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Fablab Taitung Arduino 物聯網創客實戰 3 雲端照相 -GPS 衛星定位謝明哲國立臺東大學資訊管理學系 hmz@nttu.edu.tw 2016/3/27 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 1

接收 GPS 定位資料並儲存在 SD 卡 2016/3/27 9:00-12:00 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 2

認識 GPS 全球衛星定位系統由美國研製和維護的中距離圓形軌道衛星導航系統由 24 顆 GPS 衛星 1 個地面主控站 3 個數據注入站 5 個監測站和用戶端 GPS 接收器組成最少只需其中 3 顆衛星即可定位出經緯度及海拔高度衛星數越多, 定位資料越精確 https://en.wikipedia.org/wiki/global_positioning_system 3

認識 PAM-7Q GPS 定位器使用 u-blox 7 GPS Antenna Module 具有簡易介面嵌入式天線低功率消耗雜訊抑制等優點正常工作溫度範圍 : -40 C~85 C 符合 ISO 16750 車輛電子裝置檢測標準可靠性及穩定性良好 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 4

認識 GPS 定位原理? hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 5

演練 1:GPS 定位 G VS VCC TXD GND Digital PIN 8 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 6

Digital PIN 8 行動電源 2A 行動電源 1A hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 7

綠色跳接器 OFF 行動電源 2A 行動電源 1A hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 8

Arduino Yún 啟動或 reset 後, 將 PIN 8 的 GPS 定位座標數位讀值傳回序列埠監控視窗先到 PARALLAX 下載 28509-Pam-7Q-GPS- Module-Arduino-Demo-Code https://www.parallax.com/downloads/pa m-7q-gps-module-arduino-demo-code 打開 Pam7QGPS.ino, 另存新檔 Pam7QGPS01.ino TinyGPS.h TinyGPS.cpp hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 9

https://www.parallax.com/downloads/pam-7q-gps-module-arduino-demo-code 10

#include <Bridge.h> #include <Console.h> #include <SoftwareSerial.h> #include "TinyGPS.h" TinyGPS gps; //SoftwareSerial(rxPin, txpin, inverse_logic) // 可以用來建立 PIN 0 與 PIN 1 以外之串列通訊 // TXD to PIN 8 SoftwareSerial nss(8, 255); hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 11

void setup() { Bridge.begin(); Console.begin(); nss.begin(9600); // Communicate at 9600 baud // (default for PAM-7Q module) while(!console); Console.println("Reading GPS "); } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 12

void loop() { bool newdata = false; unsigned long start = millis(); // Update every 5 seconds while (millis() - start < 5000) { if (feedgps()) newdata = true; } if (newdata) gpsdump(gps); } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 13

// Get and process GPS data void gpsdump(tinygps &gps) { float flat, flon; unsigned long age; gps.f_get_position(&flat, &flon, &age); Console.print(flat, 4); Console.print(", "); Console.println(flon, 4); } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 14

// Feed data as it becomes available bool feedgps() { while (nss.available()) { if (gps.encode( nss.read() )) return true; } return false; } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 15

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演練 2: 加入 SD 卡存取 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 18

#include <Bridge.h> #include <Console.h> #include <SoftwareSerial.h> #include <FileIO.h> #include "TinyGPS.h" TinyGPS gps; //SoftwareSerial(rxPin, txpin, inverse_logic) // 可以用來建立 PIN 0 與 PIN 1 以外之串列通訊 // TXD to PIN 8 SoftwareSerial nss(8, 255); File gpslog; hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 19

void setup() { Bridge.begin(); Console.begin(); nss.begin(9600); // Communicate at 9600 baud // (default for PAM-7Q module) FileSystem.begin(); while(!console); Console.println("Filesystem datalogger"); Console.println("Reading GPS "); } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 20

File gpslogfile = FileSystem.open("/mnt/sda1/gpslog.txt",FILE_APPEND); if (gpslogfile) { gpslogfile.print(flat, 4); gpslogfile.print(", "); gpslogfile.println(flon, 4); gpslogfile.close(); } else Console.println("error opening gpslog.txt"); } // end of gpsdump() hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 23

// Feed data as it becomes available bool feedgps() { while (nss.available()) { if (gps.encode( nss.read() )) return true; } return false; } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 24

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SD 卡存取 2-1. 使用 PieTTY 透過 TCP/IP 通訊埠連線 YBB Car hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 27

2-2. 以 root 帳號登入 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 28

2-3. 登入成功後顯示 Linux 終端機及工作目錄 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 29

2-4. 輸入 dmesg 指令查看裝置訊息 2-5. 確認 SD 卡已正常掛載 :sda1 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 30

2-6. 將工作目錄切換到 :/mnt/sda1 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 31

2-7. 查看 GPS 定位紀錄檔 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 32

將 GPS 定位座標上傳到 Google 地圖 2016/3/27 13:30-15:30 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 33

演練 3. Arduino Yún 啟動或 reset 後, 將 GPS 定位座標上傳到 Goodle 雲端硬碟試算表另存新檔建立 Pam7QGPS03 專案將之前在 Arduino 物聯網創客實戰 2_ 雲端環境監測步驟 3-5 完成的 TembooAccount.h 加入 hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 34

#include <Temboo.h> #include "TembooAccount.h" #include <Bridge.h> #include <Console.h> #include <SoftwareSerial.h> #include <FileIO.h> #include "TinyGPS.h" hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 35

TinyGPS gps; //SoftwareSerial(rxPin, txpin, inverse_logic) // 可以用來建立 PIN 0 與 PIN 1 以外之串列通訊 // TXD to PIN 8 SoftwareSerial nss(8, 255); File gpslog; int numruns = 1; int maxruns = 10; String rowdata = ""; hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 36

void setup() { Bridge.begin(); Console.begin(); nss.begin(9600); FileSystem.begin(); delay(4000); while(!console); pinmode(13, OUTPUT); digitalwrite(13, LOW); Console.println("Filesystem datalogger"); Console.println("Reading GPS "); } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 37

void loop() { bool newdata = false; unsigned long start = millis(); // Update every 5 seconds while (millis() - start < 5000) { if (feedgps()) newdata = true; } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 38

if (newdata) { digitalwrite(13, HIGH); if (numruns <= maxruns) { gpsdump(gps); temboo(); numruns++; digitalwrite(13, LOW); } } } // end of loop() hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 39

// Get and process GPS data void gpsdump(tinygps &gps) { float flat, flon; unsigned long age; gps.f_get_position(&flat, &flon, &age); rowdata = String(numRuns) + "," + String(flat,4)+ "," + String(flon,4); Console.print(flat, 4); Console.print(", "); Console.println(flon, 4); hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 40

// Feed data as it becomes available bool feedgps() { while (nss.available()) { if (gps.encode( nss.read() )) return true; } return false; } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 42

void temboo() { TembooChoreo AppendRowChoreo; AppendRowChoreo.begin(); AppendRowChoreo.setAccountName(TEMBOO_ACCOUNT); AppendRowChoreo.setAppKeyName(TEMBOO_APP_KEY_NAME); AppendRowChoreo.setAppKey(TEMBOO_APP_KEY); AppendRowChoreo.addInput("RowData", rowdata); AppendRowChoreo.addInput("SpreadsheetTitle", "map"); AppendRowChoreo.addInput("RefreshToken", "XXXXX"); AppendRowChoreo.addInput("ClientSecret", "XXXXX ); AppendRowChoreo.addInput("ClientID", "XXXXX"); hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 43

// Identify the Choreo to run AppendRowChoreo.setChoreo( "/Library/Google/Spreadsheets/AppendRow"); // Run the Choreo; when results are available, print them to serial AppendRowChoreo.run(); while(appendrowchoreo.available()) { } char c = AppendRowChoreo.read(); Console.print(c); AppendRowChoreo.close(); } hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 44

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參考資料飆機器人 Arduino 入門學習套件 : 輕鬆上手 18+1 堂課普特企業有限公司 2015 http://www.playrobot.com 飆機器人雲端物聯網 (IOT) 實務教學平台 :Arduino YUN (YBB Car) 普特企業有限公司 2015 http://www.playrobot.com 葉難 Arduino 輕鬆入門 : 範例分析與實作設計台北 : 博碩文化 2014 ISBN: 978-986-201-870-5 施瓦兹 (Schwartz, Marco) 曾吉弘 CAVEDU 教育團隊實戰物聯網開發 : 使用 Arduino Yún 台北 : 碁峰資訊 2014 ISBN: 978-986-347-339-8 Global Positioning System, March 2016. (Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/global_positioning_system) u-blox. PAM-7Q: u-blox 7 GPS Antenna Module Data Sheet, March 2016. (Available at: http://www.u-blox.com) hmz@nttu.edu.tw 3/27/2016 57