Batteriebetriebener GPS-Tracker für Fahrzeuge, Container und Baustellenmaterial

August 15, 2018

Der batteriebetriebene Lobaro GPS-Tracker mit LoRaWAN-Funktechnologie eignet sich zur Positionsbestimmung von beweglichen Gegenständen wie etwa von Fahrzeugen, Containern oder Baustellenmaterial. Er wird über die USB Schnittstelle konfiguriert und kann über 2 AA Mignon-Batterien betrieben werden. Er hat ein relativ kleines Gehäuse, das sich mit Hilfe von zwei Schrauben fest mit anderen Gegenständen verbinden lässt.

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Produktname Lobaro GPS-Tracker
Kategorie GPS-Tracker
Entwickler Lobaro GmbH
Tempowerkring 21d
21079 Hamburg

 

 

Die wichtigsten Eigenschaften im Überblick

  • LoRa / LoRaWAN 1.1
  • Auf Anfrage auch mit NB-IoT oder LTE 4G
  • Stromversorgung: 2x AA Batterien (1.5V) oder NiMH Akku (1.2V)
  • mehrjährige Batterielaufzeit
  • Sensoren:
    • GPS
    • Lage / Erschütterung
    • Temperatur (±0.5°C Genauigkeit)
    • Batteriespannung (ADC)
  • interne Antenne und U.FL-Lötpad (für optionale ext. Antenne)
  • Maße: 114,30mm (b) x 59,30mm (l) x 26,80mm (h)
  • optional: Wasserfest, Verguss Epoxidharz (vgl. IP65)
  • Zertifizierungen: CE, RoHS, WEEE

Unboxing  – Gehäuse und Verarbeitung

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Der GPS-Tracker sitzt in einem weißen Gehäuse das mit Hilfe von zwei Schrauben an anderen Gegenständen befestigt werden kann. Die Maße sind 114,30mm (B) x 59,30mm (L) x 26,80mm (H). Laut Webseite ist der Sensor durch einen Verguss mit Epoxidharz wasserfest, unser Testgerät war allerdings nicht vergossen. Da die Konfiguration über einen seriellen USB Adapter erfolgt, ließe sich der Verguss auch erst nach der Konfiguration durchführen.

Die Spannungsversorgung erfolgt über zwei handelsübliche Mignon (AA) Batterien. Sowohl Trockenbatterien als auch Akkus sind möglich.

Anschlüsse

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Der GPS-Tracker besitzt außer dem Anschluss für den seriellen USB Adapter keine weiteren Anschlüsse oder Knöpfe. Lediglich eine grüne LED ist auf der Platine verbaut. Die LED ist nur bei geöffnetem Gehäusedeckel sichtbar.

Konfiguration und Betrieb

Für die Konfiguration ist ein serielles USB Adapter Kabel notwendig. Dieses Adapter Kabel passt bei verschiedenen Lobaro-LoRaWAN-Geräten und kann im thingsHUB Market mitbestellt werden. Es gehört nicht zum Lieferumfang des GPS-Trackers.

Über die USB-Verbindung können Einstellungen vorgenommen, Firmwareupdates aufgespielt oder die Logs des GPS-Trackers in Echtzeit mitgelesen werden. Hierfür stellt Lobaro das LOBARO MAINTENANCE TOOL zur Verfügung. Es handelt sich um ein kostenloses Tool für Windows, Linux und Mac das zunächst die USB Ports nach verbundenen Lobaro-Geräten durchsucht, daraufhin einen kleinen Webserver startet und dann den Web-Browser des jeweiligen Betriebssystems für die Anzeige der Bedienoberfläche nutzt. Dieses interessante und einfache Konzept hat während unseres Tests problemlos unter Windows und Linux funktioniert.

Wurde der GPS-Tracker fertig konfiguriert, kann das Adapter Kabel entfernt und der Gehäusedeckel geschlossen werden.

„Hands-on“ – das How-To in einzelnen Schritten

Notwendig für die nächsten Schritte ist das serielle USB-Adapter-Kabel.

Wird dieses Kabel mit dem GPS-Tracker und einem Windows-PC verbunden, müssen zunächst die passenden Treiber für den CP210x Chipsatz von Silicon Labs installiert werden.

Nun kann das LOBARO MAINTENANCE TOOL gestartet werden. Wird ein verbundenes Lobaro-Gerät gefunden, öffnet sich der Web-Browser mit der Lobaro-Bedienoberfläche.

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Hier können nun die drei Schlüssel ausgelesen werden die notwendig sind um den GPS-Tracker in einem LoRa Netzwerk Server zu provisionieren. Ebenfalls kann die Aktivierungsmethode OTAA oder ABP ausgewählt werden. Wurde der GPS-Tracker erfolgreich angelegt, beginnt der JOIN-Vorgang.

Nun können die Einstellungen der Intervalle und der Erschütterungsempfindlichkeit vorgenommen werden. Der GPS-Tracker kennt zwei Betriebszustände:

  • „Alive“ und
  • „Active“

Im Normalfall befindet er sich im „Alive“-Betriebszustand und schickt die GPS-Daten in dem konfigurierbaren Intervall „AliveCron„. Dies könnte typischerweise 1x pro Tag erfolgen um es als Lebenszeichen zu nutzen.

Erkennt der Beschleunigungssensor eine Erschütterung, wechselt der GPS-Tracker in den Betriebszustand „Active“ und schickt die GPS Daten gemäß dem Intervall „ActiveCron„.

Wie lange sich der GPS-Tracker im Betriebszustand „Active“ befindet, bestimmt der Parameter „actTO“ der in Minuten angegeben wird. Nach diesem Timeout geht der GPS-Tracker zurück in den Betriebszustand „Alive„. Eine erneute Erschütterung während des „Active“ Zustandes verlängert den Timeout nicht. Denn der Beschleunigungssensor ist währends des „Active„-Zustandes deaktiviert.

Der Beschleunigungssensor ist ein „Lis3DH“. Die Konfiguration der Empfindlichkeit erfolgt über den Parameter „memsTH„. Die Standardeinstellung „10“ ist sehr, sehr empfindlich. Die richtige Empfindlichkeit muss jeweils Projektbezogen ausprobiert werden.

Nach jedem Aufwachen aus dem Schlaf versucht der GPS-Tracker die GPS-Koordinaten zu empfangen. Klappt dies nicht auf Anhieb versucht er es nicht unendlich, sondern maximal die Anzahl in Sekunden die im Parameter „gpsTO“ hinterlegt wurden.

Log-Dateien

Unter dem Menüpunkt „LOGS“ werden die Log / Debugmeldungen des GPS-Trackers in Echtzeit angezeigt. Bei uns wurden sie manchmal nicht von alleine angezeigt, wir mussten erst den Knopf „Set Time“ drücken.

Die Log-Meldungen sind sehr ausführlich und vorbildlich. Der interessierte LoRaWAN-Techniker wird sich hier schnell zurecht finden. Man kann genau nachverfolgen, was der GPS-Tracker gerade macht. Dies ist ein sehr willkommenes Feature für LoRaWAN-Sensoren die normalerweise keinen Einblick in ihre internen Abläufe erlauben und nur durch Uplinks mit der Außenwelt kommunizieren.

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Während unserem Test hat der GPS-Tracker einen Re-Join initiert, obwohl er noch gejoint war. Dies erfolgte nachdem wir im Lobaro-Tool auf „Set Time“ auf der Logs-Seite geklickt haben. Der Zusammenhang war nicht klar, vielleicht war es auch Zufall. Ein Re-Join war zu diesem Zeitpunkt jedenfalls nicht notwendig. Bei OTAA als Aktivierungsmethode macht ein gelegentlicher Re-Join aber auch nichts.

Firmware Update

Während unseres Tests war es notwendig ein Firmware-Update aufzuspielen. Lobaro hat uns die Firmware in Form einer Binärdatei zur Verfügung gestellt. Die neue Version ließ sich problemlos unter dem Menüpunkt „Firmware“ aufspielen.

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Wir haben unseren Test mit der Version 1.3.2 des Lobaro Maintenance Tools, sowie der GPS-Tracker-Firmware in Version 4.0.5 durchgeführt.

Fazit

Den LoRaWAN-Nutzer werden die vorbildlichen und ausführlichen Echtzeit-Logs/Debugmeldungen freuen. Hier lässt sich akkurat mitverfolgen was der GPS-Tracker macht und wie er konfiguriert ist. Ebenfalls vorbildlich ist die Umsetzung und Verwaltung der Duty Cycle-Einschränkungen. In den Log-Dateien kann man mitlesen für welchen Funkkanal der Duty Cycle bereits erschöpft ist und wie lange die Wartezeiten für einen Uplink auf diesem Funkkanal sind.

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Um eine größere Anzahl von GPS-Trackern zu verwalten oder zu konfigurieren, wäre die Fernkonfiguration mittels LoRaWAN-Downlink wünschenswert. Insbesondere wenn der GPS-Tracker wasserdicht vergossen wird, wäre dies die einzige Möglichkeit nachträglich Änderungen an der Konfiguration vorzunehmen.

Das „Set Time“ in der Benutzeroberfläche bezieht sich offensichtlich nur auf die lokale Log-Anzeige, der GPS-Tracker zeigte trotz GPS-Empfang und dem „Set Time“ in den Logs immer eine falsche Zeit. Dies macht eigentlich nichts, da die Ereignissteuerung auf Intervallen und nicht absoluten Zeitangaben basiert. Jedoch wäre über GPS ein sehr genauer Zeitabgleich möglich.

Der Empfang der GPS Koordinaten dauerte in unserem Test relativ lange. Nach einem Warmstart, d.h. der GPS-Tracker hatte bereits einen GPS-Fix vor weniger als 5 Minuten an der gleichen Stelle, bekam der Tracker für über 50 Sekunden keinen GPS-Fix obwohl 5 Satelliten empfangen wurden. Erst beim 6. Satelliten gab es einen GPS-Fix und damit auch die GPS-Koordinaten. Die Uplink-Meldung erreichte den LoRa Netzwerk Server erst 1:13 Min. nach der Erschütterung des Sensors. Das USB Kabel war bei dem Test nicht angeschlossen, denn es kann laut Hersteller die Empfangsqualität verschlechtern.

Andere LoRaWAN-GPS-Geräte sind beim Empfang der GPS Koordinaten deutlich schneller.

Zum Test der GPS-Empfangsqualität haben wir die Anzahl der empfangen Satelliten über mehrere Tage überwacht. Sie lag regelmäßig zwischen 4 und 7 Satelliten. Dies zeigt ein Auszug aus unserer Visualisierungssoftware:

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Bezug

Der LoRaWAN GPS-Tracker ist ab sofort in unserem Online Shop thingsHUB Market erhältlich. 

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