LoRa-Bootsmonitor

https://www.segeln-forum.de/board194-boot-technik/board35-elektrik-und-elektronik/board195-open-boat-projects-org/p2124488-lora-monitoring-und-alarmserver/#post2124488

Der LoRa-Bootsmonitor dient zur Überwachung des Bootes bei Abwesenheit. Es werden verschiedene Messwerte kontinuierlich in Zeitabständen von 5 min aufgezeichnet und über die LoRa-Funktechnik (Long Range) in das LoRaWAN weitergeleitet. Die Daten werden vom TTN-Server (The Thinks Network) in Amsterdam empfangen und zwischengespeichert sowie dann an Ubidots als Web-Frontend weitergeleitet. In Ubidots werden die Messdaten angezeigt und es können verschiedene Benachrichtigungen per Mail bei Grenzwertüberschreitungen von Messwerten versandt werden. Weltweit gibt es eine große Anzahl von LoRa-Gateways die die versendeten Messdaten empfangen können und an den TTN-Server weiterleiten. Die Funktechnik benutzt den lizenzfreien Frequenzbereich um 868 MHz und verwendet eine spezielle Sendetechnik (Chirp), um große Reichweiten von bis zu 4 km zu erzielen. Sollte kein LoRa-Gateway in Reichweite sein, so kann ein weiterer LoRa-Bootsmonitor als LoRa-Gateway verwendet werden. Es wird dann lediglich eine andere Firmware verwendet. Alternativ können auch die Messwerte über WLAN nach Ubidots direkt versendet werden, sofern ein WLAN in Reichweite ist.

Bild: LoRa-Datenübertragung Semtech GmbH

Bild: Blockschaltbild LoRa Bootsmonitor

Der LoRa-Bootsmonitor hat folgende Funktionen:

  • 12V Versorgungsspannung
  •  1,2W Stromverbrauch
  • LoRa Sender und Empfänger mit OLED Display
  • 868 MHz, SF7…SF12, 100 mW Sendeleistung
  • Einspeisung der Daten ins The Thinks Network (TTN)
  • WLAN (2.4 GHz) zur alternativen Datenübertragung
  • GPS Sensor für Geo-Ortskoordinaten
  • BME280 zur Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck
  • 1x Batteriespannungsmessung (Servicebatterie)
  • 1x potentialfreier Alarmkontakt z.B. für Bilgen- und Tür-Überwachung
  • 2x Tanksensor (0…180 Ohm)
  • 1x Reais-Ausgang zum potentialfreien schalten von Lasten bis 3A (12V oder 230V)
  • 2x 1Wire-Anschluss für Temperatursensoren DS18B20 für die Batterieüberwachung und Kühlschrank
  • Monitoring und Alarmierung über Ubidots-Webfrontend
  • Alarmierung per E-Mail bei Grenzwertüberschreitung
  • Automatische Datenspeicherung für die letzten 31 Tage
  • Verwendung von günstigen Embedded Modulen
  • Keine SMD Bauelemente auf der Platine
  • Platine hier bestellbar: https://aisler.net/p/TUFQWBEF

LoRa 32 Heltec Funk-Modul als Basis

LoRa Gateway

Ubidots Webfrontend mit Messwerten und Geodaten

Leiterplatte zum Bootsmonitor

Bestückte Paltinen (links LoRa-Bootsmonitor, rechtes LoRa-Gateway)

LoRa-Bootsmonitor

Lora-Gateway

 

AVnav chart plotter

OpenSource chartplotter www.wellenvogel.net
  • completely web based navigation software for boats
  • raster chart display (tile based) like Google Maps
  • runs as server on a raspi
  • also available as standalone android app
  • features
    • use small devices like tablets or cell phones for navigation
    • optimized for devices starting at 7"
    • perfectly usable on 10" devices see here
    • attach your sensors via USB, serial, bluetooth, TCP - also possible on android (GPS, wind, speed, depth,AIS)
    • using NMEA0183
    • integrated NMEA multiplexer and WLAN gateway
    • usable for NMEA2000 with canboat
    • track logging
    • route planning
    • using raster charts (BSB,NV, downloaded charts from mobile atlas creator)
    • simple installation
    • small, low power consumption
    • display adaptable(sizes via settings, free configuration what to display where)
    • can be extended and adapted (server plugins, css adaption, java script for own displays)

Links

Different Set Ups

  1. "classic" set up - raspberry installed on your boat, one ore more tablets for display and interaction. On the tablets there is only a browser required - so you can use android, windows, IOS. You could additionally use other devices like laptops or smart phones for display.
    The raspberry will set up a WLAN where the devices can attach.
    You can attach multiple devices - you can have different displays on each of them - like the chart on one device and a dashboard on another one.
    The charts have to be available in a raster format (gemf) - a converter is available.
    I mainly used:

    • one tablet down below at the chart table
    • one tablet below the dodger

      AvNav klassisches Setup
      minimal "classic" set up- raspi, gps mouse, USB-RS232 gateway, power supply and 2 tablets
  2. AvNav as NMEA multiplexer and WLAN gateway
    In this sert up AvNav receives data from NMEA-0183 (and a seriel-USB adapter),bluetooth, NMEA2000 or from IP and provides them at different outputs. You can mix this set up with the "classic" one - the NMEA multiplexer is always available.
    Available data outputs:

    1. NMEA-0183 (via USB-serial adapter)
    2. IP (TCP and UDP) - local or via WLAN
  3. Android "stand alone"
    AvNav is available as a normal app on the android device. You can receive data from the internal GPS but you can also receive them via bluetooth, IP or USB device. The display functions are identical to the normal app.

    AvNav Android Standalone
    AvNav app on android
  4. Android „master slave“
    The app will only be installed on one device (maybe an android car radio - see DIY-Plotter Android-Radio)and can be used on this devices as well as on other devices in the same lokal network (WLAN). On the other devices you only need a broweser - so you are free again to choose your system on them.
    In the picture - an old Ipad3 as second display.

    AvNav Android Master Slave
    Android master slave: the lower tablet is working as the master, the upper one as a second display.
  5. Windows (or Linux) Desktop
    There is a ready to go installer for windows, for Linux we have packages available. This way you can install AvNav on your desktop computer (or your laptop). The primary focus for this installation is converting of charts (like BSB charts) but you can use the complete functionality of AvNav. Again you can connect other devices that have a browser installed and use them as a display.

    AvNav Windows
    AvNav on windows

 

DIY Plotter Android-Radio

  • Basis 2 DIN Android Autoradio
  • Touchfähiges 7“ – 10″ Display
  • Touch Funktionstasten
  • Je nach Modell Android 8 oder 9
  • Je nach Modell 1…4 GB RAM
  • Kabelgebundenes, leistungsstarkes GPS enthalten
  • Bluetooth,WLAN integriert
  • CAN-Bus integriert (Lenkradfernsteuerung)
  • 12V-Versorgung
  • 10…15W im aktiven Betrieb
  • 0,5W im Standby
  • 3s Aufwachzeit aus Standby
  • 2x USB 2.0 (für ext. GPS, NMEA0183, NMEA2000, NAVTEX, DVBT-Stick für AIS, etc )
  • 4 Kanal Audio-Verstärker
  • UKW-Radio, DSR bei einigen teureren Modellen
  • Optionale Rückfahrkamera als Mastkamera verwendbar
  • Google Play Store integriert
  • Mit beliebigen Apps erweiterbar
  • Nicht wasserdicht
  • Kosten: 60-200 EUR

https://www.segeln-forum.de/board1-rund-ums-segeln/board35-bootstechnik-und-elektronik/73496-plotter-diy/#post2077437

 

7″ Android Autoradio mit AvNav, gut für Innenbenutzung geeignet, zu dunkel für Außeneinsatz

10″ Android Autoradio mit AvNav, gute Displaygröße, hell genug für Außeneinsatz

Innen konventionelle, sparsame Tabett-Technik

Verwendbar als Zweitdisplay für kommerzielle Plotter (z.B. Raymarine)

Wasserdichtheit mit zusätzlichen Displayrahmen möglich

Mit AvNav auch als WLAN-Display-Server für externe Tabletts einsetzbar

Neue Plotter-Firmware als Web-Anwendung

AvNav als Navigations-Software

Canvas-Intrumente zur Visualisierung von Messdaten

Intergation von Grafana, erfordert einen Raspi4 mit OpenPlotter 2.0, InfluxDB und Grafana

Integration von Sonoff-Modulen zur Boots-Automation

Wetterdaten von www.windy.com

OpenCPN

THE free and open source chart plotter: opencpn.org

  • numerous chart formats supported
  • individual user interface
  • AIS collision alert
  • integration of weather and current gribs
  • NMEA0183 interface (SignalK support under development)
  • tactics plugIn

Official vector charts (iENCs) are available free of charge for inland waterways in Europe and the USA. Offshore charts (oeENCs) made available via o-charts.org at low cost.

OpenPlotter

The open-source sailing platform for ARM computers: sailoog.com/openplotter

  • software compilation for single board computers like the RaspberryPi
  • free and modular navigational aid
Features
  • OpenCPN
  • SDR-AIS
  • NMEA2000
  • Compass
  • WiFi AP
  • zyGrib
  • NMEA0183
  • SignalK Server
  • pyPilot
  • headless Display
  • Dashbords
  • I2C Sensors
  • digital Inputs
  • Actions
  • remote Monotoring
  • 1W Sensors
  • analog Sensors
  • digital Outputs
  • share Data
  • open Tools

SignalK

The key element on board: signalk.org

SignalK is an open standard for transmitting data on a boat.

Interfaces for all well-known transmission protocols have been developed around this idea

 

  • NMEA2000
  • NMEA0183
  • homebridge
  • AWS IoT
  • VE.Direct
  • EmpirBus
  • MQTT

The SignalK server is therefore perfectly suited for migrating old and new sensors onboard the ship.
But that's not all: A constantly growing number of actuators on board can also be operated.

Node-RED

Was ist Node-Red?

Node-Red ist eine visualisierte Programmierumgebung, die aus dem IoT-Bereich kommt. Sie dient vor allem der Verbindung von Sensor-Hardware und entspechender Datenvisualiserung. Node-Red besteht aus sogenannten Nodes, die man per Gummiband-Technik miteinder verbindet und so den Datenfluss bestimmt.

Was haben Segler davon?

Node-Red bietet Nodes, um Sensoren auszulesen, um NMEA-0183-Daten über serielle Schnittstellen zu verarbeiten oder auch, um SignalK-Datenströme zu lesen und zu bearbeiten. Damit lassen sich Daten, die z.B. von Openplotter im Bordnetz zur Verfügung gestellt werden, direkt nutzen.
Der Vorteil zum Beispiel gegenüber SignalK-Instrumenten besteht darin, dass man die eingelesenen Daten aufbereiten und verändern kann, auch die Visualisierung der Daten ist flexibler beeinflussbar.

Was muss man können, um Node-Red zu nutzen?

Viele Dinge lassen sich in Node-Red bereits ohne Progammierkenntnisse realisieren, in bestimmten Nodes lässt sich aber auch Programmcode (Java) unterbringen. Das macht diese Umgebung sehr flexibel. Wenn das Grundprinzip verstanden wurde, wie die Datensteuerung in Node-Red funktioniert, kann man seine Kenntnisse Stück für Stück ausbauen, ohne gleich vor scheinbar unüberwindbaren Hürden zu stehen. Auf den Webseiten von node-red.org steht eine umfangreiche Dokumentation zur Verfügung, diverse Beispiel-Flows („Programm-Abläufe“) stehen zum Donwload zur Verfügung.

Was kostet Node-Red?

Node-Red ist kostenlos, es läuft auf diversen Plattformen, neben dem Raspberry und anderen Linux-Versionen unter anderem auch auch Windows-Rechnern.

 

Weitere Videos:

Node-Red und NMEA0183 über serielle Schnittstellen: Video

Node-Red und SignalK: Video

 

AIS data exchange

ship spotting

Popular services like marinetraffic.com or vesselfinder.com do rely on numerous AIS station around the world.
Volunteers are collecting AIS-data within reach of their receivers and pass them to the servers. There are still areas, not yet covered!
Setting up a receiving station is simple and does not cost a fortune: Internet access, raspberryPi, a cheap DVB-T-stick and an old TV arial do the job.
The owner of an AIS station benefits from extra services offered by service providers, others have to pay for.