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两块 Polaris 板跟踪 RS Components 车队从亚伯丁到伦敦,穿越了整个英国。该车队为英国癌症儿童机构筹集到了 25 万英镑。与此同时,Polaris 完成了收集天气和空气质量数据的任务。看看我们是如何做到的。
在 Tour de Branch 英国骑行筹款活动取得圆满成功后,我们撰写了一篇文章,介绍支持 Python 编程的电路板是如何从一个仪表盘上成功跟踪多台车辆的。
那么,我们究竟是如何做到的?
我们使用的是两块由 Zerynth 提供技术支持且支持 Python 编程的 Polaris 板,配备 MikroE Environment Click (168-2993) 和 Air Quality 5 Click。
在为期 12 天的 Tour de Branch 活动中,我们在两辆自行车上安装了两块 Polaris 板,而借助这两块板,所有人都能够跟踪行进中的 RS 车队,还能跟踪天气状况和空气质量情况。
如图所示,外壳和 Polaris 的尺寸都比较小,便于安装。它们非常合适装在自行车的后部。Polaris 外壳和设备的其它部件均通过 DesignSpark Mechanical Software 为本次骑行活动专门设计。源文件在 GitHub 上提供下载,因此您可在家中自行打印。
硬件
我们使用的硬件有:
- 2 块 Polaris 板,例如 3G 版 (Fortebit P/N:POL-3G)
- 2 个 Polaris 外部天线 (Fortebit P/N:OT2-AN)
- 2 块 LiPo 电池,例如 Polaris 3G 含电池套件中随附的 2500 mAh 电池(此套件包含:Polaris 3G 板、铝制外壳、GPS/Glonass/GSM 天线、主连接器电缆,以及 2500 mAh LiPo 电池)
- 2 块 Click 板:“Air quality 5 Click”位于一个盒子中,而“Environment Click”则位于另一个盒子中
- 2 个 Bivar 光导管,型号为 PLP2-750 (713-4725)
- 2 个充电连接器,Lumberg 1610 05 (124-8897)
- 20 颗 M3 螺钉(长度为 8 mm)和 20 颗膨胀螺套 (027-8534)
- 2 个 3D 打印盒(上部和下部),详见下文
我们很高兴地告诉大家,Polaris 即将在 Fortebit 商店推出
代码
Polaris 由 Zerynth 提供技术支持,并支持 Python 编程。专为 RS Tour de Branch 活动开发的 Python 代码 可读取板载和外部传感器数据,并且每 5 秒将这些数据发送至 Fortebit Cloud。
来自板载传感器的数据有电池电量、IMU 滚动和俯仰角、以及 GPS 位置和速度。
来自外部传感器的数据有气温、湿度,以及气压或 NO2、CO 和 NH3,具体视安装的 Click 板而异。
Polaris 上装有 SIM 卡:通过互联网服务提供商,使用 Python Zerynth 调制解调器库建立 3G 连接,从而将代码连接至互联网。
一旦建立连接,代码将通过基于 MQTT 协议的 IoT Fortebit Cloud Python 库发送指定数据至 Fortebit Cloud。
本例中的 Python 源代码在 GitHub 上提供下载。
仪表盘
从下图中可以看到骑行中仪表盘的状态。借助 Polaris,所有人都可以持续精确跟踪那两辆自行车。我们知道他们的行进速度,他们之间的间隔距离,以及他们离下一站 RS 分部还有多远。
一块 Polaris 板收集并显示温度、湿度和气压数据,而另一块则报告空气质量
仪表板还报告各板的电池状态,以及电池是否正在充电,不在充电或者已充满电。
在仪表盘中,Polaris RS 1 在地图上显示为红色图标,而 Polaris RS 2 为灰色图标,以匹配它们真正的顶部外壳颜色。
地图中位置标记上的标注:
- 设备正在发送数据时为蓝色
- 前一分钟内没有数据送达时为黄色
- 前一小时内没有收到数据时为红色。
左侧地图显示设备的最近已知位置(无论是否正在发送数据)。
右侧屏幕分为两个部分,分别显示最新的遥测数据:两台设备的速度和电池指示器,以及每台设备的传感器数据。
点击地图上的设备图标或设备部分标题右边的小按钮,则跳转至仪表盘第二页查看数据历史
在这里可以看到选定时间框架对应的地图路线(时钟按钮位于右下角)以及部分遥测数据图表。
此外还能通过点击页面顶端的表格行快速更改当前设备,这里还显示最新数据。
不久后,我们将推出车队管理云服务,该服务与上述设备一样使用简便。
Tour de Branch 期间收集的数据
所有的原始收集数据均在 GitHub 上提供下载:
https://github.com/fortebit/Polaris_Tour_de_branch_Data
气体含量(以“ppm”浓度表示)仅为定性指标,其准确度无法与标定设备测得的数据相比。
DesignSpark Mechanical 软件自行车外壳
我们设计了一款 Polaris 专用外壳,这样 Polaris 就能安装在 GoPro 车把架上,如下图所示:
借助 DesignSpark Mechanical 软件,我们快速设计出 3D 概念图,使气流能够穿过外壳并到达 Polaris 上部的 Click 板。
外壳上部固定外部天线,而下部固定板和电池。我们使用光导管将 Polaris 板 LED 发出的光引至外壳外部。
最终成品如下所示:
当然,您可以下载 DSM 文件并根据自身需求进行修改,或者直接用 3D 打印机进行复制。
资源
- Polaris 跟踪器(Fortebit 网站)
- Python 源代码 (GitHub)
- DSM 外壳设计 (GitHub)
- 收集的原始数据 (GitHub)
- DS Mechanical 软件 (DesignSpark)
- Zerynth IDE (DesignSpark)