[更新教程]【NB-IoT 物联网开发板 TinkerNode】GPS追踪器

hello，大家好。通过之前的项目学习，相信大家已经对TinkerNode NB-IoT物联网开发板（以下简称TinkerNode）有了一定的了解。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.

元器件清单

TinkerNode NB-IoT物联网开发板-TinkerNode系列-DFRobot创客商城

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。

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）。

打开阿里云-上云就上阿里云 (aliyun.com)，选择产品->物联网IOT->物联网应用开发。

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“GPSTracker”，如下图所示。

创建完成后，我们会进入“GPSTracker”项目的管理页面，如下图所示。

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。

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。

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。

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，编辑草稿，添加标准功能 ，如下图所示。

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。

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。

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）”。

在编辑草稿中，点击添加自定义功能，如下图所示。

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。

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/°

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/°

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

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
1	WGS_84
2	GCJ_02

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。

弹出的窗口中，产品选择“GPS跟踪器”，设置DeviceName为device1，点击提交，如下图所示。

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。

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"  
}"复制代码

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"  }"));复制代码

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。

//配置证书信息
String ProductKey = "Your_Product_Key";
String ClientId = "12345";
String DeviceName = "Your_Device_Name";
String DeviceSecret = "Your_Device_Secret";复制代码

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。

//配置产品标识符
String Identifier = "Your_Identifier";复制代码

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。

//需要发布和订阅的Topic
const char * subTopic = "Your_sub_Topic";//****set
const char * pubTopic = "Your_pub_Topic";//******post复制代码

注意替换Topic信息中的device

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。

进入设备页面后，点击物模型数据，点击查看数据，可以看到TinkerNode上传的GPS信息，如下图所示。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。