以RPI為硬件平台，並以APRS4r為IGate 軟體的設定方案

 

前言

承之前以Asus wl-500gp 配aprs4r為固定IGate，和以Asus電話P535配aprsisce 為流動IGate 兩文，皆是sharing過程，總結經驗；多過收推廣，普及之效。

原因無他：

所需硬件皆已停產，但IT野，半年就是一個週期。Discontinue 三，四年的東西，隨著日子過去，越難在二手市場找到。

二手野，質量，condition始終不及新品。再者，外殼殘舊也影響購買意欲。

與其他有志復興Ham Radio之Ham友討論Aprs 普及應用和推廣時，究竟是有tracker先，還是有Igate先問題。我的意見是IGate先。IGate為infrastructure重要一環。infrastructure未設定好，有tracker也是作用不大，只能局限於ad-hoc purpose的event裡。IGate 設立，可成為一個RF<=>Internet 訊息互通，交換平台。

香港，彈丸之地，Internet入屋率接近100 %，APRS mesh network可發揮到這方面的優勢。當Igate群組設立普及後，就是一個mesh network。這正是本部落格開宗明義就是向數碼化的ham radio進發，著眼於將來的理念。

Mesh Network概念

Cisco圖片，每一點為一個IGate的效果圖

至於tracker，貴的現已有日系機內置，廉價的可砌kit，再不用土炮野也可。可參考”那些年”和where AVR兩文。

Element14 圖片

以RPI為IGate，有以下好處:

• 正量產中，解決IGate 缺乏適當硬件而需用PC的老問題。長期開PC, 又遣生電費問題，碍窒 Igate 的設立
• power consumption為 700mA，5V 3.5W。實際量度為 2.9W。比Router更省電，必要時可用電池供電
• Size小，只有信用咭大小。節省空間，做mobile IGate更方便

以上各點，不論fix location或 mobile使用皆宜。再者，這是供編程學習用的硬件，Digital IO接口齊備，有志加強功能的ham可利用這些IO去學習和測試，雙得益章。遺憾的是沒有audio I/P ，對整合KISS Mode TNC於同一硬體內產生難度，需外置電路搭夠。

硬件預備，注意事項:

整個安裝，測試花了四晚時間，本想詳細記錄，但起碼要打多2千字。所以以重點方式表達:

1/ 硬件問題多是配件所致

2/ 火牛，必需750mA或以上。如條線micro USB線是分開的。則必需用組線。我本用一條Nokia舊電話的micro USB線，貪其夠長。但最後發現條線過唔到大電流。換回smart phone用的cable即可。唔夠電既symptom係乜，開機見text mode boot後，就出現一個調色盤的正方形，and then 再reboot 重覆以上所見。講就好簡單，這個問題折騰了一晚。

這款就是過不了大電流的Nokia cable

用Nokia線火牛耗電只1.1W，換回.smartphone 粗線後則為2.9W

3/PC的USB埠Max只有500mA only，切勿貪方便從電腦取電。

4/我用的是SanDisk SDHC 4G class4。詳細兼容清單請參考RPI的faq

5/ USB mouse不要用太舊，我用隻IBM年代的無反應，換隻新的既即可。

軟件安裝過程

OS Debian 映像檔準備

根據官網的guide line，將OS的image檔爆開到SD card。SD card需2G或以上。Windows介面的東西，這裡不搬字過紙了。

OS Debian的安裝

首個設定畫面:

這是text mode的linux介面，mouse沒用的。用Tab遊走各選項。

expand_rootfs, 若這將SD card是長期用在RPI上，選上這個可盡用空間。

change locale，你可選和HK有關的英文和中文。其他有需要才選。但要留意，locale安裝需時，無需要的就不要select，切忌選all。

Set time zone和電腦不同，RPI不配備時鐘芯片RTC。你必需選擇正確的地區，Asia => HongKong。RPI應是開機時到Time Server 同步時鐘。

選好這設定後，應會boot一次機，安裝就是這樣就完成了。

登入，預設密碼：

login: pi

password: raspberry

APRS 4 r安裝步驟:

根據APRS 4r官網有關debian上安裝的資料照做，需留意權限。下面是搬字過紙的描述。

除非你熟悉linux系統指令，如sudo bash等。否則請按照以下先後次序輸入，command前加sudo，即

sudo apt-get update

sudo apt-get install ruby1.8 ruby1.8-dev

sudo apt-get install liblog4r-ruby1.8

sudo apt-get install libserialport-ruby1.8

以上command，是更新OS和安裝APRS4r 所需的Ruby和相關library。

跟着是加入aprs4r 的源地址，以便系統下載有關軟件。

由於以前在emulator測試時個vi editor有bug，導至花了個多小時也打不到這行link，所以直入x windows處理。

打sudo startx進入xwindows，用leafad打開/etc/apt/sources.list，在第二行加進以上

deb http://www.aprs4r.org/debian stable/

然後save即可。之後logout xwindows。

建議reboot一次，reboot command為:

sudo reboot

reboot後請登入，按次序打以下指令，安裝時遇到問你yes或no，選yes。

sudo apt-get update

sudo apt-get install aprs4r

sudo apt-get install aprs4r-web

sudo apt-get install aprs4web

這樣APRS4r安裝就完成了。

APRS4r設定之窮則變，變則通—-快速設定方法

窮是指對德文的認識。除非對德文有認識，否則這是最花時間的工作。惠己惠人，我做了一個express setup方法，如下:

先抄下RPI的IPaddress (再登入畫面前行) ，然後以sudo startx進入xwindows，開Internet browser，。

URL為 http://YOUR IP ADDRESS:8085 。例你的IP是192. 168.1.2 ，那你應輸入 http://192.168.1.2:8085 。

aprs4r應彈出對話框，輸入預設login name 和password；均為 aprs4r。然後選第一行(第二行暫不介紹，作用不大)

到setup，到第三欄(Profil anlegen: )選gateway.yaml，按一下右邊的 Neu。第二欄的file name 應變為 gateway.yaml。按一下右邊的Spelchern。總之，右上角應出現 Profil: gateway.yaml，那就完成第一步。

然後到start up，將預檔案gateway.yaml、watchdag設為 starten。automatischer的start beim Booten , watchdog 等設為 ja。Ram配置到32MB。今時唔同往日，用的是256 MB的電腦仔, 不是router了。設置基本完成了。

德文冷知識:

Nein => No

Ja => Yes

登出x windows，reboot，留意boot機時的訊息，你會見到有一句話.gateway . yaml missing，掂，成功了一半。

sudo startx進入X windows，進入internet browser，到以下連結下載本人的預備好的設定檔。請下載保存到/etc/aprs4r/

http://db.tt/v1SlfoF7

這個設定檔，有最基本的功能了。其他advance少少的功能如digipeater，PHG資料等，研究到時可自行加上。

保存後，用leapad打開該file，edit以下部份

YOURCALLSIGN，改為你的callsign。SS ID是 -10

Payload分別載有以下訊息，

payload: “!2200.00N/11400.00EzAPRS4R IGATE YOUR MESSAGE”

2200.00N/11400.00E => latitude / longitude；經緯度。留意格式。

分隔經緯度的斜號為地圖Icon表(Primary ) 和(Secondary ) 的選擇碼。

” / “是 Primary Table

” \ “是 Secondary Table

z => 地圖Icon 選擇碼

APRS4R IGATE 是軟硬件識別碼，不要更改

YOUR MESSAGE 其餘訊息則自定。一般是記載，Igate資訊，freq，通聯方法等，以精簡為優。

以上Icon表，Icon符號，請參考以下連結:

http://ptm2.cc.utu.fi/ftp/HAM/digi/APRS/APRS_Symbol_Chart.pdf

更改後，save跟著登出xwindows，reboot系統。留意boot機訊息。這時，aprs4r應starting。恭喜你，你的aprs4r已工作了。無需登入的。

Linux 冷知識:

需然拔調電源就是熄機，但始終是有個OS運作中，在可以控制的環境下，建議用command關機。command是:

sudo shutdown –h now

 

測試

將以SSID-7作一個星期24X7的production測試。順利的話，正名為SSID-10。Asus WL-500GP就可退役封存備用。

 

問題，其他注意事項

外殼

RPI沒有任何縲絲孔供固定用，加上xtal晶振放在bottom side；這是本人最不滿的址方。唔入殼固定，怕撞到xtal，入殼，只能靠筍位。網上見到有人繪製了紙樣供使用，唯有用之暫時頂住。

http://pdfcast.org/pdf/raspberry-pi-card-case-revision-1

散熱

RPI是一個PCBA .( 機肉.) 而已，沒有任何散熱機制。雖只是3 W，但入了自製的紙樣膠殼後，量度內在温度達 45.6.℃。長期應用需考慮加裝散熱器。

APRS4r log file missing

這個不知何解，但行到走到，暫不理會。

 

功能伸延:

RPI 硬件規格遠超ham radio project所需。你想到的idea基本上都可實現。現想到的就有:

1. 利用GPIO埠去每秒閃動一顆LED，作為watch dog。唔閃，即部機halt咗。也可作為對RPI編程的第一課
2. 另一GPIO埠，可作為remote control on/off 發射機或其他設備，這需BB router port forwarding 到RPI的IP address上
3. I2C可連接DS1307RTC，ADC等，彌補沒有時鐘和AD convertor的不足。ADC可作為voltage detector，LM35溫度量度等等
4. UART可接到GPS等Serial device (需留意電平是5V，如是RS232需加MAX232)
5. 由於UART接口只有一個，如接GPS可考慮用USB 的GPS。一般PC用的USB GPS，只是Serial GPS 內加serial to USB芯片，如PL2303等應可talk到
6. KISS mode TNC，其實只是將收到的raw data直送到Host。但如何將之和aprs4r 整合，在缺乏資料下，是有難度的。
7. 之前擱置的asus wl-500gp 轉mobile igate的研究 ，主因用途不大，和wl-500gp耗電量，體積等，應無乜人會mobile咁用。但RPI 小巧省電，mobile 的誘因大增。這個mobile方案會重啟。

原本想利用AVRnet作為IGate的研究，現可將priority降到好低。

未完成圖，剛開始就被打入冷宮

它是以AVR AT Mega 32為MCU，經SPI控制Microchip的ENC28J60網絡IC。在監察Igate的packet流量發現，其實很少。MCU project應ok。

Link:

http://www.avrportal.com/?page=avrnet

總結

利用RPI安裝aprs4r作為IGate的平台，還需以下配件:

KISS Mode TNC，價錢豐儉由人

USB to RS232 Cable，芯片需為 PL2303。其他芯片未試過，不能評論

收發機，豐儉由人

KISS Mode TNC 如DIY，可參考前文。其實部份較新的tracker 套件，也有KISS mode TNC firmware。如希望長期一個起個Igate，可考慮貴一點的OT2M或3M。

USB試過以下兩款皆work。

左邊是yahoo購入的，$45。右邊是到賽格購入的，單價人仔RMB35。

後記

正訂另一塊RPI，作為B機測試和advance 設定鑕研。再者，外國Ham用Xastir，有時間也想一試。正所謂: 賊佬試沙煲，唔試唔知邊個好。

完稿之日，再google一下，暫未見有aprs4r安裝在RPI的例子可作A，B比較。唯有在此獻醜，希望可起拋磚引玉之效。