狗狗的GPS项圈

第2步编码和连线

当Becky和我开始这个狗圈项目的时候，Arduino1.01刚刚发布，并支持Arduino Leonardo。我手头上正好有一块Adafruit 32u4开发板，我心想用官方的Leonardo下载器（bootloader）来测试它是一个不错的方法；后面我用USBtinyISP和Arduino软件很轻松的把Leonardo烧入32u4开发板中。

下虚线部是Arduino Leonardo的题外话，高手跳过。

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Arduino Leonardo是基于ATmega32u4一个微控制器板。它有20个数字输入/输出引脚（其中7个可用于PWM输出、12个可用于模拟输入），一个16 MHz的晶体振荡器，一个Micro USB接口，一个DC接口，一个ICSP接口，一个复位按钮。它包含了支持微控制器所需的一切，你可以简单地通过把它连接到计算机的USB接口，或者使用AC-DC适配器，再或者用电池来驱动它。Leonardo不同于之前所有的arduino控制器，他直接使用了ATmega32u4的USB通信功能，取消了USB转UART芯片。这使得Leonardo不仅可以作为一个虚拟的（CDC）串行/ COM端口，还可以作为鼠标或者键盘连接到计算机。它还有很多不同的地方，这里就不多说了。

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我的第一个步骤是获得使小巧精致单色128x32 OLED显示屏和Leonardo工作的软件。

在一下网址下载最新的编码:

最新的：https://github.com/adafruit/GPS-Dog-Collar，当然你可以直接这一步的附件文件中下载。

   实际情况是我偶然发现OLED显示屏的示例代所调用的针脚与Atmega32u4引脚匹配问题，最后我建立一个借口参考表，类似于第二张图片(Atmega32u4和OLED的接线图)

代码的头部，我已经声明OLED的针脚匹配32U4开发板脚针地址。

#define OLED_DC 6     //Atmega32u4 Breakout Pin D7                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
#define OLED_CS 9     //Atmega32u4 Breakout Pin B5                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
#define OLED_CLK 5    //Atmega32u4 Breakout Pin C6                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
#define OLED_MOSI 4   //Atmega32u4 Breakout Pin D4 (Pin on OLED labeled DATA)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
#define OLED_RESET 8  //Atmega32u4 Breakout Pin B4

   以下代码备注部分是连接Adafruit旗舰版GPS模块的（图参第三张:连接Adafruit GPS模块的线路图)

//Connect GPS TX to Atmega32u4 Breakout Pin B7 (Leonardo Pin D10)                                                                                                                                                                                                                                                                                   
//Connect GPS RX to Atmega32u4 Breakout Pin B6 (Leonardo Pin D11)

   接下来你会看到你的狗狗走在一天的总距离。我已经设置了默认的3英里。

//ENTER YOUR DESIRED DISTANCE GOAL (IN MILES)                                                                                                                                                                                                                                                               
//-------------------------------------------------------------------------------                                                                                                                                                                                                                                                               
float GOAL = 3; //Distances can include decimal points                                                                                                                                                                                                                                                               
//-------------------------------------------------------------------------------

我用TinyGPS程序库去做大部分的工作，同时从http://www.adafruit.com/products/652里面获取大部分代码。代码的核心部分是关于恒定距离的测量。代码每次循环的时候，就如你在哪里？你在哪里一样。

unsigned long calc_dist(float flat1, float flon1, float flat2, float flon2)                                                                                                                                                                                                                                                 
{                                                                                                                                                                                                                                                 
  float dist_calc=0;                                                                                                                                                                                                                                                 
  float dist_calc2=0;                                                                                                                                                                                                                                                 
  float diflat=0;                                                                                                                                                                                                                                                 
  float diflon=0;                                                                                                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      
  diflat=radians(flat2-flat1);                                                                                                                                                                                                                                                 
  flat1=radians(flat1);                                                                                                                                                                                                                                                 
  flat2=radians(flat2);                                                                                                                                                                                                                                                 
  diflon=radians((flon2)-(flon1));                                                                                                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      
  dist_calc = (sin(diflat/2.0)*sin(diflat/2.0));                                                                                                                                                                                                                                                 
  dist_calc2= cos(flat1);                                                                                                                                                                                                                                                 
  dist_calc2*=cos(flat2);                                                                                                                                                                                                                                                 
  dist_calc2*=sin(diflon/2.0);                                                                                                                                                                                                                                                 
  dist_calc2*=sin(diflon/2.0);                                                                                                                                                                                                                                                 
  dist_calc +=dist_calc2;                                                                                                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      
  dist_calc=(2*atan2(sqrt(dist_calc),sqrt(1.0-dist_calc)));                                                                                                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      
  dist_calc*=6371000.0; //Converting to meters                                                                                                                                                                                                                                                 
  return dist_calc;                                                                                                                                                                                                                                                 
}

当静止不动时，GPS坐标将会慢慢变动。我不想这影响整体的行走距离。因此我使代码确认你正在移动。如果你移动，它从上面代码中添加距离值到整体距离，测试总行走距离。

if (gps.f_speed_kmph() > 3.9)                                 
  {                                 
    if (start == 1)                                 
    {                                 
      start = 0;                                 
      lastFlat = flat;                                 
      lastFlon = flon;                                 
    }                                 
    else
    {                                 
      //totalDistance = gps.distance_between(flat, flon, LONDON_LAT, LONDON_LON);                                 
      totalDistance = totalDistance + calc_dist(flat, flon, lastFlat, lastFlon);                                 
      lastFlat = flat;                                 
      lastFlon = flon;                                 
    }                                 
  }

在编译整个项目的时候，我最喜欢的部分是在处理那个小型OLED，我将其设置为一眼可以看清楚具体信息。当你初次打开这个设备，我最初将其做成探测卫星动画。之后我弄了一个很酷的滚动条去展示距离目标的程度。上面的进度条是一个工作的里程表。如果需要的话，所有的数字能够转换成相应的公里数。

display.clearDisplay();                       
                                                    
  display.setTextSize(1);                       
  display.setTextColor(WHITE);                       
  display.setCursor(0,0);                       
                                                    
  float fDist = totalDistance;                       
  //convert meters to miles                       
  fDist *= 0.000621371192;                       
  //float fSpeed = gps.f_speed_kmph();                       
  printLCDFloat(fDist, 2);                       
  display.print(" Miles (");                       
                                                    
  float targetDist = fDist / GOAL;                       
                                                    
  printLCDFloat(targetDist*100, 0);                       
  display.print("%)");                       
                                                    
  display.drawLine(0, 12, 0, 31, WHITE);                       
                                                    
  display.drawLine(63, 28, 63, 31, WHITE);                       
  display.drawLine(127, 12, 127, 31, WHITE);                       
  display.drawLine(31, 28, 31, 31, WHITE);                       
                                                    
  display.drawLine(95, 28, 95, 31, WHITE);                       
  display.drawLine(0, 28, 127, 28, WHITE);                       
  display.drawLine(0, 12, 127, 12, WHITE);                       
                                                    
  display.fillRect(2, 14, (124 * targetDist), 13, 1);                       
                                                    
  if (gps.hdop() > 2000) {                       
    //display.fillRect(2, 14, (124), 13, BLACK);                       
    display.fillRect(0, 0, 128, 32, BLACK);                       
    display.fillCircle(6, 6, 2, WHITE);                       
    display.fillCircle(64, 6, 2, WHITE);                       
    display.fillCircle(122, 6, 2, WHITE);                       
    display.fillCircle(35, 6, 2, WHITE);                       
    display.fillCircle(93, 6, 2, WHITE);                       
                                                      
    if (i==0){                       
      display.drawCircle(6, 6, 4, WHITE);                       
    }                       
    if (i==1){                       
      display.drawCircle(35, 6, 4, WHITE);                       
    }                       
    if (i==2){                       
      display.drawCircle(64, 6, 4, WHITE);                       
    }                       
    if (i==3){                       
      display.drawCircle(93, 6, 4, WHITE);                       
    }                       
    if (i==4){                       
      display.drawCircle(122, 6, 4, WHITE);                       
      i = 0;                       
    } else {                       
    i++;                       
    }                       
                                                      
    display.setTextColor(WHITE);                       
    display.setCursor(5,20);                       
    display.print("Acquiring Satellites");                       
  }                       
                                                      
  display.display();

关于总结这次代码的主要部分，你们的挑战就是去将我们没提到的东西进行提高，下一个规划就是建立旗舰版GPS模块的数据记录器。同时在你回家之后画出你的狗所经过的路径图。