GPS maršruto stebėjimas V2: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Projektas: GPS maršruto stebėjimas V2

Data: 2020 m. Gegužės - birželio mėn

ATNAUJINTI

Pirmoji šio projekto versija, nors ir veikė iš esmės, turėjo nemažai trūkumų, kuriuos reikėjo ištaisyti. Pirma, dėžutė man nepatiko, todėl ją pakeičiau kita. Antra, greičio ir atstumo skaičiavimai nėra teisingi. Papildomi lauko bandymai, kai įrenginys buvo patalpintas transporto priemonės viduje ir leidžiama suplanuoti maršrutą, o po to šis suplanuotas maršrutas buvo susietas su GPS vizualizatoriumi ir „Google Earth Pro“, o rezultatai buvo puikūs, atsižvelgiant į faktinį maršruto planavimą ir atstumą, apskaičiuotą pagal „liniuotės“parinktį „Earth Pro“

Be to, grandinė buvo atnaujinta taip, kad 18650 baterijos maitintų tiesiai į ESP32 DEV plokštę, o NEO7M GSP įrenginys būtų maitinamas tiesiai iš „Step Down“modulio, o ne per DEV plokštę. Taip buvo sukurta stabilesnė sistema. Programinė įranga paprastai buvo sutvarkyta, o el. Pašto parinktis ir tolesnis prisijungimas prie vietinio maršrutizatoriaus buvo atlikti tik tuo atveju, jei įrenginys rado failą ar failus, kuriuos galima siųsti. Paskutinis patobulinimas buvo pakeisti „gps.location.isValid“testą į „gps.location.isUpdated“, kad būtų užtikrinta, jog tik atnaujintos GPS vietos buvo išsaugotos maršruto faile, o ne kelios GPS vietos, kurių kiekviena turi tą pačią platumą ir ilgumą

Šiuo metu norėčiau pažymėti, kad tai yra pirmoji mano sukurta GPS pagrįsta sistema, o vėlesnės versijos iš esmės pakeis esamus laidus PCB plokšte. Siekiant užtikrinti, kad visos laidų jungtys nesugestų, šiurkštaus tvarkymo metu visos šios jungtys buvo priklijuotos

Atnaujinau ICO ir Fritzing failus ir pridėjau naujų nuotraukų, kad būtų parodyti mano atlikti pakeitimai

APŽVALGA

Šis projektas man visiškai pakeitė kryptį, atsitraukdamas nuo „Nixie Clocks“ir „WiFi“pagrįstų robotų. Naudojant GPS pagrįstą „Arduino“modulį mane jau kurį laiką sudomino ir turėdamas laisvo laiko laukdamas papildomų dalių pagrindiniam projektui, prie kurio taip pat dirbu, nusprendžiau sukurti GPS maršruto sekimo įrenginį, maitinamą baterijomis, lengvas, nešiojamas ir gali perduoti savo maršruto informaciją per „micro SD“kortelę arba, jei buvo prieinamas „WiFi“tinklas, per el. paštą ir pridėtą failą. Šiam projektui reikėjo naudoti keturis komponentus, kurių anksčiau nenaudojau, ty 0,96 colio oLED ekraną, SD kortelių skaitytuvą, GPS modulį ir ESP32 kūrimo plokštę. Galutinis įrenginio dydis, nors ir tikrai nešiojamas, galėtų būti dar labiau sumažintas, ištisai 25–50%, jei mano naudojami laidai būtų pakeisti PCB plokšte, tiesiogiai prijungta prie ESP32 plėtros plokštės, ir 18650 baterijomis bei žemyn modulis pakeistas tinkamu ličio jonų 5V akumuliatoriumi.

Prekės

1. ESP32 plėtros valdyba

2. DS3231 RTC laikrodis su atsargine baterija

3. „Micro SD Card“SPI skaitytuvas su 1 GB „micro SD“kortele

4. 0,96 colio oLED I2C ekranas

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

6. 10uF kondensatorius

7. 2 x 10K rezistoriai, 4,7K rezistoriai

8. DC-DC žemyn transformatorius

9. 2 x 18650 baterijos

10. Dvigubas 18650 baterijos laikiklis

11. Vieno poliaus jungiklis

12. Momentinis stumiamasis jungiklis

13. 2 x 100mmx50mmx65mm projekto dėžutės

14. Dupont laidai, karšti klijai.

1 žingsnis: KONSTRUKCIJA

Pridedama Fritzing schema parodo grandinės išdėstymą. Dvi 18650 baterijas ir sumažinimo modulį galima pakeisti ličio jonų akumuliatoriumi, tiesiogiai tiekiančiu 5 V įtampą. Rekomenduoju NEO-7M modulį su integruotu SMA išorinės antenos kištuku, kuris leidžia pridėti paprastą 30 cm ilgio vielos gabalėlį, kuris surenka palydovo informaciją; tai dažnai užtrunka kelias minutes po to, kai įrenginys pirmą kartą įjungiamas. Apatinėje iš dviejų projektų dėžių yra angos ekranui, GPS antenai, jungikliui ir SD kortelei, taip pat yra RTC laikrodis, SD kortelių skaitytuvas, 0,96 colio oLED ekranas, mygtukas, GPS modulis ir PCB plokštė. Viršutinėje projekto dėžutėje yra ESP32 kūrimo plokštė, 18650 baterijos ir baterijų laikiklis, nuleidimo modulis ir viena anga vieno poliaus jungikliui. Šio projekto dėžutės viršuje yra keturi varžtai, kuriuos galima nuimti, kuriuos galima nuimti, kad būtų galima išimti, įkrauti ir pakeisti dvi 18650 įkraunamas baterijas. Įrenginys nėra atsparus vandeniui, tačiau taip gali būti. Šioje viršutinėje projekto dėžutėje taip pat galima įdiegti tinkamą USB baterijų įkroviklį su tinkama anga, kad būtų galima įkrauti viduje esančias baterijas, nenuimant dėžutės dangtelio. Nors GPS modulis gali pateikti laiką ir datą, gautą iš palydovo, nusprendžiau, kad vietinis laikas ir data būtų tinkamesni, todėl pridėjau RTC modulį.

Kai kurios statybos nuotraukos rodo ankstyvą šio projekto kūrimą, kai naudojau „WeMos D1 R2“plokštę ir paprastą 16x2 LED ekraną, abu jie buvo pakeisti galutinėje versijoje.

2 žingsnis: PROGRAMINĖ ĮRANGA

ESP32 pagrįstos „Arduino“plokštės priežastis buvo ta, kad po kai kurių tyrimų sužinojau, kad ESP32 gali sėkmingai siųsti el. Laiškus į „G-Mail“paskyrą, jei paskyros nustatymai bus pakeisti taip, kad būtų galima gauti „mažiau saugius el. Laiškus“., tam reikia pakeisti „G-Mail“paskyros nustatymus. Norėdami tai pasiekti, eikite į meniu „Tvarkyti„ Google “paskyrą“, tada pasirinkite „Sauga“ir galiausiai slinkite žemyn, kol pamatysite „Mažiau saugi prieiga prie programos“, įjunkite šią funkciją.

Turite atsisiųsti ir įdiegti šiuos apimties failus: „TinyGPS ++. H“, „SoftwareSerial.h“, „RTClib.h“, „ESP32_MailClient.h“, „SPIFFS.h“, „WiFiClient.h“, „math.h“, „Wire.h“, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h ir Adafruit_SSD1306.h.

Programa buvo sukurta naudojant „Arduino IDE“1.8.12 versiją, o pasirinkta lenta buvo „DOIT ESP32 DEVKIT V1“.

Dėl programos dydžio negalite sukurti šios programos „Arduino UNO“, taip pat ir atsisiųsdami programinę įrangą, būtina išimti TX laidą iš GSP modulio, kitaip atsisiuntimas nepavyks. 10uF kondensatorius buvo prijungtas prie ESP32 plokštės „EN“ir „GND“kaiščių, todėl nereikėjo paspausti „EN“mygtuko kiekvieną kartą, kai buvo atsisiųsta nauja programinė įranga.

„Arduino“programinė įranga buvo sukurta tam, kad sistemos vartotojas galėtų įrašyti maršrutą ar maršrutus įrenginyje, tada išimti SD kortelę ir įkelti jas per kompiuteriu sukurtą kortelių skaitytuvą arba pasirinkti el. Pašto meniu parinktį ir turėti visi įrenginyje esantys maršruto failai siunčiami į „G-Mail“paskyrą, vienas maršrutas pridedamas prie kiekvieno el. pašto. Maršruto failai yra suformatuoti vienete ir gali būti dviejų skirtingų stilių-„GPX“formato, kurį galima tiesiogiai peržiūrėti naudojant „GPS Viewer“-„Google“programą, kurią galima nemokamai naudoti internete, arba „KML“. formatą, kurį galima tiesiogiai peržiūrėti naudojant „Google Earth Pro“programą, kurią galima atsisiųsti iš interneto. Ta pati programa taip pat gali skaityti ir rodyti „GPX“pagrįstus maršruto failus. Abu šie failų formatai yra laisvai prieinami kaip failų formatų schemos ir juos galima rasti internete Vikipedijoje. Kai el. Laiškai ar el. Laiškai bus išsiųsti, įrenginys grįš prie maršruto stebėjimo, tačiau numatytasis bus GPX failo formatas. Mygtukas naudojamas pasirinkti el. Pašto parinktį, pasirinkti GPX arba KML failo formatą ir pradėti bei sustabdyti maršruto įrašymą. Maršruto stebėjimo režimu oLED ekrane bus rodoma dabartinės padėties ilguma ir platuma, o antrame ekrane bus rodomas dabartinis laikas, data, aukštis metrais, naudojamų palydovų skaičius, greitis kilometrais ir galiausiai nurodytas kursas kardinalių kompaso taškų. Maršruto įrašymo režimu ekrane bus rodomas jo atidarytas maršruto failas, tada, be dviejų anksčiau aprašytų ekranų, bus rodomas ir trečias ekranas, kuriame išsamiai aprašomas naudojamas maršruto failas, įrašytų kelio taškų skaičius ir galiausiai atstumas, įveikiamas km.

Šie paveikslėliai rodo, kaip „G-Mail“priima ir rodo įrenginio sukurtus ir siunčiamus el.

3 žingsnis: IŠVADA

Aš daug išmokau kurdamas šį projektą, tačiau šis įrenginys gali būti laikomas tik programinės įrangos, kuri naudoja GPX arba KML failus, „užpakaline dalimi“. Trečiosios šalies programinės įrangos naudojimas buvo priimtina alternatyva tolesniam šios programinės įrangos kūrimui. Meniu parinktis „Mažiau saugi programa“„Google“paskyros valdymo meniu gali būti ribota, nes pakeitimai gali įvykti 2020 m. Birželio mėn. pašto serverio 586 prievadą.

4 žingsnis: GPS ir KML failų formatai

Toliau pateikiamas tipinis failo turinys kiekvienam failo tipui, kurį sukuria įrenginys (platumos ir ilgumos reikšmės šiuose pavyzdžiuose labai nesikeičia, nes įrenginys yra nejudantis). Abiejuose failuose yra minimalūs antraštės ir poraštės duomenys, kurių reikia „GPS Viewer“ir „Google Earth pro“, kad būtų rodoma paprasta juoda linija, rodanti pasirinktą maršrutą:

KML failas:

GPX failas: