Rastreador GPS para carro com integração de mapa thinger.io

Ferramentas e máquinas necessárias

Ferro de soldar (genérico)

Aplicativos e serviços online

Plataforma Thinger.io Um serviço IoT gratuito com painéis!

Sobre este projeto

• Rastreie as coordenadas do GPS e poste a última localização conhecida no painel da nuvem thinger.io IoT a cada 2 minutos (exibido em um mapa). Postagem em thinger.io com solicitações HTTP POST.

• Respostas a comandos de SMS e retornar um link do mapa do Google para o local atual ou último local conhecido (último local conhecido se nenhum local atual estiver disponível).

• Envie uma notificação por SMS a cada XX quilômetros (a ideia é que o rastreador me lembre de esvaziar meu tanque de coleta de óleo a cada 4000 km). Isso funciona como um "odômetro" de software personalizável.

• Dispositivo GPS NEO-6M. Este parece ser um dispositivo GPS muito popular disponível barato no Ebay e similares. A comunicação com o GPS será via serial por hardware.

• Antena GPS. Qualquer compatível servirá, no entanto, descobri que os mais baratos do Ebay não funcionaram muito bem, ou seja, má recepção / baixa contagem de satélites. Talvez eu só tenha tido azar com a primeira antena, mas tive que conseguir outra de melhor qualidade para uma recepção estável.

• Placa de desenvolvimento SIM900 para conectividade GSM e GPRS. Este projeto também deve funcionar com SIM800- e módulos compatíveis, sem garantias no entanto. A comunicação com o SIM900 será por software serial.

• Arduino Leonardo borda. Usei a placa Leonardo para ter uma linha serial de hardware dedicada, como precisamos de duas linhas seriais. Embora seja possível usar uma placa UNO comum, você deve desconectar o GPS para fazer o download do software e também não terá um monitor serial para depuração. Precisamos de duas linhas seriais (uma para GPS e outra para a placa SIM900); um serial de software e um serial de hardware.

• Leitor de cartão SD (usei o leitor de cartão Adafruit, que é compatível com 5 V (facilitou a conexão ao conector SPI 5 V). Outros módulos mais baratos também podem funcionar. O cartão Micro SD será usado para armazenar a distância percorrida. Aviso: certifique-se de que seu leitor de cartão SD suporta alimentação de 5V se, seguindo meus esquemas, muitos leitores de cartão SD usam apenas 3,3V. Usar níveis de tensão incorretos provavelmente danificará os componentes eletrônicos. A comunicação com o leitor de cartão SD será a interface SPI.

• LEDs e resistores para fazer circuitos indicadores de status (LED de energia e bloqueio de GPS).

• cartão SIM com dados.

• Eu também projetei um gabinete para impressão 3D com arquivos STL anexados que podem ser impressos diretamente em uma impressora 3D.

• NeoGPS para rastreamento e decodificação GPS. Pode ser instalado diretamente do gerenciador de biblioteca no Arduino IDE. Mais informações:https://github.com/SlashDevin/NeoGPS

• Tempo biblioteca (usada para conversão de fuso horário UTC):https://github.com/PaulStoffregen/Time

• PetitFS para leitura / gravação no cartão SD:https://github.com/greiman/PetitFS Biblioteca Lightweight SD FAT.

• "POS" retorna as coordenadas com o link do Google Maps, se houver coordenadas disponíveis. Caso contrário, o último local conhecido é retornado.

• "GETKM" retorna a distância atual desde a última "reinicialização".

• "RESETKM" define o contador de distância para 0 (redefinir hodômetro).

Configurando NeoGPS

  #ifndef GPSport_h # define GPSport_h # define gpsPort Serial1 # define GPS_PORT_NAME "Serial1" #define DEBUG_PORT Serial # endif  

Configurando PetitFS

• Não é possível criar o arquivo. Apenas o arquivo existente pode ser gravado.

• Não é possível expandir o tamanho do arquivo.

• Não é possível atualizar o carimbo de data / hora do arquivo.

• Não é possível anexar dados ao arquivo (sempre reescreve o arquivo).

• Apenas um arquivo é aberto por vez.

• _USE_DIR

• _USE_LSEEK

• _FS_FAT12

• _FS_FAT16

Prepare a placa SIM900

  AT + CGMR  

  SIM900.println (F ("AT + CGMR"));  

  Revisão:1137B01SIM900M64_ST_AM  

Ajustes de código

• Altere as informações do APN (provedor de rede).

• Modifique o URL thinger.io para corresponder ao seu (o URL vincula a solicitação de atualização ao seu próprio "depósito" com token de acesso). Isso é abordado no capítulo "integração de thinger.io".

• Defina o fuso horário correto.

• Definir distância de disparo para notificação por SMS

• Defina (ou desative) o texto de notificação por SMS.

• Defina um número de telefone padrão para notificação.

  void connectGPRS () {... SIM900.println (F ("AT + SAPBR =3,1, \" APN \ ", \" TeleXXX \ "")); atraso (1000); updateSIM900 (); ...  

  ATOKAT + CMGF =1OKAT + CNMI =1,2,0,0,0OKAT + SAPBR =3,1, "CONTYPE", "GPRS" OKAT + SAPBR =3,1, "APN", " TeleXXX "OKAT + SAPBR =1,1OKAT + SAPBR =2,1 + SAPBR:1,1," 36.57.240.233 "OK  

  #define UTC_OFFSET 1 // definir deslocamento de fuso horário, ou seja, 1 =UTC + 1  

  void loop () {... // envia notificação por SMS se a distância total exceder 4000km if (totalDistance> triggerDistance) {char sms_msg [160]; char distanceTotalMsg [10]; itoa ((totalDistance / 1000), distanceTotalMsg, 10); sprintf (sms_msg, "Empty catchtank! Current distance:% skm", distanceTotalMsg); textMessage =""; totalDistance =0; // define o número de telefone padrão para acionar a notificação number =DEFAULT_NUMBER; sendSMS (sms_msg); } ...}  

  // número de telefone para notificação acionada # define DEFAULT_NUMBER "+4712345678"  

  // while (! Serial); // aguarde a porta serial conectar - para ATmega32u4 (Leonardo)  

Integração Thinger.io

  SIM900.println (F ("AT + HTTPPARA =\" URL \ ", \" http://backend.thinger.io/v3/users/tom/devices/CT/callback/data?authorization =eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cdfkjowiuerdf.sdfsdf.wekrjciI6InRvcm1vZCJ9.AR1gWvIZB9KmtI-5Z12YXKuchPTGn58AkwBJSZQIoxQ \ ""));  

  http://backend.thinger.io / ...  

  + HTTPACTION:1.200,0  

  + HTTPACTION:0,400,51  

  AT + HTTPINITOKAT + HTTPPARA ="CID", 1OKAT + HTTPPARA ="URL", "OKAT + HTTPPARA =" CONTENT "," application / json "OKAT + HTTPDATA =84,10000DOWNLOADOKAT + HTTPACTION =1OK + HTTPACTION:1.200,0AT + HTTPTERMOK  

  sprintf (httpContent, "{\" longitude \ ":% s, \" latitude \ ":% s, \" date \ ":\"% s% s \ "}", tempstrLong, tempstrLat , data1, hora1);  

Gabinete

Conexão à bateria / fonte de alimentação do carro

Known issues

Código

• GPS_tracker_Leonardo_v2.ino

GPS_tracker_Leonardo_v2.inoArduino

#include #include #include #include #include "PF.h"#include "PetitSerial.h"#define UTC_OFFSET 1 // set time zone offset, i.e. 1 =UTC+1#define TXPin 8 // SIM900 Tx pin#define RXPin 9 // SIM900 Rx pin#define PWRPin 7 // SIM900 software power pin// phone number for triggered notification#define DEFAULT_NUMBER "+4712345678"FATFS fs; // file system object - for reading SD card// GSM variablesString textMessage; // holds the last received text messageString number =DEFAULT_NUMBER; // phone number from last text messagechar sms_msg[160]; // holds the SMS reply text// location variablesfloat Lat =0, Long =0;boolean valid_location =false; // initial valid location flaguint8_t num_sat;NeoGPS::Location_t prevFix; // holds previous location for distance calculationNMEAGPS gps; // parses the GPS charactersgps_fix fix; // holds on to the latest valuesconst char *googlePrefix ="http://maps.google.com/maps?q=";const char *filename ="DIST.TXT";const char *settings ="SETTINGS.TXT";// time variablesNeoGPS::time_t timeFix; // time object for current gps fixchar datePrint[13];char timePrint[10];// distance tracking variablesfloat totalDistance =0; // in meters// triggerdistance (odometer notification) is read from SD card on initfloat triggerDistance =4000000;SoftwareSerial SIM900( TXPin, RXPin ); // SIM900 Tx &Rx is connected to Arduino #8 	void setup() { pinMode(3, OUTPUT); pinMode (4, SAÍDA); digitalWrite(3, HIGH); // turn on power LED Serial.begin(9600); // serial monitor /* the "while (!serial)" construct below must only be enabled for debugging purposes when connected to a PC. If this is kept in the code the program will stop in a loop when connected to external power sources, as no serial connection will be established */ // while (!Serial); // wait for serial port to connect - for ATmega32u4 (Leonardo) SIM900.begin(9600); // SIM900 module on pins #8 and #9 gpsPort.begin(9600); // GPS receiver on Serial1 pins #0 and #1 - defined in GPSport.h // initialize the SD card and reads standard setting and accumulated distance initializeSD(); // power up SIM900 with software trigger SIM900power(); SIM900.println( F("AT") ); // Handshaking with SIM900 delay(500); SIM900.println( F("AT+CMGF=1") ); // Configuring TEXT mode delay(500); SIM900.println( F("AT+CNMI=1,2,0,0,0") ); // Decides how newly arrived SMS messages should be handled delay(500); connectGPRS();}void loop() { while (gps.available( gpsPort )) { fix =gps.read(); num_sat =fix.satellites; if (fix.valid.location) { digitalWrite(4, HIGH); // sets GPS lock LED Lat =fix.latitude(); Long =fix.longitude(); // saves the first "GPS lock" flag - we now have useful data if (Lat !=0 &&Long !=0 &&!valid_location) { valid_location =true; prevFix =fix.location; } } if (fix.valid.date &&fix.valid.time) { timeFix =fix.dateTime; updateTime(); } // update thinger.io and write values to SD card only for valid gps fix // typically at startup before gps has locked in coordinates first time if (valid_location) { // updates the distance travelled every 15 seconds static const unsigned long REFRESH_INTERVAL_UPD =15000; // 15 seconds static unsigned long lastRefreshTime =millis(); if (millis() - lastRefreshTime>=REFRESH_INTERVAL_UPD) { lastRefreshTime +=REFRESH_INTERVAL_UPD; // calculates distance between current and previous fix in meters float distanceDelta =prevFix.DistanceKm(fix.location) * 1000; // only update if distance is greater than 10 meters and less than 10km // 10km check is implemented to avoid erroneous data reading from GPS if (distanceDelta> 10 &&distanceDelta <10000) { totalDistance +=distanceDelta; } // reset the calculation point for next loop (set "previous" location) prevFix =fix.location; } // writes distance travelled to SD card every 2 minutes // uploads coordinates to thinger.io every 2 minutes static const unsigned long REFRESH_INTERVAL_WRITE_SD =120000UL; // 2 minutes static unsigned long lastRefreshTimeWriteSD =millis(); if (millis() - lastRefreshTimeWriteSD>=REFRESH_INTERVAL_WRITE_SD) { lastRefreshTimeWriteSD +=REFRESH_INTERVAL_WRITE_SD; // file write to SD card begin char buf[9]; dtostrf(totalDistance, 8, 0, buf); if (PF.open(filename)) Serial.println( F("error open file") ); while (1) { UINT nr; if (PF.writeFile(buf, sizeof(buf), &nr)) Serial.println( F("error write file") ); if (nr ==sizeof(buf)) { PF.writeFile( 0, 0, &nr); // finalize write operation by writing a null pointer break; } } // Petit FS has no "close" operation on file // next section transfers data to thinger.io IoT cloud with HTTP POST request. // only update thinger.io after first successful GPS lock char httpContent[60]; char tempstrLong[10]; char tempstrLat[10]; dtostrf(Lat, 2, 6, tempstrLat); dtostrf(Long, 2, 6, tempstrLong); // data fields to thinger.io bucket. Access to bucket is given through URL authorization in the post function. // format is { "field1 name" :field1 , "field2 name" :field2 , "field3 name" :field3 } with exact byte count. sprintf(httpContent, "{ \"longitude\":%s , \"latitude\":%s , \"date\":\"%s %s\" }", tempstrLong, tempstrLat, datePrint, timePrint); char httpdataLen[20]; // exact byte count for the content must be added to HTTPDATA // otherwise HTTP POST request is invalid, i.e. status 400 is retured. sprintf(httpdataLen, "AT+HTTPDATA=%i,10000", strlen(httpContent)); postDataThinger(httpdataLen, httpContent); } } } // send SMS notification if the total distance exceeds configured limit if (totalDistance> triggerDistance) { char distanceTotalMsg[10]; itoa( (totalDistance / 1000) , distanceTotalMsg, 10); sprintf(sms_msg, "Empty catchtank! Current distance:%skm", distanceTotalMsg); textMessage =""; number =DEFAULT_NUMBER; totalDistance =0; sendSMS(sms_msg); } updateSerial();}void updateSerial(){ // read incoming buffer. reads content of any text message if (SIM900.available()> 0) { textMessage =SIM900.readString(); } if (textMessage.indexOf("POS")>=0) { extractSenderNumber(); textMessage =""; char latPrint[10]; dtostrf(Lat, 5, 6, latPrint); char LonPrint[10]; dtostrf(Long, 5, 6, LonPrint); if (num_sat>=3 &&valid_location) { sprintf(sms_msg, "Current location:Lat:%s, Long:%s. %s%s,+%s\n", latPrint, LonPrint, googlePrefix, latPrint, LonPrint); } else if (num_sat <3 &&valid_location) { sprintf(sms_msg, "No gps fix. Last seen %s%sat:Lat:%s, Long:%s. %s%s,+%s\n", datePrint, timePrint, latPrint, LonPrint, googlePrefix, latPrint, LonPrint); } else if (!valid_location) { sprintf(sms_msg, "Tom not found. Maybe he is in North-Korea?"); } sendSMS(sms_msg); } // returns the current total accumulated distance if (textMessage.indexOf("GETKM")>=0 ) { char sms_msg[32]; char distanceTotalMsg[10]; itoa( (totalDistance / 1000) , distanceTotalMsg, 10); sprintf(sms_msg, "Current distance:%skm", distanceTotalMsg); textMessage =""; sendSMS(sms_msg); } // resets the distance counter to 0 if (textMessage.indexOf("RESETKM")>=0) { totalDistance =0; char sms_msg[] ="Acknowledge:distance reset"; textMessage =""; sendSMS(sms_msg); }}void SIM900power(){ // power up SIM900 board from pin #7 (default) -> 2sec. signal pinMode(PWRPin, OUTPUT); digitalWrite(PWRPin, LOW); atraso (1000); digitalWrite(PWRPin, HIGH); atraso (2000); digitalWrite(PWRPin, LOW); atraso (15000); // give module time to boot}void updateSIM900(){ // empty incoming buffer from SIM900 with read() delay(500); while (SIM900.available()) { // outputs buffer to serial monitor if connected Serial.write(SIM900.read()); }}void extractSenderNumber(){ uint8_t startPos =textMessage.indexOf("+", 6); uint8_t endPos =textMessage.indexOf(","); number =textMessage.substring(startPos, endPos - 1);}void sendSMS(char *content){ // really crappy string conversion since I was too lazy to do proper // char handling in the first place. // SMS is returned to the sender number. char numberChar[number.length() + 1]; number.toCharArray(numberChar, number.length() + 1); char cmd_sms[50]; sprintf(cmd_sms, "AT+CMGS=%c%s%c", 0x22, numberChar, 0x22); SIM900.println(cmd_sms); updateSIM900(); SIM900.print(content); updateSIM900(); SIM900.write(0x1A);}void connectGPRS(){ SIM900.println( F("AT+SAPBR=3,1,\"CONTYPE\",\"GPRS\"") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+SAPBR=3,1,\"APN\",\"TeleXXX\"") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+SAPBR=1,1") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+SAPBR=2,1") ); atraso (1000); updateSIM900();}void postDataThinger(char *httpDataLen, char* content){ SIM900.println( F("AT+HTTPINIT") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+HTTPPARA=\"CID\",1") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+HTTPPARA=\"URL\",\"http://backend.thinger.io/v3/users/tom/devices/CT/callback/data?authorization=eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6lskjdflksjdfweruiowe19DVCIsInVzciI6InRvcm1vZCJ9.AR1gWvIZB9KmtI-5Z12YXKuchPTGn58AkwBJSZQIoxQ\"") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+HTTPPARA=\"CONTENT\",\"application/json\"") ); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println(httpDataLen); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println(content); atraso (1000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+HTTPACTION=1") ); atraso (10000); updateSIM900(); SIM900.println( F("AT+HTTPTERM") ); atraso (1000); updateSIM900();}// initialize SD card and retrieves stored distance valuevoid initializeSD(){ // first section read current distance from SD card char buf[10]; // buffer to hold retrieved distance value // Initialize SD card and file system. if (PF.begin(&fs)) Serial.println( F("error begin file") ); // Open file for read - saved accumulated total distance if (PF.open(filename)) Serial.println( F("error open file") ); while (1) { UINT nr; if (PF.readFile(buf, sizeof(buf), &nr)) Serial.println( F("error read file") ); if (nr ==sizeof(buf)) break; } // no close function for Petit FS. // retrieves stored distance value to program totalDistance =atof(buf); // second section read odometer notification trigger value char bufTrigger[10]; // buffer to hold trigger value if (PF.open(settings)) Serial.println( F("error open file") ); while (1) { UINT nr; if (PF.readFile(bufTrigger, sizeof(bufTrigger), &nr)) Serial.println( F("error read file") ); if (nr ==sizeof(bufTrigger)) break; } // retrieves odometer notification value triggerDistance =atof(bufTrigger);}// corrects time object with time zone offsetvoid updateTime(){ // set time from GPS data string setTime(timeFix.hours, timeFix.minutes, timeFix.seconds, timeFix.date, timeFix.month, timeFix.year); // calc current time zone time by offset value adjustTime(UTC_OFFSET * SECS_PER_HOUR); sprintf(datePrint, "%02d/%02d/%04d ", day(), month(), year()); sprintf(timePrint, "%02d:%02d:%02d ", hour(), minute(), second());}

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