# 讀取 GPS 數據 - 虛擬物聯網硬件 在本課程中，您將為虛擬物聯網設備添加一個 GPS 傳感器，並從中讀取數據。 ## 虛擬硬件 虛擬物聯網設備將使用一個模擬的 GPS 傳感器，該傳感器可以通過 UART 串口訪問。 實體 GPS 傳感器通常配備天線，用於接收來自 GPS 衛星的電波，並將 GPS 信號轉換為 GPS 數據。虛擬版本則模擬這一過程，允許您設置緯度和經度、發送原始 NMEA 語句，或者上傳包含多個位置的 GPX 文件，這些位置可以依次返回。 > 🎓 NMEA 語句將在本課程後續部分進行講解 ### 在 CounterFit 中添加傳感器 要使用虛擬 GPS 傳感器，您需要在 CounterFit 應用中添加一個。 #### 任務 - 在 CounterFit 中添加傳感器 在 CounterFit 應用中添加 GPS 傳感器。 1. 在您的電腦上創建一個名為 `gps-sensor` 的新 Python 應用，並在其中創建一個名為 `app.py` 的文件以及一個 Python 虛擬環境，然後添加 CounterFit 的 pip 套件。 > ⚠️ 如果需要，您可以參考[課程 1 中創建和設置 CounterFit Python 項目的說明](../../../1-getting-started/lessons/1-introduction-to-iot/virtual-device.md)。 1. 安裝額外的 Pip 套件，以便安裝一個 CounterFit shim，該 shim 可以通過串口與基於 UART 的傳感器通信。確保您是在啟用了虛擬環境的終端中進行安裝。 ```sh pip install counterfit-shims-serial ``` 1. 確保 CounterFit 網頁應用正在運行。 1. 創建一個 GPS 傳感器： 1. 在 *Sensors* 面板的 *Create sensor* 框中，展開 *Sensor type* 下拉框並選擇 *UART GPS*。 1. 保持 *Port* 設置為 */dev/ttyAMA0*。 1. 點擊 **Add** 按鈕，在端口 `/dev/ttyAMA0` 上創建 GPS 傳感器。  GPS 傳感器將被創建並顯示在傳感器列表中。  ## 編程 GPS 傳感器 現在可以為虛擬物聯網設備編程以使用虛擬 GPS 傳感器。 ### 任務 - 編程 GPS 傳感器 編程 GPS 傳感器應用。 1. 確保 `gps-sensor` 應用已在 VS Code 中打開。 1. 打開 `app.py` 文件。 1. 在 `app.py` 文件的頂部添加以下代碼，以連接應用到 CounterFit： ```python from counterfit_connection import CounterFitConnection CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000) ``` 1. 在此代碼下方添加以下代碼，以導入一些所需的庫，包括 CounterFit 串口的庫： ```python import time import counterfit_shims_serial serial = counterfit_shims_serial.Serial('/dev/ttyAMA0') ``` 此代碼從 `counterfit_shims_serial` Pip 套件中導入 `serial` 模塊。然後，它連接到 `/dev/ttyAMA0` 串口——這是虛擬 GPS 傳感器用於其 UART 端口的地址。 1. 在此代碼下方添加以下代碼，以從串口讀取數據並將值打印到控制台： ```python def print_gps_data(line): print(line.rstrip()) while True: line = serial.readline().decode('utf-8') while len(line) > 0: print_gps_data(line) line = serial.readline().decode('utf-8') time.sleep(1) ``` 定義了一個名為 `print_gps_data` 的函數，用於將傳入的行打印到控制台。 接下來，代碼進行無限循環，每次循環從串口讀取盡可能多的文本行。它為每行調用 `print_gps_data` 函數。 在所有數據讀取完成後，循環會休眠 1 秒，然後再次嘗試。 1. 運行此代碼，確保使用與 CounterFit 應用運行的終端不同的終端，以便 CounterFit 應用保持運行。 1. 從 CounterFit 應用中更改 GPS 傳感器的值。您可以通過以下方式之一進行更改： * 將 **Source** 設置為 `Lat/Lon`，並設置明確的緯度、經度以及用於獲取 GPS 定位的衛星數量。此值僅會發送一次，因此勾選 **Repeat** 框以使數據每秒重複發送。  * 將 **Source** 設置為 `NMEA`，並在文本框中添加一些 NMEA 語句。所有這些值都會被發送，每次新的 GGA（位置修正）語句可讀取前會有 1 秒的延遲。  您可以使用像 [nmeagen.org](https://www.nmeagen.org) 這樣的工具通過在地圖上繪製來生成這些語句。這些值僅會發送一次，因此勾選 **Repeat** 框以使數據在全部發送後每秒重複一次。 * 將 **Source** 設置為 GPX 文件，並上傳包含軌跡位置的 GPX 文件。您可以從一些流行的地圖和徒步網站（如 [AllTrails](https://www.alltrails.com/)）下載 GPX 文件。這些文件包含多個 GPS 位置作為軌跡，GPS 傳感器將以 1 秒間隔返回每個新位置。  這些值僅會發送一次，因此勾選 **Repeat** 框以使數據在全部發送後每秒重複一次。 配置 GPS 設置後，選擇 **Set** 按鈕以將這些值提交到傳感器。 1. 您將看到來自 GPS 傳感器的原始輸出，類似以下內容： ```output $GNGGA,020604.001,4738.538654,N,12208.341758,W,1,3,,164.7,M,-17.1,M,,*67 $GNGGA,020604.001,4738.538654,N,12208.341758,W,1,3,,164.7,M,-17.1,M,,*67 ``` > 💁 您可以在 [code-gps/virtual-device](../../../../../3-transport/lessons/1-location-tracking/code-gps/virtual-device) 文件夾中找到此代碼。 😀 您的 GPS 傳感器程序成功了！ --- **免責聲明**： 本文件使用 AI 翻譯服務 [Co-op Translator](https://github.com/Azure/co-op-translator) 進行翻譯。我們致力於提供準確的翻譯，但請注意，自動翻譯可能包含錯誤或不準確之處。應以原始語言的文件作為權威來源。對於關鍵資訊，建議尋求專業人工翻譯。我們對因使用此翻譯而產生的任何誤解或錯誤解讀概不負責。