构建一款具有运动检测功能的低功耗物联网GPS跟踪器，专为实时资产和车辆监控而设计

物联网GPS跟踪器与运动警报和LoRaWAN

目的:

•实时获取设备的GPS精确位置。

•使用加速计检测设备运动。

•通过LoRaWAN和The Things Stack将位置和运动状态发送到云平台进行远程跟踪。

•当设备意外移动或进入/退出定义的地理区域(地理围栏，如果平台支持)时，配置警报。

先决条件:

•Arduino (C/ c++)编程基础。

•电子学的基本概念。

•熟悉Arduino IDE或PlatformIO开发环境。

•了解LoRaWAN通信和物栈操作。

•具备GPS系统和具有地图功能的物联网平台的基本知识。

所需材料和软件：

硬件:

•WISBLOCK底座：RAK19003迷你底座板(用于紧凑便携的设计)

•WISBLOCK Core: RAK4630 Nordic NRF52840(集成LoRaWAN远程通信)

•WISBLOCK传感器：RAK12033 IM-42652 6轴加速度计

•RAK12500 ZOE-M8Q GNSS GPS模块

•其他组件/配件：

•RAK7268V2 WisGate Edge Lite 2 (LoRaWAN网关)

•电池连接器电缆

•螺丝刀

软件:

•Arduino IDE或PlatformIO

•用于RAK模块的Arduino库(例如RAKwireless_RAK4631_BSP)和用于GPS的特定库(例如TinyGPS++， SoftwareSerial，如果GPS使用非硬件UART引脚)和加速度计(例如SparkFun_ICM-20948_Arduino_Library或类似)。

•RAK7268V2网关配置软件。

•Things Stack(用于LoRaWAN网络)和具有映射功能的云物联网平台(例如，Ubidots, Datacake, Cayenne MyDevices)上的帐户。

学习成果:

•能够实现实时GPS跟踪系统。

•具备检测设备移动并作出反应的技能。

•掌握通过LoRaWAN传输位置数据，优化物栈坐标的有效载荷。

•了解物联网平台上的地理数据可视化和地理围栏配置。

•有优化便携式电池供电设备功耗的经验。

设置和实现步骤：

•硬件组装：将RAK4631 (Core)模块连接到RAK1903 (Mini Base Board)上。连接RAK12500 GPS模块和RAK12033加速度计。连接电池线缆。

•开发环境配置：安装Arduino IDE/PlatformIO，支持RAK4631板。为GPS和加速度计安装必要的库。

•节点编程(RAK4631)：

•编写代码初始化GPS模块并获取坐标(经度，纬度，海拔)。

•配置加速度计来检测运动(例如，使用加速度变化或活动/不活动检测的阈值)。

•实现通过LoRaWAN发送GPS数据和运动状态的逻辑。建议仅在有移动时发送数据，静态时定期发送数据。

•优化功耗：不需要恒读时，将GPS模块置于低功耗模式，或者间歇性地打开或关闭。使用微控制器的深度睡眠模式。

•网关配置(RAK7268V2)：将网关接入网络，配置为与the Things Stack相连。

Things栈配置：

•进入Things Stack控制台。

•注册网关：添加RAK7268V2网关。

•创建应用程序：创建新的应用程序。

•注册设备(RAK4631节点)：用其LoRaWAN凭据注册设备。

•配置有效负载格式化器(解码器)：编写Javascript代码，将GPS坐标和运动状态从二进制有效负载解码为JSON对象。Things Stack与可以使用这些数据的地图平台直接集成。

•与云物联网平台集成：将集成(例如“Webhook”或“MQTT”)添加到具有映射功能的物联网平台(例如Ubidots， Datacake)。

•测试：在室外测试设备，确保良好的GPS信号采集。移动设备并验证地图上的位置是否更新，移动警报是否按预期触发。

挑战和故障排除提示：

•GPS信号采集：GPS模块可能需要时间来获得初始定位(称为“冷启动”)，特别是在室内或天空能见度较差的情况下。总是在户外测试。

•GPS精度：根据信号质量和环境，GPS精度可以从米到几十米不等。为了获得更高的精度，可以使用平均读数或过滤器等技术。

•GPS功耗：GPS模块是功耗最高的器件之一。实施积极的电源管理策略至关重要(例如，打开GPS仅几秒钟以获取读数，然后关闭它)以延长电池寿命。

•地理围栏：实现地理围栏可能很复杂。逻辑可以驻留在设备上(需要更多的处理和内存)，也可以驻留在云平台上(更简单，但需要设备不断向平台发送数据以评估位置)。

评估标准:

•该装置准确可靠地获取和传输GPS位置。

•加速度计始终检测运动。

•位置数据在物联网平台的地图上正确地可视化。

•运动或地理围栏警报会按预期触发。

•电池寿命在预期用例中是可以接受的(例如，一次充电几天或几周)。

本文编译自hackster.io