如今，安全是我們最關(guān)心的問題，無(wú)論是與我們的資產(chǎn)，如車輛，房屋還是我們的孩子有關(guān)。在這種情況下，GPS跟蹤設(shè)備是非常有用的。它們可以很容易地用于跟蹤車輛或資產(chǎn)的實(shí)時(shí)位置，以防發(fā)生任何緊急情況，如盜竊、事故等。他們也可以和孩子們?cè)谝黄穑粉櫵麄兊奈恢谩?

在這里，我們正在建造同樣的GPS跟蹤設(shè)備，從任何地方監(jiān)控車輛的實(shí)時(shí)位置。在這里，ThingSpeak物聯(lián)網(wǎng)云將用于存儲(chǔ)車輛經(jīng)過(guò)的位置歷史。我們之前使用NodeMCU ESP8266與GPS接口，并在網(wǎng)頁(yè)上顯示位置坐標(biāo)。在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)車輛跟蹤系統(tǒng)中，我們還將在網(wǎng)頁(yè)上顯示一個(gè)鏈接，該鏈接將帶用戶到顯示車輛位置的谷歌地圖。

組件的要求

?ESP8266 NodeMCU - 1

?NE06M GPS接收機(jī)- 1

?16*2 LCD - 1

?16*2 LCD I2C模塊- 1

?電路試驗(yàn)板

?連接器

?電力供應(yīng)

NEO6M GPS模塊

NEO-6M GPS模塊是一種流行的GPS接收器，內(nèi)置陶瓷天線，提供強(qiáng)大的衛(wèi)星搜索能力。該接收器能夠通過(guò)跟蹤多達(dá)22顆衛(wèi)星來(lái)感知位置，并確定世界上任何地方的位置。通過(guò)板載信號(hào)指示燈，可以監(jiān)控模塊的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。它有一個(gè)數(shù)據(jù)備份電池，當(dāng)主電源意外關(guān)閉時(shí)，模塊可以保存數(shù)據(jù)。

GPS接收器模塊內(nèi)部的核心是u-blox的NEO-6M GPS芯片。它可以在50個(gè)頻道上跟蹤多達(dá)22顆衛(wèi)星，并且具有非常令人印象深刻的靈敏度水平-161 dBm。這款50通道u- blox6定位引擎擁有不到1秒的首次定位時(shí)間(TTFF)。支持波特率4800 ~ 230400bps，默認(rèn)波特率為9600。

特點(diǎn):

?工作電壓：(2.7 ~ 3.6)V DC

?工作電流：67ma

?波特率：4800-230400 bps(默認(rèn)9600)

?通訊協(xié)議：NEMA

?接口:UART

?外部天線和內(nèi)置EEPROM。

GPS模塊輸出：

VCC：模塊輸入電壓引腳

GND：接地引腳

RX、TX：與單片機(jī)的UART通信引腳

車輛跟蹤系統(tǒng)電路圖

以下是基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的電路圖：

為物聯(lián)網(wǎng)車輛跟蹤系統(tǒng)設(shè)置ThingSpeak帳戶

根據(jù)上述電路圖成功完成硬件后，現(xiàn)在是時(shí)候建立物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)了，其中存儲(chǔ)了GPS坐標(biāo)。在這里，我們使用ThingSpeak將緯度和經(jīng)度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云上，并以圖形方式可視化GPS數(shù)據(jù)。

ThingSpeak是一個(gè)非常流行的基于物聯(lián)網(wǎng)的云平臺(tái)，我們以前使用ThingSpeak構(gòu)建了許多基于物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目。下面是設(shè)置ThingSpeak云的步驟。

第一步：注冊(cè)ThingSpeak

首先，如果你以前沒有Mathworks帳戶，請(qǐng)登錄并創(chuàng)建一個(gè)新的免費(fèi)Mathworks帳戶。

第二步：登錄ThingSpeak

用你的憑證登錄ThingSpeak，然后點(diǎn)擊“新頻道”?，F(xiàn)在填寫項(xiàng)目的詳細(xì)信息，如名稱、字段名稱等。這里我們必須創(chuàng)建兩個(gè)字段名，如Latitude和Longitude。然后點(diǎn)擊“保存頻道”。

步驟3：記錄憑據(jù)

選擇已創(chuàng)建的通道并記錄以下憑據(jù)。

通道ID，它在通道視圖的頂部。

編寫一個(gè)API密鑰，可以在通道視圖的API Keys選項(xiàng)卡上找到。

車輛跟蹤系統(tǒng)的NodeMCU編程

成功完成硬件連接和ThingSpeak設(shè)置后，現(xiàn)在是時(shí)候?qū)SP8266 NodeMCU進(jìn)行編程了。下面給出了完整代碼的逐步解釋。

要使用Arduino IDE將代碼上傳到NodeMCU，請(qǐng)遵循以下步驟：

1. 打開Arduino IDE，然后進(jìn)入File - >Preferences - >Settings。

2. 在“附加板管理器URL”字段中鍵入，然后單擊“確定”。

3. 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到Tools > Board > Boards Manager。在“單板管理器”窗口中，在搜索框中輸入ESP8266，選擇最新版本的單板，單擊“安裝”。

4. 安裝完成后，進(jìn)入“Tools ->Board ->”，選擇“NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)”。現(xiàn)在您可以使用Arduino IDE對(duì)NodeMCU進(jìn)行編程。

在Arduino IDE中設(shè)置好NodeMCU后，將代碼上傳到NodeMCU中。完整的代碼在本教程的末尾給出;這里我們一步一步地解釋代碼。

通過(guò)在代碼中包含所有所需的庫(kù)文件來(lái)啟動(dòng)代碼，例如ESP8266WiFi.h用于ESP8266板，LiquidCrystal_I2C.h用于LCD， Wire.h用于I2C通信等。

在這里，增加了ThingSpeak.h庫(kù)來(lái)使用ThingSpeak平臺(tái)與NodeMCU和TinyGPS++.h庫(kù)用于使用GPS接收器模塊獲取GPS坐標(biāo)。這個(gè)庫(kù)可以從這里下載。

對(duì)于16x2字母數(shù)字LCD使用I2C模塊，請(qǐng)使用LiquidCrystal_I2C類進(jìn)行配置。這里我們必須傳遞地址、行號(hào)和列號(hào)，在我們的示例中分別是0x27、16和2。

現(xiàn)在，聲明網(wǎng)絡(luò)憑據(jù)——即SSID和密碼。需要將NodeMCU連接到互聯(lián)網(wǎng)。

現(xiàn)在，聲明GPS模塊的連接引腳，它是默認(rèn)波特率，在我們的例子中是9600。

接下來(lái)，聲明ThingSpeak帳戶憑據(jù)，如通道號(hào)和之前記錄的寫入API。

然后聲明TinyGPSPlus和wiificlient類的對(duì)象。為了使用WiFiServer屬性，服務(wù)器對(duì)象被定義為端口號(hào)80。

在setup()中，聲明所有輸入引腳和輸出引腳。然后在LCD上打印歡迎信息，該信息將在項(xiàng)目初始化期間顯示。

要將NodeMCU連接到互聯(lián)網(wǎng)，請(qǐng)調(diào)用WiFi。開始并傳遞網(wǎng)絡(luò)SSID和密碼作為參數(shù)。使用WiFi.status()檢查網(wǎng)絡(luò)連接是否成功，連接成功后，在LCD上打印帶有IP地址的消息。

然后使用保存的憑證連接到ThingSpeak平臺(tái)。為這個(gè)事情說(shuō)話。使用Begin。

在loop()中，encode()用于確保接收到有效的GPS語(yǔ)句。當(dāng)encode()返回“true”時(shí)，一個(gè)有效的句子剛剛改變了TinyGPS對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)。當(dāng)encode()返回true時(shí)，調(diào)用兩個(gè)函數(shù)displaydata()和display網(wǎng)頁(yè)()。

在displaydata()函數(shù)中，isValid()方法用于確保有效的緯度和經(jīng)度接收，并將它們存儲(chǔ)在各自的變量中。然后將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak，使用setField()方法設(shè)置字段，并使用writeFields()方法將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到云。

在display網(wǎng)頁(yè)()中，編寫HTML代碼，并使用client.print()以字符串格式發(fā)送到客戶端。此HTML代碼包含一個(gè)超鏈接，單擊該鏈接將帶您到指向履帶式車輛位置的谷歌地圖。

基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試

連接硬件并上傳代碼后，只需接通電路，您將在LCD上看到一些通知消息?，F(xiàn)在打開web瀏覽器，輸入NodeMCU的IP地址。將有一個(gè)鏈接，將帶你到谷歌地圖與車輛的當(dāng)前位置顯示在上面的圖片。Wi-Fi連接成功后，LCD上會(huì)顯示NodeMCU的IP地址。下面給出的視頻演示了完整的工作。

同時(shí)，ThingSpeak還將記錄車輛的經(jīng)度和緯度，并將其顯示在下圖中：

本文編譯自iotdesignpro