Lokalizator Arduino Nano Every

Działanie • Konfiguracja • Arduino • Testy • Licencja

Urządzenie zostało zaprojektowane w oparciu o mikrokontroler Arduino Nano Every oraz moduły GPS i GSM.

Jego zadaniem jest cykliczne pozyskiwanie danych geolokalizacyjnych, przygotowanie ich w formacie JSON oraz przesyłanie do aplikacji internetowej poprzez sieć GSM/GPRS.

Aplikacja internetowa odbierająca dane lokalizatora została wykonana w technologii Laravel: SystemLokalizacji – aplikacja internetowa

Lokalizator został zaprojektowany do współpracy z aplikacją: SystemLokalizacji

Aplikacja udostępnia interfejs POST API przeznaczony do odbierania danych z lokalizatorów.

Dane przekazywane przez lokalizator mają postać JSON.

Przykładowa struktura:

{
    "simID": "123456789",
    "latitude": 52.406374,
    "longitude": 16.925168,
    "strength": 15,
    "battery": 85
}

Lokalizator realizuje następujący proces:

┌─────────────────────────┐
│     Arduino Nano Every  │
└────────────┬────────────┘
             │
       ┌─────┴─────┐
       │           │
       ▼           ▼
   NEO6MV2      SIM800L
     GPS        GSM/GPRS
       │           │
       │           │
       ▼           ▼
  współrzędne   połączenie
   geograficzne   z siecią 2G
       │           │
       └─────┬─────┘
             │
             ▼
        JSON + HTTP POST
             │
             ▼
┌─────────────────────────┐
│   SystemLokalizacji     │
│    Laravel POST API     │
└─────────────────────────┘

Po uzyskaniu poprawnych współrzędnych Arduino przygotowuje dane w formacie JSON. Następnie przy wykorzystaniu modułu SIM800L nawiązywane jest połączenie z Internetem poprzez GPRS i wykonywane jest żądanie HTTP POST do API aplikacji.

Dane te są odbierane przez API aplikacji i zapisywane jako dane historyczne pojazdu.

Lokalizator oczekuje na odpowiedź serwera, a informacje dotyczące komunikacji są prezentowane na wyświetlaczu OLED oraz w monitorze portu szeregowego.

Przykładowy zapis komunikacji lokalizatora podczas przesyłania danych.

Do budowy projektu wymagane są następujące elementy sprzętowe lokalizatora:

Należy odpowiednio połączyć wszystkie elementy lokalizatora.

Schemat przedstawia sposób połączenia Arduino Nano Every z modułem GPS, modułem GSM, wyświetlaczem OLED oraz pozostałymi elementami układu.

W projekcie wykorzystano komunikację szeregową pomiędzy mikrokontrolerem a modułami GPS i GSM oraz komunikację I²C dla wyświetlacza OLED.

Moduł NEO6MV2 przekazuje dane GPS poprzez UART w formacie NMEA, które następnie są przetwarzane przy pomocy biblioteki TinyGPSPlus.

SIM800L zapewnia komunikację GSM/GPRS i umożliwia przesyłanie danych do aplikacji internetowej poprzez HTTP.

Program lokalizatora został przygotowany dla platformy Arduino Nano Every.

Kod źródłowy znajduje się tutaj

1. Kod należy otworzyć w Arduino IDE i wybrać płytkę Arduino Nano Every.

2. Przed wgraniem programu należy odpowiednio uzupełnić zmienne środowiskowe w kodzie źródłowym:

• apn - uzpełniany danymi logowania do sieci internet operatora karty sim (domyślnie "internet"),

• url - uzupełniamy pełnym adresem URL do POST API odpowiedzialnego za odbiór danych od lokalizatora,

• SIMID - uzupełniamy 9 pierwszymi cyframi numeru id karty SIM

Potencjalne umiejscowienie numeru id karty SIM

3. Po zakończeniu edycji kodu podłączamy płytkę Arduino i wgrywamy program.

• inicjalizacja modułów lokalizatora,
• komunikacja z modułem GPS,
• odczyt współrzędnych geograficznych,
• komunikacja z modułem GSM,
• nawiązywanie połączenia GPRS,
• przygotowywanie danych w formacie JSON,
• wysyłanie danych za pomocą HTTP POST,
• odbieranie odpowiedzi serwera,
• prezentowanie informacji diagnostycznych na wyświetlaczu OLED,
• obsługa komunikacji z aplikacją internetową.

Arduino Nano Every - pinout

Lokalizator został przetestowany w rzeczywistych warunkach podczas przejazdu pojazdem wyposażonym w urządzenie.

W testach lokalizator przesyłał dane średnio co około 3 minuty. Zaobserwowano również, że pierwsze uzyskanie pozycji GPS może trwać nawet około 10 minut w zamkniętych lub silnie zadaszonych pomieszczeniach.

W trakcie testów stwierdzono również chwilowe problemy z połączeniem GSM oraz ograniczony zasięg zastosowanej anteny.

Dokładność lokalizatora została oszacowana na około 2,5 m.

Zastosowany lokalizator posiada ograniczenia wynikające przede wszystkim z wykorzystanych modułów.

Moduł NEO6MV2 może charakteryzować się ograniczoną dokładnością, szczególnie w gęstej zabudowie miejskiej oraz przy niekorzystnych warunkach.

Moduł SIM800L wykorzystuje sieć 2G, która jest technologią starszej generacji. W przyszłości może być konieczne zastąpienie go modułem obsługującym nowsze standardy komunikacji, np. 4G lub inne technologie IoT.

Kod źródłowy projektu jest udostępniany na licencji MIT.

Wymagane jest zachowanie informacji o prawach autorskich oraz treści licencji.

Copyright © 2025 Dominik But

Licencja projektu nie obejmuje automatycznie zewnętrznych bibliotek, dokumentacji ani innych materiałów należących do osób trzecich. Ich wykorzystanie podlega odpowiednim, odrębnym warunkom licencyjnym.

Projekt został zrealizowany z wykorzystaniem otwartego ekosystemu Arduino oraz bibliotek i narzędzi Open Source.

Szczególne znaczenie dla projektu miały:

• Arduino i biblioteki powiązane,
• biblioteka TinyGPSPlus,
• biblioteki Adafruit.

SystemLokalizacji - Lokalizator pojazdu Arduino Nano Every
System lokalizacji pojazdów bazujący na platformie Arduino i technologii Laravel