LTE Arduino GPS Tracker + IoT бақылау тақтасы (1 -бөлім): 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Кіріспе

Қалайсыңдар балалар! Бұл нұсқаулық-Arduino үшін LTE/NB-IoT Botletics қалқанын пайдалану бойынша менің бірінші нұсқаулығымның жалғасы, сондықтан егер сізде әлі жоқ болса, қалқанды қалай қолдану керектігін және оның мәні туралы жақсы түсінік алу үшін оны оқып шығыңыз.. Бұл оқулықта IoT деректерін тіркеуге, атап айтқанда, GPS пен температураны бақылауға тоқталамын және сізге жолға шығып, оны сынау үшін қажет барлық код пен нұсқауларды беремін!

Бұл нұсқаулық негізінен мен жасаған және жасаған LTE қалқанына бағытталған, бірақ мұнда бәрі (Github Arduino кітапханасын қосқанда) SIMCom 2G және 3G модульдерінде SIM800/808/900/5320 сияқты жұмыс істеуі керек, себебі ол жаңартылған. Adafruit FONA кітапханасының нұсқасы. Жабдыққа қарамастан, тұжырымдама бірдей және сіз көптеген керемет нәрселерді жасай аласыз, оның ішінде сенсорлық мәліметтерді тіркеу, ауа райының қашықтан мониторингі, автокөлікті ұрлауды GPS бақылауы және т.

1 -қадам: Бөлшектерді жинау

Тізім менің бірінші оқулықтағыдай және өте қарапайым!

• Ардуино Уно, Мега немесе Леонардо. Сонымен қатар, сіз кез келген басқа 3.3V немесе 5V микроконтроллерді қолдана аласыз, бірақ түйреуіштерді сыртқы жағынан сыммен байланыстыруға тура келеді.
• Ботлетика SIM7000 Shield жинағы (қалқанмен, қос LTE/GPS uFL антеннасымен және әйелдік тақырыптарды жинақтаумен бірге келеді). Сәйкес нұсқаны таңдау үшін осы оқулықтан өткеніңізге көз жеткізіңіз!
• Голограмма SIM картасы. Бірінші SIM -карта («әзірлеуші» SIM -карта деп аталады) мүлдем тегін және айына 1Мб деректермен бірге келеді! Егер сіз голограмма SIM картасын қолдансаңыз, АҚШ -та Verizon желісінде болуыңыз мүмкін. Егер сіз оны ыңғайлы болса, оны Ботлетика қалқанының жанынан алуға болады.
• 3.7V LiPo аккумуляторы (1000 мАч немесе одан жоғары сыйымдылық ұсынылады).
• USB кабелі Arduino бағдарламалауға немесе оны қуаттандыруға арналған.

GPS бақылау тесті үшін!

• Жолда қалқанды сынау кезінде Arduino -ны қуаттандыру үшін автомобиль USB адаптерін пайдалануға болады.
• Сонымен қатар, Arduino-ны VIN және GND түйреуіштері арқылы қуаттандыру үшін батарея жинағын (7-12В) пайдалануға болады.

2 -қадам: Физикалық жинақ

Енді сізде барлық бөлшектер бар, мұнда сіздің жабдықты орнату үшін не істеу керектігі туралы қысқаша шолу:

• Әйелдер басын қалқанға дәнекерлеңіз. Мұны қалай жасау керектігі туралы оқулықты қараңыз.
• Қалқанды Arduino -ға қосыңыз, оларды зақымдамау үшін барлық түйреуіштерді реттеңіз!
• SIM картасын суретте көрсетілгендей салыңыз. Металл контактілер төмен қарайды және бұрыштағы ойықтың орналасуына назар аударады.
• LiPo батареясын қалқандағы JST қосқышына қосыңыз
• USB кабелі арқылы Arduino компьютеріне қосыңыз. Сіз қалқанның жасыл қуат диодының жанбайтынын байқайсыз. Бұл қалыпты жағдай, себебі қалқанның PWRKEY түйреуішін қосу үшін оны аздап импульстеу керек. Келесі бөлімдегі Arduino эскизінің мысалы сізге бұл туралы қамқорлық жасайды!
• Қалқаның оң жақ шетіндегі uFL қосқыштарына қос LTE/GPS антеннасын бекітіңіз. Назар аударыңыз, сымдар қиылысады, сондықтан қате сымдарды қоспаңыз!
• Сіз бағдарламалық жасақтамаға дайынсыз!

3 -қадам: Arduino орнату және құрылғыны тексеру

Arduino IDE орнату

Егер сізде әлі жоқ болса, тақтаның дұрыс жұмыс істеп тұрғанына көз жеткізу үшін Нұсқаулық бойынша негізгі өнімдегі «Arduino IDE Setup» және «Arduino Example» қадамдарын қараңыз. Бұл нұсқаулықта сізге Github бетіндегі кітапхананы жүктеп алып, «LTE_Demo» мысал кодын ашу қажет болады. Осы нұсқауларды орындағаннан кейін сіз желіге қосылуды, GPS -ті және деректерді dweet.io сайтына жіберуді тексеруіңіз керек.

IoT мысал эскизі

Қалқанның негізгі мүмкіндіктерін тексергеннен кейін, Arduino IDE ішіндегі «IoT_Example» эскизін жүктеңіз. Сіз оны Github -да таба аласыз. Бұл кодты Arduino -ға жүктеп, сериялық мониторды ашыңыз, сонда сіз Arduino SIM7000 модулін табатынын, ұялы желіге қосылуын, GPS -ті қосуды және орналасқан жерін анықтағанға дейін әрекетті жалғастыруды және деректерді dweet.io сайтына жіберуді көресіз. Мұның бәрі сіз LTE экраны мен голограмма SIM картасын қолдансаңыз, кодтың кез келген жолын өзгертпестен іске қосылуы керек.

Әдепкі бойынша сіз таңдау жолын анықтайтын келесі жолды көресіз (шын мәнінде жазбалар арасындағы кідіріс).

#іріктеуді анықтаңыз 30 -шы жылдамдық // Жазбалар арасындағы уақыт, секундпен

Егер бұл жолға түсініктеме берілмесе, Arduino деректерді жібереді, 30 секундты кешіктіреді, деректерді қайтадан жібереді, қайталайды және т. қарапайым нәрселер Мен операцияны кідірту үшін delay () функциясын қолданамын. Егер сіз осы жолға түсініктеме берсеңіз, Arduino деректерді жібереді, содан кейін Arduino-дегі қалпына келтіру түймесін басқанға дейін тікелей қуаты төмен ұйқы режиміне ауысады. Егер сіз бірдеңені тексеріп жатсаңыз және сіздің ақысыз құнды деректеріңізді жазғыңыз келмесе (әр постта іс жүзінде ештеңе қолданылмайды) немесе сізде Arduino (555 таймері? RTC үзілуі? үзіліс? Қораптан тыс ойланыңыз!). Шын мәнінде Burgalert 7000 оқулығында мен микроконтроллерді ояту үшін PIR қозғалыс детекторын қалай қолдануға болатынын көрсетемін.

Келесі жол қалқан деректерді жібергеннен кейін өшетінін немесе қосылмайтынын анықтайды. Егер сіз бір уақытта тек бір рет іріктеп алсаңыз, жолды түсініктеме беру арқылы сіз бұрынғы таңдауды таңдай аласыз, бірақ егер сізде салыстыру жиілігі салыстырмалы түрде жоғары болса, қалқан қосулы қалатындай қалуы үшін жолды түсініктемеде қалдырғыңыз келеді. GPRS пен GPS-ті қайта инициализациялау, қайта қосу және т.

//#define turnOffShield // Деректерді орналастырғаннан кейін қалқаны өшіріңіз

Сондай-ақ, бұл мысал SIM7000 модуліне тән және ғаламдық бірегей IMEI нөмірін автоматты түрде алатынын және оны құрылғы идентификаторы (немесе қаласаңыз, «атау») ретінде пайдаланатынын, ол деректерді dweet.io сайтына жібергенде оны анықтауды ұмытпаңыз.. Егер сіз қаласаңыз, оны өзгерте аласыз, сондықтан мен сізге хабарлауды жөн көрдім деп ойладым:)

Деректеріңіздің шынымен dweet.io сайтына жіберілгенін тексеру үшін сәйкес ақпаратты толтырып, URL мекенжайын кез келген шолғышқа көшіріп қойыңыз:

dweet.io/get/latest/dweet/for/{deviceID}

мұнда {deviceID} Ardeino тапқаннан кейін бірден сериялық мониторда басылатын IMEI нөмірімен ауыстырылуы керек. Браузерге URL енгізгеннен кейін сіз келесідей JSON жауабын көресіз:

{«бұл»: «табысты», «арқылы»: «алу», «the»: «двиттер», «бірге»: [{«зат»: «112233445566778», «жасалған»: «2017-12-28T23: 32: 39.803Z «,» мазмұн «: {» лат «: 11.223344,» ұзын «:-55.667788,» жылдамдық «: 10,» бас «: 75,» альт «: 330.7,» темп «: 21.2,» батт « «: 3630}}]}

«Мазмұнға» қарап, сіз ендік, орналасқан жеріңіздің ұзындығы, жылдамдығыңызды (сағатына километрмен), бағыттың бағыты (градус, 0 градус солтүстікте), биіктікті (метр), температураны (*C, бірақ сезінуіңіз керек) кодқа түрлендіру тегін), және қоректендіру кернеуі милли вольтпен (бұл ВБАТ, аккумулятордың кернеуі). NMEA деректер тізбегі туралы қосымша ақпарат алу үшін SIM7000 AT командалық нұсқаулығының 149 бетін қарауға болады.

Орнату деректерді двитке сәтті жіберіп жатқанын тексергеннен кейін, барлық деректерді жақсы интерфейсте көру үшін бақылау тақтасын орнатайық!

4 -қадам: Freeboard.io орнату

Бұл оқулықта біз PubNub және dweet сияқты көптеген бұлтты платформалармен, сондай -ақ JSON және MQTT сияқты басқа мүмкіндіктермен қосыла алатын өте жақсы IoT бақылау тақтасы freeboard.io -ны қолданатын боламыз. Сіз болжаған боларсыз, біз алдыңғы бөлімдегі мысал кодында қолданылатын dweet.io қолданамыз. Маңызды ескерту ретінде freeboard.io терезелерін жылжыту Chrome -да жұмыс істемейтін сияқты, оның орнына Firebox немесе Microsoft Edge пайдаланыңыз. Олай етпесеңіз, экрандағы элементтерді қайта реттеу нағыз «панель» болуы мүмкін!

Есептік жазба мен құрылғыны реттеу

• Сізге қажет бірінші нәрсе - freeboard.io басты бетіндегі қызыл «ҚАЗІР БАСТАУ» түймесін басу арқылы тіркелгі жасау, тіркелгі деректерін енгізу және «Менің тіркелгімді жасау» түймесін басу. Содан кейін сіз жаңа есептік жазбаны растайтын электрондық пошта хабарламасын аласыз.
• Енді басты беттің жоғарғы оң жақ бұрышындағы «Кіру» түймесін басыңыз және кіргеннен кейін сіз өзіңіздің жобаларыңыз үшін орнатылған бақылау тақталары болып табылатын «бос орындарды» көресіз. Әлбетте, егер есептік жазба жаңа болса, сіз мұнда ештеңе көрмейсіз, сондықтан жаңа жобаның атауын енгізіп, жоғарғы оң жақтағы «Жаңасын жасау» түймесін басыңыз. Бұл сізге интерфейсті өзіңіз қалағандай орнатуға болатын бос бақылау тақтасына әкеледі. Бос тақтада сіз әр түрлі «тақталарды» орната аласыз, және әрбір тақтада сіздің деректеріңізді қандай да бір түрде көрсететін графиктер, карталар, өлшегіштер және т.б. сияқты бір немесе бірнеше «виджеттер» болуы мүмкін.
• Бізге қазір қажет бірінші нәрсе - бұл сіздің деректеріңіздің нақты көзін орнату, бұл сіздің Arduino + LTE қалқаны. Ол үшін жоғарғы оң жақтағы «Деректер көздері» астындағы «ҚОСУ» түймесін басыңыз. Әрі қарай, «Dweet.io» тармағын таңдап, «Атау» өрісіне қалаған атауды енгізіңіз. Дегенмен, «Заттың аты» өрісінің астына кез келген ерікті атаудың орнына қалқанның IMEI нөмірін енгізетіндігіңізге көз жеткізіңіз, себебі бұл ақысыз тақтаның көмегімен деректерді двиттен алады.
• «Сақтау» түймесін басқаннан кейін сіз құрылғының «Деректер көздері» бөлімінде пайда болғанын, сондай -ақ соңғы рет двитке дерек жібергенін көресіз. Сондай -ақ, соңғы мәндерді тексеру үшін жаңарту түймесін басуға болады, бірақ борттық тақта өздігінен жаңартылады, сондықтан әдетте бұл түймені пайдаланудың қажеті жоқ.

Бақылау тақтасын орнату

Енді экранда көргіңіз келетін қоңырау мен ысқырықты қалай орнатуға болатынын қарастырайық!

• Бөлімді қосу үшін сол жақ жоғарғы жағындағы «АУДАРДЫ ҚОСУ» түймесін басыңыз, сонда сіз оның экранда шағын терезе қосатынын көресіз. Дегенмен, мұнда ештеңе жоқ, өйткені біз виджеттерді қоспадық!
• Виджетті қосу үшін тақтадағы кішкентай «+» түймесін басыңыз. Бұл виджеттің әр түрлі нұсқалары бар ашылмалы мәзірді ашады. Біз GPS бақылауын жүргізетін болсақ, «Google картасы» виджетін таңдайық. Содан кейін сіз ендік пен бойлық екі өрісті көруіңіз керек. Оларды дұрыс толтыру үшін сіздің құрылғыңыз двитке жіберуі керек. Егер сізде бар деп ойласаңыз, сіз «+ деректер қорын» басуыңыз керек, деректер көзін («SIM7000 GPS қадағалаушы») нұқыңыз, содан кейін «лат» батырмасын шертіңіз, бұл қалқанның двитке жіберу кезінде қолданатын айнымалы атауы. Бойлық өрісінің процедурасын қайталаңыз және картаның қайда болғандығыңызды белгілеу үшін деректер нүктелері арасында сызықтар жүргізуін қаласаңыз, төменгі жағындағы жүгірткіні басыңыз.
• Енді сіз өзіңіздің орналасқан жеріңіздің шағын картасын көруіңіз керек! Картаның жұмыс істеп тұрғанын тексеру үшін ағымдағы GPS lat/long мәнін сәл өзгеше етіп өзгертуге тырысыңыз, мысалы, сериялық мониторда басылған dweet URL мекенжайындағы lat/long мәндерінің ондық нүктесінен кейінгі бірінші цифр. Қалқан деректерді орналастырған кезде Arduino IDE. Оларды реттегеннен кейін URL мекенжайын көшіріп, қойыңыз және оны шолғышта орындаңыз.

dweet.io/dweet/for/112233445566778?lat=11.223344&long=-55.667788&speed=0&head=10&alt=324.8&temp=22.88&batt=3629

Енді бортқа қайта оралыңыз, сонда ол сіздің орналасқан жеріңізді сызып, нүктелер арасында қызғылт сары сызық сызғанын көресіз! Керемет заттар, иә? Менің ойымша, сіз біздің GPS трекеріңіз нақты уақыт режимінде немесе сіздің приключенияңыз аяқталғаннан кейін оны борт тақтасында көруге арналған орналасу деректерін двитке жіберетін суретті аласыз деп ойлаймын

Қосымша

Біздің кішкентай GPS трекер тек ұзақ/ұзақ деректерді ғана емес, сонымен қатар биіктікті, жылдамдықты, бағытты және температураны жіберетіндіктен, біздің тақтаны әсем ету үшін тағы бірнеше виджеттерді енгізейік!

• Жаңа тақтаны қосудан бастайық, содан кейін жаңа тақтаға өлшеуішті қосу үшін тақтадағы «+» түймесін басып, «Өлшеуішті» таңдаңыз. Бұрынғыдай, деректер көзін пайдаланыңыз және осы өлшегішті алуға мүдделі деректер ретінде «жылдамдықты» таңдаңыз. Содан кейін сіз бақылау тақтасында жақсы өлшеуішті көруіңіз керек!
• Мұны биіктік пен температура мәндері үшін қайталаңыз.
• Енді тақырып үшін оның орнына «Көрсеткішті» қосайық. Бұл компас, өйткені ол 0 градусқа (Солтүстікке) жоғары қарай бағыттала бастайды және оң бағыттар үшін сағат тілімен бұрылады. Perfecto!
• Бөлменің өлшемін өзгерту үшін картаны қамтитын тақтаның үстіне апарыңыз, сонда сіз жоғарғы оң жақта кішкене кілт белгісін көресіз. Оны басып, тақтаға тақырып енгізіңіз және тақтаның енін ұлғайту үшін «Бағандар» астына «2» енгізіңіз.
• Бөлімдердің орнын өзгерту үшін оларды жай ғана сүйреп апарыңыз! Сіз сондай -ақ «Sparkline» қосуды эксперимент жасай аласыз, бұл тек сызықтық график, сондықтан сіз соңғы деректерді ғана емес, сонымен қатар тарихи деректерді де көре аласыз.

Көңілді болыңыз және бәрін өзіңізге ұнайтындай етіп орнатыңыз, өйткені біз далалық саяхатқа шығуға дайынбыз!

5 -қадам: тестілеу

Орнатуды тексеру үшін мен сіздің сапарыңызды жоғары ажыратымдылықпен түсіру үшін іріктеу уақытын 10-20 секунд сияқты төмен мәнге қоюды ұсынар едім. Мен қалқаның ұйықтамауы үшін «turnOffShield» айнымалысын түсініктеме берер едім. Бұл деректерді біртіндеп орналастыруға мүмкіндік береді.

Arduino-ға кодты жүктегеннен кейін, Arduino-ны қуаттандыру үшін батарея жинағын (7-12В) алыңыз немесе Arduino-ны автомобильдің USB адаптерін қолданып қосыңыз. Сондай -ақ, сізге бұрын айтылғандай, қалқанға қосылған 3.7В LiPo батареясы қажет болады; жоғарыдағы суретте көрсетілген қалқан ескі нұсқа болып табылады және LiPo батареясына қолдау көрсетпеді, бірақ қазір ол барлық жаңа нұсқаларда қажет.

Содан кейін, қай жерде болсаңыз, нәтижесін көруге болатын бос орындарды ашыңыз! Arduino -ды қосқаннан кейін, сіз баруға дайынсыз! Көлікпен жүруді бастаңыз, кофе алыңыз, үйге оралыңыз, сонда сіз бортта жазылған деректерді көресіз. Егер сіз шынымен де қаласаңыз (мен оны көлікпен жүргенде ұсынбаймын …) сіз өзіңіздің досыңыз көлікті айдап келе жатқанда, телефоныңыздағы тегін ақпаратты көре аласыз. Көңілді заттар!

6 -қадам: Нәтижелер

Бұл тест үшін әкем екеуміз Trader Joe -да тауық барабандарын алуға келдік (omnomnomnom …) және біз өте нақты деректер жинадық. Мен құрылғыны әр 10 секунд сайын жіберіп отырдым және сапардың максималды жылдамдығы шамамен 92 км (шамамен 57 миль) болды, өйткені біз спидометрді үнемі бақылап отырдық. LTE экраны өз жұмысын жақсы атқарады және бұлтты деректерді тез жібереді. Әзірше бәрі жақсы!

Дегенмен, жақсы емес жаңалық-борттағы картаның виджеті мен ойлағандай керемет емес. Бұл сізге тінтуірдің орналасқан жерін жылжытуға мүмкіндік бермейді және ол соңғы орында қалады, сондықтан бұл автомобильді GPS іздеуші сияқты нәрселер үшін өте жақсы, бірақ егер сіз барлық сапарлармен аяқталған сапарды талдағыңыз келмесе, әсіресе ұзақ сапар болды.

Бұл оқулықта біз LTE қалқанын GPS іздеуші және деректерді тіркеу құралы ретінде қалай пайдалану керектігін және freeboard.io сайтындағы деректерді жылдам қарауды үйрендік. Енді қиялыңызды қолданыңыз және оны өз жобаңызда қолданыңыз. Сіз тіпті көбірек қалқандар қосып, бұл нәрсені қуаты аз күнді тіркеушіге айналдыра аласыз! (Мен болашақта бұл туралы оқулық жасауды жоспарлап отырған шығармын!). Ақысыз картаның шектеулі болуына байланысты, мен Google -да трекердің орналасқан жерін диаграммадан алуға мүмкіндік беретін Android қосымшасын қалай жасауға болатыны туралы жаңа оқулық жасауды жоспарлап отырмын. саяхатыңыздың мүмкіндіктерін тоқтатыңыз және тоқтатыңыз! Бізбен бірге қалыңыз!

• Егер сізге бұл жоба ұнаған болса, оған жүрек сыйлаңыз!
• Егер сізде жаңа оқулық бойынша сұрақтарыңыз, түсініктемелеріңіз, ұсыныстарыңыз немесе осы жобаны өзіңіз сынап көрген болсаңыз, міндетті түрде төменде пікір қалдырыңыз!
• Нұсқаулықтар бойынша мені осында қадағалаңыз, менің YouTube каналыма жазылыңыз немесе Twitter -де мені қадағалаңыз, менің соңғы Arduino жобаларымнан хабардар болыңыз! Мен жас инженермін, мен білгенімді бөлісуге құштармын, сондықтан жақын арада тағы бірнеше оқулықтар болады!
• Егер сіз ашық бастапқы бағдарламалық жасақтаманы бөлісу және оларды білім беру мақсатында мұқият құжаттау бойынша менің ісімді қолдағыңыз келсе, Amazon.com сайтында ойнау үшін өзіңіздің қалқанды сатып алуды қарастырыңыз!