技適なBluetooth GNSS/GPSレシーバーをRaspberryPiで作り

たい

KenichiroMATOHARA(matoken)<matoken@kagolug.org>

東海道らぐ　秋の大阪LT大会 in KOF2014-11-08(Sat)

Kenichiro MATOHARA

● @matoken● http://matoken.org/● 興味

– Linux

– FLOSS

– OpenSteetMap– 電子工作– ：

© OpenStreetMapへの協力者

「鹿児島らぐ(Kagoshima Linux User Group)」を立ち上げました

http://kagolug.org/

鹿児島のお友達に教えてあげてね

鹿児島らぐ

● 今のところ鹿児島Linux勉強会を月1回開催– 今回第6回で0回目から数えて7回目の開催

● 鹿児島Linux勉強会– Linux読書会– Linux関連の発表– その他…

● これからの予定– 来月オープンソースカンファレンス2014福岡出展 http://www.ospn.jp/osc2014-fukuoka/

– オープンソースアンカンファレンス鹿児島開催– OSMもそろそろやりたい

精度の高いGPSモジュールを利用して位置測定をしたい

● OpenStreetMap Foundation Japanのmiurahrさんの小江戸らぐ9月のオフな集まり発表資料を見る

● "技適な Bluetooth GNSS/GPS レシーバーの作成と活用”

● 面白そう!● BluethoothSPPモジュールは持ってないけれど

RaspberryPiやUSB Bluethoothモジュールはあるのでこれで真似したい

● ついでに単体でログ取りとかもするようにしたい

準天頂測量衛星システムとかが使えたら街中でも安定す

るかも…

用意したもの

● RaspberryPi B+(A/Bでもok)● USB Bluethoothドングル

– 5種類くらい持っていてこれまでに使えなかった物はないが，購入前に型番で検索して利用できるか確認したほうが無難

● OSはRaspberryPi標準のRasbianを利用(DebianWheezyベース)

● TTLが出てるGPSモジュール(GT-723F 秋月電子で\2,800)● Android端末にSPP接続が出来るBluetooth Terminalを導入(デバッグ用)

● Android端末にBluetoothGPS を使えるようにするBluetooth GPSを導入

RasbianへのBluetooth関連ソフトウェアの導入

$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get upgrade

$ sudo apt-get install bluetooth bluez

デーモンが起動しているのを確認

$ /etc/init.d/bluetooth status

bluetooth is running.

Bluetooth デバイスの確認

$ hcitool devDevices: hci0 E0:91:53:77:E8:99$ hciconfig -ahci0: Type: BR/EDR Bus: USB BD Address: E0:91:53:77:E8:99 ACL MTU: 310:10 SCO MTU: 64:8 UP RUNNING PSCAN RX bytes:10030 acl:8 sco:0 events:191 errors:0 TX bytes:1702 acl:8 sco:0 commands:111 errors:0 Features: 0xff 0xff 0x8f 0xfe 0x9b 0xbf 0x59 0x87 Packet type: DM1 DM3 DM5 DH1 DH3 DH5 HV1 HV2 HV3 Link policy: RSWITCH HOLD SNIFF PARK Link mode: SLAVE ACCEPT Name: 'raspberrypi-0' Class: 0x420100 Service Classes: Networking, Telephony Device Class: Computer, Uncategorized HCI Version: 3.0 (0x5) Revision: 0x1aa1 LMP Version: 3.0 (0x5) Subversion: 0x1aa1 Manufacturer: Cambridge Silicon Radio (10)

周りのデバイス検索

$ hcitool scan

Scanning ...

78:DD:08:B0:1F:37 x201s-0

98:91:20:21:55:78 Bluetooth Keyboard

● ※周りのデバイスは検索可能にしておく

ペアリングが可能なようにモードを変更してペアリング

● ペアリング可能なようにモード変更

$ sudo hciconfig hci0 piscan● ペアリング(ペアリングのキーはこの場合4835)

$ sudo bluetooth-agent 4835

Confirmation request of 396777 for device /org/bluez/2150/hci0/dev_70_F9_27_71_74_5B

※ペア先のデバイスは検出可能にしておく● 周りから見えないようにモードを戻しておく

$ sudo hciconfig hci0 noscan

プロトコル確認

● SPPが利用できるのを確認する

$ sdptool browse local● SPPが登録されていなかったら以下のようにして登

録する

$ sdptool add --channel=22 SP

SPPで接続して通信を試みる

$ sudo rfcomm listen /dev/rfcomm0 22

Waiting for connection on channel 22

Connection from 70:F9:27:71:74:5B to /dev/rfcomm0

Press CTRL-C for hangup

● これで /dev/rfcomm0 を通してSPP通信が出来る

実際に通信してみる

● 受信したり

$ cat /dev/rfcomm0

test

hello

hello pi● 送信したり

$ echo "hello android" > /dev/rfcomm0

GPSモジュールを利用できるようにする

● RaspberryPiのGPIOのシリアルはシステムコンソールに割り当てられているのでこれを解除

● GPSモジュールとRaspberryPiの接続

● GPSモジュールから送られてきた情報を取得

RaspberryPiのシステムコンソール割り当て解除

● /boot/cmdline.txt を以下のように編集（ここは要らないかも?）

編集前

dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

編集後

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

● /etc/inittab の以下の行をコメントアウト若しくは削除

T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

ついでにグループ追加して再起動して反映

● pi ユーザでGPSモジュールが利用できるようにdialout GROUP に pi USER を追加

●

$ sudo addgroup pi dialout

The user `pi' is already a member of `dialout'.

$ id

uid=1000(pi) gid=1000(pi) groups=1000(pi),20(dialout)

$ sudo reboot

GPSモジュールとRaspberryPiの接続

● GPSモジュールの配線

● RaspberryPiの配線

● 配線

GT-723F P1(GND) <---> Pi P1-06(GND)GT-723F P2(PWR) <---> Pi P1-01(3.3V)GT-723F P5(TTL-In) <---> Pi P14(TX)GT-723F P6(TTL-Out) <---> Pi P1-15(RX)

VCC/GND辺りの接続間違えると大抵即壊れるので注意orz

GPSモジュールから送られてきた情報を取得

● GPIOのRX/TXはRaspberryPi上では/dev/ttyAMA0に割り当てられている

● gpscatコマンド(python-gps pkg)で内容を取得する

$ sudo apt-get install python-gps$ gpscat -s 9600 /dev/ttyAMA0

$GPRMC,120834.000,V,0000.0000,N,00000.0000,E,000.0,000.0,280606,,,N*70

$GPGGA,120834.000,0000.0000,N,00000.0000,E,0,00,0.0,0.0,M,0.0,M,,0000*61

$GPGSA,A,1,,,,,,,,,,,,,0.0,0.0,0.0*30

$GPGSV,2,1,07,02,63,062,,26,59,190,,05,55,342,,10,30,043,*7B

$GPGSV,2,2,07,29,24,314,,15,23,212,,12,07,232,*46

:

GPSモジュールの情報をBluetoothでAndroidに送ってみる

● AndroidとRaspberryPiがペアリング出来ている状態で

$ gpscat /dev/ttyAMA0 > /dev/rfcomm0

● Andorid側はBluetooth Terminalを利用

AndroidでGPS情報として表示

● Bluetooth GPSを利用https://play.google.com/store/apps/details?id=googoo.android.btgps

● 「Enabke Mock GPS Provider」にチェックを付けることで他のAndroidアプリでもGPS情報が利用可能に

内蔵GPSをoffにしてももちろん動く

Androidのアプリを幾つか試す

● OSMAnd+ OK● GoogleMap OK● OSMTracker for Android NG● MyTrack NG(データ変換で行ける?)● Ingress NG

OSMAnd+

● GPS利用OK● ログ取りもOK● GPSステータスの処理はでき

ていない?

NG

いけるかも?

● GPSデータを変化すればいけるかも?

● ヘルスセンサ用かも?

これから

● Bluethooth自動接続

● DiskのRO化(電源断に対処するため)● GPSのデータをローカルに保存するようにする(領域を分けて保存できるようにする)● 持ち運びやすくする● 性能のいいGNSS GPS利用(SBU3333T MTK3333 TTLレベル 中国GPS北斗対

応)● iOS対応

● GPSコマンド利用

● その他– BUN/PAN等のプロトコルも試してみたい(Bluethoothモバイルルータ化)

参考URL

● "技適な Bluetooth GNSS/GPS レシーバーの作成と活用" https://dl.dropboxusercontent.com/u/90779460/Bluetooth_GNSS_receiver_201409.pdf

● "ja/BluetoothUser - Debian Wiki" https://wiki.debian.org/ja/BluetoothUser

● "Gentoo Linux ドキュメント -- Gentoo Linux Bluetoothガイド" https://www.gentoo.org/doc/ja/bluetooth-guide.xml