GPS проследяване на маршрут V2: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Проект: GPS проследяване на маршрут V2

Дата: май - юни 2020 г.

АКТУАЛИЗИРАНЕ

Първата версия на този проект, въпреки че работи по принцип, имаше редица грешки, които трябваше да бъдат отстранени. Първо не ми хареса кутията, затова я замених с друга. Второ, изчисленията за скорост и разстояние, когато не са правилни. Допълнителни полеви тестове с единицата, поставени в превозното средство и позволяващи да се картографира маршрута, след което този картографиран маршрут е картографиран в GPS визуализатор и Google Земя Pro с отлични резултати както по отношение на действителното картографиране на маршрута, така и изчисленото разстояние, измерено спрямо опцията „линийка“в Earth Pro

В допълнение схемата е актуализирана, така че 18650 батерии доставят захранване директно към ESP32 DEV платката, докато NEO7M GSP устройството се захранва директно от модула Step Down, а не чрез DEV платката. Това създаде по -стабилна система. Софтуерът като цяло беше подреден, като опцията Имейл и последваща връзка с локалния рутер се извършват само ако устройството намери файл или файлове, налични за изпращане. Едно последно подобрение беше промяната на теста „gps.location.isValid“на „gps.location.isUpdated“, което гарантира, че само актуализирани GPS местоположения са запазени във файла с маршрута, а не множество GPS местоположения, всяка от които със същата ширина и дължина

Бих отбелязал на този етап, че това е първата базирана на GPS система, която съм създал, а следващите версии до голяма степен биха заменили съществуващото окабеляване с платка, базирана на печатни платки. За да се гарантира, че всички кабелни връзки не се провалят, по време на грубо боравене всички тези връзки са залепени

Актуализирах ICO файловете и Fritzing файловете и добавих нови снимки, за да покажа направените от мен промени

ПРЕГЛЕД

Този проект беше пълна промяна на посоката за мен, отдалечаване от Nixie Clocks и WiFi базирани роботи. Използването на GPS модул Arduino ме заинтригува за известно време и тъй като имах малко свободно време в очакване на допълнителни части за основния проект, върху който също работя, реших да създам устройство за проследяване на GPS маршрут, захранвано от батерии, леко тегло, преносим и в състояние да прехвърля информацията за маршрута си чрез микро SD карта или, ако е налична WiFi мрежа, чрез електронна поща и прикачен файл. Този проект изискваше използването на четири компонента, които не съм използвал преди, а именно 0,96”oLED екран, четец на SD-карти, GPS модул и борда за развитие на ESP32. Крайният размер на устройството, макар и със сигурност преносим, би могъл да бъде намален допълнително с цели 25-50%, ако използваното от мен окабеляване беше заменено с печатна платка, прикрепена директно към борда за развитие на ESP32 и батериите 18650 и понижаващи модул, където е заменен с подходяща 5-литиево-йонна батерия.

Консумативи

1. Съвет за развитие на ESP32

2. Часовник DS3231 RTC с резервно копие на батерията

3. Микро SD карта SPI базиран четец, с 1 GB микро SD карта

4. 0,96”oLED I2C базиран екран

5. GPS модул NEO-7M-0-000

6. 10uF кондензатор

7. 2 x 10K резистора, 4.7K резистор

8. DC-DC понижаващ трансформатор

9. 2 x 18650 батерии

10. Двоен държач за батерия 18650

11. Еднополюсен превключвател

12. Превключвател за моментно натискане

13. 2 x 100mmx50mmx65mm проектни кутии

14. Жици Dupont, горещо лепило.

Стъпка 1: СТРОИТЕЛСТВО

Приложената диаграма на Fritzing показва оформлението на веригата. Двете 18650 батерии и понижаващият модул могат да бъдат заменени с литиево-йонна батерия, осигуряваща директно 5V. Препоръчвам модула NEO-7M с вградения SMA външен антенен щепсел, който ви позволява да добавите просто парче проводник с дължина 30 cm, което да вземе сателитната информация, което често отнема няколко минути след първоначалното включване на устройството. Долната от двете кутии за проекти има отвори за екрана, GPS антена, превключвател и SD-карта, тя също така съдържа RTC часовник, четец на SD-карти, 0,96”oLED екран, бутон, GPS модул и платка за печатни платки. Горната кутия за проектиране съдържа платката за развитие на ESP32, 18650 батерии и държач на батерията, модул за понижаване и един отвор за еднополюсния превключвател. Горната част на тази кутия за проект се държи на място с четири винта, които могат да бъдат отстранени, за да могат двете акумулаторни батерии 18650 да бъдат извадени, заредени и след това сменени. Уредът не е водоустойчив, но може да бъде направен такъв. Подходящо зарядно устройство на базата на USB може също да бъде инсталирано в тази горна кутия с подходящ отвор, за да се позволи зареждането на батериите вътре, без да е необходимо да се сваля капака на кутията. Докато GPS модулът може да предостави часа и датата, получени от сателита, реших, че местното време и дата ще бъдат по -подходящи, затова добавих RTC модул.

Някои от строителните снимки показват ранното развитие на този проект, където използвах платка WeMos D1 R2 и обикновен 16x2 LED дисплей, като и двете бяха заменени в крайната версия.

Стъпка 2: СОФТУЕР

Причината за дъската Arduino, базирана на ESP32, беше, че след известно проучване установих, че ESP32 може успешно да изпрати имейл до акаунт в G-Mail, при условие че настройките на акаунта са променени, така че да позволява „получаване на по-малко сигурни имейли“, това изисква промяна в настройките на акаунта в G-Mail. За да получите достъп до това, отидете в опцията от менюто „Управление на профил в Google“, след това изберете „Защита“и накрая превъртете надолу, докато видите „Достъп за по -малко сигурно приложение“, включете тази функция.

Ще трябва да изтеглите и инсталирате следните файлове за включване: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h и Adafruit_SSD1306.h.

Програмата е разработена с помощта на версия 1.8.12 на Arduino IDE, а избраната платка е „DOIT ESP32 DEVKIT V1“.

Поради размера на програмата не можете да разработите тази програма на Arduino UNO, също така при изтеглянето на софтуера е необходимо да премахнете TX проводника от модула GSP, в противен случай изтеглянето ще се провали. Към щифтовете „EN“и „GND“на платката ESP32 беше прикрепен кондензатор с 10uF, така че не беше необходимо бутонът „EN“да се натиска при всяко изтегляне на нова софтуерна програма.

Софтуерът Arduino е разработен, за да позволи на потребителя на системата да запише маршрут или маршрути в устройството и след това да извади SD-картата и да ги качи чрез четец на карти, базиран на компютър, или да избере опцията от менюто E-Mail и да има всички файлове с маршрути, съхранявани на устройството, изпратени до акаунт в G-Mail, по един маршрут, прикрепен към всяка електронна поща. Файловете с маршрути са форматирани в модула и могат да бъдат под формата на два различни стила, формат „GPX“, който може да се гледа директно с помощта на „GPS Viewer“, приложение на Google, достъпно безплатно за използване в Интернет, или „KML“формат, който може да се гледа директно с помощта на приложението „Google Earth Pro“, достъпно за изтегляне от Интернет. Същото приложение може също да чете и показва „GPX“базирани файлове с маршрути. И двата файла са свободно достъпни като схеми на файлови формати и могат да бъдат намерени в интернет в Wikipedia. След като електронната поща или имейлите са изпратени, устройството ще се върне към наблюдението на маршрута, но по подразбиране ще използва файловия формат GPX. Бутонът се използва за избор на опцията E-Mail, избор на GPX или KML файлов формат и за стартиране и спиране на записа на маршрут. В режим на наблюдение на маршрута oLED екранът ще показва дължината и географската ширина на текущата позиция, а след това на втори екран ще показва текущия час, датата, надморската височина в метри, броя на използваните спътници, скоростта в км и накрая курса, даден като един на кардиналните точки на компаса. Докато в режим на запис на маршрут екранът ще показва файла на маршрута, който е отворил, след това в допълнение към двата описани по -рано екрана ще се покаже трети екран, който детайлизира файла на маршрута, който се използва, броя на точките, които е записал, и накрая изминатото разстояние в км.

Следните изображения показват как имейлите, създадени и изпратени от устройството, се приемат и показват от G-Mail.

Стъпка 3: ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научих много от разработването на този проект, но това устройство може да се счита само за „заден край“на система, базирана на приложения, която приема GPX или KML файловете, които ги показват. Използването на софтуер на трети страни беше приемлива алтернатива за по -нататъшното развитие на този софтуер. Наличността на опцията от менюто „По-малко сигурно приложение“в менюто за управление на акаунта в Google може да бъде ограничена, тъй като може да настъпят промени през юни 2020 г., ако това е така, може да се наложи пренасочване на имейла към алтернативен акаунт или като използвате порта 586 на пощенския сървър.

Стъпка 4: Файлови формати на GPS и KML

Следното показва типично файлово съдържание за всеки тип файл, който устройството генерира (стойностите на географската ширина и дължина не се променят много в тези примери поради неподвижността на устройството). И двата файла съдържат минималните данни за заглавки и долни колонтитули, необходими на GPS Viewer и Google Earth pro за показване на проста черна линия, показваща изминатия маршрут:

KML файлът:

GPX файлът: