مراقبة الطيران باستخدام Raspberry PI و DVB Stick: 3 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

إذا كنت مسافرًا متكررًا ، أو مجرد شغوف بالطائرات ، فيجب أن يكون لدى Flightradar أو Flightaware موقعان على الويب (أو تطبيقات ، حيث توجد أيضًا تطبيقات للهاتف المحمول) ستستخدمها يوميًا.

كلاهما يسمح لك بتتبع الطائرات في الوقت الفعلي ، ومشاهدة حظائر الطيران ، والتأخيرات ، وما إلى ذلك.

تستخدم مواقع الويب أنظمة مدمجة للحصول على البيانات من الطائرات ، ولكن في الوقت الحاضر أصبح بروتوكول ADB-S أكثر شيوعًا وانتشارًا على نطاق واسع.

الخطوة 1: بروتوكول ADS-B

المراقبة التلقائية التابعة ، أو ADS-B قريبًا ، كما هو مذكور في ويكيبيديا:

"المراقبة التلقائية التابعة - البث (ADS-B) هي تقنية مراقبة تحدد فيها الطائرة موقعها عبر الملاحة عبر الأقمار الصناعية وتبثها بشكل دوري ، مما يتيح تتبعها. يمكن تلقي المعلومات من قبل المحطات الأرضية لمراقبة الحركة الجوية كبديل للرادار الثانوي. ويمكن أيضًا استقباله من قبل الطائرات الأخرى لتوفير الوعي بالحالة والسماح بالفصل الذاتي. ADS-B "تلقائي" من حيث أنه لا يتطلب إدخال طيار أو إدخال خارجي. وهو "معتمد" من حيث أنه يعتمد على البيانات من نظام الملاحة بالطائرة. [1]"

يمكنك قراءة المزيد عنه هنا:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

النظام معقد ، للمهتمين بالتفاصيل ، ويكيبيديا هي نقطة جيدة للبدء.

باختصار ، تنقل الطائرات على تردد 1090 ميجاهرتز العديد من بيانات الطيران ، والتي تحتوي على معلومات مثل السرعة والارتفاع والعنوان والندقة والإحداثيات التي يمكن استخدامها بواسطة التحكم الأرضي أو الطائرات الأخرى لتحديد الطائرة وموقعها الدقيق.

هذا نظام ثانوي للرادار المشترك ، لكن سيتم تقديمه على أنه إلزامي في المزيد والمزيد من الطائرات.

يمكن تخزين هذه المعلومات مؤقتًا عبر أجهزة استقبال مخصصة وإرسالها إلى مواقع الويب المتخصصة التي تنشئ قاعدة بيانات "حية" حول الطائرة.

هؤلاء webistes هم:

رادار الرحلة

www.flightradar24.com/

فلايت وير

flightaware.com/

الخطوة 2: تغذية البيانات بجهاز كمبيوتر Raspberry PI أحادي اللوحة و DVB-T USB Stick

غالبًا ما تقدم هذه المواقع معدات قادرة على استقبال ADB-S والتي ستقوم بتحميل البيانات إلى قاعدة بياناتها من أجل تحسين التغطية. بالطبع ، لا يقدمونها إلا في حالة زيادة موقع التثبيت الخاص بك من التغطية الحالية.

في المقابل ، ستحصل على حساب مميز غير محدود يتيح لك الوصول إلى الكثير من المعلومات الإضافية إلى جانب الحسابات المجانية. بالطبع ، سوف تتخلص من الإعلانات أيضًا.

لكنك لست بحاجة إلى مستقبل ADB-S احترافي ومكلف. يمكنك بناء واحد باستخدام بضعة دولارات (بشكل عام أقل من 100 دولار) باستخدام مكونين.

هناك دروس تعليمية جيدة ، لمزيد من المعلومات يمكنك الرجوع إلى صفحات الويب أدناه ، وسأحاول فقط تقديم ملخص من هناك وربما أشرح بعض التفاصيل التي فاتتك في تلك البرامج التعليمية:

ferrancasanovas.wordpress.com/2013/09/26/d …

www.jacobtomlinson.co.uk/projects/2015/05/ …

forum.flightradar24.com/threads/8591-Raspbe…

يركز هذا الارتباط فقط على تثبيت البرنامج ، لكنه لا يركز على HW أو الإعداد الميكانيكي. سأحاول تغطية هذه أيضا.

لذا فإن المخلفات تتكون من كمبيوتر لوحي واحد من نوع Raspberry PI. ما لم تكن تعيش على كوكب المريخ ، فمن المحتمل أنك سمعت عنه بالفعل ، إنه كمبيوتر صغير شائع جدًا وصل بالفعل إلى الجيل الثالث.

يوفر أحدث طراز وحدة معالجة مركزية رباعية النواة بسرعة 1.2 جيجاهرتز و 64 بت ، ومقطع فيديو ، وشبكة محلية ، وواي فاي ، وبلوتوث ، وكلها بسعر بيع 35 دولارًا:

www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-…

بالطبع ، في بلدك لن تحصل عليه بهذا الرخص ، لكنه لا يزال رخيصًا مقارنة بما يمكنك فعله به ومدى حجم المجتمع الذي يمكنك أن تجده وراء ذلك.

بالنسبة لمشروعنا ، يعد استخدام أحدث طراز أمرًا مبالغًا فيه إلى حد ما ، وبالتالي فإن النموذج الأقدم ، ربما يكون نموذج PI 1 B أكثر من كافٍ (هذا ما استخدمته أيضًا).

من الأفضل أيضًا استخدام PI الأول ، نظرًا لأنه يتمتع باستهلاك أقل للطاقة ، وبالتالي يقلل أيضًا من تبديد الحرارة.

حتى لو لم يكن ذلك مطلوبًا للاستخدام العادي ، فمن الأفضل تجهيز Raspberry بمشتت حرارة (على الأقل لوحدة المعالجة المركزية) ، حيث ستقوم في النهاية بتثبيت الإعداد بالكامل في صندوق حاوية مقاوم للماء وتركيبه في الجزء العلوي من السقف ، للحصول على استقبال إشارة أفضل (وهذا يعني أنه سيكون لديك تغطية أفضل) وخط رؤية جيد. يمكنك شراء مجموعة المشتت الحراري من الموزعين الذين يبيعون أيضًا السبورة نفسها.

سيتم استقبال البيانات باستخدام دونجل DVB-T. نظرًا لأنه لا يمكن ضبط جميع الطرز على التردد 1090 ، فمن الأفضل استخدام مجموعة الشرائح التي تم اختبارها بالفعل ، RTL2832. من السهل العثور على مثل هذه الموالفات على Aliexpress من أصدقائنا الصينيين مقابل بضعة دولارات:

www.aliexpress.com/item/USB2-0-DAB-FM-DVB-T…

تميل هذه الوحدات إلى استهلاك الكثير من الطاقة من منفذ USB وتشغيلها ساخنة جدًا ، وفي حال كان لديك طراز Raspberry Pi B (وليس 2 و 3) ، فسوف ترغب في مواجهة مشاكل في مزود الطاقة.

لقد قمت بتعديل المنجم (وضعت 2 من المشتتات الحرارية على الموالف IC وعلى المعالج ، وقمت أيضًا بتصنيع المشتت الحراري لمصدر الطاقة IC الذي يوفر 3.3 فولت.

أيضًا ، لقد قمت بقطع PCB لمقاطعة الإمداد من منفذ USB وقمت بتزويده مباشرة لمحول DC-DC (المزيد حول هذا لاحقًا).

يمكنك رؤية التعديلات على الصور أعلاه ، لكنك ستحتاج إلى بعض المهارات لإجراء ذلك. في حالة عدم رغبتك في قطع PCB ، يمكنك توصيل العصا بلوحة وصل USB تعمل بالطاقة.

ولكن أيضًا في هذه الحالة ، أوصي بشدة بتركيب أحواض حرارية ، وإلا ، نظرًا لنقص التهوية داخل العلبة ، والتعرض لأشعة الشمس المباشرة ، يمكن أن تصبح ساخنة للغاية وتحترق.

بالنسبة للحاوية ، استخدمت حاوية IP67 / 68 لضمان عدم دخول الماء إلى داخل الوحدة. لقد قمت أيضًا بوضع الهوائي داخل الصندوق ، كما ترون في الصورة أعلاه.

الشيء الوحيد الذي يجب حله هو الحصول على مصدر الطاقة داخل العلبة والإيثرنت.

نظرًا لأن POE (Power over Ethernet) مثبت جيدًا ، فقد استخدمت نفس الكابل لتحقيق كليهما. تعني POE أنك ستزود جهازك بالطاقة عبر نفس كابل إيثرنت الذي تستخدمه للاتصال.

كانت أبسط طريقة هي شراء زوج من مجموعة الكابلات / الموصلات التي تحتوي بالفعل على التوصيلات. بعد ذلك ، تقوم فقط بتوصيل الطرفين عبر كابل CAT-5 UTP القياسي ، أو كابل FTP أفضل. هذا الأخير أفضل ، لأنه يحتوي أيضًا على عزل خارجي.

www.aliexpress.com/item/POE-Adapter-cable-T…

للتأكد من أن العلبة تظل مقاومة للماء ، كنت بحاجة إلى موصل إيثرنت يحتوي على ختم جيد

لحسن الحظ ، لدى Adafruit شيئًا محددًا لهذا الغرض:

www.adafruit.com/products/827

بعد تسوية هذا الأمر ، كل ما احتجت إلى فعله هو تكوين مجموعة كاملة على العلبة حيث يمكنني تركيب هذا الموصل.

يحتاج Raspberry PI إلى مصدر طاقة ثابت بجهد 5 فولت ، وكذلك عصا USB أيضًا. بعد بعض الخبرة في مجال الإلكترونيات ، اعتقدت أنه على كبل UTP الطويل ، سيكون انخفاض الجهد كبيرًا ، لذلك استخدمت مصدر طاقة بجهد 12 فولت لتغذية كبل إيثرنت بالطاقة. في العلبة ، استخدمت محول 5A DC-DC لتخفيض الجهد إلى 5V مستقر.

ثبت أن الجهد 12 فولت غير كافٍ على كبل بطول 40 مترًا ، حيث كان انخفاض الجهد عند الاستهلاك العالي (عندما بدأت عصا Dvb-t في العمل) كثيرًا ولم يتمكن DC المحول من تثبيت الجهد إلى 5 فولت. لقد استبدلت مصدر الطاقة بجهد 12 فولت بآخر يوفر 19 فولت وهذه المرة كان جيدًا.

كان محول 5V DC DC الذي استخدمته هو هذا:

www.aliexpress.com/item/High-Quality-5A-DC-…

يمكنك استخدام الآخرين أيضًا ، ولكن تأكد من أنه محول DC في وضع التبديل ، وأنه يمكن أن يوفر على المدى الطويل 2.0Amps على الأقل. لا يضر ترك القليل من الاحتياطي ، لأنه في هذه الحالة سوف يعمل بشكل أكثر برودة …

الآن كل ما عليك القيام به هو تجميع كل هذا ، من موصل POE ، قم بتوصيل مخرج 19 فولت بمحول DC-DC ، واستخدم مفك البراغي ومقياس الفولتميتر لضبط جهد الخرج على 5 فولت ، ولحام كبل USB صغير بالمخرج من محول DC-DC واستخدم كبلًا إضافيًا من المحول إلى المثبت 3.3 فولت من دونجل DVB-T. لا تحتوي كل الدونجل على نفس المخطط ، لذلك يجب عليك البحث عن هذا الجزء ، ولكنه عادةً ما يكون مشابهًا للجزء الموجود في الصورة (الذي يحتوي على سلكين متصلين به ، أصفر ورمادي ، 5 فولت ، gnd). بمجرد تحديد موقع IC ، ابحث عن ورقة بيانات على الإنترنت وستجد pinout.

لا تنس قطع PCB بين 5V من موصل USB و IC ، وإلا فسيتم تغذيته أيضًا من PI وقد يكون لهذا تأثيرات غير مرغوب فيها

في النهاية ، قام مكتبتي القديمة بتصنيع حامل معدني يمكن تركيب العلبة فيه بإحكام.

في الصورة أعلاه يمكنك أن ترى كل شيء مركب على سطح المبنى.

الخطوة الثالثة: تثبيت البرنامج

في منتدى Flightradar ، يمكنك العثور على برنامج تعليمي جيد حول كيفية تثبيت حزمة SW بأكملها ، ولكنها قديمة بعض الشيء ، حيث لا يلزم القيام ببعض الأجزاء الآن.

forum.flightradar24.com/threads/8591-Raspbe…

في البداية ، سيكون عليك تثبيت Raspbian OS على SDcards. (الخطوة 1)

بعد ذلك ، لن تحتاج إلى تثبيت برنامج تشغيل RTL ، لأنه مضمن بالفعل في النوى الحديثة. ولا تحتاج إلى تثبيت dump1090 بشكل منفصل ، فهو يأتي مصحوبًا بتثبيت fr24feed.

لكنك ستحتاج إلى القيام بالخطوة لإدراج برنامج التشغيل القياسي dvb-t في القائمة السوداء ، وإلا فلن يتمكن dum1090 من التواصل معه.

بعد الانتهاء من ذلك ، أعد تشغيل PI وقم بتثبيت برنامج fr24feed.

كل ما عليك فعله هو تحديث المستودع وإضافة المستودع من flightradar ، وتثبيت الحزمة بأكملها ، كما هو موضح هنا:

forum.flightradar24.com/threads/8908-New-Fl…

تتكون الحزمة من dump1090 ، وهو SW الذي يتواصل مع دونجل USB ويغذي البيانات إلى تطبيق fr24feed. سيؤدي هذا إلى تحميل البيانات إلى خوادم FR24 (أو برامج piaware ، إذا قمت بتكوينهما معًا).

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات والتعديل والتبديل حول dump1090 ، فيمكنك العثور على وصف جيد هنا:

ferrancasanovas.wordpress.com/2013/09/26/d …

يرجى تخطي الجزء الخاص بالتثبيت ، لأنه مثبت بالفعل. قم بتسجيل الدخول إلى PI عبر ssh ، وقم بإصدار الأمر ps -aux لمعرفة ما إذا كان يعمل ومع أي معلمات.

إذا كنت ترغب في تثبيت برامج piaware مع fr24feed ، فيمكنك القيام بذلك ، ولكن تأكد من أن أحدها فقط يبدأ في dump1090. تأكد أيضًا من أن Dump1090 يقوم بتدفق البيانات الأولية على المنفذ 30005 ، وإلا فلن تتمكن برامج piaware من استلام البيانات.

استشر دائمًا السجل الذي تنتجه هذه التطبيقات ، حيث سيساعدك ذلك في تصحيح الأخطاء في حالة عدم عمل شيء ما كما هو متوقع.