【NB-IoT 物联网开发板 TinkerNode】GPS追踪器
hello，大家好。这次项目我们将用TinkerNode制作一个车载GPS跟踪器，学习和使用TinkerNode的GPS功能，并使用NB-IoT技术将GPS信息上传至阿里云平台，通过云端查询实时路径。项目的主要目的：
①学习TinkerNode的GPS功能的使用
②学习阿里云平台GPS相关功能的使用
项目视频
为了方便大家进行学习，我们为大家提供了视频版本的项目教程.
https://www.bilibili.com/video/BV1Bt4y127JJ?from=search&seid=13581575998769719496
元器件清单
TinkerNode NB-IoT开发板 x1
1.项目相关功能介绍
首先，我们先来了解一下本次项目中使用到TinkerNode的功能。
GPS
TinkerNode板载的BC20模组，除了NB-IoT功能外，还带有GNSS定位功能，可以识别GPS和BeiDou两种卫星定位系统。
在使用GPS功能前，需要按照产品wiki将GNSS的陶瓷天线安装在TinkerNode的GNSS天线接口上，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022633r2tl2b2mwlz2dzkk.jpg
PS：在使用GNSS定位功能时，天线要朝向天空，且无遮挡。
2.阿里云平台配置
了解完GNSS功能后，我们开始项目的制作。和之前的项目相同，我们首先需要进行阿里云平台的配置，然后为项目创建产品和设备，配置产品自定义功能（物模型）。
在物联网平台的页面左侧，选择IoT Studio -> 项目管理，点击新建项目，新建一个空白项目，项目名称为“GPS Tracker”，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022637k5yc7q0mczl5mpmy.jpg
创建完成后，我们会进入“GPS Tracker”项目的管理页面，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022635jqrrmcfqzqxfarzp.jpg
新建产品
在项目管理页面左侧的功能栏点击产品，在弹出的产品页面中选择新建产品，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022639qlp1s97p12hipep1.jpg
产品的名称填写“GPS跟踪器”，所属品类选择“自定义品类”，其他选项默认，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022639hzzhige75ii7mitu.png
完成后点击保存，此时已经在项目下创建了一个名为“GPS跟踪器”的新产品。
功能定义
接下来，我们需要为产品添加功能，也叫作定义产品的“物模型”，物模型创建的过程就是通过协议描述产品的功能，定义产品有几组传感器数据，有什么控制功能，数据的类型是什么。
点击“GPS跟踪器”产品后的查看，进入该产品的管理页面，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022633ajcnfjubycck7cfw.jpg
在这里我们要对产品进行功能定义，与之前的项目不同的是，除了自定义功能的方式外，本次项目还可以使用阿里云平台已经内置的标准功能，接下来我将会为大家分别介绍这两种方法。
①标准功能
阿里云平台为了方便客户的使用，内置了多种可以直接使用的标准功能，省去了繁杂的配置过程，节省了客户的开发时间。
选择功能定义 -> 标准功能 -> 添加标准功能 ，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022636z1zatg7wzcahqtj4.jpg
在窗口的搜索栏中，输入“地理位置”，选择任意一个标识符为“GeoLocation”的标准功能，选择后该功能会出现在右侧的已选功能栏，然后点击确定，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022640vlpypuyl0hg7oolg.jpg
添加完成后，可以看到对应的产品功能已经出现在了产品的功能定义中，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/024429xib6lisjjtj9sjzb.jpg
②自定义功能
如果需要后续自行开发其他功能，想要了解向阿里云平台上传信息时的JSON协议格式，大家也可以进行自定义的功能配置。
PS：如果要进行自定义功能配置，需要删除刚刚创建的标准功能。
在“车载GPS跟踪器”这个项目中，我们需要向云端上传GNSS定位信息中的，经度、纬度和高度，并选择相应的坐标类型，共四个数据。由于TinkerNode与阿里云之间使用的是JSON进行通讯，所以在配置自定义功能时，数据类型要选择“struct（结构体）”。
在功能定义中选择自定义功能，点击添加自定义功能，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022636qai42f9rl71nn2jf.jpg
在弹出的窗口中填写相关信息，功能名称填写为“地理位置”，标识符填写为“GeoLocation”，数据类型选择“struct（结构体）”，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085933f55kml7g4ecgeof4.jpg
接下来，让我们为结构体添加JSON对象的参数信息。前面我们已经说过，我们需要上传四个GPS的信息，分别是经度、纬度、高度和坐标类型。
①经度
点击新增参数，按照下面的表格在弹出的窗口中填写对应信息，如下图所示。
参数名称经度
标识符Longitude
数据类型double（双精度浮点型）
取值范围-180~180
步长0.01
单位度/°
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085933tcvqr1z7v6e6aboh.jpg
②纬度
按照下列表格，填写相关信息。注意纬度的取值范围是“-90~90”，完成后如下图所示。
参数名称纬度
标识符Latitude
数据类型double（双精度浮点型）
取值范围-90~90
步长0.01
单位度/°
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085934niofooojincq0c3d.jpg
③高度
按照下列表格，填写相关信息。
参数名称高度
标识符Altitude
数据类型double（双精度浮点型）
取值范围0~9999
步长0.01
单位米/m
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/093116mmls66h6dmelr8y4.jpg
④坐标系统
为了描述或确定位置，必须建立坐标系统，坐标只有存在于某个坐标系统才有实际的意义与具体的位置。以下是两种不同类型的坐标类型：
WGS_84：国际经纬度坐标标准。
GCJ_02：由国测局制定，是对地理位置进行首次加密后的一种坐标类型。
按照下列信息，填写相关信息。
参数名称坐标系统
标识符CoordinateSystem
数据类型enum（枚举型）
接下来我们需要为坐标系统增加两个枚举项，信息如下表所示。
参数值参数描述
1WGS_84
2GCJ_02
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/093116nka50vi0qv2t2fii.jpg
新增设备
完成了产品的功能定义之后，接下来我们需要为产品建立一个设备，这样就可以将TinkerNode连接到阿里云平台，并上传GPS信息了。
在项目管理页面左侧的功能栏点击设备，在弹出的设备页面中选择新增设备，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022640ivqvhkcj5scj6nqd.jpg
弹出的窗口中，产品选择“GPS跟踪器”，添加方式选择自动生成，设备数量填写1，点击提交，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022640ytzdcfmmfnfjtpzc.jpg
3.硬件相关配置
代码调试
在附件中下载项目代码。
①上传数据格式
在于阿里云进行通信时，需要通过JSON格式进行通信，我们可以从阿里云的官方文档中，找到GPS功能的上传请求示例，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085930ssa4q0n140k6sv1a.jpg
在Arduino代码中，我们需要添加一些转义字符，并将相应的变量名填写到相应位置，最终效果如下列代码所示。
注意：在阿里云中只能使用，国际标准的定位坐标标准，即CoordinateSystem设定为1。
"{
\"id\":"+ClientId+",
\"params\":{
\""+Identifier+"\":{
\"value\":{
\"Longitude\":"+String(sGGNS.LongitudeVal,6)+",
\"Latitude\":"+String(sGGNS.LatitudeVal,6)+",
\"Altitude\":"+String(sGGNS.Altitude,6)+",
\"CoordinateSystem\":"+(String)1+"
}
}
},
\"method\":\"thing.event.property.post\"
}"
在实际使用中，我们通过TinkerNode的NB-IoT功能向阿里云上传数据时，需要在代码中调用函数"myBC20.publish()"向指定的设备上传数据，实际使用时需要删除换行，代码如下所示。
myBC20.publish(pubTopic, ("{\"id\":"+ClientId+",\"params\":{\""+Identifier+"\":{\"value\":{\"Longitude\":"+String(sGGNS.LongitudeVal,6)+",\"Latitude\":"+String(sGGNS.LatitudeVal,6)+",\"Altitude\":"+String(sGGNS.Altitude,6)+",\"CoordinateSystem\":"+(String)1+"}}},\"method\":\"thing.event.property.post\"}"));
②阿里云相关配置
我们需要根据阿里云平台的配置信息，在项目代码中做对应的修改。
在设备页面查看设备证书信息，填写在代码中对应位置。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085932vrov2j8t7ktsjf77.jpg
//配置证书信息
String ProductKey = "Your_Product_Key";
String ClientId = "12345";
String DeviceName = "Your_Device_Name";
String DeviceSecret = "Your_Device_Secret";
在产品页面查看产品的功能标识符，填写在代码中对应位置。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085931je1bzwb2b2x5mkdm.jpg
//配置产品标识符
String Identifier = "Your_Identifier";在设备管理页面，查看物模型Topic信息，填写在代码中对应位置。物模型Topic是阿里云平台自动生成的，服务端和设备端通过Topic来实现消息通信。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085931p47ls13h3s7f24rc.jpg
//需要发布和订阅的Topic
const char * subTopic = "Your_sub_Topic";//****set
const char * pubTopic = "Your_pub_Topic";//******post
全部配置完成后，将代码上传至TinkerNode主控板。待代码上传完成后，就可以在阿里云平台上看到设备上传的位置信息了。
查看云平台信息
待代码上传完成后，进入GPS Tracker设备页面，可以看到设备已经是在线状态，点击查看，进入该设备的管理页面，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022638z29z9l22mm2e2kc0.jpg
进入设备页面后，点击运行状态，点击查看数据，可以看到TinkerNode上传的GPS信息，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022635aqyddpmyq2nhd2z3.jpg
至此，我们已经将GPS信息上传到了云平台。接下来我们将会使用阿里云平台的IoT Studio中的可视化页面功能，将上传的GPS信息展示在地图上。
4.可视化页面制作
点击主页，新建一个Web应用。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022638p2ukiqpu0ksedx2j.jpg
名称填写“GPS地图”，点击确认，进入可视化开发界面。
点击左侧的组件，将“设备地图”拖拽到画布中，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022634uag4uvbewv3vq3bt.jpg
点击地图组件，点击右侧的“编辑设备地图”，选择地图组件上显示的设备，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022634aqxo1sabdqxdqgao.jpg
进入设备地图编辑器后，点击选择产品，在弹出的窗口中，选择“GPS跟踪器”产品，点击确定。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/022640phq3amme4kgbbej3.png
回到可视化开发界面，点击右上角的预览。在弹出的窗口，选择对应的设备，就可以在地图上查看定位信息了。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/13/085930i5iyy7fju55dvyj5.jpg
PS：GPS定位信息同步至地图时，并不完全准确。这是由于地图信息被加密导致的，这是保证国土信息安全的重要手段之一。
5.数据分析
阿里云平台还可以对上传的GPS数据进行数据分析。包括了历史轨迹、热力图和电子围栏等功能。
PS：由于阿里云平台中该部分功能处于频繁更新阶段，可能导致教程中一些接口位置与实际不同。
在物联网平台界面中，点击数据分析。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/091831xrn4t8r84vmzrjcm.jpg
进入到数据分析的页面，在上方的菜单栏中选择“实验室”，可以在页面中看到“空间数据可视化”的功能，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/085412wh9do1lhkykbblkd.jpg
在弹出的页面中，点击创建场景，数据来源选择“物联网平台”，完成后点击下一步，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/085411sjk8h5kl55hp5j5f.jpg
接下来，场景名称填写为“车载GPS”，目标产品选择之前创建的“GPS追踪器”产品，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/085411oa11d8bdc8c8b8q8.jpg
点击确定后，会自动进入空间数据可视化界面。在做左上角选择对应的设备，既可以看到实时的GPS定位信息，如下图所示。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/085411wdpfm9yuyyaaop41.jpg
为了测试阿里云平台的历史轨迹信息，我将GPS追踪器安装在了汽车上。在出去跑了一圈之后，再打开可视化页面。点击右上角的历史轨迹，选择对应的时间段和设备，选择“平滑轨迹线”，云平台会将轨迹点同步到对应的道路上。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/085412b5c6w3sod85czdko.jpg
配置完成后就可以看到选择时间段的历史轨迹，点击右上角的播放箭头，即可观看轨迹动图。
https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/album/202004/16/083217fgnqemi4c1r00gze.gif
有个重要信息，向dfrobot报告下。
阿里云现在1分钟限制5次连接，连接过于频繁会被阿里云重置。
而例程里面的代码：
myBC20.getCLK();// Get CLK from BC20
myBC20.getQGNSSRD();
myBC20.loop();
myBC20.publish(pubTopic, ("{\"id\":"+ClientId+",\"params\":{\""+Identifier+"\":{\"value\":{\"Longitude\":"+String(sGGNS.LongitudeVal,6)+",\"Latitude\":"+String(sGGNS.LatitudeVal,6)+",\"Altitude\":"+String(sGGNS.Altitude,6)+",\"CoordinateSystem\":"+(String)2+"}}},\"method\":\"thing.event.property.post\"}"));
Serial.println("Data is published to cloud.");
delay(10000);
是默认10000ms的，建议改到12000ms以上。
否则只会间歇性在线。 代码编译后显示这个错误，咋回事呢
F:\BaiduNetdiskDownload\sketch_apr05a\NB_Prj4.ino: In function 'void setup()':
NB_Prj4:37:6: error: redefinition of 'void setup()'
void setup(){
^
F:\BaiduNetdiskDownload\sketch_apr05a\sketch_apr05a.ino:1:6: note: 'void setup()' previously defined here
void setup() {
^
F:\BaiduNetdiskDownload\sketch_apr05a\NB_Prj4.ino: In function 'void loop()':
NB_Prj4:67:6: error: redefinition of 'void loop()'
void loop(){
^
F:\BaiduNetdiskDownload\sketch_apr05a\sketch_apr05a.ino:6:6: note: 'void loop()' previously defined here
void loop() {
^
exit status 1
redefinition of 'void setup()'
每过一段时间，设备被踢，日志显示如下内容。
{"Content":"offline, lastActiveTime=1602816601849","Reason":"Keepalive timeout after 120sec, ip:36.113.19.208","clientId":"Tinker_A"}
阿里云的回答是：
超过保活时间，设备没有发心跳包给云端，云端判定设备下线了
Keep AliveConnect指令中需包含Keep Alive（保活时间）。保活心跳时间取值范围为30至1200秒。
如果心跳时间不在此区间内，物联网平台会拒绝连接。建议取值300秒以上。如果网络不稳定，将心跳时间设置高一些。
这个需要在连接段设置。
请问，代码段要做哪些设置呢? 这个好，顶一个 我也在写，不过是通过百度鹰眼追踪 教程详细，板子功能也强大{:7_216:} 大佬呀，学习了 666好学习了 这个满实用的 为了创造点
好实用，效果非常不错 这个必须学习一下.感谢分享! 厉害{:6_213:} 购买了TinkerNode，测试 这个NB-IOT的通讯功能不起作用，一直处于连接状态，是因为没有信号还是sim卡有问题呢。 前辈ClientID、subTopic、pubTopic分别是具体哪个呀 gps那个 按照教程我的设备没有在线 506798599 发表于 2020-4-25 02:19
购买了TinkerNode，测试 这个NB-IOT的通讯功能不起作用，一直处于连接状态，是因为没有信号还是sim卡有问题 ...
可以找商城的客服问一下，有可能是所在地区没有NB-IoT信号 幻想家 发表于 2020-4-25 10:49
前辈ClientID、subTopic、pubTopic分别是具体哪个呀 gps那个 按照教程我的设备没有在线 ...
这一部分可以参考第一期里面对应的内容，https://mc.dfrobot.com.cn/thread-303693-1-1.html DFSH_Faith 发表于 2020-4-26 10:16
这一部分可以参考第一期里面对应的内容，https://mc.dfrobot.com.cn/thread-303693-1-1.html ...
前辈，我的设备状态一直是“”未激活”，我查帖子也没有相关的激活教程，您能指导我一下么，我的代码应该没问题 幻想家 发表于 2020-4-28 08:16
前辈，我的设备状态一直是“”未激活”，我查帖子也没有相关的激活教程，您能指导我一下么，我的代码应该 ...
未激活是因为设备还没有第一次连接至云平台，设备初次连接至云平台后，即可自动激活 厉害，学习了。 666 厉害 我这里老是出现这个问题：
板子是TinkerNode NB-IOT的，
A fatal error occurred: Failed to connect to ESP32: Timed out waiting for packet header
有什么办法吗？网上说按住“boot”，板上没有
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