Penjejakan Laluan GPS V2: 4 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Projek: Penjejakan Laluan GPS V2

Tarikh: Mei - Jun 2020

KEMASKINI

Versi pertama projek ini, walaupun pada dasarnya berfungsi, mempunyai sejumlah kesalahan yang perlu diperbaiki. Pertama saya tidak menyukai kotak itu, jadi saya telah menggantinya dengan kotak yang lain. Kedua, pengiraan untuk kelajuan dan jarak di mana tidak betul. Ujian lapangan tambahan dengan unit diletakkan di dalam kenderaan dan dibenarkan untuk memetakan laluan dan kemudian laluan yang dipetakan ini dipetakan ke GPS Visualizer dan Google Earth Pro dengan hasil yang sangat baik dari segi peta sebenar yang dipetakan dan jarak yang dikira diukur dengan pilihan "penguasa" di Earth Pro

Sebagai tambahan, rangkaian telah diperbaharui sehingga 18650 bateri membekalkan kuasa terus ke papan DEV ESP32, sementara unit GSP NEO7M dihidupkan terus dari modul Step Down dan bukannya melalui papan DEV. Ini menghasilkan sistem yang lebih stabil. Perisian ini biasanya disiapkan, dengan pilihan E-mel dan sambungan seterusnya ke Router tempatan hanya dilakukan jika unit menemui fail atau fail yang tersedia untuk dikirim. Satu peningkatan terakhir adalah menukar ujian "gps.location.isValid" menjadi "gps.location.isUpdated" ini memastikan bahawa hanya lokasi GPS yang dikemas kini yang disimpan dalam fail laluan, dan bukannya beberapa lokasi GPS yang masing-masing mempunyai garis lintang dan garis bujur yang sama

Saya perhatikan pada ketika ini bahawa ini adalah sistem berasaskan GPS pertama yang saya buat, dan versi seterusnya sebahagian besarnya akan menggantikan pendawaian yang ada dengan papan berdasarkan PCB. Untuk memastikan bahawa semua sambungan wayar tidak gagal, semasa pengendalian kasar, semua sambungan ini telah dilekatkan

Saya telah mengemas kini fail ICO dan Fritzing dan menambahkan foto baru untuk menunjukkan perubahan yang telah saya buat

TINJAUAN KESELURUHAN

Projek ini merupakan perubahan arah sepenuhnya bagi saya, menjauh dari Jam Nixie, dan Robot berasaskan WiFi. Penggunaan modul Arduino berasaskan GPS telah menarik minat saya untuk suatu ketika dan kerana saya mempunyai masa lapang menunggu bahagian tambahan untuk projek utama yang juga saya kerjakan, saya memutuskan untuk membina peranti penjejakan Laluan GPS, berkuasa bateri, ringan, mudah alih, dan dapat memindahkan maklumat laluannya melalui kad SD mikro atau, jika rangkaian WiFi tersedia, melalui E-Mail dan fail yang dilampirkan. Projek ini memerlukan penggunaan empat komponen yang belum pernah saya gunakan sebelumnya, yaitu layar 0,96”oLED, pembaca SD-Card, Modul GPS, dan Lembaga Pembangunan ESP32. Saiz terakhir unit, walaupun boleh dibawa, dapat dikurangkan lagi, sebanyak 25-50% penuh, jika pendawaian yang saya gunakan diganti dengan papan PCB yang dilampirkan terus ke Papan Pembangunan ESP32 dan 18650 bateri dan turun modul di mana diganti dengan pek bateri Li-ion 5V yang sesuai.

Bekalan

1. Lembaga Pembangunan ESP32

2. Jam RTC DS3231 dengan sandaran bateri

3. Pembaca berasaskan SPI Micro SD Card, dengan kad SD mikro 1GB

4. Skrin berdasarkan OLED 0.96”oLED

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

6. Kapasitor 10uF

7. Perintang 2 x 10K, perintang 4.7K

8. Pengubah turun DC-DC

9. 2 x 18650 bateri

10. Pemegang bateri berkembar 18650

11. Suis tiang tunggal

12. Suis tolak sesaat

13. Kotak projek 2 x 100mmx50mmx65mm

14. Dupont wayar, gam panas.

Langkah 1: PEMBINAAN

Gambar rajah Fritzing yang dilampirkan menunjukkan susun atur litar. Dua bateri 18650 dan modul step-down dapat diganti dengan pek bateri Li-ion yang menyediakan 5V secara langsung. Saya mengesyorkan modul NEO-7M dengan palam antena luaran SMA bersepadu yang membolehkan anda menambah sekeping wayar panjang 30cm yang mengambil maklumat satelit, ini memerlukan masa beberapa minit selepas unit ini dihidupkan pada mulanya. Bahagian bawah dari dua kotak proyek memiliki bukaan yang dibuat untuk layar, antena GPS, suis, dan kartu SD, juga berisi jam RTC, pembaca SD-Card, layar, butang 0,96 oLED, modul GPS, dan papan PCB. Kotak projek bahagian atas mengandungi papan Pembangunan ESP32, 18650 bateri dan pemegang bateri, modul step-down, dan bukaan tunggal untuk suis tiang tunggal. Bahagian atas kotak projek ini dipasang di tempatnya dengan empat skru tenggelam kaunter yang dapat dilepaskan untuk membolehkan kedua-dua bateri boleh dicas semula 18650 dikeluarkan, diisi, dan kemudian diganti. Unit ini tidak tahan air, namun dapat dibuat sedemikian. Pengecas bateri berasaskan USB yang sesuai juga boleh dipasang di dalam kotak projek atas ini, dengan bukaan yang sesuai, untuk membolehkan bateri di dalam dicas tanpa perlu menanggalkan penutup kotak. Walaupun modul GPS dapat memberikan waktu dan tarikh, seperti yang diperoleh dari satelit, saya memutuskan bahawa waktu dan tarikh tempatan akan lebih sesuai jadi saya menambahkan modul RTC.

Beberapa gambar pembinaan menunjukkan perkembangan awal projek ini di mana saya menggunakan papan WeMos D1 R2 dan paparan LED 16x2 sederhana, kedua-duanya diganti pada versi terakhir.

Langkah 2: PERISIAN

Alasan untuk papan Arduino yang berpusat di ESP32 adalah kerana setelah beberapa kajian saya mendapati bahawa ESP32 berjaya menghantar e-mel ke akaun G-Mail, dengan syarat tetapan akaun diubah sehingga membolehkan "E-mel yang kurang selamat diterima", ini memerlukan perubahan dalam tetapan akaun G-Mail. Untuk mengaksesnya, buka pilihan menu "Kelola Akaun Google", kemudian pilih "Keamanan" dan akhirnya tatal ke bawah hingga Anda melihat "Akses aplikasi yang kurang selamat", aktifkan fitur ini.

Anda perlu memuat turun dan memasang fail berikut termasuk: TinyGPS ++. H, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h, dan Adafruit_SSD1306.h.

Program ini dikembangkan menggunakan versi 1.8.12 dari Arduino IDE, dan papan yang dipilih adalah "DOIT ESP32 DEVKIT V1".

Oleh kerana ukuran program anda tidak dapat mengembangkan program ini pada Arduino UNO, juga ketika memuat turun perisian, perlu mengeluarkan wayar TX dari modul GSP jika tidak, muat turun akan gagal. Kapasitor 10uF dipasang pada pin "EN" dan "GND" pada papan ESP32 sehingga tidak perlu butang "EN" ditekan setiap kali program perisian baru dimuat.

Perisian Arduino dikembangkan untuk membolehkan pengguna sistem merakam laluan atau laluan dalam unit dan kemudian mengeluarkan SD-Card dan memuat naiknya melalui pembaca kad berasaskan PC, atau untuk memilih pilihan menu E-Mail dan mempunyai semua fail laluan disimpan pada unit yang dihantar ke akaun G-Mail, satu laluan dilampirkan pada setiap E-Mail. Fail rute diformat dalam Unit dan dapat berbentuk dua gaya yang berbeda, format "GPX" yang dapat dilihat secara langsung dengan menggunakan "GPS Viewer" aplikasi google yang tersedia gratis untuk digunakan di Internet, atau "KML" format yang dapat dilihat secara langsung dengan menggunakan aplikasi "Google Earth Pro" yang tersedia untuk dimuat turun dari Internet. Aplikasi yang sama ini juga dapat membaca dan menampilkan fail laluan berdasarkan "GPX". Kedua-dua format fail ini tersedia secara bebas sebagai skema format fail dan boleh didapati di internet di Wikipedia. Setelah e-mel atau e-mel dihantar, unit akan kembali ke pemantauan rute, namun ia akan lalai ke format fail GPX. Butang tekan digunakan untuk memilih pilihan E-Mail, pilih format fail GPX atau KML, dan untuk memulakan dan menghentikan rakaman rute. Dalam mod pemantauan laluan, skrin oLED akan memaparkan garis bujur dan garis lintang kedudukan semasa dan kemudian pada skrin kedua memaparkan waktu, tarikh, ketinggian dalam meter, jumlah satelit yang digunakan, kelajuan dalam Km, dan akhirnya kursus diberikan sebagai satu dari titik kompas kardinal. Sementara dalam mode perekaman rute, layar akan menampilkan file rute yang telah dibuka, kemudian selain dua layar yang dijelaskan sebelumnya, layar ketiga akan ditampilkan yang memperincikan file rute yang sedang digunakan, jumlah titik jalan yang telah direkamnya, dan akhirnya jarak yang meliputi dalam Km.

Gambar berikut menunjukkan bagaimana e-mel, dibuat dan dihantar oleh unit, diterima dan dipaparkan oleh G-Mail.

Langkah 3: KESIMPULAN

Saya telah belajar banyak dari mengembangkan projek ini, namun unit ini hanya dapat dianggap sebagai "back end" ke sistem berasaskan Aplikasi yang mengambil fail GPX atau KML yang memaparkannya. Menggunakan perisian pihak ketiga adalah alternatif yang boleh diterima untuk pengembangan perisian ini lebih lanjut. Ketersediaan pilihan menu "Aplikasi yang Lebih Tidak Selamat" di menu Pengurusan Akaun Google mungkin terhad kerana perubahan mungkin berlaku pada bulan Jun 2020, jika ini terjadi maka pengarahan ulang e-mel ke akaun alternatif mungkin diperlukan atau dengan menggunakan port 586 pada pelayan mel.

Langkah 4: Format Fail GPS dan KML

Berikut ini menunjukkan kandungan fail khas untuk setiap jenis fail yang dihasilkan unit, (nilai garis lintang dan garis bujur tidak banyak berubah dalam contoh ini kerana unit tidak bergerak). Kedua-dua fail mengandungi data header dan footer minimum yang diperlukan oleh GPS Viewer dan Google Earth pro untuk memaparkan garis hitam sederhana yang menunjukkan laluan yang diambil:

Fail KML:

Fail GPX: