城市指南設備構建

2513542 2023-07-11 | zip | 0.37 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

功能性

該設備易于客戶使用，也易于旅游公司設置，只需幾分鐘，設備即可啟動并準備運行。在下雨或晴天時，CityGuide 將引導任何人穿過城市。

該設備操作非常簡單；使用 Sony Spresense 的機載 GNSS 模塊，它可以檢索個人的當前位置并對其進行處理，以查看他們是否位于地圖上的某個地標處。如果用戶在標記的位置；將播放地標的適當錄音，簡要告??知客戶他們所看到的背景。下圖顯示了功能概述。

功能概述

設置概述

供應商，在我們的例子中是旅游公司，必須在使用設備之前設置設備（在構建項目部分中找到設置項目的分步指南）。他們必須規(guī)劃用戶可以訪問的地標地圖，并記錄用戶到達所選地標時將播放的曲目。所有這些數(shù)據(jù)都必須放在 SD 卡上，然后輸入到設備中。

設備啟動

該設備需要在 SD 卡中輸入啟動時所需的所有數(shù)據(jù)。在這里，設備將讀取給定的數(shù)據(jù)，提取每個地標的位置，以及用戶在給定位置時要播放的名稱和 mp3 文件，并將數(shù)據(jù)保存到變量中。

然后設備將在所有提供的位置周圍創(chuàng)建一個網(wǎng)格，該網(wǎng)格將用于將用戶的當前地理位置與地標的位置進行比較，以便查看用戶是否位于地標處。

播放文件

如果設備可以確認用戶在地標處，它會播放該地標的文件并將音頻輸出到耳機插孔。如果兩個網(wǎng)格共享相同的位置，設備將播放它遇到的第一個地標的文件。

代碼概述

下圖說明了項目的代碼概述。

代碼概述

Get File Data從設備管理器提供的 SD 文件中檢索數(shù)據(jù)并進行處理。
Get GPS從 GNSS 模塊讀取當前地理位置。
If(GPS)檢查是否已從連接的衛(wèi)星接收到新的 GPS 數(shù)據(jù)，以及衛(wèi)星是否已修復。
Compare with Locations將接收到的地理位置與用戶輸入的地標的地理位置進行比較。
If(atLandmark)如果當前地理位置位于圍繞輸入的地理位置生成的網(wǎng)格內(nèi)，則觸發(fā)。
Play Audio為客戶端所在的地標播放適當?shù)囊纛l文件。

調(diào)試 LED

Spresense 板配備了 4 個調(diào)試 LED，其中 3 個被該應用程序用于調(diào)試目的。

1 / 2 ?調(diào)試 LED

LED 1是上圖頂部的第一個 LED。它用于指示設備的當前狀態(tài)。它在設備設置時閃爍，然后在算法運行時保持亮起。
LED 2為 GNSS 狀態(tài) LED，用于指示當前 GNSS 狀態(tài)。當設備正在搜索衛(wèi)星且尚未接收 GPS 數(shù)據(jù)時，LED 會閃爍；當設備鎖定到衛(wèi)星并正在接收可靠的地理定位數(shù)據(jù)時，LED 會保持亮起；如果設備未使用 GNSS，則 LED 會熄滅。
LED 3指示當前是否正在播放 mp3 文件。它會在播放設置時閃爍，并在播放文件時保持亮起，在沒有播放時熄滅。

播放概述

當音頻文件正在運行時，設備必須停止 GNSS 模塊，因為 GNSS 和音頻庫不能一起運行，在所有衛(wèi)星連接的情況下播放完文件后，GNSS 將恢復。

用戶可以使用提供的電位器來切換設備的音量。

電位器

。但是也可以瀏覽這些圖像，因為它們非常好。

該設備的設計方式使得一個位置只能訪問一次。到達該位置后，將播放該文件并將該位置標記為已看到，這可以防止該文件在客戶端第二次到達同一位置時播放。

1 / 2 ?在 GPO 前（都柏林）

好處

改用 CityGuide 的公司將受益于：

更大的自主權和易于設置
降低成本
快速部署
吸引客戶的專業(yè)方式

使用 CityGuide 的個人將受益于：

更快速地游覽這座城市
以他們的速度觀光
選擇要參觀的地標
集體或單獨參觀

構建項目

第1 步：所需設備

該項目不需要很多組件，因為大部分所需的傳感器和模塊都內(nèi)置在 Spresense 板中，材料清單如下。

1、索尼Spresense板
1、電位器
1、面包板
1、SD卡
耳機/耳機
跳線

所有組件

第 2 步：連接電路

所要做的就是將電位計連接到 Spresense 板上，原理圖如下所示。

原理圖

焊接電位器

由于用戶不會隨身攜帶面包板，因此必須將電位器焊接到 Spresense 板上。下面是一些焊接圖片。

1 / 2 ?獲取電位器

第 3 步：安裝 Arduino Spresense 庫

首先，我們需要包含使用 Arduino IDE 操作 Spresense 板所需的庫。使用板管理器可以輕松完成此操作。按照以下步驟指導您完成設置環(huán)境的步驟。

1 / 9 ?第一步是在您的計算機上打開 Arduino IDE

第 4 步：安裝端口實用程序

下面的指南將顯示下載和安裝所需的端口實用程序所需的步驟，以便從您的 Spresense 或向您的 Spresense 發(fā)送命令，反之亦然。本指南專為 Mac 用戶設計，使用此鏈接可幫助您在 PC 上安裝 Port Utility。

首先，為您的操作系統(tǒng)下載合適的實用程序。

窗戶在這里
Mac OSX在這里

1 / 5 ?現(xiàn)在，打開下載，單擊 .dmg 文件

請注意，Arduino 板無法在安裝實用程序的情況下運行，卸載它以在您的計算機上編程和使用 Arduino 或類似的板是至關重要的。

為了卸載VPC驅(qū)動程序。在 .dmg 文件中找到uninstaller.sh shell 腳本，然后使用Mac 上的終端運行它。這樣做；打開Terminal ，然后鍵入uninstaller.sh文件并將其ssh 拖放到 Terminal 窗口中。可能會要求您輸入密碼。

第 5 步：更新 Spresense 的固件

為了在您的 Spresense 開發(fā)板上運行項目；它需要更新到最新的固件。下面的指南說明了更新設備固件所需的步驟。

1 / 7 ?第一步是準備好 Spresense 板

第 6 步：安裝 MP3 解碼器

為了在 Spresense 板上播放 MP3 文件，設備上需要一個 MP3 解碼器。該解碼器可以安裝在設備的 SPI 閃存或 SD 卡上。我們將把它安裝在閃存上，這樣我們就不需要特定的 SD 卡來運行該項目。下面的步驟說明了安裝解碼器的步驟。

1 / 7 ?下載并打開下面代碼部分提供的 MP3DecoderInstaller Arduino 草圖

第 7 步：設置 SD 卡

為了在您的項目中使用 SD 卡，必須將其適當格式化為 FAT。下面的步驟顯示了如何在 Mac 上完成此操作。

1 / 8 ?獲取您將使用的 SD 卡

第 8 步：準備文件

現(xiàn)在我們必須在 SD 卡上設置文件，這些文件將用于識別設備的地標并為其提供聲音文件以在特定地標處播放。SD 卡上需要以下文件。

Datalog.txt是管理員輸入地標和相關數(shù)據(jù)的文本文件
mp3文件用作設備到達適當?shù)貥藭r將播放的文件。

datalog.txt文件是設備的核心，項目運行所需的所有數(shù)據(jù)都包含在該文件中。經(jīng)理可以在地圖上添加任意數(shù)量的地標，他們所要做的就是在文件中為該地標添加一行。下圖說明了必須格式化專用于地標的線的方式。

數(shù)據(jù)記錄格式化概述

GPO是線上表示的地標的名稱。它可以是任何東西，但不能包含空格。
53.349430,-6.260235是地標的地理位置，獲取這個位置在下面的指南中有描述。緯度和經(jīng)度由分號分隔，沒有空格。
fileA.mp3是當用戶位于特定位置時播放的文件，在我們的例子中是 GPO。請注意，名稱中不允許有空格，.mp3必須包含在末尾并且名稱不能包含數(shù)字。
每個部分之間包含一個空格。

記住上圖，我們可以開始自定義datalog.txt文件。下面的圖片將指導您完成整個過程。

1 / 20 ?打開谷歌地圖

第 9 步：確認代碼

代碼有 3 個主要部分，每個部分都很大。

獲取標清設置
獲取和處理 GPS
播放音頻文件

它們都在下面詳細介紹。

獲取標清設置

void getData()
{
 Serial.println("Getting Data");
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("Locating File");
 Serial.println("  OK - Preparing Variables");
 int space = 0;
 int comma = 0;
 String localName[10];
 String localSound[10];
 String localRawLocation[10];
 String localLatitude[10];
 String localLongitude[10];
 Serial.println("  OK - Opening File 'datalog.txt'");
 myFile = SD.open("datalog.txt");
 Serial.println("  OK - Verifying Presence");
 if(myFile)
 {
   Serial.println("  Success - File Loaded");
   Serial.println("");
   Serial.println("Extracting Data");
   Serial.println("  OK - Beginning Final Extraction");
   while(myFile.available())
   {
     char c = myFile.read();
     if(c == '\n')
     {
       newLine++;
     }
     else if(c == ' ')
     {
       space++;
     }
     else
     {
       if(space == 0)
       {
         localName[newLine] += c;
       }
       else if(space == 1)
       {
         if(c == ',')
         {
           comma++;
         }
         else if(comma == 0)
         {
           localLatitude[newLine] += c;
         }
         else
         {
           localLongitude[newLine] += c;
         }
         localRawLocation[newLine] += c;
       }
       else if(space == 2)
       {
         localSound[newLine] += c;
         if(c == '3')
         {
           space = 0;
           comma = 0;
         }
       }
     }
   }
   // parse the local data into the struct
   for(int i = 0; i < (newLine + 1); i++)
   {
     landmark[i].name = localName[i];
     landmark[i].sound = localSound[i];
     landmark[i].rawLocation = localRawLocation[i];
     landmark[i].latitude = localLatitude[i].toFloat();
     landmark[i].longitude = localLongitude[i].toFloat();
   }
 }
 else
 {
   Serial.println("  Error - File not Present");
   Serial.println("  OK - Terminating Algorithm");
   Serial.println("________________________________________");
   Serial.println("");
   terminateLEDS();
   while(1) {};
 }
 myFile.close();
 Serial.println("  Success - Data Loaded Locally");
 Serial.println("");
 feedback();
 drawGrid();
}
  
void feedback()
{
 Serial.println("Data Feedback");
 Serial.println("  OK - Dumping All Data");
 Serial.println("");
 for(int i = 0; i < (newLine + 1); i++)
 {
   Serial.print("Struct "); Serial.println(i);
   Serial.print("  location name   "); Serial.println(landmark[i].name);
   Serial.print("  sound file      "); Serial.println(landmark[i].sound);
   Serial.print("  raw location    "); Serial.println(landmark[i].rawLocation);
   Serial.print("  latitude        "); Serial.println(landmark[i].latitude, 4);
   Serial.print("  longitude       "); Serial.println(landmark[i].longitude, 4);
 }
 Serial.println("");
 Serial.println("  Success - Data Dumped");
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("");
}
  
void drawGrid()
{
 Serial.println("Generating Grids");
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("Mapping Grid Around Co-ordinates");
 Serial.println("  OK - Looping through landmarks");
 for(int i = 0; i < (newLine + 1); i++)
 {
   landmark[i].maxLat = landmark[i].latitude + 0.001;
   landmark[i].minLat = landmark[i].latitude - 0.001;
   landmark[i].maxLng = landmark[i].longitude + 0.001;
   landmark[i].minLng = landmark[i].longitude - 0.001;
 }
 Serial.println("  Success - Grids Generated");
 Serial.println("");
 Serial.println("Dumping Grid Data");
 Serial.println("  OK - Dumping Grid Data");
 Serial.println("");
 for(int i = 0; i < (newLine + 1); i++)
 {
   Serial.print("Struct "); Serial.println(i);
   Serial.print("  max lat   "); Serial.println(landmark[i].maxLat, 4);
   Serial.print("  min lat   "); Serial.println(landmark[i].minLat, 4);
   Serial.print("  max lng   "); Serial.println(landmark[i].maxLng, 4);
   Serial.print("  min lng   "); Serial.println(landmark[i].minLng, 4);
 }
 Serial.println("");
 Serial.println("  Success - Data Dump Complete");
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("");
}

這部分代碼由3個循環(huán)組成。總的來說，這部分從datalog.txt中讀取數(shù)據(jù)并進行處理。

getData()讀取文件并從中提取數(shù)據(jù)，計算輸入的位置數(shù)以及所有這些位置的詳細信息。
feedback()將接收到的數(shù)據(jù)打印到串行監(jiān)視器以允許用戶調(diào)試數(shù)據(jù)文件
drawGrid()在所有輸入的地理位置周圍繪制一個網(wǎng)格，如果客戶端位于這些網(wǎng)格之一內(nèi)，則設備會播放適當?shù)穆曇粑募?/font>

獲取和處理 GPS

void startGPS(bool hot)
{
 Serial.println("");
 digitalWrite(LED0, HIGH);
 Serial.println("Initialising GNSS");
 Serial.println("  OK - Setting Debug");
 gnss.setDebugMode(PrintInfo); // set the mode to print info
 Serial.println("Initialising Module");
 if(gnss.begin() != 0)
 {
   Serial.println("  Error - Module Failed to Initialise");
   digitalWrite(LED0, LOW);
   while(1) {};
 }
 else
 {
   Serial.println("  OK - Setting Elements");
   gnss.select(QZ_L1CA);
   gnss.select(QZ_L1S);
   Serial.println("  OK - Starting Positioning");
   if(hot)
   {
     if(gnss.start(HOT_START) != 0)
     {
       Serial.println("  Error - Start Failed");
       digitalWrite(LED0, LOW);
       while(1) {};
     }
     else
     {
       Serial.println("  Success - GNSS Setup Complete");
     }
   }
   else
   {
     if(gnss.start(COLD_START) != 0)
     {
       Serial.println("  Error - Start Failed");
       digitalWrite(LED0, LOW);
       while(1) {};
     }
     else
     {
       Serial.println("  Success - GNSS Setup Complete");
     }
   }
 }
 digitalWrite(LED0, HIGH);
 delay(500);
}
  
void processGPS(SpNavData *pNavData)
{
 char dataBuffer[STRING_BUFFER_SIZE];
 // print number of satellites
 snprintf(dataBuffer, STRING_BUFFER_SIZE, "numSat:%2d, ", pNavData->numSatellites);
 Serial.print(dataBuffer);
 // print the location data
 Serial.print(" ");
 if(pNavData->posFixMode == FixInvalid)
 {
   Serial.print("NO FIX  ");
 }
 else
 {
   Serial.print("FIX     ");
 }
 if(pNavData->posDataExist == 0)
 {
   Serial.println("No Geolocation");
 }
 else
 {
   gpsLatitude = pNavData->latitude;
   gpsLongitude = pNavData->longitude;
   Serial.print(gpsLatitude, 6); Serial.print(","); Serial.println(gpsLongitude, 6);
   checkLocation();
 }
}
  
void checkLocation()
{
 for(int i = 0; i < (newLine + 1); i++)
 {
   if(gpsLatitude <= landmark[i].maxLat && gpsLatitude >= landmark[i].minLat &&
      gpsLongitude <= landmark[i].maxLng && gpsLongitude >= landmark[i].minLng )
   {
     if(landmark[i].visited)
     {
       Serial.println("  [1/2] Already Visited");
       delay(500);
     }
     else
     {
       Serial.println("  [1/2] First Visit");
       delay(1000);
       Serial.println("  OK - Checking Data");
       Serial.print("  landmark name       "); Serial.println(landmark[i].name);
       Serial.print("  landmark sound file "); Serial.println(landmark[i].sound);
       Serial.println("  [2/2] Calling 'playFile' with audio file");
       Serial.println("  OK - Calling Function");
       Serial.println("");
       attachFile(landmark[i].sound);
       landmark[i].visited = true;
       break;
     }
   }
 }
}

這一段也是由3個循環(huán)組成。它負責設置和啟用 GNSS 模塊以及連接和檢索來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。

startGPS()初始化 GNSS 模塊，這不是在setup()循環(huán)中完成的，因為 GNSS 模塊在播放音頻之前被禁用并且必須再次啟用。
processGPS()在void()循環(huán)中進行讀取后處理 GNSS 模塊返回的數(shù)據(jù)并提取地理位置。
checkLocation()根據(jù)先前生成的網(wǎng)格檢查 GNSS 模塊接收到的地理位置，以檢查客戶端是否位于地標處。

播放音頻文件

void attachFile(String fileName)
{
 Serial.println("");
 Serial.println("Setting Up File");
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("Finalising Setup");
 digitalWrite(LED2, HIGH);
 delay(500);
 digitalWrite(LED2, LOW);
 Serial.println("");
 Serial.println("Locating File");
 Serial.println("  OK - Opening File");
 Serial.print("  OK - Locating "); Serial.println(fileName);
 soundFile = SD.open(fileName);
 if(!soundFile)
 {
   Serial.println("  Fatal Error - File Not Present");
   Serial.println("________________________________________");
   Serial.println("");
   delay(500);
   return;
 }
 else
 {
   Serial.println("  Success - File Located");
 }
 Serial.println("");
 Serial.println("Analysing Format");
 Serial.println("  OK - Getting Frames to Analyse");
 int err = theAudio->writeFrames(AudioClass::Player0, soundFile);
 Serial.println("  OK - Analysing Data");
 if(err != AUDIOLIB_ECODE_OK)
 {
   Serial.println("  Fatal Error - File Formatation is Bad");
   soundFile.close();
   Serial.println("________________________________________");
 }
 else
 {
   Serial.println("  Success - Formatation is Good");
 }
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("");
 playFile(fileName);
}
void playFile(String fileName)
{
 Serial.println("Playing File");
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("  OK - Pausing GNSS");
 gnss.stop();
 Serial.print("Playing "); Serial.println(fileName);
 theAudio->startPlayer(AudioClass::Player0);
 digitalWrite(LED2, HIGH);
 while(1) // main playback loop
 {
   Serial.print(".");
   int rawPot = analogRead(A0);
   int volume = map(rawPot, 0, 1024, -700, 0);
   theAudio->setVolume(volume); // set the volume to the position of the potentiometer
   int err = theAudio->writeFrames(AudioClass::Player0, soundFile);
   if(err == AUDIOLIB_ECODE_FILEEND) // end of file record
   {
     Serial.println("");
     break;
   }
   if(err)
   {
     Serial.println("");
     Serial.println("  Error - Playback Error");
     Serial.print("  OK - Error ID "); Serial.println(err);
     break;
   }
   usleep(40000);
 }
 theAudio->stopPlayer(AudioClass::Player0);
 soundFile.close();
 digitalWrite(LED2, LOW);
 Serial.println("  OK - Playback Terminated");
 delay(500);
 Serial.println("  OK - Restarting GNSS");
 startGPS(true);
 Serial.println("________________________________________");
 Serial.println("");
 delay(500);
}

這部分代碼控制mp3文件的播放，設置文件然后播放。

attachFile()設置播放，它開始播放程序，檢查文件是否存在并驗證以確保 mp3 文件格式正確且?guī)勺x。
playFile()通過禁用 GNSS 模塊開始播放，完成設置，然后實際播放文件，直到完成，用戶可以在文件播放時使用電位器控制播放音量。

設置變量

現(xiàn)在已經(jīng)描述了代碼，一些變量必須個性化，以便從項目中獲得最佳體驗。要編輯的第一個變量是proDebug，此變量控制串行打印。如果啟用（設置為true），則設備需要連接到計算機并啟用串行監(jiān)視器。默認設置為false，因為必須將其設置為false才能在字段上操作。

第二個變量不需要實際編輯，但必須調(diào)整索引。名為的結構Landmark用于保存所有與地標相關的數(shù)據(jù)，下面包含具有該結構的代碼片段。

struct Landmark
{
 // strings
 String name;
 String sound;
 String rawLocation;
 // actual location
 float latitude;
 float longitude;
 // grid co-ordinates
 float maxLat;
 float minLat;
 float maxLng;
 float minLng;
 // extras
 bool visited;
};
  
Landmark landmark[10];

如上所示，包括從名稱到是否已經(jīng)訪問過該位置的所有內(nèi)容。必須更改的是下面的聲明，它創(chuàng)建了一個結構實例數(shù)組。目前，我有 10 個地標的索引，經(jīng)理必須將此數(shù)字更改為他們已包含在文件中的地標數(shù)量。如果少于 10 個，則可以保留原樣。就是這樣。

圖書館

SDHCI - Copyright (c)2018 Sony Semiconductor Solutions Corporation根據(jù)GNU Lesser General PublicLicense這個庫在公共領域
GNSS - Copyright (c)2018 Sony Semiconductor Solutions Corporation根據(jù)GNU Lesser General PublicLicense這個圖書館在公共領域
音頻- Copyright (c)2018 Sony Semiconductor Solutions Corporation根據(jù)GNU Lesser General PublicLicense這個圖書館在公共領域

最后

最后一步是將設備插入計算機并上傳草圖。功耗方面，我已經(jīng)將 Spresense 板連接到移動電源，它應該可以使用幾次，然后才需要充電。

然后最后一步是封裝項目以使其可移植且美觀。我為該項目的外殼設計了一些快速示意圖，附在下面。

外殼示意圖

我制作了外殼并完成得很好。我最終得到了一個看起來像這樣的盒子。

1 / 4 ?頂部

所以在我完成原始盒子之后，是時候?qū)ζ溥M行編輯并為電位器鉆一些孔并訪問板載 SD 卡模塊和板載耳機插孔。下面的步驟顯示了如何完成外殼并將設備安裝到其中。

1 / 12 ?首先，必須在可拆卸的前蓋上做一個方形切口和一個孔

所以現(xiàn)在，您已準備好在現(xiàn)場使用該設備。請注意，在冷啟動時，設備需要大約 10 分鐘才能鎖定足夠多的衛(wèi)星來收集地理定位數(shù)據(jù)。就是這樣！

背景

我花了一段時間思考使用 Spresense 開發(fā)板的偉大項目。問題是你可以用 Spresense 板做任何東西，所以很難想出完美的想法。但我認為我實現(xiàn)了一個偉大項目的想法。旅游方式的徹底改變。建立在你進入博物館的設備上，當你插入你正在看的東西的 ID 時，那個帶耳機的設備會告訴你你正在看的東西。

它剝離了這個想法，用一個自動系統(tǒng)代替手動按鈕選擇，當客戶到達一個位置時播放。按照您的節(jié)奏創(chuàng)造未來的觀光。