Helium网络系列之GNSS定位应用

原创

Yunfei_Helium

修改于 2021-09-20 00:45:17

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修改于 2021-09-20 00:45:17

文章被收录于专栏：Helium LoRaWANHelium LoRaWAN

1. 简介

本文介绍GNSS定位终端在Helium网络以及腾讯云物联网开发平台IoT Explorer的应用。

2. 定位工具和平台介绍

2.1 Mappers

Helium Mappers 项目是一项众包工作，旨在构建全球 Helium 网络的真实信号覆盖图。在Mappers查看Mappers数据。Mappers 工具可让您查看项目参与者已探索的区域，以及为这些区域提供覆盖的 Helium 热点。通过映射现实世界的覆盖范围，网络用户可以了解传感器部署在何处被证明有效。参考链接Mappers

2.2 Cargo

Helium Cargo 是一个评估工具，数据对所有开发人员开放，可以看到所有的设备最近一段时期内的定位数据。参考链接Cargo介绍

2.3 腾讯云 IoT Explorer位置服务

IoT Explorer 位置服务支持多种设备定位属性，包括 GPS 定位、蜂窝定位以及 Wi-Fi 定位，从而确定设备所在具体位置。同时支持腾讯连连小程序快速浏览位置信息。

GPS 定位：设备能够直接上报经纬度，可使用位置服务属性（GPS_Info、GPS_ExtInfo）定位设备。
蜂窝定位：若设备为2G/4G类设备，则可通过上报基站信息，使用位置服务属性（Cell_Info）定位设备。
Wi-Fi 定位：若设备为 Wi-Fi 类设备，可通过上报附近 Wi-Fi 路由器的 MAC 地址，使用位置服务功能属性（Wifi_Info ）定位设备。

2.4 Grafana位置功能

Worldmap Panel 是开源Grafana项目上的一个地图插件，通过圆点图示显示查询的位置信息，可以与influxDB搭配使用。

3. 预期结果

定位终端在Helium Mapper，Cargo平台正常显示定位数据
定位终端在腾讯云的IoT Explorer位置服务呈现，并可以通过微信小程序查看当前的定位信息
定位终端数据存储在influxDB，并通过Grafana呈现

4. 准备工作

GNSS定位终端，本文使用的是Edwei的定位工牌，更多信息。

Helium Console 控制台账户
腾讯IoT Explorer控制台账户
腾讯云CVM主机,已安装Mosquitto + Telegraf + InfluxDB + Grafana组件,参考教程

5. Helium Console 设置配置

5.1 Helium Console控制台添加设备

5.2 添加新的Function，解析Edwei工卡设备，脚本文件

function Decoder(bytes, port)
 {
    var decoded = {};
    if(port == 11)
    { 
        var longi = (bytes[0] & 0xf) << 24 | bytes[1] << 16 | bytes[2] << 8 | bytes[3];
        var lati = (bytes[4] & 0xf) << 24 | bytes[5] << 16 | bytes[6] << 8 | bytes[7];
        var long_str = (parseInt(longi / 1000000) + (longi % 1000000) / 10000 / 60).toFixed(7);
        var lat_str = (parseInt(lati / 1000000) + (lati % 1000000) / 10000 / 60).toFixed(7);
        decoded.longitude = parseFloat(long_str);
        decoded.latitude = parseFloat(lat_str);
        decoded.accuracy =  2;
        decoded.altitude = 2;
      }
    return decoded;
    
}

5.3 创建集成

5.3.1 配置Mapper集成

创建一个新的http集成

Endpoint URL： https://mappers.helium.com/api/v1/ingest/uplink
HTTP headers： Content-Type：application/json

5.3.2 配置Cargo 集成

创建新的http集成

Endpoint URL： https://cargo.helium.com/api/payloads
HTTP headers： Content-Type：application/json

5.3.3 配置腾讯IoT Explorer集成

创建新的MQTT集成，具体步骤可以参考Helium 去中心化的LoRaWAN网络在腾讯云物联网开发平台的应用实战

Helium Console TEMPLATE BODY脚本文件,发送到IoT Explorer数据格式

{
  "method": "report",
  "params": {
    "GPS_Info":{
    {{#decoded}}{{#payload}}"latitude": "{{latitude}}",
    "longitude": "{{longitude}}",
    "voltage":"{{voltage}}"{{/payload}}{{/decoded}}
    }
  }
}

5.3.4 配置MQTT+InfluxDB集成

创建MQTT集成，具体步骤可以参考Grafana 面板监控 Helium 网络中的LoRaWAN温湿度终端

Helium Console TEMPLATE BODY脚本文件,发送到MQTT

{
{{#decoded}}{{#payload}}"latitude": {{latitude}},
"longitude": {{longitude}},{{/payload}}{{/decoded}}
"dev_eui": "{{dev_eui}}",
"fcnt": {{fcnt}},{{#hotspots}}
"channel": {{channel}},
"frequency": {{frequency}},
"hotspot_name": "{{name}}",
"rssi": {{rssi}},
"snr": {{snr}},
"spreading": "{{spreading}}"{{/hotspots}}
}

5.3.5 配置Flows

设备数据通过Function解析后发送到各个集成模块进行数据处理呈现。

5.4 定位平台数据配置及呈现

5.4.1 Mappers

成功上报定位数据的区域被成功点亮

5.4.2 Cargo

选择设备名称查看当前设备的位置信息以及历史数据

5.4.3 腾讯云IoT Explorer 位置

Explorer平台属性配置

{
  "version": "1.0",
  "properties": [
    {
      "id": "GPS_Info",
      "name": "GPS定位",
      "desc": "",
      "mode": "rw",
      "define": {
        "type": "struct",
        "specs": [
          {
            "id": "longitude",
            "name": "GPS经度",
            "dataType": {
              "type": "float",
              "min": "-180",
              "max": "180",
              "start": "0",
              "step": "0.001",
              "unit": "度"
            }
          },
          {
            "id": "latitude",
            "name": "GPS纬度",
            "dataType": {
              "type": "float",
              "min": "-90",
              "max": "90",
              "start": "0",
              "step": "0.001",
              "unit": "度"
            }
          }
        ]
      },
      "required": false
    }
  ],
  "events": [],
  "actions": [],
  "profile": {
    "ProductId": "3G7FI1NWIJ",
    "CategoryId": "550"
  }
}

位置服务配置

位置服务平台数据呈现

腾讯连连位置服务面板设置

腾讯连连位置服务数据呈现

5.4.4 Grafana Worldmap

Telegraf新增表存储GNSS数据

修改配置文件，/etc/telegraf/telegraf.d/mqtt.conf，新增GNSS表单数据

[[inputs.mqtt_consumer]]
#  servers = ["tcp://192.168.1.76:1883"]
  name_override = "edwei"
  servers = ["tcp://127.0.0.1:1883"]
  qos = 0
  connection_timeout = "30s"
  topics = [ "helium/Edwei_1/rx" ]
  username = "telegraf"
  password = "telegraf123"
  persistent_session = false
  client_id = ""
  data_format = "json"
 json_string_fields = ["name","device_id","hotspot_name","spreading"]

Grafana安装worldmap插件

使用Grafana-cli 工具安装 Worldmap

grafana-cli plugins install grafana-worldmap-panel

配置DashBoard，可以直接导入配置文件使用：

DashBoard文件

Grafana配置