LTE Arduino GPS Tracker + IoT Tablosu (1 -ci hissə): 6 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Giriş

Nə var nə yox, uşaqlar! Bu Təlimat, Arduino üçün Botletics LTE/NB-IoT qalxanından istifadə etməyimlə bağlı ilk Təlimatımın davamıdır, buna görə də hələ də istifadə etməmisinizsə, qalxanın necə istifadə ediləcəyi və nə ilə bağlı yaxşı bir fikir əldə etmək üçün oxuyun.. Bu təlimatda IoT məlumatlarının qeydinə, xüsusən də GPS və temperaturun izlənməsinə diqqət yetirəcəyəm və yola çıxıb sınamaq üçün lazım olan bütün kodu və rəhbərliyi sizə təqdim edəcəyəm!

Bu Təlimat əsasən şəxsən hazırladığım və qurduğum LTE qalxanına yönəldilmişdir, lakin burada hər şey (Github Arduino kitabxanası da daxil olmaqla) SIMCom -un SIM800/808/900/5320 kimi 2G və 3G modullarında işləməlidir. Adafruit FONA kitabxanasının versiyası. Avadanlıqdan asılı olmayaraq konsepsiya eynidır və bununla sensor məlumatların qeydiyyatı, uzaqdan hava monitorinqi, avtomatik oğurluq karma GPS izləmə və s. Daxil olmaqla bir çox maraqlı işlər görə bilərsiniz … beləliklə oxuyun!

Addım 1: hissələri toplayın

Siyahı ilk dərsimdəki kimidir və həqiqətən sadədir!

• Arduino Uno, Mega və ya Leonardo. Alternativ olaraq başqa bir 3.3V və ya 5V mikrokontrolördən istifadə edə bilərsiniz, ancaq pinləri xaricdən bağlamalısınız.
• Botletics SIM7000 Shield Kit (qalxan, ikili LTE/GPS uFL antenası və yığılmış qadın başlıqları ilə birlikdə verilir). Uyğun bir versiyanı seçmək üçün bu dərsdən keçdiyinizə əmin olun!
• Hologram SİM kart. İlk SİM kart ("geliştirici" SIM kartı adlanır) tamamilə pulsuzdur və ayda 1MB məlumatla gəlir! ABŞ -da, Hologram SİM kartından istifadə etsəniz, çox güman ki, Verizon şəbəkəsində olacaqsınız. Daha rahat olarsa, Botletics qalxanının yanında da götürə bilərsiniz.
• 3.7V LiPo batareya (1000mAH və ya daha çox tutum tövsiyə olunur).
• Arduino proqramlaşdırmaq və ya onu gücləndirmək üçün USB kabel.

GPS izləmə testi üçün!

• Yolda qalxan sınayarkən Arduino -nuzu gücləndirmək üçün avtomobilin USB adapterindən istifadə edə bilərsiniz.
• Alternativ olaraq, Arduino-nu VIN və GND pinləri ilə gücləndirmək üçün bir batareya paketindən (7-12V) istifadə edə bilərsiniz.

Addım 2: Fiziki Quraşdırma

İndi bütün hissələrinizə sahib olduqdan sonra, qurğunuzu qurmaq üçün nə etməli olduğunuzu qısa bir şəkildə nəzərdən keçirək:

• Yığılmış qadın başlıqlarını qalxana lehimləyin. Bunu necə edəcəyinizə dair bu təlimata baxın.
• Qalxanı Arduino'ya bağlayın, bütün sancaqları zədələməmək üçün sıraladığınızdan əmin olun!
• Şəkildə göstərildiyi kimi SIM kartı daxil edin. Metal təmaslar aşağıya baxır və küncdəki çentikin yerini qeyd edir.
• LiPo batareyasını qalxanındakı JST konnektoruna qoşun
• USB kabelindən istifadə edərək Arduino kompüterinizə qoşun. Qalxanın yaşıl güc LEDinin yanmadığını görə bilərsiniz. Qalxanın PWRKEY pinini açmaq üçün bir az aşağıya endirilməsi lazım olduğu üçün bu tamamilə normaldır. Növbəti hissədəki Arduino eskizinin nümunəsi sizin üçün bununla məşğul olacaq!
• Qalxanın sağ kənarındakı uFL bağlayıcılarına ikili LTE/GPS antenasını bağlayın. Nəzərə alın ki, tellər kəsiləcək, buna görə də yanlış telləri qoşmayın!
• Proqram üçün hər şey hazırdır!

Addım 3: Arduino Quraşdırma və Cihaz Testi

Arduino IDE Quraşdırma

Hələ etməmisinizsə, lövhənizin düzgün işlədiyinə əmin olmaq üçün Təlimatlandırılan əsas məhsuldakı "Arduino IDE Quraşdırma" və "Arduino Nümunəsi" addımlarına baxın. Bu təlimatlarda Github səhifəsindəki kitabxananı yükləməli və "LTE_Demo" nümunə kodunu açmalısınız. Bu təlimatları izlədikdən sonra şəbəkə bağlantısını, GPS -i və məlumatları dweet.io -da yerləşdirməyi sınamalıydınız.

IoT Nümunə Sketch

Qalxanınızın əsas xüsusiyyətlərini sınaqdan keçirdiyiniz üçün Arduino IDE -də "IoT_Example" eskizini yükləyin. Github -da da tapa bilərsiniz. Bu kodu Arduino -ya yükləyin və seriyalı monitoru açın və Arduino -nun SIM7000 modulunu tapdığını, hüceyrə şəbəkəsinə qoşulduğunu, GPS -i aktiv etdiyini və yeri düzəldənə qədər çalışmağa davam etdiyini və məlumatları dweet.io -da yerləşdirdiyini görməlisiniz. Bütün bunlar, LTE qalxanı və Hologram SİM kartından istifadə etdiyinizi güman edərək, kodun heç bir sətrini dəyişmədən işləməlidir.

Varsayılan olaraq, aşağıdakı sətrin nümunə götürmə sürətini təyin etdiyini görəcəksiniz (əslində yazılar arasındakı gecikmə).

#define nümunə götürməRate 30 // Mesajlar arasındakı vaxt, saniyələr

Bu xətt şərh olunmayacaqsa, Arduino məlumat göndərəcək, 30 saniyələri gecikdirəcək, məlumatları yenidən göndərəcək, təkrar edəcək və s. 30-cu illərin gecikməsi zamanı Arduino-nu aşağı güc rejiminə qoymaq və buna bənzər şeylər etmək kimi şeylər edə bilərsiniz, ancaq saxlamaq üçün sadə şeylər, yalnız işi dayandırmaq üçün delay () funksiyasından istifadə edəcəyəm. Bu sətiri şərh etsəniz, Arduino məlumatları göndərəcək, sonra Arduino cihazınızdakı sıfırlama düyməsini basana qədər birbaşa olaraq aşağı güclü yuxu rejiminə keçin. Bir şey sınayırsınızsa və qiymətli pulsuz məlumatlarınızı yandırmaq istəmirsinizsə (vicdanla hər bir yazı praktiki olaraq heç bir şey istifadə etməsə də) və ya bəlkə də Arduinonu sıfırlamaq üçün xarici dövrə sahibsinizsə (555 taymer? RTC kəsmə? Akselerometr kəsmə? Temperatur sensoru) faydalıdır. ara ver? Qutunun xaricində düşün!). Əslində Burgalert 7000 dərsliyində mikro nəzarətçini oyatmaq üçün PIR hərəkət detektorundan necə istifadə edə biləcəyinizi göstərirəm.

Növbəti sətir, məlumatların yerləşdirilməsindən sonra qalxanın sönüb -sönməyəcəyini təyin edir. Yalnız bir dəfə nümunə götürsəniz, xətti şərh etmədən əvvəlki seçimi seçə bilərsiniz, ancaq nisbətən yüksək bir seçmə nisbətiniz varsa, qalxanın qalması və olmaması üçün xətti şərh etmək istəyəcəksiniz. yenidən başlatmaq, GPRS və GPS-i yenidən aktivləşdirmək üçün. Qalxan qaldıqda son dərəcə tez göndərə bilir!

//#define turnOffShield // Məlumat göndərdikdən sonra qalxanı söndürün

Həm də unutmayın ki, bu nümunə avtomatik olaraq SIM7000-in modula xas və qlobal bənzərsiz IMEI nömrəsini əldə edir və məlumatı dweet.io-da yerləşdirdikdə cihazı tanımaq üçün onu cihaz identifikatoru (və ya isterseniz "ad") kimi istifadə edir.. İstəyirsinizsə bunu dəyişə bilərsiniz, buna görə sizə xəbər verəcəyimi düşünürdüm:)

Verilərinizin həqiqətən də dweet.io -ya göndərildiyini yoxlamaq üçün müvafiq məlumatı doldurun və URL -i istənilən brauzerə kopyalayın/yapışdırın:

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

burada {deviceID}, Arduino tapdıqdan dərhal sonra, əvvəlində seriyalı monitorda çap olunan IMEI nömrəsi ilə əvəz olunmalıdır. Brauzerinizə bu URL daxil etdikdən sonra aşağıdakı kimi bir JSON cavabı görməlisiniz:

"Məzmuna" baxaraq, yerin enini, boylamını, sürətinizi (saatda kilometrlərlə), istiqamət istiqamətini (dərəcə, 0 dərəcə şimalda), yüksəkliyi (metr), temperaturu (*C, ancaq hiss etməlisiniz) kodu çevirmək sərbəstdir) və milli voltda təchizat gərginliyi (VBAT, batareyanın gərginliyi). NMEA məlumat sətri haqqında daha çox məlumat üçün SIM7000 AT əmr kitabçasının 149 -cu səhifəsinə baxa bilərsiniz.

Quruluşunuzun məlumatların tweetə uğurla göndərildiyini təsdiqlədikdən sonra, bütün məlumatlarımızı gözəl bir interfeysdə görmək üçün tablosunu quraq!

Addım 4: Freeboard.io qurulması

Bu dərs üçün, PubNub və dweet kimi çoxsaylı bulud platformaları ilə əlaqə qura bilən, həm də JSON və MQTT kimi digər xüsusiyyətlərə qoşula bilən, həqiqətən də sərin bir IoT tablosu olan freeboard.io -dan istifadə edəcəyik. Yəqin təxmin etdiyiniz kimi, əvvəlki hissədəki nümunə kodunda istifadə olunan dweet.io -dan da istifadə edəcəyik. Əhəmiyyətli bir qeyd olaraq, freeboard.io -da panelləri sürükləmək Chrome -da işləmir, buna görə Firebox və ya Microsoft Edge istifadə edin. Bunu etməsəniz, ekrandakı əşyaları yenidən düzəltmək əsl "bölmə" ola bilər!

Hesab və Cihaz Quraşdırması

• Etməyiniz lazım olan ilk şey freeboard.io ana səhifəsindəki qırmızı "NOW BAŞLAYIN" düyməsini basaraq hesab yaratmaq, etimadnaməsini daxil edin və "Hesabımı Yarat" düyməsini basın. Daha sonra yeni hesabınızı təsdiq edən bir e -poçt bildirişi alacaqsınız.
• İndi ana səhifənin sağ üst hissəsindəki "Giriş" düyməsini basın və daxil olduqdan sonra, layihələriniz üçün qurduğunuz tablosuna aid olan "sərbəst lövhələrinizi" görməlisiniz. Aydındır ki, hesab yenidirsə, burada heç bir şey görməyəcəksiniz, buna görə yeni bir layihə adı daxil edin və sağ üstdəki "Yeni Yarat" düyməsini basın. Bu, daha sonra interfeysi istədiyiniz kimi qura biləcəyiniz boş bir tablosuna aparacaq. Orada freeboard -da müxtəlif "bölmələr" qura bilərsiniz və hər bölmədə məlumatlarınızı bir şəkildə göstərən qrafiklər, xəritələr, ölçülər və s. Kimi bir və ya birdən çox "widget" ola bilər.
• İndi etməmiz lazım olan ilk şey, Arduino + LTE qalxanınız olan faktiki məlumat mənbəyini qurmaqdır. Bunu etmək üçün, sağdakı "Məlumat mənbələri" altındakı "ƏLAVƏ EDİN" düyməsini basın. Sonra "Dweet.io" seçin və "Ad" sahəsinə istədiyiniz adı daxil edin. Bununla birlikdə, "Şey Adı" sahəsinin altına hər hansı bir ixtiyari adın əvəzinə qalxanın IMEI nömrəsini daxil etdiyinizə əmin olun, çünki sərbəst taxtadan məlumatları dweetdən çıxarmaq üçün istifadə edəcəklər.
• "Saxla" düyməsini tıkladıqdan sonra, cihazınızın "Datasources" altında göründüyünü və son dəfə dweetə məlumat göndərdiyini görməlisiniz. Ən son dəyərləri yoxlamaq üçün yeniləmə düyməsini də vura bilərsiniz, ancaq freeboard öz -özünə yenilənəcək, buna görə normal olaraq bu düyməni istifadə etməməlisiniz.

Tablosuna Quraşdırma

İndi ekranda görmək istədiyiniz həqiqi zəngləri və fitləri necə quracağınıza nəzər salaq!

• Bölmə əlavə etmək üçün sol üstdəki "PANE ƏLAVƏ EDİN" düyməsini basın və ekranınıza kiçik bir pəncərə əlavə etdiyini görəcəksiniz. Ancaq burada heç bir şey yoxdur, çünki heç bir vidjet əlavə etməmişik!
• Bir widget əlavə etmək üçün bölmədə kiçik "+" düyməsini basın. Bu, müxtəlif widget seçimləri olan bir açılan menyu açacaq. Bəzi GPS izləmə işləri aparacağımız üçün "Google Xəritə" vidjetini seçək. Daha sonra enlem və boylam olaraq iki sahə görməlisiniz. Bunları düzgün doldurmaq üçün cihazınızın artıq dweetə yerləşdirilməsi lazımdır. Sahib olduğunu güman edərək "+ Datasource" düyməsini, məlumat mənbəyini ("SIM7000 GPS İzləyicisi"), sonra da dweetə göndərərkən qalxanın istifadə etdiyi dəyişən adı olan "lat" ı tıklamalısınız. Boylam sahəsindəki proseduru təkrarlayın və xəritənin harada olduğunuzu qeyd etmək üçün məlumat nöqtələri arasında xətt çəkməsini istəyirsinizsə, altındakı kaydırıcıyı basın.
• İndi təxmini yerinizin kiçik bir xəritəsini görməlisiniz! Xəritənin işləyib -işləmədiyini yoxlamaq üçün, məsələn, serial monitorunda çap edilmiş dweet URL -də lat/long dəyərlərinin ondalık nöqtəsindən sonra ilk rəqəmi dəyişərək cari GPS lat/uzunluğunu bir qədər fərqli bir şeyə dəyişməyə çalışın. Arduino IDE, qalxan məlumat göndərəndə. Onları düzəltdikdən sonra, URL -ni kopyalayın və yapışdırın və brauzerinizdə icra edin.

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

İndi sərbəst qayıdışa qayıdın və görsən ki, o, sənin düzəltdiyin yeri qrafikə saldı və nöqtələr arasında narıncı bir xətt çəkdi! Sərin şeylər, hə? Düşünürəm ki, GPS izləyicimizin real vaxtda və ya macəranız bitdikdən sonra sərbəst taxtada görməyiniz üçün məkan məlumatlarını dweetə göndərəcəyi şəkli əldə etdiyinizi düşünürəm

Əlavələr

Kiçik GPS izləyicimiz yalnız lat/uzun məlumatları deyil, həm də hündürlüyü, sürəti, başlığı və temperaturu göndərdiyindən, tablosumuzun daha rəngli olması üçün daha bir neçə widget ataq!

• Yeni bir bölmə əlavə etməklə başlayaq, sonra yeni bölməyə bir ölçü əlavə etmək üçün bölmədə "+" düyməsini basın və "Göstərici" ni seçin. Daha əvvəl olduğu kimi, məlumat mənbəyindən istifadə edin və bu ölçü üçün əldə etmək istədiyimiz məlumat olaraq "sürət" seçin. Sonra tablosunda gözəl bir ölçü cihazı görməlisiniz!
• Hündürlük və temperatur dəyərləri üçün bunu təkrarlayın.
• İndi başlıq üçün bunun yerinə "İşarəçi" əlavə edək. Bu, əslində bir pusuldur, çünki 0 dərəcə (Şimal) yuxarıya doğru istiqamətləndirməyə başlayır və pozitiv başlıqlar üçün saat yönünde fırlanır.. Mükəmməl!
• Bölmənin ölçüsünü dəyişdirmək üçün xəritənin olduğu bölmənin üzərinə gedin və sağ üst tərəfdə kiçik bir açar simvolu görməlisiniz. Bunu basın və bölmə üçün bir başlıq daxil edin və bölmənin genişliyini artırmaq üçün "Sütunlar" ın altına "2" daxil edin.
• Bölmələrin yerlərini dəyişdirmək üçün sadəcə ətrafa sürükləyin! Yalnız ən son məlumatları deyil, həm də tarixi məlumatları görə biləcəyiniz üçün yalnız bir xətt qrafiki olan "Sparkline" əlavə etməyi də sınaya bilərsiniz.

Əylən və hər şeyi bəyəndiyin kimi qur, çünki biz gəzintiyə çıxmağa hazırıq!

Addım 5: Test

Quruluşunuzu sınamaq üçün səyahətinizi daha yüksək qətnamə ilə çəkə bilmək üçün nümunə götürmə vaxtını 10-20 saniyə kimi daha aşağı bir dəyərə təyin etməyi məsləhət görürəm. Qalxanın yuxuya getməməsi üçün "turnOffShield" dəyişəninin şərhini də buraxardım. Bu, məlumatları ardıcıl olaraq göndərməyə imkan verir.

Kodu Arduino-ya yüklədikdən sonra ya Arduino-nu işə salmaq üçün bir batareya paketi (7-12V) alın və ya sadəcə avtomobilin USB adapterindən istifadə edərək Arduino-nu qoşun. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi qalxana qoşulmuş 3.7V LiPo batareyasına da ehtiyacınız olacaq; Yuxarıdakı şəkildə göstərilən qalxan köhnə bir versiyadır və LiPo batareya dəstəyi yox idi, lakin indi bütün yeni versiyalarda lazımdır.

Sonra, bir yerdə pulsuz taxta açın, geri qayıtdıqda nəticələrini görə bilərsiniz! Arduino -nu qoşduqdan sonra işə hazırsınız! Ətrafınızda gəzməyə başlayın, bir az qəhvə götürün, evə qayıdın və məlumatların sərbəst taxta üzərində qurulduğunu görməlisiniz. Həqiqətən istəsəniz (maşın sürərkən bunu məsləhət görmürəm …) dostunuz maşını idarə edərkən telefonunuzdakı sərnişin bortundakı məlumatlara real vaxtda baxa bilərsiniz. Əyləncəli şeylər!

Addım 6: Nəticələr

Bu test üçün atamla mən Trader Joe -da (omnomnomnom…) bir neçə toyuq barabanı almağa getdik və olduqca dəqiq məlumatlar topladıq. Cihazın hər 10 saniyədə bir məlumat göndərməsini təmin etdim və səyahətdən maksimum sürət təxminən 92km (təxminən 57mph) idi, bu olduqca dəqiqdir, çünki biz bütün vaxt sürətölçənini izləyirik. LTE qalxanı, şübhəsiz ki, öz işini çox yaxşı yerinə yetirir və məlumatları buludlara çox tez göndərir. İndiyə qədər çox yaxşı!

Ancaq, bəlkə də o qədər də yaxşı olmayan xəbər, sərbəst taxtadakı xəritə vidjetinin əvvəlcə düşündüyüm qədər böyük olmamasıdır. Siçanınızın yerini dəyişməyinizə icazə vermir və son yerin mərkəzində qalır, buna görə də avtomobil GPS izləyicisi kimi şeylər üçün əladır, ancaq tamamlanmış bir səyahəti bütün məlumat nöqtələri ilə təhlil etmək istəyirsinizsə, xüsusən də uzun bir səyahət idi.

Bu təlimatda LTE qalxanının GPS izləyicisi və məlumat qeydçisi kimi necə istifadə ediləcəyini və freeboard.io -dakı məlumatlara necə tez baxılacağını öyrəndik. İndi təsəvvürünüzdən istifadə edin və öz layihənizdə tətbiq edin. Hətta daha çox qalxan əlavə edə bilərsiniz və bu şeyi aşağı enerjili günəş məlumatlarını qeyd edənə çevirə bilərsiniz! (Gələcəkdə bu mövzuda bir dərs verməyi planlaşdırıram!). Sərbəst kart xəritəsinin məhdudiyyətləri səbəbindən, məlumatları dweetdən alan və izləyicinin yerini Google Xəritədə başlanğıcda qrafikləşdirməyə imkan verəcək öz Android tətbiqinizi necə etmək barədə yeni bir təlimat hazırlamağı da planlaşdırıram. səyahətiniz üçün xüsusiyyətləri dayandırın və dayandırın! İzləmədə qalın!

• Bu layihəni bəyəndinizsə, ürəkdən verin!
• Yeni bir dərslikdə hər hansı bir sualınız, şərhiniz, təklifiniz varsa və ya bu layihəni özünüz sınamısınızsa, mütləq aşağıda qeyd edin!
• Ən son Arduino layihələrimdən xəbərdar olmaq üçün məni Instructables -da burdan izləyin, YouTube kanalıma abunə olun və ya Twitter -də məni izləyin! Öyrəndiklərimi bölüşmək ehtirası olan gənc bir mühəndisəm, buna görə tezliklə daha çox dərslər olacaq!
• Açıq mənbə aparatlarını paylaşmaqda və təhsil məqsədləri üçün hərtərəfli sənədləşdirməkdə etdiyimi dəstəkləmək istəyirsinizsə, oynamaq üçün Amazon.com -da öz qalxanınızı satın alın!