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介绍 Tour de Branch 活动中使用的 Polaris - 支持 Python 编程的车辆跟踪器

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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) 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。

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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 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。

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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

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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:

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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:

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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

I’ve learned early on in my career that I love to be at the forefront of innovation. To see new technologies emerge, and be a part of their creation. From the first days on the internet and the Silicon Valley revolution to The Internet of Things — I’ve seen it all, and I’ve done it all. Now, I’m ready to use this knowledge to help young companies thrive. I have over 35 years of experience in driving revenue, encouraging new ideas, and fostering client relationships.
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