8.7 KiB

Raw Permalink Blame History

Odczyt danych GPS - Raspberry Pi

W tej części lekcji dodasz czujnik GPS do swojego Raspberry Pi i odczytasz z niego dane.

Sprzęt

Raspberry Pi potrzebuje czujnika GPS.

Czujnik, którego użyjesz, to Grove GPS Air530 sensor. Ten czujnik może łączyć się z wieloma systemami GPS, aby szybko i dokładnie określić pozycję. Składa się z dwóch części - głównej elektroniki czujnika oraz zewnętrznej anteny podłączonej cienkim przewodem, która odbiera fale radiowe z satelitów.

Jest to czujnik UART, więc przesyła dane GPS przez UART.

Podłącz czujnik GPS

Czujnik Grove GPS można podłączyć do Raspberry Pi.

Zadanie - podłącz czujnik GPS

Podłącz czujnik GPS.

Włóż jeden koniec kabla Grove do gniazda w czujniku GPS. Kabel pasuje tylko w jedną stronę.
Gdy Raspberry Pi jest wyłączone, podłącz drugi koniec kabla Grove do gniazda UART oznaczonego jako UART na nakładce Grove Base przymocowanej do Raspberry Pi. Gniazdo to znajduje się w środkowym rzędzie, po stronie najbliższej gniazda karty SD, na przeciwległym końcu od portów USB i gniazda Ethernet.
Ustaw czujnik GPS tak, aby podłączona antena miała widoczność na niebo - najlepiej w pobliżu otwartego okna lub na zewnątrz. Łatwiej uzyskać wyraźny sygnał, gdy nic nie zasłania anteny.

Programowanie czujnika GPS

Teraz Raspberry Pi można zaprogramować do obsługi podłączonego czujnika GPS.

Zadanie - zaprogramuj czujnik GPS

Zaprogramuj urządzenie.

Włącz Raspberry Pi i poczekaj, aż się uruchomi.
Czujnik GPS ma dwie diody LED - niebieską, która miga podczas przesyłania danych, oraz zieloną, która miga co sekundę, gdy odbiera dane z satelitów. Upewnij się, że niebieska dioda LED miga po włączeniu Raspberry Pi. Po kilku minutach powinna zacząć migać zielona dioda LED - jeśli nie, może być konieczne przestawienie anteny.
Uruchom VS Code, bezpośrednio na Raspberry Pi lub za pomocą rozszerzenia Remote SSH.

⚠️ Możesz odwołać się do instrukcji konfiguracji i uruchamiania VS Code w lekcji 1, jeśli to konieczne.
W nowszych wersjach Raspberry Pi obsługujących Bluetooth występuje konflikt między portem szeregowym używanym przez Bluetooth a tym używanym przez port UART Grove. Aby to naprawić, wykonaj następujące kroki:
1. W terminalu VS Code edytuj plik /boot/config.txt za pomocą nano, wbudowanego edytora tekstu w terminalu, używając następującego polecenia:
```
sudo nano /boot/config.txt
```
  Tego pliku nie można edytować w VS Code, ponieważ wymaga on uprawnień sudo, czyli podwyższonych uprawnień. VS Code nie działa z tymi uprawnieniami.
2. Użyj klawiszy kursora, aby przejść na koniec pliku, a następnie skopiuj poniższy kod i wklej go na końcu pliku:
```
dtoverlay=pi3-miniuart-bt
dtoverlay=pi3-disable-bt
enable_uart=1
```
  Możesz wkleić, używając standardowych skrótów klawiaturowych dla swojego urządzenia (Ctrl+v na Windows, Linux lub Raspberry Pi OS, Cmd+v na macOS).
3. Zapisz plik i wyjdź z nano, naciskając Ctrl+x. Naciśnij y, gdy zostaniesz zapytany, czy chcesz zapisać zmodyfikowany bufor, a następnie naciśnij enter, aby potwierdzić nadpisanie /boot/config.txt.
  
  Jeśli popełnisz błąd, możesz wyjść bez zapisywania, a następnie powtórzyć te kroki.
4. Edytuj plik /boot/cmdline.txt w nano, używając następującego polecenia:
```
sudo nano /boot/cmdline.txt
```
5. Ten plik zawiera kilka par klucz/wartość oddzielonych spacjami. Usuń wszystkie pary klucz/wartość dla klucza console. Prawdopodobnie będą wyglądać tak:
```
console=serial0,115200 console=tty1 
```
  Możesz przejść do tych wpisów za pomocą klawiszy kursora, a następnie usunąć je za pomocą klawiszy del lub backspace.
  
  Na przykład, jeśli Twój oryginalny plik wygląda tak:
```
console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=058e2867-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait
```
  Nowa wersja będzie wyglądać tak:
```
root=PARTUUID=058e2867-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait
```
6. Wykonaj powyższe kroki, aby zapisać ten plik i wyjść z nano.
7. Uruchom ponownie Raspberry Pi, a następnie połącz się ponownie w VS Code po ponownym uruchomieniu Pi.
W terminalu utwórz nowy folder w katalogu domowym użytkownika pi o nazwie gps-sensor. Utwórz plik w tym folderze o nazwie app.py.
Otwórz ten folder w VS Code.
Moduł GPS przesyła dane UART przez port szeregowy. Zainstaluj pakiet Pip pyserial, aby komunikować się z portem szeregowym w kodzie Pythona:
```
pip3 install pyserial
```
Dodaj poniższy kod do swojego pliku app.py:
```
import time
import serial

serial = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 9600, timeout=1)
serial.reset_input_buffer()
serial.flush()

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)
```
Ten kod importuje moduł serial z pakietu Pip pyserial. Następnie łączy się z portem szeregowym /dev/ttyAMA0 - to adres portu szeregowego, którego używa nakładka Grove Pi Base Hat dla swojego portu UART. Następnie czyści wszelkie istniejące dane z tego połączenia szeregowego.

Następnie definiowana jest funkcja print_gps_data, która wypisuje na konsolę linię przekazaną do niej jako argument.

Kolejny fragment kodu działa w nieskończonej pętli, odczytując tyle linii tekstu, ile może z portu szeregowego w każdej iteracji. Wywołuje funkcję print_gps_data dla każdej linii.

Po odczytaniu wszystkich danych pętla usypia na 1 sekundę, a następnie próbuje ponownie.

Uruchom ten kod. Zobaczysz surowe dane wyjściowe z czujnika GPS, coś w rodzaju:

$GNGGA,020604.001,4738.538654,N,12208.341758,W,1,3,,164.7,M,-17.1,M,,*67
$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*1E
$BDGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,,,*0F
$GPGSV,1,1,00*79
$BDGSV,1,1,00*68

Jeśli napotkasz jeden z poniższych błędów podczas zatrzymywania i ponownego uruchamiania kodu, dodaj blok try - except do swojej pętli while.

UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0x93 in position 0: invalid start byte
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xf1 in position 0: invalid continuation byte

while True:
    try:
        line = serial.readline().decode('utf-8')

        while len(line) > 0:
            print_gps_data()
            line = serial.readline().decode('utf-8')

    # There's a random chance the first byte being read is part way through a character.
    # Read another full line and continue.

    except UnicodeDecodeError:
        line = serial.readline().decode('utf-8')

time.sleep(1)

💁 Ten kod znajdziesz w folderze code-gps/pi.

😀 Twój program obsługujący czujnik GPS działa poprawnie!

Zastrzeżenie:
Ten dokument został przetłumaczony za pomocą usługi tłumaczeniowej AI Co-op Translator. Chociaż dokładamy wszelkich starań, aby zapewnić dokładność, prosimy pamiętać, że automatyczne tłumaczenia mogą zawierać błędy lub nieścisłości. Oryginalny dokument w jego rodzimym języku powinien być uznawany za wiarygodne źródło. W przypadku informacji krytycznych zaleca się skorzystanie z profesjonalnego tłumaczenia przez człowieka. Nie ponosimy odpowiedzialności za jakiekolwiek nieporozumienia lub błędne interpretacje wynikające z korzystania z tego tłumaczenia.

8.7 KiB Raw Permalink Blame History