花 1 小时，开源设计 LoRa GPS 定位器
提示1：锐米所有 LoRa 产品严格遵循国标标准的 LoRaWAN 协议。
提示2：您可以免费复制，修改和商用本项目，请注明锐米原创。
提示3：如果您有其他 LoRa 需求或建议，欢迎联系锐米 [email protected]
LoRa GPS 定位器
LoRa GPS 定位器广泛应用于：车辆，畜牧，儿童，老人，资产等位置追踪，App 实时显示位置和运动轨迹。
物联网 Arduino LoRa LoRaWAN GPS 定位器
运行效果
如下图所示，App 实时显示 LoRa GPS 定位器的纬度和经度数据
项目介绍
据统计，每年走失老人约有50万人，每年走失儿童几千人，人员定位追踪关乎民生幸福。
自 2004 年，美国堪萨斯州为 880 万头牛实时监控，畜牧定位追踪步入数字化管理。
自 2018 年集装箱达到 300 万个，对这些资产的定位追踪日趋重要。
LoRa GPS 定位器，App 实时显示位置和运动轨迹。它功耗低，电池续航时间长；免流量费，运营成本低；组网灵活，用户按需自主部署基站；成本低，硬件物料批量生产仅 ￥80。
LoRa GPS 定位器可以应用在：车辆，畜牧，儿童，老人，资产等位置追踪。
LoRa GPS 定位器_应用场景
相比传统的产品，LoRa GPS 定位器具备的优点为：
- 超低功耗，电池续航时间长
- 免流量费，运营成本低
- 自主组网，信号覆盖指定区域
本项目开源设计 LoRa GPS 定位器的核心—软件和硬件，用户选择一个漂亮的外壳和电池，即可组成一个产品。
同时，简介了 LoRa 网络组件，轻松构建一个商用的物联网。
组件和材料
LoRa 扩展板 x 1 采购链接
Arduino UNO x 1 采购链接
GPS模块 x 1 采购链接
天线 x 1 采购链接
杜邦线 x 4 采购链接
软件和网络
LoRa网关 采购链接
LoRaServer 下载链接
LoRaApp 下载链接
Arduino IDE 下载链接
技术细节
元器件介绍
这是专为 Arduino 而设计的 LoRa 扩展板，既可以安装在 Arduino UNO 上，也能使用杜邦线连接到 Arduino Pro Mini。
它能达到空旷 10km 的通信距离，休眠电流仅 1.3uA。精心设计的软件库，使其开发极为容易：
- 发送数据
LoRa.write("123", 3);
- 接收数据
if (LoRa.availabe()) {
len = LoRa.read(buf, MAX_LEN);
}
Arduino UNO 是最常用的开发板，它便宜简单，接线方便。
GPS 模块 NEO-7N，精度高，功耗低，体积小；支持温启动/热启动，快速定位；兼容 3.3/5V 电平。
470MHz 胶棒天线，增益 3.5dB，特别适合中国 LoRa 频段范围（470~510MHz）。
硬件接线
如下图所示，使用公对母杜邦线连接 Arduino、GPS模块。
| Arduino | 杜邦线 | GPS模块 |
|---|---|---|
| 3.3V | 红 | VCC |
| GND | 黑 | GND |
| 6 | 黄 | TXD |
| 7 | 绿 | RXD |
电路图
实物图
通信逻辑
如下图所示，通过 App 可以实时显示 LoRa GPS 定位器的经纬度数据。
为此，需要配置如下的网络组件：
- LoRa 网关重定向到本地 Server
- 在 LoRa Server 上添加终端
- LoRa App 连接到 LoRa Server
- 配置 LoRa App
行业第一的超低功耗—休眠仅 1.4uA
如下图所示（实物拍摄），Arduino LoRa+ 的低功耗可达 1.4uA，这不仅是行业第一的超低功耗，而且达到了器件极限 ArduinoLoRa 休眠极限 1.4uA
Arduino 代码
编译本工程需要添加 LoRa 和 TinyGPSPlus 驱动库，下载这 2 个库：
LoRa 驱动库
TinyGPSPlus 驱动库
使用 Arduino IDE 打开工程，点击"Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library…"
Arduino 的 zip 库安装路径一般为：C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\libraries
Arduino 的代码简洁，容易理解，下载链接
- Arduino 的硬件串口分配给 LoRa 模块，它使用软串口连接 GPS 模块。
- GPS 模块有 PPS 指示灯：常亮=未实现定位，闪烁(0.1秒灭, 0.9秒亮)=定位成功。
#include
#include
#include
#define GPS_RX_PIN 6 // Arduino_PIN_6 <-> GPS_TX
#define GPS_TX_PIN 7 // Arduino_PIN_7 <-> GPS_RX
lora LoRa;
TinyGPSPlus GPS;
SoftwareSerial gpsSerial(GPS_RX_PIN, GPS_TX_PIN);
void setup()
{
Serial.begin(115200); // for LoRa Node
gpsSerial.begin(9600); // default Baud Rate of NEO-6M GPS module is 9600
}
void loop()
{
double latitude, longitude;
double array[2]; // latitude, longitude
// This sketch displays information every time a new sentence is correctly encoded.
while (gpsSerial.available() > 0)
{
GPS.encode(gpsSerial.read());
if (GPS.location.isUpdated())
{
latitude = GPS.location.lat();
longitude = GPS.location.lng();
array[0] = latitude;
array[1] = longitude;
LoRa.write(array, sizeof(array));
delay(10000); // 10 seconds
}//if
}//while
}
低成本批量生产
批量生产的一些技术挑战：尺寸，成本，功耗，烧录，升级。
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