APRS

Szerk.: HA8LHT

A számítógépek térhódítása a rádiós berkekben is éreztette hatását. Akár Commodore, akár x86 alapú személyi számítógépről is legyen szó, az amatőr igyekezett összekapcsolni a rádióval, kommunikációs hálózatot kiépíteni, szolgáltatásokat szervezni köré.

A kilencvenes években fénykorát élő, AX25 protokollra épülő „packetrádiós” hálózat gyakorlatilag az egész világot behálózta, BBS-eik a rádióamatőrök jelentős információs bázisát alkották, sok esetben integrált, sőt internetes e-mail hozzáférést is lehetővé téve. A hagyományos értelemben vett packetrádiózás napjainkra a háttérbe szorult, köszönhetően a különböző mobil technológiák és szolgáltatások elterjedésének. A számára kijelölt sávrészben még hallani ugyan egy-egy digi jellegzetes hangját, ám jelentősebb aktivitás csupán az egyre inkább feltörő és terjeszkedő APRS (Automatic Packet Reporting System) üzemmód számára ajánlott frekvenciákon tapasztalható. Írásommal azon érdeklődő de a témában még nem járatos rádióamatőröket kívánom megszólítani, akik a gyakorlatban kívánják az üzemmódot használni – akár számítógépükön jelenítve meg más állomások telemetria adatit, akár autójuk, horgászcsónakjuk vagy hátizsákjuk pozícióját osztva meg egy internetes térkép segítségével.

 Az APRS szolgáltatásai

Az APRS a nyolcvanas évek közepén amerikai amatőrök által fejlesztett, egy vészhelyzeti kommunikációs rendszer részeként, CETS néven indult útjára, melynek feladata a GPS vevő által meghatározott pozíció és egy állapotüzenet továbbítása és térképszoftvereken való megjelenítése volt a packet hálózat segítségével. A kilencvenes évek első felében kapta az APRS nevet, mint az Automatic Position Reporting System mozaikszava. A kezdetekben C64, később szinte valamennyi, például Microsoft és MacOS operációs rendszereken is fejlesztett megannyi szoftvernek köszönhetően az üzemmód hamar népszerű lett. A GPS technológia széles körben való elterjedése, a szabványosított protokollok egyértelmű és megfogható rendszere egyre több és több amatőrt késztettek, hogy a pozíciót közlő hálózatba kapcsolódjon rádiója segítségével, az átjátszóhálózat részévé válva megjelentesse hívójelét a világ rádióamatőrjeinek számítógépes térképein. A hálózat globalizálódásával újabb és újabb ajánlások váltak részeivé, a korábban pozíciót közlő rendszer önálló szolgáltatássá alakult, ami során a Position tagot fokozatosan a Packet elnevezés váltotta fel. A vészhelyzeti kommunikációban betöltött szerep így vált lassan rádióamatőr érdekeltségű szolgáltatások protokolljává, melyek közül ma a legfontosabb szerepet az alábbi funkciók kapják:

– Térképen való megjelenítés: egy általunk kiválasztott objektum képének elhelyezése a pozícionált térképen, sebességének, mozgásának iránya, magassága megjelölésével, állapotinformáció feltüntetése mellett.

– Időjárás állomások telemetriája: a házi meteorológiai állomások mérési eredményeinek továbbítása, megjelenítése.

– Közlemények küldése: lehetőség van egy meghatározott, vagy valamennyi állomás részére szóló üzenet küldésére.

– DX Clusterek elérése.

aprs 1Az érdeklődők számára szinte valamennyi szolgáltatás elérhető – persze a megfigyelés jogosultságára korlátozva – a http://aprs.fi internetes portálon, ahol a hívójelek melletti objektumra kattintva az ahhoz kapcsolódó információkat olvashatjuk le (1. ábra), vagy rákeresve a megtett útvonalat figyelhetjük meg. A fejlesztés eredeti funkciójára tekintettel a szolgáltatásban helyet kapott a hajókon üzemelő azonosító rendszer, az AIS (Automatic Identification System) információja is.

Mi szükséges mindehhez?

Az előbbiekben említett lehetőségen felül az APRS némileg több szolgáltatása érhető el valamely internetkapcsolatot kihasználó speciális szoftver segítségével. Tekintettel a leginkább elterjedt Microsoft operációs rendszerekre, a korlátlanul terjeszthető és használható, amatőr fejlesztésű UI-View32 programot mutatom be. aprs 2A szoftver alkalmas csupán internetes szerverre kapcsolódva megjeleníteni az állomások adatait, míg adóvevővel összekötve teljes értékű APRS állomást kapunk. Ehhez egy 1200Bd sebességű modemre valamint egy TNC-re lenne szükségünk, azonban ennek híján egy úgynevezett TNC emulátort letöltve és futtatva hangkártyán keresztül is csatlakoztathatjuk rádiónkat a számítógéphez. Ekkor rádiónk hangszóró és mikrofon csatlakozási lehetőségét használjuk fel, a PTT funkcióját pedig a soros portra, akár a csatlakozóházban is elkészített áramkör látja el (2. ábra).

A hagyományos packet üzemmódtól eltérően az APRS esetében nem fontos a kétirányú kapcsolat felépítése. Amennyiben egy vevőt, vagy rádiónknak csupán vevőrészét kapcsoljuk a számítógépünkre, a megfelelően beállított szoftver térképes felületén a hallott állomások pozíciója és adata azonnal megjelenik.

Az UI-View32 beállítása – internet

aprs 3A program letöltése[1] és telepítése után regisztráció szükséges, amit készítő honlapján keresztül végezhetünk el. Fontos, hogy az ablakba a regisztrációkor is megadott hívójel valamint ugyanazon karakterekből álló név kerüljön, különben a kapott kód – a karakterekből számított érték – nem lesz megfelelő. A levélben érkező regisztrációs számot bemásolva indíthatjuk is a programunkat. Első lépésként a személyes beállításokat végezzük el. A konfigurációhoz szükséges ablakot a Setup menü Station Setup pontjában találjuk (3. ábra).

Mint valamennyi menüpontnak, első indításakor ennek is csak a szöveges segítséget megjelenítő ablaka bukkan elő, amit bezárva a műveletsort meg kell ismételni.

A hívójel kitöltésénél ki kell választanunk a megfelelő SSID-t. Ez a hívójel után lévő szám az állomásunk jellegére utal az 1. táblázat szerint. A kiosztás csak egy gyakorta figyelembe vett ajánlás, amit a -0 valamint a -9 jelölésen kívül meglehetősen szabadon alkalmaznak, majd’ minden fórumon mást és mást ajánlva.

0: Otthoni állomás
1: Elsődleges átjátszó állomás
2: Busz
3: Tűzoltóautó
4: Kerékpár
5: Egyéb mobileszköz
6: Műhold vagy speciális eszköz
7: APRS-képes kézirádió
8: Hajó, vitorlás
9: Elsődleges mobilállomás
10: Internetes állomás
11: Repülő, léggömb
12: Tracker
13: Meteorológiai állomás
14: Kamion
15: Egyéb állomás

Mivel internetes kapcsolódáskor a nyílt rendszerbe nem kerül be állomásunk, a hívójel, pozíció adat és szimbólum beállítása csupán a saját térképünkön való megjelenésünk végett fontos. A többi paraméter megadásához a későbbiekben térünk vissza. Amennyiben nem csatlakoztatunk számítógépünkhöz GPS vevőt, a koordinátánkat magunknak kell kitölteni, ellenőrzésképp a program meghatározza lokátorunkat. GPS használata esetén a Setup menü GPS Setup pontjában elvégzett beállítások után ne felejtsük el külön engedélyezni (F8) a helymeghatározó működését. Fontos tudni, hogy a soros portra illeszkedő GPS vevő alapértelmezett esetben 4800Bd sebességgel kommunikál.

aprs 4Ha a bejövő adatokat nem rádiónkkal kívánjuk venni, internetes szerverhez kell kapcsolódnunk. Ezt először be kell állítani a Setup menü APRS Server Setup pontjában (4. ábra).

A telepítés után itt felsorolt tengerentúli szerverek közé célszerű olyan magyarországi szervert beszúrni, ahol megfelelő port kiválasztásával szelektálható az európai vagy a magyar állomások listázása. Napjainkban HG1DFB szervere kiváló lehetőség erre: miután valamennyi négyzetből eltávolítottuk a pipát, az Insert gomb megnyomásával nyílik lehetőség az új cím begépelésére. A szerver a hg1dfb.dyndns.org:10154 porton csak a magyar, 10155 porton pedig az európai állomásokat listázza. Miután beillesztettük valamelyiket és kijelöltük, az Action menüpont Connect From APRS Server opcióját választva csatlakozhatunk rá. Sajnos a szoftverhez meglehetősen nehéz internetről letölthető, megfelelő felbontású térképet találni, amennyiben mégis ilyenre bukkanunk, az alapértelmezett telepítési C:\Program Files\Peak Systems\UI-View32\Maps alkönyvtárba másolva a program újraindítását követően be tudjuk tölteni. Ezt követően programunk készen áll a monitorozási feladatra az internetes kapcsolat segítségével.

Az UI-View32 beállítása – rádió

Az APRS hálózat valamennyi funkcióját csak adóvevővel történő csatlakozás esetén tudjuk elérni, amihez szélesebb körű beállításokra van szükség. Kézenfekvő megoldás, hogy gépünk hangkártyáját és soros portját használva csatlakoztatjuk hozzá a rádiót. Ehhez elsősorban azt állítjuk be, hogy milyen TNC-vel kívánunk dolgozni. Amennyiben nem rendelkezünk ilyen eszközzel, egy segédprogram, SV2AGV által fejlesztett AGW Packet Engine segítségével lehetőség nyílik a hangkártya TNC-ként való emulálására. Az ingyenesen letölthető és használható program indításakor egy ikont helyez el az óra mellett, amelyre való kattintás után és a Properties menüpontot választva konfigurálnunk kell a segdéprogramot. Itt valamennyi meglévő, előre beállított portot kitöröljük, majd újat létrehozva beállítjuk a PTT soros portját, majd a TNC típusát Sound Card-ként adjuk meg (5. ábra). A megjelenő ablakban nincs is más tennivalónk, mint meghatározni a használni kívánt hangkártyát.

aprs 5Az APRS szoftvert csak ezután indítsuk el, ahol a Setup > Comms Setup menüpontban a Host mode beállításnál az AGWPE lehetőségét válasszuk ki. Ezzel az emulátorunk hangkártyára vonatkozó beállításait érvényre is juttattuk. Ezt követően térjünk is mindjárt vissza a Station Setup-ra (3. ábra). Itt elvégezzük a hiányzó, rádiós kommunikáció szempontjából releváns beállításokat. Az első és legfontosabb paraméter az Unproto address, ahol az úgynevezett alias beállítására van szükség. Az APRS üzenetszórásos rendszerben üzemel, azaz a kiküldött csomagok minden állomáshoz szólnak, azokat minden állomás továbbíthatja. A címzésben az állomás folyton változó pozíciója miatt nem konkrét hívójeleket adunk meg, hanem az alias segítségével határozzuk meg csomagunk általános címzettjét és élettartamát. Ez utóbbi beállítására azért van szükség, mert a kiküldött adatot a minket ismétlő átjátszón kívül valamennyi azt halló átjátszó és annak további láncolata a végtelenségig ismételné. Az ilyen elárasztás végett az aliast paraméterezzük. Esetünkben a WIDEn-n címzést használjuk, ekkor az üzenetünket halló digik úgy továbbítják a csomagot, hogy az általuk hallott n paramétert eggyel csökkentik, egészen addig, amíg az érték eléri a nullát. A 0 paraméterű csomag már nem kerül ismétlésre. A wide-hoz hasonló alias a TRACEn-n. Ez annyiban különbözik az előzőekben ismertetettől, hogy a csomagba az ismétlő állomás beszúrja a saját hívójelét is, ezáltal a bejárt útvonal követhetővé válik. Újabb alias a RELAY vagy az azzal egyenértékű WIDE1-1. Ezzel a kisebb állomások hálózatba való bejutását segíthetjük, mivel az állomásunk a saját hívójelét beszúrva ismétli a vett adatot. Itthoni viszonylatban a WIDE1-1,WIDE2-2 aliast célszerű alkalmazni.

A periodikusan adásba küldött üzenet, ami általában az állomásunkra vonatkozó rövid információ, a beacon szövegét is ebben az ablakban írhatjuk be. Küldési gyakoriságát a felesleges hálózati lefoglaltság elkerülése végett célszerű 30 percre állítani. Az UI-View32 esetében egy másodlagos beacon valamint egy hosszabb állomásinformációt tartalmazó beállításra is lehetőség nyílik, amit a Setup > Status Text valamint a Station Info menüpontban adhatunk meg.

aprs 6Szoftverünket ismétlő állomásként, digiként is üzemeltethetjük, ami kisebb vagy mobil állomásoknak válhat segítségére. Ekkor a Setup > Digipeater Setup ablakában (6. ábra) kell elvégezni néhány beállítást. A WIDEn-n és a TRACEn-n funkciókat csak akkor engedélyezzük, ha rádiónk és számítógépünk nagyobb területet folyamatos elérhetőséggel hivatott lefedni. Dupe secs azt az értéket jelöli, ami alatt a digi funkció az ugyanazon állomástól kapott választ nem veszi figyelembe.

Ezt követően APRS szerver csatlakozása nélkül az állomások már a hallott sorrendben jelennek meg a betöltött térképünkön valamint a legközelebbi APRS átjátszón keresztül gépünk csatlakozik a hálózathoz. Esetenként szükséges lehet a megfelelő felvevő és lejátszó eszköz operációs rendszer segédprogramjaival való kijelölése, illetve a hangerőszabályzón keresztül a jelszintek beállítása is. A művelet sikerességéről rövid időn belül meggyőződhetünk valamelyik internetes portálon, pontos hívójelünkre keresve.

TinyTrak

aprs pcbHa egy trackert (GPS-sel összekapcsolt vagy egybeépített adót) üzemeltetünk hajónkban, autónkban vagy hátizsákunkban, az periodikusan, választ nem várva küldi a GPS-től kapott pozíciónkat, bízva abban, hogy csomagjai közvetlenül vagy repeater által továbbítva, előbb-utóbb egy TCP/IP állomás révén a nyílt internetes rendszerre is felkerülnek. Legtöbb esetben TNC-vel felépített APRS állomásokról beszél a szakirodalom, ám egy egyszerű kontrollerrel felépített tracker is tökéletesen ellátja feladatát. Ilyen eszköz a TinyTrak család következőkben ismertetett, meglehetősen korai, ám funkcióit tekintve teljes értékű első verziója, aminek leírását a konfigurációs szoftverével és a mikrovezérlő programkódjával[2] egyetemben a fejlesztő[3] közkincsé tette. A kapcsolás (7. ábra és 2. táblázat) egyetlen PIC16F84 kontroller köré épül, mely ellátja a GPS vevő 4800Bd sebességű soros jelének APRS csomagba foglalását és modulálását, a PTT kezelését, valamint a vevő jelének felügyeletét. Ez utóbbi nem feltétlenül szükséges, hiszen a beérkező csomagoknak nincs funkcionális jelentőségük, a vétel érzékelése (DCD) csupán az adásindítás késleltetésében játszik szerepet. Az áramkörben egyetlen változtathatási lehetőség van kiépítve, miszerint az SW1 kapcsolásával határozhatjuk meg, hogy melyik időzítési beállítás legyen érvényben.

aprs 7

R1: 8,2k
R2: 3,9k
R3: 2k
R4, R6, R7, R10, R12: 1k
R5: 220k
R8, R11: 10k
R9: 2,2k
P1, P2: 10k
C1, C4: 100n
C2, C3: 22
C5: 100µ
IC1: PIC 16F84-10
IC2: 7805
T1: 2N2222A
X1: 10MHz
SW1: 1xDIP
DB1: 9 pol. DB
LED1-4: 5×2 mm LED
D1: 1N4001

A készülék nyomtatott áramkörének terve a mellékletben, beültetési rajza a 9. ábrán, az elterjedtnek tekinthető és a sok más típussal azonos lábkiosztású BR-305 GPS csatlakozójának bekötése a TinyTrak-hez a 10. ábrán látható. A lengő kilencpólusú apás DB és a hatpólusú anyás „minidin” csatlakozók itt is hátulnézetből, a forrasztás felől vannak ábrázolva.

aprs 8

A csatlakozó doboza itt egy 5 voltos stabilizátor IC-t tartalmaz, melynek típusa a GPS vevő 80 milliamperes áramfelvétele mellett nem kritikus. A rádió a JP1 tüskesoron csatlakozik a készülékhez. A mikrofonra jutó kimeneti jel (MOD) szintjét akár egy vevő segítéségével „fülre” a P2, a vétel jelzéséhez (DCD) elegendő értéket pedig a P1 potméterrel állítjuk be. Ez utóbbi funkcióhoz a rádió külső hangszórójából érkező jelet használjuk fel, a megfelelő szint elérését pedig a zajzár kinyitásakor folyamatosan világító LED2(RX) jelzi.A DB1 kilencpólusú „anyás” csatlakozó fogadja a GPS jelét, valamint konfiguráláshoz ugyanitt csatlakozik a tracker az RS-232 portra egy „nullmodem” kábel segítségével, melynek elégséges változatát két csatlakozóból mi is könnyedén elkészíthetünk (8. ábra), vagy készen megvásárolhatjuk. Az ábrán a tracker NYÁK-ra ültetett valamint a számítógép soros csatlakozójának kilencpólusú, anyás csatlakozói szemből vannak ábrázolva, ami így megfelel a lefele fordított apás csatlakozók forrasztási hátulnézetének.

aprs 9aprs 10

 

TinyTrak konfigurálása 

A tracker soros portra való csatlakoztatása közben külső tápfeszültséget nem igényel. A konfigurációs szoftver elindítása után (11. ábra) első lépésként a hívójelet és a hozzá tartozó SSID-t adjuk meg.

aprs 11

A Path sorban látható WIDE1-1,WIDE2-2 címzés paraméterezése bőven elegendő az ország területén mozgó állomás számára.

Az moduláció késleltetése (KeyUp Delay) rádiófüggő. Általában 250-300ms már minden készülék számára elegendő. Ha még így is túl kevés az idő, ami a kapcsolás és a moduláció között eltelik, növelni kell az értéket.

Transmit Every azt az intervallumot adja meg, amikor a tracker a pozícióját adásba küldi. Ez erősen sebességfüggő, a hazai hálózatok terheltségét és egy személygépkocsi sebességét figyelembe véve a 30 másodperc elfogadható érték. Álló vagy lassabb járműnél az adások közti idő hosszabb is lehet. A 10. ábra esetében az SW1 átkapcsolásakor 120 másodperces intervallum aktivizálódik, ami például a hosszú, egyenes autópályákon ad megfelelő távolságban lévő mérési pontokat.

Quiet Time azt az időt jelenti, ami a DCD érzékelést követően adás nélkül garantáltan el kell, hogy teljen. Ezzel elkerülhető, hogy az esetlegesen egymásnak válaszoló állomások munkáját adásunkkal félbeszakítsuk.

A Message egy rövid beacon üzenet, ami meghatározott periódusokban (az ábrán minden ötödik esetében) kerül adásra. Mivel nem egy változó állapotról van szó, elegendő jóval ritkábban adni.

A Symbol a térképeken is megjelenő objektumunk képét határozza meg, hasonlóan az UI-View32 beállításához. Számos szimbólum létezik, a „>” karakter egy személygépkocsit, a „-” például egy házat ábrázol. Ambícióinktól függően megjegyezhetjük a műhold „S” karakterét is (HI)… Sajnos a beállítások elmentésére nincs mód, így a program bezárása után csak a tracker kiolvasásával juthatunk ismét a beállított paramétereinkhez. A beállításokat a Write Configuration gomb segítségével írjuk bele készülékünkbe.

Összeszerelés és konfigurálás után csatlakoztassuk a GPS-t és az adóvevőt a trackerhez. A rövid ideig villogó LED3(GPS) végül folyamatos fénnyel jelzi, amikor a vevő meghatározta a pozíciót. A sikeres konfigurálást a periodikusan felvillanó, PTT meghúzását szemléltető LED1(TX) jelzi. A készülék helyes működését néhány próbakör megtétele után saját számítógépünkön vagy valamely kapcsolódó internetes oldal felkeresésével ellenőrizhetjük, melyek közül több a statisztikai adatokon túl trackerünk beállításának optimalizáltságáról is tájékoztat.

A rendszer egyre nagyobb népszerűségnek örvend. A legnagyobb amatőr készülékeket gyártó vállalatok is előszeretettel integrálják az üzemmód szolgáltatásait készülékeikbe, a Kenwood TM-D700 mobil vagy a legendás TH-D7 kézi rádiója után – azok fejlesztéseivel párhuzamban – a Yaesu is (FTM-350R, VX-8) sorra jelenteti meg az APRS lehetőségét.


[1]: www.ui-view.org
[2]: A konfigurációs szoftver, nyákterv valamint a mikrovezérlő programkódja (zip) letölthető innen is.
[3]: A napjainkban negyedik generációs eszköz fejlesztője a Byonics.

  1. HA4HB

    Az APRS cikk nagyon jó! Várom a folytatást! HA4HB

    Thumb up 2 Thumb down 0

  2. HA-HG

    Köszönjük!

    Thumb up 2 Thumb down 0

  3. HA9AS

    Aprs commuicator 3 funkciója van: 1)evvel lehet monitorozni a forgalmat 2)szöveges üzenet küldés és fogadás 3)Tinytrak mód. Nagyon jó kis kütyü sok meló van vele ugyan de megéri.
    Az eredeti oldal itt látható a hardver részét fejlesztettem tovább.
    http://www.ir3ip.net/ik3svw/aprsvw.htm
    73′!

    Thumb up 0 Thumb down 0

  4. HA9AS

    Az általam készül készülék itt látható.
    http://communicator.atw.hu/

    73′!

    Thumb up 0 Thumb down 0