RPIGPS Bookworm: Porovnání verzí

Verze z 10. 3. 2024, 19:20

Nová verze Raspberry a Debianu přináší také jiný způsob instalace.

Úvod

Po vytvoření image si nastavíme obvyklé rozhraní. Pozor, prvni odstavec je fakt jen pro mne ...

sudo su root

apt install -y mc
cd /root
sed -i 's/#alias ll=/alias ll=/' .bashrc
sed -i 's/#alias la=/alias la=/' .bashrc
cd /home/tydyt
sed -i 's/#alias ll=/alias ll=/' .bashrc
sed -i 's/#alias la=/alias la=/' .bashrc
sed -i 's/#force_color_prompt=yes/force_color_prompt=yes/' .bashrc
exit

Následně provedeme upgrade celé distribuce:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y
sudo apt-get dist-upgrade -y && sudo apt autoremove -y

sudo rpi-update

Nastavení COM

Pokud budeme GPS přijímač připojovat přes sériové rozhraní Raspberry (nikoliv přes USB), je potřeba z něj odpojit konzoli a nechat aktivoní sériový port. To provedeme pomocí konfiguraččního nástroje pro Raspberry.

sudo raspi-config

Následné volíme:

3 Interface Options    Configure connections to peripherals
I5 Serial Port Enable/disable shell messages on the serial connection

Would you like a login shell to be accessible over serial?  <No>
Would you like the serial port hardware to be enabled?      <Yes>

Nakonec provedeme reboot, aby se změna nastavení sériového portu projevila.

Nastaveni PPS

Pro funkci PPS musíme vyčlenít jeden pin GPIO,

sudo bash -c "echo '# Set PPS on GPIN' >> /boot/firmware/config.txt"
sudo bash -c "echo 'dtoverlay=pps-gpio,gpiopin=4' >> /boot/firmware/config.txt"

a přidat modul pps.

sudo bash -c "echo 'pps-gpio' >> /etc/modules"

Pro aplikování opět provést restart.

Zapojení

Ověření GPS

Před pokračováním je dobré se přesvědčit že modul GPS má dostatek dat ze satelitů a že je komunikace přes sériový port v pořádku. U některých modelů je dostatek dat signalizován led "Fix" na modulu:

• Bliká v intervalu 1s - No Fix (nedostatek dat)
• Blikne jednou za 10s - OK Fix

Je možné,že bude nutné přijímač GPS dát blíže k oknu, nebo připojit externí anténu. Pak můžeme pokračovat v ověření "surových" dat z přijímače přímo ze sériového portu:

cat /dev/serial0

Následně by se nám měli zobrazit "surová" data, například

$GPGGA,193338.000,4909.7635,N,01643.8563,E,1,10,0.87,221.4,M,43.4,M,,*6C
$GPGSA,A,3,03,11,31,22,01,17,09,14,06,23,,,1.57,0.87,1.30*01
$GPRMC,193338.000,A,4909.7635,N,01643.8563,E,0.21,357.98,220717,,,A*64
$GPZDA,193338.000,22,07,2017,,*56
$GPGGA,193339.000,4909.7635,N,01643.8563,E,1,10,0.87,221.4,M,43.4,M,,*6D
$GPGSA,A,3,03,11,31,22,01,17,09,14,06,23,,,1.57,0.87,1.30*01
$GPRMC,193339.000,A,4909.7635,N,01643.8563,E,0.11,57.42,220717,,,A*52

Pokud tomu tak je, můžeme pokračovat ....

Instalace GPS a PPS

Nainstalujeme vlastní ovladače pro GPS a PPS.

sudo apt-get install -y gpsd gpsd-clients pps-tools

Následně otevřeme konfigurační soubor /etc/default/gpsd kde nastavíme parametry

sudo nano /etc/default/gpsd

DEVICES="/dev/serial0 /dev/pps0"
GPSD_OPTIONS="-n"
USBAUTO="false"

Poté restartujeme službu, aby se změny projevily.

sudo systemctl restart gpsd.service

Ověření gpsd

Ověření funkčnosti GPS je možné použít několik pomocných programů které jsou součástí předchozí instalace. Například:

• gpsmon
• cgps -s
• sudo ntpshmmon

Ověření PPS

Prvně ověříme, že je modul PPS načtem

lsmod | grep pps

Měli by jsme dotat následující (obdobnou) informaci:

pps_gpio               16384  0

K ověření pulzů PPS můžeme použít:

sudo ppstest /dev/pps0

Následně by jsme měli získat podobný výpis

trying PPS source "/dev/pps0"
found PPS source "/dev/pps0"
ok, found 1 source(s), now start fetching data...
source 0 - assert 1504898420.000395033, sequence: 2859 - clear  0.000000000, sequence: 0
source 0 - assert 1504898421.000394391, sequence: 2860 - clear  0.000000000, sequence: 0
source 0 - assert 1504898422.000394114, sequence: 2861 - clear  0.000000000, sequence: 0

Pokud by se zobrazil výpis " time_pps_fetch() error -1 (Connection timed out) " tak PPS pulzy nejsou na daném rozhraní k dispozici.

Poznámka: V případě že GPS přijímač je připojen přes seriové rozhraní, tak pro PPS signál se využívá jeden z pinů DCD, RI a DSR.

Instalace Chrony

Vlastní instalace. Pozor, pokud jiz je nainstalovane NTP, tak jej odinstaluje.

sudo apt install -y chrony

Pote upravíme nastavení chrony, kde přidáme řádku pro GPS, PPS a upravíme z jakého rozsahu budeme službu NTP nabízet:

• refclock SHM 0 refid NMEA offset 0.200
• refclock PPS /dev/pps0 refid PPS lock NMEA
• allow

sudo nano /etc/chrony/chrony.conf

###### pod tímto řádkem jsou vlastní změny konfigurace #######
server 10.98.1.1 iburst minpoll 3 maxpoll 5
server time-a-b.nist.gov iburst
server time-d-b.nist.gov
server utcnist.colorado.edu
server time.windows.com
server time.apple.com

# zpoždění bylo určeno experimentálně nastavením noselect a poté sledováním po dobu několika hodin
# 0,325 znamená, že časová věta NMEA dorazí 325 milisekund po pulzu PPS
# zpoždění nastaví dopředu
refclock SHM 0 delay 0.325 refid NMEA
refclock PPS /dev/pps0 refid PPS

allow 10.98.1.0/24 # my home network
###### nad tímto řádkem jsou vlastní změny konfigurace #######

###### pod tímto řádkem jsou standardní chronické věci #######
keyfile /etc/chrony/chrony.keys
driftfile /var/lib/chrony/chrony.drift
#log tracking measurements statistics
logdir /var/log/chrony
maxupdateskew 100.0
hwclockfile /etc/adjtime
rtcsync
makestep 1 3

Nakonec ověříme že vše funguje.

chronyc sources

Ve sloupečku S je pak signalozovano:

• * je vybraný zdroj pro synchronizaci
• + je záložní zdroj pro synchronizaci
• x neplatný, falešný zdroj
• vše ostatní se nepoužije

Instalace NTP

NTP_server Prvně provedeme vlastní instalaci. Pokud mame nainstalovany chrone, tak bude odinstalovan.

sudo apt-get update
sudo apt-get -y install ntp
sudo mkdir /var/log/ntpsec && sudo chown ntpsec:ntpsec /var/log/ntpsec

Po instalaci prvně upravíme default pro spusštění, aby se nenačítal NTP server z DHCP

sudo nano /etc/default/ntpsec

IGNORE_DHCP="yes"

Následně upravíme vlastní konfiguraci ntp serveru podle našich požadavků nakonec opět NTP restartujme/spustíme.

sudo nano /etc/ntpsec/ntp.conf

server ntp.cesnet.cz iburst
server tak.cesnet.cz iburst
server ntp.nic.cz iburst

# GPS Serial data reference
server 127.127.28.0 minpoll 4 maxpoll 4 prefer
fudge  127.127.28.0 time1 0.0 refid GPS

# PPS reference
server 127.127.22.0 minpoll 4 maxpoll 4
fudge 127.127.22.0 refid PPS

# GPS PPS reference
server 127.127.28.1 minpoll 4 maxpoll 4
fudge  127.127.28.1 refid PPS

a následně službu NTP restartujeme pro načtení změn

sudo service ntp restart

V konfiguraci může být problém z nastavením time1. Povoleny rozsah je 0.0 až 0.9999. Mělo by se jednat o hodnotu, aby offset byl co nejmenší (0,1393).

Prepnuti NTP na lokal

• /etc/systemd/timesyncd.conf - upravit dle potreby, adresar timesyncd.conf.d/
• /etc/systemd/networkd.conf zadat:

[DHCP]
UseNTP=false

Web zobrazení

Součástí gpsd je i php skript, který umožní zobrazení zachycených družic přes web rozhraní. V případě zájmu o toto zobrazení je potřeba doinstalovat web server z PHP.

sudo apt install -y lighttpd php-cgi php-gd php-bcmath

sudo lighty-enable-mod fastcgi 
sudo lighty-enable-mod fastcgi-php

sudo service lighttpd force-reload

Následně z adresáře /usr/share/doc/gpsd-clients/examples překopírujeme soubor gpsd.php do adresáře /var/www/html. Při prvním spuštění gpsd.php se vytváří konfigurační soubor. Proto je potřeba alespoň dočasně povolit do adresáře zápis.

sudo cp /usr/share/doc/gpsd-clients/examples/gpsd.php /var/www/html

Někdy se stane, že po instalaci skript je zkompromován. Pak je jej rozbalíme příkazem "gzip -d gpsd.php.gz".

sudo cp /usr/share/doc/gpsd-clients/examples/gpsd.php.gz /var/www/html
cd /var/www/html
sudo gzip -d gpsd.php.gz

Pred prvním zpuštěním vytvoříme symlink a nastavíme práva, aby se mohl zapsat konfiguracni soubor

cd /var/www/html
sudo ln -s gpsd.php index.php 
sudo chmod 777 ../html

Následně si zobrazime web stránku přes http://<IP_adresa/DNS_nazev gps serveru>. Poté vrátíme práva aby do adresáře nemohl kde kdo zapisovat

sudo chmod 755 ../html

Jestě překlad popisu v souboru gpsd.php (cca řádek 611):

 <p class="caption">
 <u>Plný objeket</u> - data ze satelitu byli použity pro synchronizaci<br>
 <u>Odstup signál od šumu v dBHz</u>:
  <span style="color:green;">Zelená=nejlepší</span>,
  <span style="color:#c7a317;">žlutá=dobrý</span>,
  <span style="color:#dc322f">rudá=nejhorší</span><br>
 <i>Kruh</i> - satelity z GPS a QZSS<br>
 <i>Kosočtverec</i> - satelity s rozšířením (SBAS, WAAS atd.)<br>
 <i>Trojúhelník směrující nahoru</i> - satelity Galileo<br>
 <i>Trojúhelník směrující dolů</i> - satelity BeiDou<br>
 <i>Čtverec</i> - satelity GLONASS<br>
 </p>

A ve vytvořeném konfig souboru:

$blurb = <<<EOT
 <center>
 Jedná se o <a href="https://gpsd.io/">gps</a>/<a href="https://www.ntp.org/">ntp</a> server <blink>v síti SlapNet.cz</blink>.
 Je postaven na <blink>Raspberry pi</blink> z GSM přijímačem.
 Tento server spravuje <a href="mailto://tydyt@tydyt.cz">Tydyt</a>.<br/>
 </center>
EOT;

NTP / Chrony

Pro postup instalce vlastního NTP server jsem zvolil samostatné stránky, pro lepší přehlednost. Na výběr je ze dvou SW, ale mějmě na paměti, že může být vždy nainstalován jen jeden.

• NTP_server
• Chrony