LTE Arduino GPS Tracker + IoT хяналтын самбар (1 -р хэсэг): 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Танилцуулга

Юу байна залуусаа! Энэхүү зааварчилгаа нь Arduino-д зориулсан Botletics LTE/NB-IoT бамбайг ашиглах тухай миний анхны зааварчилгааны үргэлжлэл юм, хэрвээ та хараахан амжаагүй байгаа бол бамбайгаа хэрхэн ашиглах, энэ нь юу болохыг сайн мэдэхийн тулд үүнийг уншина уу.. Энэхүү гарын авлагад би IoT өгөгдөл бүртгэх, ялангуяа GPS болон температурын хяналт дээр анхаарлаа төвлөрүүлж, зам дээр гарч туршихад шаардлагатай бүх код, удирдамжийг өгөх болно.

Энэхүү зааварчилгаа нь голчлон миний биечлэн зохион бүтээсэн LTE бамбай дээр төвлөрдөг боловч энд байгаа бүх зүйл (Github Arduino номын сан гэх мэт) SIMCom -ийн 2G ба 3G модулиуд дээр SIM800/808/900/5320 дээр ажиллах ёстой. Adafruit FONA номын сангийн хувилбар. Тоног төхөөрөмжөөс үл хамааран үзэл баримтлал нь яг ижил бөгөөд та үүгээр мэдрэгчийн мэдээлэл бүртгэх, цаг агаарын алсын хяналт, авто хулгай карма GPS хянах гэх мэт олон гайхалтай зүйлийг хийж болно.

Алхам 1: эд ангиудыг цуглуулах

Жагсаалт нь миний анхны заавартай адилхан бөгөөд үнэхээр энгийн!

• Ардуино Уно, Мега эсвэл Леонардо. Эсвэл та өөр 3.3V эсвэл 5V микроконтроллер ашиглаж болно, гэхдээ та зүүг гаднаас нь залгах хэрэгтэй болно.
• Botletics SIM7000 Shield Kit (бамбай, хос LTE/GPS uFL антен, эмэгтэй толгойн овоолго дагалдана). Тохирох хувилбарыг сонгохын тулд энэ хичээлийг үзээд шалгаарай!
• Голограммын SIM карт. Эхний SIM карт ("хөгжүүлэгч" SIM карт гэж нэрлэдэг) нь бүрэн үнэ төлбөргүй бөгөөд сард 1MB өгөгдөлтэй ирдэг! АНУ -д та голограмын SIM карт ашиглавал Verizon сүлжээнд байх магадлал өндөр байна. Хэрэв энэ нь илүү тохиромжтой бол та үүнийг савны бамбайтай хамт авч болно.
• 3.7V LiPo батерей (1000mAH ба түүнээс дээш хүчин чадалтай байхыг зөвлөж байна).
• USB кабель нь таны Arduino програмчлах эсвэл түүнийг асаах болно.

GPS хянах тестийн хувьд!

• Та машины USB адаптерийг ашиглан бамбайгаа зам дээр туршиж байхдаа Arduino -г тэжээх боломжтой.
• Эсвэл та Arduino-г VIN ба GND зүүгээр тэжээхийн тулд батерейны багц (7-12V) ашиглаж болно.

Алхам 2: Физик угсралт

Одоо танд бүх эд ангиуд байгаа тул тоног төхөөрөмжийг тохируулахын тулд юу хийх хэрэгтэйг энд товч харуулав.

• Эмэгтэй толгойнуудыг бамбай дээр гагнана. Үүнийг хэрхэн хийх талаар энэ хичээлийг үзнэ үү.
• Бамбайгаа Arduino руу залгаарай, ингэснээр гэмтээхгүйн тулд бүх тээглүүрийг эгнээнд нь байрлуулна уу!
• Зурагт үзүүлсэн шиг SIM картаа оруулна уу. Металл контактууд нь доошоо харсан бөгөөд буланд байгаа ховилын байршлыг тэмдэглэ.
• LiPo батерейг бамбай дээрх JST холбогч руу залгаарай
• USB кабель ашиглан Arduino -г компьютерт холбоно уу. Бамбайны ногоон тэжээлийн LED асахгүй байгааг та анзаарч магадгүй юм. Бамбайны PWRKEY зүүг асаахын тулд бага зэрэг бага даралттай байх шаардлагатай байдаг. Дараагийн хэсэгт байгаа Arduino ноорог зургийн жишээ нь танд энэ асуудлыг шийдэх болно.
• Хос LTE/GPS антеныг бамбайны баруун ирмэг дэх uFL холбогчдод холбоно уу. Утаснууд огтлолцох тул буруу утсыг бүү залгаарай!
• Та програм хангамжид бэлэн боллоо!

Алхам 3: Arduino -ийн тохиргоо ба төхөөрөмжийн тест

Arduino IDE тохиргоо

Хэрэв та хараахан амжаагүй байгаа бол таны самбар зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд зааварчилгаа өгөх үндсэн бүтээгдэхүүний "Arduino IDE Setup" болон "Arduino Example" алхамуудыг үзнэ үү. Эдгээр зааврын дагуу та Github хуудсан дээрх номын санг татаж аваад "LTE_Demo" жишээ кодыг нээх хэрэгтэй болно. Эдгээр зааврыг дагаж мөрдсөний дараа та сүлжээний холболт, GPS, өгөгдлийг dweet.io дээр байршуулахыг туршиж үзэх ёстой.

IoT -ийн жишээ эскиз

Та бамбайныхаа үндсэн шинж чанарыг туршиж үзсэнийхээ дараа "IoT_Example" ноорогыг Arduino IDE дээр ачаална уу. Та мөн үүнийг Github дээрээс олж болно. Энэ кодыг Arduino -д байршуулаад цуваа дэлгэцийг нээвэл Arduino SIM7000 модулийг олж, үүрэн сүлжээнд холбогдож, GPS -ийг идэвхжүүлж, байршлыг нь засах хүртэл үргэлжлүүлэн оролдож, өгөгдлийг dweet.io руу оруулах болно. Хэрэв та LTE бамбай болон голограмын SIM карт ашиглаж байгаа бол энэ нь кодын ямар ч мөрийг өөрчлөхгүйгээр ажиллах ёстой.

Анхдагч байдлаар та түүвэрлэлтийн хурдыг тодорхойлох дараах мөрийг харах болно (үнэндээ бичлэг хоорондын завсарлага).

#түүвэрлэлтийг тодорхойлох Хэмжээ 30 // Нийтлэлүүдийн хоорондох хугацаа, секундээр

Хэрэв энэ мөрийг тайлбарлахгүй орхивол Arduino нь өгөгдлийг оруулах, 30-иудыг хойшлуулах, өгөгдлийг дахин оруулах, давтах гэх мэт 30-аад оны үед та Arduino-ийг бага чадлын горимд оруулах, иймэрхүү сонирхолтой зүйлсийг хийх боломжтой. Энгийн зүйл бол би энэ үйлдлийг түр зогсоохын тулд delay () функцийг ашиглах болно. Хэрэв та энэ мөрөнд тайлбар өгөх юм бол Arduino өгөгдлийг оруулах болно, дараа нь Arduino дээрх дахин тохируулах товчлуурыг дарах хүртэл хязгаарлагдмал унтлагын горим руу шууд шилжих болно. Хэрэв та ямар нэгэн зүйлийг туршиж байгаа бөгөөд үнэ цэнэтэй үнэ төлбөргүй өгөгдлөө шатаахыг хүсэхгүй байгаа бол (үнэндээ бичлэг бүр бараг юу ч ашигладаггүй) эсвэл танд Arduino (555 таймер? RTC тасалдсан уу? Акселерометр тасалдсан уу? Температур мэдрэгч) -ийг дахин тохируулах гадаад хэлхээтэй байж магадгүй юм. таслах уу? Хайрцагны гадна бодоорой!). Үнэндээ Burgalert 7000 гарын авлагад би микроконтроллерыг сэрээхдээ PIR хөдөлгөөн мэдрэгчийг хэрхэн ашиглаж болохыг харууллаа.

Дараагийн мөр нь өгөгдөл байршуулсны дараа бамбай унтрах эсвэл асах эсэхийг тодорхойлдог. Хэрэв та зөвхөн нэг удаа дээж авч байгаа бол мөрийг тайлбарлахгүйгээр өмнөх сонголтыг сонгож болно, гэхдээ хэрэв та харьцангуй өндөр түүвэрлэлттэй бол бамбай хэвээр үлдэхийн тулд мөрийг сэтгэгдэл үлдээхийг хүсэх болно. GPRS болон GPS гэх мэтийг дахин эхлүүлэх, дахин идэвхжүүлэх гэх мэт.

//#define turnOffShield // Өгөгдөл байршуулсны дараа бамбайгаа унтраа

Мөн энэ жишээ нь SIM7000-ийн модулийн онцлог, дэлхийн өвөрмөц IMEI дугаарыг автоматаар авч, төхөөрөмжийг ID (эсвэл хэрэв хүсвэл "нэр") болгон ашиглаж, төхөөрөмжийг өгөгдлийг dweet.io сайтад байршуулахдаа ашигладаг гэдгийг санаарай.. Хэрэв та хүсвэл үүнийг өөрчилж болно, тиймээс би танд хэлье гэж бодлоо:)

Таны өгөгдөл үнэхээр dweet.io руу илгээгдэж байгаа эсэхийг шалгахын тулд зохих мэдээллийг бөглөж, URL -г дурын хөтөч рүү хуулж оруулна уу.

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

Энд {deviceID} нь Arduino -г олсны дараа шууд эхэнд нь цуваа монитор дээр хэвлэгдсэн IMEI дугаарыг орлуулах ёстой. Хөтөч дээрээ URL оруулсны дараа дараах JSON хариултыг харах ёстой.

"Агуулга" -ыг харахад та өргөрөг, байрлалын уртраг, хурд (цагт км -ээр), чиглэлийн чиглэл (градус, хойд зүгт 0 градус), өндөр (метр), температур (*C, гэхдээ мэдрэх ёстой) кодыг үнэгүй хөрвүүлэх боломжтой), мөн тэжээлийн хүчдэлийг милл вольтоор (энэ нь батерейны хүчдэл болох VBAT юм). NMEA өгөгдлийн мөрийн талаар нэмэлт мэдээлэл авахыг хүсвэл SIM7000 AT командын гарын авлагын 149 -р хуудсыг үзнэ үү.

Таны тохиргоо өгөгдлийг двийт рүү амжилттай илгээж байгаа эсэхийг шалгасны дараа бүх өгөгдлөө сайхан интерфэйсээр үзэхийн тулд хяналтын самбараа тохируулцгаая!

Алхам 4: Freeboard.io тохиргоо

Энэхүү гарын авлагад бид PubNub, dweet гэх мэт олон тооны үүл платформ, JSON, MQTT гэх мэт бусад функцуудтай холбогдох боломжтой үнэхээр гайхалтай IoT хяналтын самбар болох freeboard.io -ийг ашиглах болно. Таны таамаглаж байсанчлан бид өмнөх хэсгийн жишээ кодонд хэрэглэгддэг dweet.io -ийг бас ашиглах болно. Чухал тэмдэглэлийн хувьд, freeboard.io дахь цонхыг чирэх нь Chrome дээр ажилладаггүй юм шиг байгаа тул оронд нь Firebox эсвэл Microsoft Edge ашиглаарай. Хэрэв ингэхгүй бол таны дэлгэц дээрх зүйлсийг дахин цэгцлэх нь жинхэнэ "панел" болж чадна!

Бүртгэл ба төхөөрөмжийн тохиргоо

• Таны хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол freeboard.io нүүр хуудсан дээрх "ОДОО ЭХЛЭХ" улаан товчлуур дээр дарж данс үүсгэж, итгэмжлэлээ оруулаад "Миний данс үүсгэх" дээр дарна уу. Үүний дараа та шинэ акаунтаа баталгаажуулах имэйл хүлээн авах болно.
• Нүүр хуудасны баруун дээд буланд байгаа "Нэвтрэх" гэснийг товшино уу, нэвтэрсний дараа та төслүүдийнхөө тохируулсан самбарууд болох "чөлөөт самбар" -аа харах ёстой. Мэдээжийн хэрэг, хэрэв данс шинэ бол та эндээс юу ч харахгүй тул шинэ төслийн нэрийг оруулаад баруун дээд хэсэгт байрлах "Шинэ үүсгэх" дээр дарна уу. Энэ нь таныг хоосон самбарт авчрах бөгөөд та интерфэйсийг хүссэнээрээ тохируулж болно. Чөлөөт самбар дээр та янз бүрийн "цонх" -ыг тохируулах боломжтой бөгөөд хэсэг бүр нь таны өгөгдлийг ямар нэгэн байдлаар харуулдаг график, газрын зураг, хэмжигч гэх мэт ганц эсвэл олон "виджет" -тэй байж болно.
• Бидний хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол таны өгөгдлийн жинхэнэ эх үүсвэрийг тохируулах явдал юм, энэ бол таны Arduino + LTE бамбай юм. Үүнийг хийхийн тулд "Мэдээллийн эх сурвалж" хэсэгт баруун дээд буланд байгаа "ADD" дээр дарна уу. Дараа нь "Dweet.io" -г сонгоод "Нэр" талбарт хүссэн нэрээ оруулна уу. Гэсэн хэдий ч, "Зүйлийн нэр" талбарт дурын нэрийн оронд бамбайны IMEI дугаарыг оруулах ёстойг анхаарна уу, учир нь үүнийг freeboard ашиглан двитээс мэдээлэл авах боломжтой болно.
• "Хадгалах" дээр товшсоны дараа таны төхөөрөмж "Мэдээллийн эх сурвалж" хэсэгт гарч ирэх, мөн хамгийн сүүлд двитэд мэдээлэл илгээсэн байхыг харах ёстой. Та мөн шинэчлэх товчийг дарж хамгийн сүүлийн үеийн утгыг шалгаж болно, гэхдээ freeboard өөрөө шинэчлэгдэх тул та энэ товчлуурыг ашиглах шаардлагагүй болно.

Хяналтын самбарыг тохируулах

Одоо таны дэлгэц дээр харахыг хүссэн жинхэнэ хонх, шүгэлийг хэрхэн тохируулах талаар авч үзье!

• Хэсэг нэмэхийн тулд зүүн дээд буланд байгаа "ADD PANE" товчийг дарахад дэлгэцэн дээр жижиг цонх нэмж байгааг харах болно. Гэсэн хэдий ч энд ямар ч зүйл байхгүй, учир нь бид виджет нэмээгүй байна!
• Виджет нэмэхийн тулд самбар дээрх жижиг "+" товчийг дарна уу. Энэ нь янз бүрийн виджетийн сонголттой унах цэсийг авчрах болно. Бид GPS -ийн хяналт хийх гэж байгаа тул "Google газрын зураг" виджетийг сонгоё. Дараа нь та өргөрөг ба уртраг гэсэн хоёр талбарыг харах ёстой. Эдгээрийг зөв бөглөхийн тулд таны төхөөрөмжийг аль хэдийн жиргэсэн байх ёстой. Танд байгаа гэж үзвэл та "+ Datasource" дээр дарж, мэдээллийн эх сурвалж ("SIM7000 GPS Tracker") дээр дарж, дараа нь "lat" дээр дарна уу. Урт уртын талбар дахь процедурыг давтаж, газрын зургийг өгөгдлийн цэгүүдийн хооронд шугам зурж, хаана байснаа тэмдэглэхийг хүсвэл доод талын гулсагч дээр дарна уу.
• Одоо та ойролцоо байршлынхаа жижиг газрын зургийг харах ёстой! Газрын зураг ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд одоогийн GPS -ийн lat/long -ийг арай өөр болгож өөрчилж үзээрэй, жишээлбэл, цуваа монитор дээр хэвлэгдсэн dweet URL дахь lat/long утгуудын аравтын бутархай аравтын бутархай хэсгийн эхний цифрийг өөрчил. Бамбай өгөгдөл оруулах үед Arduino IDE. Тэдгээрийг өөрчилсний дараа URL -г хуулж, браузер дээрээ ажиллуулна уу.

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

Одоо хөлөг онгоцны тавцан руу буцаж очоод энэ нь таны байршлыг зурж, цэгүүдийн хооронд улбар шар өнгийн шугам зурсан болохыг харах болно. Сонирхолтой зүйлүүд үү? Тиймээс манай GPS трекер байршлын өгөгдлийг чөлөөт самбар дээр бодит цаг хугацаанд эсвэл адал явдал дууссаны дараа двийт рүү илгээдэг зургийг олж авсан гэж бодож байна

Нэмэлтүүд

Манай бяцхан GPS хянагч нь зөвхөн латин/урт өгөгдөл төдийгүй өндөр, хурд, чиглэл, температурыг илгээдэг тул хяналтын самбараа илүү өнгөлөг болгохын тулд хэд хэдэн виджет оруулъя!

• Шинэ самбар нэмж эхэлье, дараа нь хэмжигчийг нэмж оруулахын тулд самбар дээрх "+" товчийг дараад "Хэмжигч" -ийг сонгоно уу. Яг л өмнөх шигээ мэдээллийн эх сурвалжийг ашиглаад энэхүү хэмжигчийг авах гэж буй өгөгдөл болох "хурд" -ыг сонгоно уу. Дараа нь та хяналтын самбар дээрээ сайхан хэмжигчийг харах ёстой!
• Өндөр ба температурын утгын хувьд үүнийг давтана уу.
• Одоо гарчгийн оронд "Заагч" -ыг нэмье. Энэ нь үндсэндээ луужин юм, учир нь тэр (Хойд) 0 градусаар дээш харуулан цагийн зүүний дагуу эргүүлж эерэг гарчигуудыг харуулдаг. Perfecto!
• Хэмжээний хэмжээг өөрчлөхийн тулд газрын зураг агуулсан самбар дээр хулганаа дараад баруун дээд буланд эрэг чангалах түлхүүрийг харах ёстой. Үүнийг товшоод самбарын нэрийг оруулаад "Багана" хэсэгт "2" гэж оруулаад самбарын өргөнийг нэмэгдүүлнэ.
• Шилэн хавтангийн байршлыг өөрчлөхийн тулд тэдгээрийг зүгээр л чирнэ үү! Та мөн "Sparkline" -ийг туршиж үзэх боломжтой бөгөөд энэ нь үндсэндээ зөвхөн шугаман график бөгөөд та зөвхөн хамгийн сүүлийн үеийн өгөгдлийг төдийгүй түүхэн өгөгдлийг харах боломжтой болно.

Хөгжилтэй байж, дуртай зүйлээ тохируулаарай, учир нь бид хээрийн аялалд гарахад бэлэн байна!

Алхам 5: Туршилт

Тохиргоог шалгахын тулд би дээж авах хугацааг 10-20 секундын хувьд илүү бага нарийвчлалтайгаар тохируулахыг зөвлөж байна. Би бамбай унтахгүйн тулд "turnOffShield" хувьсагчийг тайлбарлаж үлдээсэн болно. Энэ нь өгөгдлийг дараалан байрлуулах боломжийг олгодог.

Кодыг Arduino-д байршуулсны дараа Arduino-г тэжээхийн тулд зайны багц (7-12V) аваарай, эсвэл машины USB адаптер ашиглан Arduino-г залгаарай. Өмнө дурьдсанчлан танд бамбайд залгагдсан 3.7V LiPo зай хэрэгтэй болно; Дээрх зураг дээр үзүүлсэн бамбай нь хуучин хувилбар бөгөөд LiPo батерейны дэмжлэггүй байсан боловч одоо бүх шинэ хувилбаруудад шаардлагатай байна.

Дараа нь хаа нэгтээ freeboard нээгээд буцаж ирэхэд үр дүнг нь харах боломжтой болно. Arduino -г залгасны дараа та явахад бэлэн байна! Эргэн тойрон жолоодож, кофе ууж, гэртээ буцаж очоод өгөгдлийг хөлөг онгоцон дээр харуулав. Хэрэв та үнэхээр хүсч байгаа бол (машин жолоодохдоо би үүнийг зөвлөдөггүй …) найз тань машин жолоодож байхдаа та утасныхаа үнэгүй самбар дээрх мэдээллийг бодит цаг хугацаанд нь үзэх боломжтой. Хөгжилтэй зүйлс!

Алхам 6: Үр дүн

Энэхүү туршилтыг хийхийн тулд аав бид хоёр Trader Joe's (omnomnomnom …) дээр тахианы бөмбөр авахаар очсон бөгөөд бид нэлээд үнэн зөв мэдээлэл цуглуулсан. Би төхөөрөмжөө 10 секунд тутамд өгөгдөл илгээдэг байсан бөгөөд аяллын хамгийн дээд хурд нь 92 км (57 миль орчим) байсан бөгөөд энэ нь үнэн зөв, учир нь бид хурд хэмжигчийг байнга ажиглаж байсан. LTE бамбай нь үүргээ маш сайн гүйцэтгэдэг бөгөөд өгөгдлийг үүл рүү маш хурдан илгээдэг. Одоогоор маш сайн!

Гэсэн хэдий ч тийм ч сайн биш мэдээ бол чөлөөт самбар дээрх газрын зургийн виджет нь миний бодож байсан шиг тийм сайн биш юм. Энэ нь хулганыхаа байршлыг зөөх боломжийг танд олгодоггүй бөгөөд энэ нь хамгийн сүүлийн байршилд төвлөрсөн байдаг тул машины GPS мөрдөгч гэх мэт зүйлүүдэд тохиромжтой, гэхдээ хэрэв та дууссан аялалыг бүх өгөгдлийн цэгээр шинжлэхийг хүсэхгүй бол, ялангуяа урт аялал байсан.

Энэхүү гарын авлагад бид LTE бамбайг GPS мөрдөгч, өгөгдөл бүртгэгч болгон ашиглах, freeboard.io дээрх өгөгдлийг хэрхэн хурдан харах талаар сурсан болно. Одоо төсөөллөө ашиглаж, өөрийн төсөл дээрээ хэрэгжүүлээрэй. Та бүр илүү олон бамбай нэмж, үүнийг бага чадлын нарны мэдээлэл бүртгэгч болгон хувиргаж чадна! (Би ирээдүйд энэ талаар хичээл хийхээр төлөвлөж байж магадгүй юм!). Чөлөөт самбарын газрын зургийн хязгаарлагдмал байдлаас шалтгаалан би өөрийн гараар Андройд аппликейшнийг хэрхэн яаж хийх талаар шинэ заавар гаргахаар төлөвлөж байна. аяллын онцлогуудыг түр зогсоож, зогсоо! Хүлээж байгаарай!

• Хэрэв танд энэ төсөл таалагдсан бол түүнд зүрх сэтгэлээ өгөөрэй!
• Хэрэв танд шинэ хичээлийн талаар асуулт, сэтгэгдэл, санал байвал, эсвэл энэ төслийг өөрөө туршиж үзсэн бол доорх хэсэгт заавал бичээрэй!
• Миний зааврыг эндээс дагаарай, миний YouTube сувагт бүртгүүлээрэй, эсвэл твиттер дээр намайг дагаарай, миний хамгийн сүүлийн үеийн Arduino төслүүдтэй танилцаарай! Би сурч мэдсэн зүйлээ хуваалцах хүсэл эрмэлзэлтэй залуу инженер тул удахгүй дахиад хэдэн хичээл оруулах болно!
• Хэрэв та нээлттэй эхийн техник хангамжийг хуваалцах, боловсролын зорилгоор баримтжуулах талаар миний хийж буй зүйлийг дэмжихийг хүсч байвал Amazon.com дээрээс өөрийн бамбайгаа худалдаж аваад тоглож үзээрэй!