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DinnyXu
V2EX  ›  问与答

自己开发个 GPS 上报坐标,硬件知识卡脖子

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  •   DinnyXu · 2023-01-28 21:54:52 +08:00 · 5524 次点击
    这是一个创建于 514 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    前置需求:

    ​ 家里面搞养殖的,养了几十个羊,由于老家的地方都是一些大山,平时都是放养,个别羊崽没跟到大部队一起就容易走丢,爸妈翻山越岭的找羊也特别累,想研发一款小巧的定位器,可以实时或者隔几分钟内上传羊崽的坐标到手机上,有了坐标系找起来也方便许多。

    目前了解的情况:

    1:需要硬件支持 (具体是什么硬件还没了解清楚)

    2:具体的硬件是如何上传坐标的

    3:GPS 定位器的电池、网络、通信这些,目前都不太清楚

    自己开发的话主要还是硬件相关的知识太少,GPS 模块、网络通讯模块、主控芯片、电源管理模块等这些知识都是需要掌握的,网上也看过一些售卖的,价格几十至上百不等,做这个玩意儿主要还是想多了解下硬件方面。

    我本身是 Java 开发,硬件相关的不太了解。软件坐标转换和地图展示这些目前是清楚的。

    其他的相关硬件方面还得请教下大家

    第 1 条附言  ·  2023-01-28 22:49:37 +08:00
    主要是以这个硬件方面做一个跳板来学习了解,网上有许多现成的可以直接买的,但是我想自己本身就是做开发的,愿意花一些时间了解
    第 2 条附言  ·  2023-01-29 22:45:26 +08:00
    看了大家的回复,我只想感叹现在的人还是太浮躁,什么东西都想直接搞现成的。有没有现成的我又不是不了解,拼夕夕也好某宝也好,我知道的渠道也不少,我研究这玩意主要是想多了解了解硬件,想了解一些物联网而已,跟什么成本,浪费时间,耽误赚钱等等....没有任何关系
    63 条回复    2023-01-30 16:27:50 +08:00
    opengps
        1
    opengps  
       2023-01-28 22:19:04 +08:00   ❤️ 1
    gps 配套的开发已经变得很容易,适配硬件协议即可
    CRH
        2
    CRH  
       2023-01-28 22:19:17 +08:00   ❤️ 3
    就几十个还自己搞啥。。。买现成的产品就行了
    CRH
        3
    CRH  
       2023-01-28 22:29:25 +08:00   ❤️ 1
    刚看到楼主是打算借机学习硬件,可以买两个样品来拆开看看用的什么 IC 和模块,去搜 datasheet 和来看看
    也可以找找支持二次开发的成品,看看接口文档
    tomczhen
        4
    tomczhen  
       2023-01-28 22:30:20 +08:00 via Android
    买现成的更省钱
    Eiden
        5
    Eiden  
       2023-01-28 22:32:47 +08:00   ❤️ 1
    可以参考这个产品 https://www.crowdsupply.com/nolilab/loko, 链接里有软硬件开源的连接, 这个是使用 lora 上报位置的
    相较于 4g 网络优点:
    续航长
    缺点:
    1.距离有限但是应该够用
    2.需要配合 lora 基站使用
    mmr
        6
    mmr  
       2023-01-28 22:33:35 +08:00 via Android
    可以去一些创客社区看看有没有类似的项目可以参考也行。不过啊这个最好是找一个 api 完整的现成服务商吧,前端可以自己写。
    wanguorui123
        7
    wanguorui123  
       2023-01-28 22:41:15 +08:00 via iPhone   ❤️ 1
    买智能手表
    sdk234
        8
    sdk234  
       2023-01-29 02:12:57 +08:00 via Android
    我觉得你得上单片机。gps 有现成的芯片,大概几十块钱一个,直接连接好对应的针脚就可以读经纬度了。如果山里没网的话可以用 lorawan ,得自己架设一个 gateway 。
    sdk234
        9
    sdk234  
       2023-01-29 02:14:52 +08:00 via Android
    @sdk234 这一套下来学习成本挺高的。我觉得花点小钱能省下很多精力和时间。
    weak
        10
    weak  
       2023-01-29 03:02:45 +08:00   ❤️ 2
    去 oshwhub 点 com 搜索 GPS 定位器 ,有 PCB 图纸和 boom 表 自己去佳立创打 PCB 板,不费钱,费时间
    lxiian
        11
    lxiian  
       2023-01-29 06:19:32 +08:00 via iPhone
    51 ESP32 等等都可以,用这些做 gps 上报应该不难
    piku
        12
    piku  
       2023-01-29 07:09:46 +08:00 via Android
    就软硬件本身来说是重复造轮子。。。就技术来说有以下几点:
    1.GPS 模块,通电就给接口( TTL 或 TTL 转 com 或 TTL 转 USB ,具体取决于封装)持续输出 GPS 位置信息。明文报文,格式全球一致。
    2.需要一个 4g 网关,定义一个设备 id (部分 GPS 模块可以写入一个 ID ,随 GPS 信息一起上报),把这些个数据处理后( https ?)或处理前传到服务器上。
    3.需要一个 Web 向有权人员呈现这些数据。

    除了自己搭服务器,也可以用 aprs 等免费开放平台,不过还是建议合规使用。
    可能难点在于,羊没法发电,需要考虑间歇休眠以节省电力。但也可能休眠一会儿羊就跑远了。
    ixixi
        13
    ixixi  
       2023-01-29 07:38:24 +08:00
    我只想知道 这玩意咋充电
    swulling
        14
    swulling  
       2023-01-29 08:08:44 +08:00 via iPhone
    如果使用 gprs/4g ,山里面很可能没有信号。

    相比于 lora ,更推荐 aprs ,成本更低。
    wbrobot
        15
    wbrobot  
       2023-01-29 08:43:53 +08:00   ❤️ 4
    就两个人在回复协议问题,其他人都没指出题主的方案可能就是错的.
    1, 成本问题: GPS 定位不是问题,回传数据是问题,现在 iot 设备,回传 2G/4G,有没有信号? 每只羊配个设备+数据卡(目测每年至少百元)性价比如何?
    2, 信号问题: 就算用 lora,基站如何设置(要考虑地形,基站数据回传等问题),而且羊钻山洞里照样无解
    3, 意外情况: 羊掉坑,羊被狼吃,羊被偷,是不是还要加个活体检测? 当然还有信标被啃掉等等诸多问题.
    4, 更高级的功能: 还有就是信标至少要做到 IP67 防水吧,不然一场大雨可能全废. 如果不考虑成本,再加个喇叭,语音唤回

    所以, 有没有更好的解决方案, 比如牧羊犬.
    villivateur
        16
    villivateur  
       2023-01-29 08:45:54 +08:00
    这类知识很系统化的,我很不要脸地打个广告,我可以提供付费咨询服务: https://iot.vvzero.com/ -> 在售产品
    wsly47
        17
    wsly47  
       2023-01-29 09:08:05 +08:00   ❤️ 1
    air780eg.cn 可以等过几天合宙的 air789eg 发售,4g + gps ,首发应该是 9.9 元
    wsly47
        18
    wsly47  
       2023-01-29 09:08:49 +08:00
    @wsly47 air789eg -> air780eg
    DinnyXu
        19
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-29 09:13:52 +08:00
    @wbrobot 大部分都说了成本问题,我不在乎成本,我主要是想学习了解。您提到的几个注意事项,这是后期研发过程中需要重点考虑的
    信号问题:我们那有 5G 电信 G 站,不知道能不能满足,这个还需要再调研下
    意外问题:目前养殖 3 年还未出现过羊掉坑,被狼吃,羊被偷等情况。当然还有信号源丢失问题,这个也需要考虑
    信标 IP67 级防水,这个可做可不做,羊群都会躲避下雨,也可以在信标上面套一个防水的

    牧羊犬不太可能,我们那是山地,都是大山,不是草原。
    zhs227
        20
    zhs227  
       2023-01-29 09:17:09 +08:00
    硬件的东西随便做一个投入的成本都以 10 万为单位计。还是找有公司做的成本,能摊薄成本。
    a33291
        21
    a33291  
       2023-01-29 09:19:39 +08:00
    AD:
    同提供此类硬件(心率 体温 环境温度 多种定位(北斗 gps wifi 基站) 军工防水防尘防火防破拆-过检)+后台地图实时监测(实时告警 实时位置地图监控 轨迹 统计)
    原针对特殊管控人群的产品
    0xC000009F
        22
    0xC000009F  
       2023-01-29 09:30:59 +08:00
    挺佩服 OP 的学(zhē)习(teng)精神的,后续是不是可以再考虑 DIY 个无人机根据坐标自动找羊,哈哈哈
    TouchU
        23
    TouchU  
       2023-01-29 09:32:12 +08:00
    cat1 的模块,采用合宙支持 luat 或者移远支持 python ,开发都很简单,注册阿里云或者移动 onenet 的 mqtt 服务器,上报 gps 信息,都有固定格式,你解析后云端有简单的网页显示定位信息,然后 gps 定位信息是串口文本格式,一个正则表达式就可以解析出来经纬度,然后低功耗采用几个分钟一次上传,那些汽车的定位模块好像是 24 小时一上传,把 gps 的刷新率也可以改低降低功耗
    opengps
        24
    opengps  
       2023-01-29 09:33:41 +08:00
    @DinnyXu #19 手工电路板,手工外壳,手工组装可能没太大成本,但你要做成外观去工业生产,光开个外壳模具就得 5 万起步
    TouchU
        25
    TouchU  
       2023-01-29 09:34:12 +08:00
    楼主需求也有现成产品,带太阳能供电,提供给牛羊之类放牧的,还有就是宠物狗之类的
    cpstar
        26
    cpstar  
       2023-01-29 09:53:52 +08:00
    @0xC000009F 22# 设定围栏,超围栏的,自动放飞无人机去给赶回来,如果赶不回来,直接放电击击晕防止继续走失。哈哈
    killeder
        27
    killeder  
       2023-01-29 09:58:55 +08:00
    直接用支持 gps 的 cat1 模块,大概 40 块钱左右
    imyip
        28
    imyip  
       2023-01-29 10:03:47 +08:00
    A9G 模块
    t0iletb0mber
        29
    t0iletb0mber  
       2023-01-29 10:04:42 +08:00
    合宙有款 gps 和 4g 二合一的模组,支持 lua 开发,可以看看
    DinnyXu
        30
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-29 10:10:24 +08:00
    @cpstar 范围太大了,围栏成本巨高,目前我们家是放养模式,羊群早上吃完草,下午 4-5 点的时候会自己回到羊圈,有时候没有全部回来,因为羊群自己有“帮派” 无人机也无法赶回来,山里面都是树木林密的。
    a33291
        31
    a33291  
       2023-01-29 10:35:08 +08:00
    虽然是开发,但是涉及硬件的时候,也需要专业的硬件研发+制作.
    我这边我主要负责对接硬件,硬件设计+制作都是其他同事完成. 先不说后端一些纠偏 路线规划 位置数据库等问题,和纯软件不同,硬件你必须要考虑比如续航 信号强度干扰 定位准确度 防水等等诸多问题,否则不具备可用性. 楼上很多提到单个定位模块的,都没有从完整产品角度去考虑.而不走专业厂家生产自己拼装,必然无法满足恶劣的自然环境.

    当然,只是想要自己玩一下,完全可以搞个板子试一下.
    Kirscheis
        32
    Kirscheis  
       2023-01-29 10:36:12 +08:00 via Android   ❤️ 2
    低功耗、组网、三防、集成天线这几块都是挺大的坑,如果刚入门硬件,不建议上来就做这么刺激的东西,可能会搞到你心态裂开,可以先做点简单的练练手。

    我自行车上有一个类似的东西,因为老是忘记自行车丢哪了,所以远古时代自己做了一个定位,改了好几次才满意,最开始用的 ublox gps 模块,后面嫌弃没有北斗,换到带 BDS 的中科微的山寨模块,gps 天线都改了几次才能比较靠谱地收信号。无线通信是 2G 网+wifi+sub1g ,主控用了一颗 st 的低功耗 mcu ,电源用了太阳能锂电和亚硫酰氯双电池,额外还加了一个动能 energy harvest 部分做 dead battery 恢复。

    如果确实想挑战一下的话,可以注意一下这几个方面:

    GPS ,wifi ,2G 通信功耗都很大,模块电流经常跑到几十 mA ,所以开启频率要在固件里调教好,根据系统电池容量调整。sub1g 相对更省电。

    电源转换 DCDC 模块出来的几个电压都要用超高效率开关,并且静态电流要很小,太阳能充电部分阴天要想充电就得做 MPPT 。

    外壳我用的是 ABS ,因为放户外就要考虑耐晒耐高温,还不能挡无线信号。整个系统组装完之后,除了装电池的仓之外其他部分要全部灌胶,否则温湿度变化大的时候会有冷凝水。
    westoy
        33
    westoy  
       2023-01-29 10:44:24 +08:00
    @DinnyXu

    树木林密的话 GPS 不一定能搜到足够的星提供一个相对准确的位置的
    a33291
        34
    a33291  
       2023-01-29 10:52:19 +08:00
    @Kirscheis #32 很专业👍
    fiypig
        35
    fiypig  
       2023-01-29 10:53:15 +08:00
    去阿里巴巴看看有没有现成的第三方
    cpstar
        36
    cpstar  
       2023-01-29 11:03:51 +08:00
    OP 30# 电。。。电子围栏。。。。。。
    mxT52CRuqR6o5
        37
    mxT52CRuqR6o5  
       2023-01-29 11:10:21 +08:00
    不如整个牧羊犬
    zapper
        38
    zapper  
       2023-01-29 11:48:04 +08:00
    不如买个无人机算了,羊丢了开无人机去找,总不能天天丢吧
    DinnyXu
        39
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-29 14:06:40 +08:00
    @mxT52CRuqR6o5 山林茂密,牧羊犬都迷路
    @zapper 山林茂密,无人机根本看不到小羊崽啊
    zapper
        40
    zapper  
       2023-01-29 14:12:04 +08:00
    @DinnyXu 如果山林茂密……GPS 有没有信号都不一定呢
    DinnyXu
        41
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-29 14:13:36 +08:00
    @zapper 大哥有空还是看下我上面的回复,我们那有 4G 、5G 基站 我手机在羊圈都是 5G....
    zapper
        42
    zapper  
       2023-01-29 14:23:17 +08:00   ❤️ 1
    @DinnyXu 那估计可以结合 4g 模块使用。纯 GPS 我在办公室里都是搜不到卫星的,测试还得上天台。你可以下载一个 gps 搜星工具先试试
    Ediacaran
        43
    Ediacaran  
       2023-01-29 15:01:16 +08:00 via iPhone
    直接把 gps 坐标压缩转格式加纠错码广播出来即可,也可以不处理直接广播出来
    DinnyXu
        44
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-29 15:27:04 +08:00
    @Kirscheis 可否加 V 交流学习下 b64:WVkwNzA4OTY=
    zx4824
        45
    zx4824  
       2023-01-29 17:41:57 +08:00   ❤️ 1
    拼多多搜索 汽车定位器,带电池的,几十块钱就解决了
    wbrobot
        46
    wbrobot  
       2023-01-29 18:24:36 +08:00
    自己练手就等等合宙的 4G 模块,日常价应该是 29.9,带 GPS 可能贵一些,但是一块板子解决了 CPU,4G 数据传输,GPS 等
    模块再配个 2 节 18650 电池那种充电宝当电源
    需要注意这个模块不支持电信 4G,流量卡要买移动或者联通.
    可以自己拿手机,关掉 5G,到处走走,看看信号怎么样
    exploreexe
        47
    exploreexe  
       2023-01-29 18:36:52 +08:00
    大山,先测测网络问题吧,没有网络都是扯淡的。

    另外买成品远比自己折腾省事,多研究研究挣点钱,比浪费时间在这上面有用
    mosfet
        48
    mosfet  
       2023-01-29 18:56:06 +08:00
    买成品逆向吧,单片机上的程序自己写
    从 0 开始到设计产品,画原理图,layout ,投板,焊接,周期太长了
    tuwulin365
        49
    tuwulin365  
       2023-01-29 19:23:27 +08:00
    要不换个思路,搞个大喇叭,让羊听着声音自己回来
    li02
        50
    li02  
       2023-01-29 19:29:24 +08:00
    买个儿童手表不行吗?
    qiuai
        51
    qiuai  
       2023-01-29 20:38:42 +08:00
    为啥不淘宝直接买小型的 GPS 定位器?一小时发送一次定位的话,一次充电能用好久
    sevenyangcc
        52
    sevenyangcc  
       2023-01-29 20:48:47 +08:00
    蹲蹲捡漏的博主,好多运营商的定制手表(老人、儿童的都行),几十百把块钱,比自己搞方便多了。
    Deplay
        53
    Deplay  
       2023-01-29 22:01:38 +08:00
    @DinnyXu 无人机加个红外
    xuangoer666
        54
    xuangoer666  
       2023-01-29 22:12:20 +08:00 via Android
    建议一只一个 apple watch🐶
    DinnyXu
        55
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-29 22:42:47 +08:00
    @exploreexe 已经明确说了山里有基站是 4G 和 5G ,还有这不耽误赚钱好吧,我并不认为这是浪费时间.....
    lonely701
        56
    lonely701  
       2023-01-30 01:41:22 +08:00
    估计得阅读很多技术文档吧,可以去 GPS 芯片厂商官网看一看。
    lonely701
        57
    lonely701  
       2023-01-30 01:54:10 +08:00
    @DinnyXu 这个东西难点不少,但是网上应该都能搜索到相关信息。个人认为比较难的是通信,因为你手机肯定不是固定 IP 的,所以只能通过电子邮件、你自己家的服务器或者你处于云端的服务器等媒介转发,然后通过自动化程序推送到手机 app 上,甚至如果你愿意折腾的话,无线电是否也是一种可能性,当然我不是学通信的我就提供一种思路。如何平衡功耗、延迟、成本这三者是这个项目最有趣的地方。
    11ssss
        58
    11ssss  
       2023-01-30 09:53:35 +08:00   ❤️ 2
    《我想折腾,但是我不自学,你们得教我》
    LXGMAX
        59
    LXGMAX  
       2023-01-30 10:48:34 +08:00
    卫星模块 + NB-IoT 模块+电池模块
    都是 C 语言
    若 NB-IoT 模块支持 OpenCPU 开发可省去买额外的单片机控制
    azui999
        60
    azui999  
       2023-01-30 11:07:23 +08:00
    @11ssss #58 哈哈哈哈,还说你们太浮躁😂
    hatw
        61
    hatw  
       2023-01-30 13:41:30 +08:00
    信号覆盖是个问题。用现有的 4g 网络,每只羊都要 sim 卡。。。也不知道型号覆盖怎么样。。。自己布网又不现实。。。
    DinnyXu
        62
    DinnyXu  
    OP
       2023-01-30 16:21:41 +08:00
    @hatw 不用 sim 卡就不能定位了吗。。
    hatw
        63
    hatw  
       2023-01-30 16:27:50 +08:00   ❤️ 1
    @DinnyXu #62 不用回传位置信息么。。。。。羊自己定位自己看?
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