Sledovanie trasy GPS V2: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Projekt: GPS Route Tracking V2

Termín: máj - jún 2020

AKTUALIZÁCIA

Prvá verzia tohto projektu, aj keď v zásade fungovala, mala niekoľko chýb, ktoré bolo potrebné opraviť. Krabica sa mi najskôr nepáčila, a preto som ju nahradil inou. Za druhé, výpočty rýchlosti a vzdialenosti nie sú správne. Dodatočné terénne testy s jednotkou umiestnenou vo vozidle, ktorá umožnila zmapovať trasu, a potom bola táto mapovaná trasa namapovaná na GPS Visualizer a Google Earth Pro s vynikajúcimi výsledkami, pokiaľ ide o aktuálne namapovanú trasu a vypočítanú vzdialenosť nameranú oproti možnosti „pravítko“v programe Earth Pro

Okrem toho boli aktualizované obvody, aby batérie 18650 dodávali energiu priamo na dosku ESP32 DEV, zatiaľ čo jednotka NEO7M GSP bola napájaná priamo z modulu Step Down, a nie z dosky DEV. Výsledkom bol stabilnejší systém. Softvér bol spravidla uprataný, pričom možnosť E -mail a následné pripojenie k miestnemu smerovaču sa vykonali iba vtedy, ak jednotka našla súbor alebo súbory, ktoré je možné odoslať. Jedným z posledných vylepšení bolo zmeniť test „gps.location.isValid“na „gps.location.isUpdated“, čím sa zaistilo, že v súbore trasy budú uložené iba aktualizované polohy GPS, a nie viacero polôh GPS, z ktorých každá má rovnakú zemepisnú šírku a dĺžku

Na tomto mieste by som poznamenal, že toto je prvý systém založený na GPS, ktorý som vytvoril, a nasledujúce verzie by do značnej miery nahradili existujúce zapojenie doskou založenou na doske plošných spojov. Aby sa zaistilo, že všetky drôtové spojenia nezlyhajú, počas hrubého zaobchádzania boli všetky tieto spoje lepené

Aktualizoval som súbory ICO a Fritzing a pridal nové fotografie, aby som ukázal zmeny, ktoré som vykonal

PREHĽAD

Tento projekt bol pre mňa úplnou zmenou smeru, odklon od Nixie Clocks a robotov založených na WiFi. Používanie modulu Arduino na báze GPS ma už nejaký čas zaujímalo a keďže som mal nejaký voľný čas čakaním na ďalšie diely pre hlavný projekt, na ktorom tiež pracujem, rozhodol som sa postaviť zariadenie na sledovanie trasy GPS, napájané batériami, nízkej hmotnosti, prenosný a schopný prenášať informácie o trase buď prostredníctvom karty micro SD, alebo, ak bola k dispozícii sieť WiFi, prostredníctvom e-mailu a priloženého súboru. Tento projekt vyžadoval použitie štyroch komponentov, ktoré som predtým nepoužil, a to 0,96”OLED obrazovky, čítačky kariet SD, modulu GPS a vývojovej dosky ESP32. Konečná veľkosť jednotky, aj keď je určite prenosná, by sa dala ešte viac znížiť o celých 25-50%, ak by som použité vedenie nahradil doskou s plošnými spojmi pripevnenou priamo k vývojovej doske ESP32 a batériami 18650 a odstúpil by modul nahradený vhodnou batériou Li-ion 5V.

Zásoby

1. Vývojová rada ESP32

2. Hodiny RTC DS3231 so záložnou batériou

3. Karta Micro SD Čítačka založená na SPI s 1 GB kartou micro SD

4. 0,96”obrazovka založená na OLED I2C

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

6. 10uF kondenzátor

7. 2 x 10K odpory, 4,7K odpor

8. Zostupný transformátor DC-DC

9. 2 x 18650 batérie

10. Dvojitý držiak batérie 18650

11. Jednopólový spínač

12. Momentový spínač

13. Projektové boxy 2 x 100 mm x 50 mm x 65 mm

14. Dupontové drôty, horúce lepidlo.

Krok 1: STAVBA

Pripojený Fritzingov diagram ukazuje rozloženie obvodu. Dve batérie 18650 a zostupný modul je možné nahradiť batériou Li-ion, ktorá poskytuje 5 V priamo. Odporúčam modul NEO-7M s integrovanou zástrčkou externej antény SMA, ktorá vám umožní pridať jednoduchý drôt s dĺžkou 30 cm, ktorý zachytí satelitné informácie, čo často trvá niekoľko minút od prvého zapnutia jednotky. Spodný z týchto dvoch boxov na projekty má otvory pre obrazovku, anténu GPS, prepínač a kartu SD. Obsahuje tiež hodiny RTC, čítačku kariet SD, 0,96”oLED obrazovku, tlačidlo, modul GPS a dosku s plošnými spojmi. Horný box projektu obsahuje vývojovú dosku ESP32, batérie 18650 a držiak batérií, zostupný modul a jeden otvor pre jednopólový spínač. Horná časť tohto projektového boxu je držaná na mieste štyrmi zapustenými skrutkami, ktoré je možné odstrániť, aby bolo možné vybrať, nabiť a vymeniť dve nabíjateľné batérie 18650. Jednotka nie je vodotesná, dá sa však vyrobiť. Do tohto horného projektového boxu je možné tiež nainštalovať vhodnú nabíjačku batérií na báze USB s vhodným otvorom, aby sa batérie vo vnútri dali nabíjať bez toho, aby ste museli odstraňovať kryt krabice. Aj keď modul GPS môže poskytovať čas a dátum získaný zo satelitu, rozhodol som sa, že vhodnejší bude miestny čas a dátum, a preto som pridal modul RTC.

Niektoré zo stavebných fotografií ukazujú skorý vývoj tohto projektu, kde som používal dosku WeMos D1 R2 a jednoduchý LED displej 16x2, ktoré boli vo finálnej verzii nahradené.

Krok 2: SOFTVÉR

Dôvodom pre dosku Arduino založenú na ESP32 bolo, že po určitom prieskume som zistil, že ESP32 môže úspešne odosielať e-maily na účet G-Mail za predpokladu, že nastavenia účtu sú zmenené tak, aby umožňovali „prijímanie menej bezpečných e-mailov“., to si vyžaduje zmenu v nastaveniach účtu G-Mail. Ak chcete získať prístup k tomu, prejdite na možnosť ponuky „Spravovať účet Google“, potom vyberte „Zabezpečenie“a nakoniec posuňte zobrazenie nadol, kým sa nezobrazí „Menej bezpečný prístup k aplikácii“, túto funkciu zapnite.

Budete musieť stiahnuť a nainštalovať nasledujúce zahrnuté súbory: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, „RTClib.h“, „ESP32_MailClient.h“, „SPIFFS.h“, WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h a Adafruit_SSD1306.h.

Program bol vyvinutý pomocou verzie 1.8.12 Arduino IDE a vybraná doska bola „DOIT ESP32 DEVKIT V1“.

Vzhľadom na veľkosť programu nemôžete tento program vyvinúť na Arduino UNO, aj pri sťahovaní softvéru je potrebné odstrániť TX vodič z modulu GSP, inak sťahovanie zlyhá. K pinom „EN“a „GND“na doske ESP32 bol pripevnený 10uF kondenzátor, takže nebolo potrebné, aby bolo tlačidlo „EN“stlačené pri každom stiahnutí nového softvérového programu.

Softvér Arduino bol vyvinutý tak, aby používateľovi systému umožnil buď zaznamenať trasu alebo trasy v rámci jednotky a potom vybrať kartu SD a nahrať ich pomocou čítačky kariet založenej na počítači PC, alebo vybrať možnosť ponuky E-mail a všetky súbory trasy uložené na jednotke odoslané na účet G-Mail, ku každému e-mailu je pripojená jedna trasa. Súbory trasy sú naformátované v rámci jednotky a môžu mať formu dvoch rôznych štýlov, formátu „GPX“, ktorý je možné priamo prezerať pomocou „GPS Viewer“, bezplatnej aplikácie Google na internete, alebo „KML“formát, ktorý je možné priamo zobraziť pomocou aplikácie „Google Earth Pro“, ktorú je možné stiahnuť z internetu. Tá istá aplikácia môže tiež čítať a zobrazovať súbory trasy založené na „GPX“. Oba tieto formáty súborov sú voľne dostupné ako schémy formátov súborov a možno ich nájsť na internete na Wikipédii. Po odoslaní e-mailu alebo e-mailov sa jednotka vráti k monitorovaniu trasy, ale predvolene sa použije formát súboru GPX. Tlačidlo slúži na výber možnosti E-mail, výber formátu súboru GPX alebo KML a spustenie a zastavenie záznamu trasy. V režime monitorovania trasy zobrazí oLED obrazovka zemepisnú dĺžku a šírku aktuálnej polohy a potom na druhej obrazovke aktuálny čas, dátum, nadmorskú výšku v metroch, počet použitých satelitov, rýchlosť v kilometroch a nakoniec udaný kurz ako jeden. kardinálnych bodov kompasu. Zatiaľ čo v režime záznamu trasy sa na obrazovke zobrazí súbor trasy, ktorý otvoril, potom sa okrem dvoch predtým popísaných obrazoviek zobrazí aj tretia obrazovka, ktorá podrobne popisuje použitý súbor trasy, počet trasových bodov, ktoré zaznamenal, a nakoniec vzdialenosť prejdená v km

Nasledujúce obrázky ukazujú, ako e-maily vytvorené a odoslané zariadením prijíma a zobrazuje služba G-Mail.

Krok 3: ZÁVER

Pri vývoji tohto projektu som sa veľa naučil, túto jednotku však možno považovať iba za „back -end“systému založeného na aplikáciách, ktorý zobrazuje súbory GPX alebo KML. Používanie softvéru tretej strany bolo prijateľnou alternatívou k ďalšiemu vývoju tohto softvéru. Dostupnosť možnosti ponuky „Menej bezpečná aplikácia“v ponuke Správa účtu Google môže byť obmedzená, pretože v júni 2020 môžu nastať zmeny. V takom prípade môže byť potrebné presmerovanie e-mailu na alternatívny účet alebo pomocou portu 586 na poštovom serveri.

Krok 4: Formáty súborov GPS a KML

Nasledujúci text zobrazuje typický obsah súboru pre každý typ súboru, ktorý jednotka generuje (hodnoty zemepisnej šírky a dĺžky sa v týchto príkladoch príliš nemenia, pretože jednotka je nehybná). Oba súbory obsahujú minimálne údaje záhlavia a päty, ktoré sú potrebné pre zobrazovanie GPS a Google Earth pro na zobrazenie jednoduchej čiernej čiary ukazujúcej prejdenú trasu:

Súbor KML:

Súbor GPX: