta. Šī pati lietojumprogramma var arī nolasīt un parādīt uz GPX balstītus maršruta failus. Abi šie failu formāti ir brīvi pieejami kā failu formātu shēmas, un tos var atrast internetā Wikipedia. Pēc e-pasta vai e-pasta ziņojumu nosūtīšanas ierīce atgriezīsies maršruta uzraudzībā, taču pēc noklusējuma tas būs GPX faila formāts. Spiedpoga tiek izmantota, lai atlasītu opciju E-pasts, atlasītu GPX vai KML faila formātu un sāktu un apturētu maršruta ierakstīšanu. Maršruta uzraudzības režīmā oLED ekrānā tiks parādīts pašreizējās atrašanās vietas garums un platums, un pēc tam otrajā ekrānā tiks parādīts pašreizējais laiks, datums, augstums metros, izmantoto satelītu skaits, ātrums kilometros un visbeidzot kurss no kardinālajiem kompasa punktiem. Maršruta ierakstīšanas režīmā ekrānā tiks parādīts tā atvērtais maršruta fails, tad papildus diviem iepriekš aprakstītajiem ekrāniem tiks parādīts arī trešais ekrāns, kurā ir sīka informācija par izmantoto maršruta failu, tā ierakstīto ceļa punktu skaitu un visbeidzot. nobrauktais attālums km.

Turpmākajos attēlos parādīts, kā ierīces izveidotie un sūtītie e-pasta ziņojumi tiek saņemti un parādīti pakalpojumā G-Mail.

3. solis: SECINĀJUMS

Esmu daudz iemācījies, izstrādājot šo projektu, tomēr šo vienību var uzskatīt tikai par “aizmuguri” uz lietotnēm balstītai sistēmai, kurā tiek parādīti GPX vai KML faili. Trešās puses programmatūras izmantošana bija pieņemama alternatīva šīs programmatūras turpmākai attīstībai. Izvēlnes opcija “Mazāk droša lietotne” Google konta pārvaldības izvēlnē var būt ierobežota, jo izmaiņas var notikt 2020. gada jūnijā. Šādā gadījumā e-pasta ziņojums var būt jāpārsūta uz citu kontu vai izmantojot pasta servera 586 portu.

4. solis: GPS un KML failu formāti

Tālāk ir parādīts tipisks faila saturs katram faila tipam, ko vienība ģenerē (šajos piemēros platuma un garuma vērtības nemainās, jo ierīce ir nekustīga). Abos failos ir minimālie galvenes un kājenes dati, kas nepieciešami GPS skatītājam un Google Earth pro, lai parādītu vienkāršu melnu līniju, kurā parādīts izvēlētais maršruts:

KML fails:

GPX fails: