GPS रूट ट्रैकिंग V2: 4 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

प्रोजेक्ट: GPS रूट ट्रैकिंग V2

दिनांक: मई - जून 2020

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इस परियोजना के पहले संस्करण, जबकि यह सिद्धांत रूप में काम करता था, में कई दोष थे जिन्हें ठीक करने की आवश्यकता थी। सबसे पहले मुझे बॉक्स पसंद नहीं आया इसलिए मैंने इसे दूसरे के साथ बदल दिया है। दूसरी गति और दूरी की गणना जहां सही नहीं है। एक वाहन के अंदर रखी गई इकाई के साथ अतिरिक्त क्षेत्र परीक्षण और मार्ग को मैप करने की अनुमति दी गई और फिर इस मैप किए गए मार्ग को जीपीएस विज़ुअलाइज़र और Google धरती प्रो पर मैप किया गया था, जिसमें वास्तविक मार्ग मैप किए गए और "शासक" विकल्प के खिलाफ मापी गई दूरी दोनों के उत्कृष्ट परिणाम थे। पृथ्वी प्रो में

इसके अलावा सर्किटरी को अपडेट किया गया था ताकि 18650 बैटरी सीधे ईएसपी 32 डीईवी बोर्ड को बिजली की आपूर्ति कर सकें, जबकि एनईओ 7 एम जीएसपी यूनिट को सीधे डीईवी बोर्ड के बजाय स्टेप डाउन मॉड्यूल से संचालित किया गया था। इसने एक अधिक स्थिर प्रणाली का निर्माण किया। सॉफ्टवेयर को आम तौर पर ईमेल विकल्प के साथ साफ किया गया था और स्थानीय राउटर से बाद में कनेक्शन केवल तभी किया जाता था जब यूनिट को फाइल या फाइल भेजने के लिए उपलब्ध हो। एक अंतिम सुधार "gps.location.isValid" परीक्षण को "gps.location.isUpdated" में बदलना था, यह सुनिश्चित करता है कि केवल अपडेट किए गए GPS स्थान जहां रूट फ़ाइल में सहेजे गए हों, बजाय एक ही अक्षांश और देशांतर वाले कई GPS स्थानों के।

मैं इस बिंदु पर ध्यान दूंगा कि यह पहला जीपीएस आधारित सिस्टम है जिसे मैंने बनाया है, और बाद के संस्करण बड़े पैमाने पर मौजूदा वायरिंग को पीसीबी आधारित बोर्ड से बदल देंगे। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सभी तार कनेक्शन विफल न हों, किसी न किसी हैंडलिंग के दौरान, इन सभी कनेक्शनों को चिपका दिया गया है।

मैंने आईसीओ और फ्रिट्ज़िंग फाइलों को अपडेट किया है और मेरे द्वारा किए गए परिवर्तनों को दिखाने के लिए नई तस्वीरें जोड़ी हैं।

अवलोकन

यह परियोजना मेरे लिए दिशा का एक पूर्ण परिवर्तन थी, निक्सी घड़ियों और वाईफाई आधारित रोबोट से दूर जा रही थी। GPS आधारित Arduino मॉड्यूल के उपयोग ने मुझे कुछ समय के लिए चकित कर दिया है और चूंकि मेरे पास मुख्य परियोजना के लिए अतिरिक्त भागों की प्रतीक्षा में कुछ खाली समय था, जिस पर मैं भी काम कर रहा हूं, मैंने एक GPS रूट ट्रैकिंग डिवाइस, बैटरी चालित, हल्के वजन का निर्माण करने का निर्णय लिया। पोर्टेबल, और एक माइक्रो एसडी कार्ड के माध्यम से या, यदि एक वाईफाई नेटवर्क उपलब्ध था, तो ई-मेल और एक संलग्न फ़ाइल के माध्यम से अपनी रूट जानकारी को स्थानांतरित करने में सक्षम। इस परियोजना के लिए चार घटकों के उपयोग की आवश्यकता थी जिनका मैंने पहले उपयोग नहीं किया था, अर्थात् एक 0.96”ओएलईडी स्क्रीन, एसडी-कार्ड रीडर, जीपीएस मॉड्यूल और ईएसपी 32 विकास बोर्ड। यूनिट का अंतिम आकार, निश्चित रूप से पोर्टेबल होने पर, पूर्ण 25-50% तक कम किया जा सकता है, अगर मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली वायरिंग को सीधे ESP32 डेवलपमेंट बोर्ड और 18650 बैटरी और स्टेप-डाउन से जुड़े पीसीबी बोर्ड से बदल दिया गया था। मॉड्यूल जहां एक उपयुक्त ली-आयन 5 वी बैटरी पैक के साथ बदल दिया गया।

आपूर्ति

1. ESP32 विकास बोर्ड

2. बैटरी बैकअप के साथ DS3231 RTC घड़ी

3. माइक्रो एसडी कार्ड एसपीआई आधारित रीडर, 1 जीबी माइक्रो एसडी कार्ड के साथ

4. 0.96” ओएलईडी I2C आधारित स्क्रीन

5. NEO-7M-0-000 GPS मॉड्यूल

6. 10uF संधारित्र

7. 2 x 10K रेसिस्टर्स, 4.7K रेसिस्टर

8. डीसी-डीसी स्टेप डाउन ट्रांसफार्मर

9. 2 x 18650 बैटरी

10. डबल 18650 बैटरी धारक

11. सिंगल पोल स्विच

12. क्षणिक पुश स्विच

13. 2 x 100mmx50mmx65mm प्रोजेक्ट बॉक्स

14. डुपोंट तार, गर्म गोंद।

चरण 1: निर्माण

संलग्न फ्रिट्ज़िंग आरेख सर्किट का लेआउट दिखाता है। दो 18650 बैटरी और स्टेप-डाउन मॉड्यूल को सीधे 5V प्रदान करने वाले ली-आयन बैटरी पैक से बदला जा सकता है। मैं एकीकृत एसएमए बाहरी एंटीना प्लग के साथ एनईओ -7 एम मॉड्यूल की सिफारिश करता हूं जो आपको 30 सेमी लंबाई में तार का एक साधारण टुकड़ा जोड़ने की अनुमति देता है जो उपग्रह जानकारी उठाता है, यूनिट को शुरू में चालू होने में अक्सर कुछ मिनट लगते हैं। दो प्रोजेक्ट बॉक्स के निचले हिस्से में स्क्रीन, जीपीएस एंटीना, स्विच और एसडी-कार्ड के लिए ओपनिंग है, इसमें आरटीसी घड़ी, एसडी-कार्ड रीडर, 0.96”ओएलईडी स्क्रीन, बटन, जीपीएस मॉड्यूल और पीसीबी बोर्ड भी शामिल हैं। ऊपरी प्रोजेक्ट बॉक्स में ESP32 डेवलपमेंट बोर्ड, 18650 बैटरी और बैटरी होल्डर, स्टेप-डाउन मॉड्यूल और सिंगल पोल स्विच के लिए सिंगल ओपनिंग शामिल है। इस प्रोजेक्ट बॉक्स के शीर्ष को चार काउंटर डूब स्क्रू के साथ रखा गया है जिसे दो 18650 रिचार्जेबल बैटरी को निकालने, चार्ज करने और फिर बदलने की अनुमति देने के लिए हटाया जा सकता है। यूनिट वाटर प्रूफ नहीं है, हालांकि इसे ऐसा बनाया जा सकता है। इस ऊपरी प्रोजेक्ट बॉक्स के भीतर एक उपयुक्त यूएसबी आधारित बैटरी चार्जर भी स्थापित किया जा सकता है, एक उपयुक्त उद्घाटन के साथ, बॉक्स के कवर को हटाने की आवश्यकता के बिना बैटरी को चार्ज करने की अनुमति देने के लिए। जबकि जीपीएस मॉड्यूल समय और तारीख प्रदान कर सकता है, जैसा कि उपग्रह से प्राप्त किया गया था, मैंने फैसला किया कि स्थानीय समय और तारीख अधिक उपयुक्त होगी इसलिए मैंने एक आरटीसी मॉड्यूल जोड़ा।

कुछ निर्माण तस्वीरें इस परियोजना के शुरुआती विकास को दिखाती हैं जहां मैं एक WeMos D1 R2 बोर्ड और एक साधारण 16x2 एलईडी डिस्प्ले का उपयोग कर रहा था, इन दोनों को अंतिम संस्करण में बदल दिया गया था।

चरण 2: सॉफ्टवेयर

ESP32 आधारित Arduino बोर्ड का कारण यह था कि कुछ शोध के बाद मैंने पाया कि ESP32 एक G-Mail खाते में सफलतापूर्वक ई-मेल कर सकता है, बशर्ते कि खाते की सेटिंग बदल दी जाए ताकि यह "कम सुरक्षित ई-मेल प्राप्त करने की अनुमति दे सके", इसके लिए G-Mail खाता सेटिंग में बदलाव की आवश्यकता है। इसे एक्सेस करने के लिए, "Google खाता प्रबंधित करें" मेनू विकल्प पर जाएं, फिर "सुरक्षा" चुनें और अंत में "कम सुरक्षित ऐप एक्सेस" देखने तक नीचे स्क्रॉल करें, इस सुविधा को चालू करें।

आपको निम्नलिखित फाइलों को डाउनलोड और इंस्टॉल करना होगा: TinyGPS++.h, SoftwareSerial.h, "RTClib.h", "ESP32_MailClient.h", "SPIFFS.h", WiFiClient.h, math.h, Wire.h, SPI.h, SD.h, Adafruit_GFX.h, और Adafruit_SSD1306.h.

कार्यक्रम को Arduino IDE के संस्करण 1.8.12 का उपयोग करके विकसित किया गया था, और चयनित बोर्ड "DOIT ESP32 DEVKIT V1" था।

प्रोग्राम के आकार के कारण आप इस प्रोग्राम को Arduino UNO पर विकसित नहीं कर सकते हैं, सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करते समय, GSP मॉड्यूल से TX वायर को हटाना आवश्यक है अन्यथा डाउनलोड विफल हो जाएगा। ESP32 बोर्ड के "EN" और "GND" पिन से एक 10uF संधारित्र जुड़ा हुआ था ताकि हर बार एक नया सॉफ़्टवेयर प्रोग्राम डाउनलोड होने पर "EN" बटन दबाए जाने की आवश्यकता न हो।

Arduino सॉफ़्टवेयर को सिस्टम के उपयोगकर्ता को यूनिट के भीतर रूट या रूट रिकॉर्ड करने की अनुमति देने के लिए विकसित किया गया था और फिर एसडी-कार्ड को हटाकर उन्हें पीसी आधारित कार्ड रीडर के माध्यम से अपलोड करने के लिए, या ई-मेल मेनू विकल्प का चयन करने के लिए विकसित किया गया था। यूनिट पर रखी गई सभी रूट फाइलें जी-मेल खाते में भेजी जाती हैं, प्रत्येक ई-मेल से जुड़ा एक मार्ग। रूट फाइलें यूनिट के भीतर स्वरूपित होती हैं और दो अलग-अलग शैलियों का रूप ले सकती हैं, "जीपीएक्स" प्रारूप जिसे सीधे "जीपीएस व्यूअर" का उपयोग करके देखा जा सकता है जो इंटरनेट पर मुफ्त में उपयोग के लिए उपलब्ध एक Google एप्लिकेशन या "केएमएल" है। प्रारूप जिसे इंटरनेट से डाउनलोड करने के लिए उपलब्ध "Google धरती प्रो" एप्लिकेशन का उपयोग करके सीधे देखा जा सकता है। यह वही एप्लिकेशन "GPX" आधारित रूट फाइलों को पढ़ और प्रदर्शित भी कर सकता है। ये दोनों फ़ाइल प्रारूप फ़ाइल प्रारूप योजना के रूप में स्वतंत्र रूप से उपलब्ध हैं और इन्हें इंटरनेट पर विकिपीडिया पर पाया जा सकता है। एक बार ई-मेल या ई-मेल भेजे जाने के बाद यूनिट रूट मॉनिटरिंग पर वापस आ जाएगी, हालांकि यह GPX फ़ाइल स्वरूप में डिफ़ॉल्ट होगी। पुश बटन का उपयोग ई-मेल विकल्प का चयन करने के लिए किया जाता है, या तो GPX या KML फ़ाइल स्वरूप का चयन करने के लिए, और रूट रिकॉर्डिंग शुरू करने और रोकने के लिए किया जाता है। रूट मॉनिटरिंग मोड में ओएलईडी स्क्रीन वर्तमान स्थिति के देशांतर और अक्षांश को प्रदर्शित करेगी और फिर दूसरी स्क्रीन पर वर्तमान समय, तिथि, मीटर में ऊंचाई, उपयोग किए जा रहे उपग्रहों की संख्या, किमी में गति और अंत में एक के रूप में दिए गए पाठ्यक्रम को प्रदर्शित करेगी। कार्डिनल कंपास बिंदुओं की। जबकि रूट रिकॉर्डिंग मोड में स्क्रीन उस रूट फ़ाइल को प्रदर्शित करेगी जिसे उसने खोला है, फिर पहले वर्णित दो स्क्रीनों के अलावा एक तीसरी स्क्रीन प्रदर्शित की जाएगी जिसमें रूट फ़ाइल का उपयोग किया जा रहा है, जिस तरह से रिकॉर्ड किया गया है, और अंत में किमी में तय की गई दूरी

निम्नलिखित छवियां दिखाती हैं कि ई-मेल, इकाई द्वारा बनाए और भेजे गए, जी-मेल द्वारा कैसे प्राप्त और प्रदर्शित किए जाते हैं।

चरण 3: निष्कर्ष

मैंने इस परियोजना को विकसित करने से बहुत कुछ सीखा है, हालांकि इस इकाई को केवल ऐप आधारित सिस्टम के लिए "बैक एंड" माना जा सकता है जो जीपीएक्स या केएमएल फाइलों को प्रदर्शित करता है। इस सॉफ़्टवेयर के और विकास के लिए तृतीय पक्ष सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना एक स्वीकार्य विकल्प था। Google खाता प्रबंधन मेनू में "कम सुरक्षित ऐप" मेनू विकल्प की उपलब्धता सीमित हो सकती है क्योंकि जून 2020 में परिवर्तन हो सकते हैं, यदि ऐसा है तो ई-मेल को किसी वैकल्पिक खाते में पुनः निर्देशित करना आवश्यक हो सकता है या मेल सर्वर पर 586 पोर्ट का उपयोग करके।

चरण 4: GPS और KML फ़ाइल स्वरूप

निम्नलिखित प्रत्येक प्रकार की फ़ाइल के लिए एक विशिष्ट फ़ाइल सामग्री दिखाता है जो इकाई उत्पन्न करती है, (अक्षांश और देशांतर मान इन उदाहरणों में इकाई के स्थिर होने के कारण बहुत अधिक नहीं बदलते हैं)। दोनों फाइलों में जीपीएस व्यूअर और गूगल अर्थ प्रो के लिए आवश्यक न्यूनतम शीर्षलेख और पादलेख डेटा होता है, जो कि लिए गए मार्ग को दर्शाने वाली एक साधारण काली रेखा प्रदर्शित करता है:

केएमएल फ़ाइल:

जीपीएक्स फ़ाइल: