Construction d’un GPS connecté à IoT avec ESP32 et NEO-6M

ESP32 22-11-24

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Plan du tutoriel

1- Présentation du GPS connecté à l'IoT avec MQTT

2- Matériel Nécessaire

3- Schéma de câblage du système

4- Programmation de la carte ESP32 avec Micropython

Présentation du GPS connecté à l'IoT avec MQTT

Un GPS connecté à l'IoT avec MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) est une solution permettant d'obtenir les coordonnées géographiques d'un objet (latitude, longitude, vitesse, etc.) et de transmettre ces données en temps réel via le protocole MQTT à un serveur ou une plateforme IoT.

Ce système est particulièrement utile pour le suivi d'actifs (asset tracking), la gestion de flottes de véhicules, ou des projets de géolocalisation en temps réel.

Fonctionnement du système

1- Acquisition des données GPS :

Un module GPS (par exemple, Neo-6M ou Ublox) capte les signaux des satellites et calcule les coordonnées géographiques.

2- Traitement des données :

Les données GPS sont lues par un microcontrôleur (Arduino, ESP32, Raspberry Pi, etc.).

Ces données peuvent être formatées (JSON, CSV) pour être envoyées via MQTT.

3- Transmission via MQTT :

Le microcontrôleur, équipé d'un module de communication (Wi-Fi, GSM, ou LPWAN), publie les données GPS à un broker MQTT (comme Mosquitto ou AWS IoT Core).

MQTT utilise un système de "topics" pour organiser les messages. Par exemple :

Topic : vehicle/tracker/123

Message : { "latitude": 48.8566, "longitude": 2.3522, "speed": 10.5 }

4- Traitement sur la plateforme IoT :

Les données reçues par le broker MQTT sont affichées en temps réel, stockées pour analyse, ou utilisées pour déclencher des actions automatisées.

5- Visualisation et suivi :

Une interface utilisateur (application mobile ou tableau de bord) affiche les données sur une carte ou un graphique.

Applications pratiques

Suivi de véhicules : Localisation en temps réel des voitures, camions, ou flottes.

Gestion de marchandises : Suivi des conteneurs ou colis pendant le transport.

Surveillance des personnes : Localisation en temps réel pour la sécurité.

Projets personnels : Robots mobiles avec géolocalisation.

Construire un GPS connecté à l'IoT avec un ESP32, un module GPS NEO-6M, et le protocole MQTT est un projet fascinant. Voici un guide complet.

Matériel Nécessaire

ESP32 :

Microcontrôleur avec connectivité Wi-Fi.

Module GPS NEO-6M :

Pour obtenir les données de localisation. Il eçoit les signaux satellites et calcule la position.

Afficheur SSD1306

Pour afficher les données de localisation localement.

Câbles Dupont :

Jumper wires

Pour les connexions entre les composants.

Broker MQTT :

Serveur qui gère les messages (ex. Mosquitto ou un service cloud comme AWS IoT).

Schéma de câblage du système

1- ESP32 :

Connecté à une source d'alimentation.

Configuré pour envoyer des données GPS au broker MQTT via Wi-Fi.

2- Module GPS NEO-6M vers ESP32 :

VCC → 3.3V ou 5V (selon le module).

GND → GND de l'ESP32.

TX → RX (GPIO17 par exemple).

RX → TX (GPIO6 par exemple).

3- Afficheur SSD1306 vers ESP32

VCC → 3.3V (ESP32).

GND → GND.

SCL → GPIO22 (I2C Clock).

SDA → GPIO21 (I2C Data).

Programmation de la carte ESP32 avec Micropython

Voici un exemple de code pour envoyer les données GPS via MQTT :

from machine import UART, Pin, SPI,I2C
from micropyGPS import MicropyGPS
import utime
import ssd1306
import network
import nmea
from umqtt.robust import MQTTClient

ubidotsToken = "***********************" 

clientID = "RANDOM-ALPHA-NUMERIC-NAME_OR_IMEI DEVICE ID" 

client = MQTTClient("clientID", "industrial.api.ubidots.com", 1883, user = ubidotsToken, password = ubidotsToken)

WiFi_SSID = "************"
WiFi_PASS = "************"
def do_connect():
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    if not wlan.isconnected():
        print('connecting to network...')
        wlan.connect(WiFi_SSID, WiFi_PASS)
        while not wlan.isconnected():
            pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())

do_connect()

i2c = I2C(-1, scl=Pin(22), sda=Pin(21))
oled_width = 128
oled_height = 64
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(oled_width, oled_height, i2c)

oled.text('Carte', 0, 0)  # Afficher les deux mots ''
oled.text('ESP32', 0, 10)
oled.show()
uart = UART(2, 9600)
now = utime.ticks_ms()
sentence = ''
state = ''
my_nmea = nmea.nmea(debug=1)

while 1:
	while uart.any():
		b = uart.read()
		my_nmea.parse(b)

	if utime.ticks_diff(utime.ticks_ms(), now) &gt; 5000:
	      now = utime.ticks_ms()
	      print('{} {}'.format( my_nmea.latitude, my_nmea.longitude))
        client.connect()

        lat = my_nmea.latitude

        lng = my_nmea.longitude

        var = 1.5

        msg = b'{"location": {"value":%s, "context":{"lat":%s, "lng":%s}}}' % (var, lat, lng)

        print(msg)

        client.publish(b"/v1.6/devices/ESP32", msg)#envoi de la position du GPS vers le cloud Ubidots IoT

        oled.fill(0)
        y = 0
        dy = 10
        oled.text("Lat:{}".format(my_nmea.latitude),  0, y)
        y += dy
        oled.text("Lon:{}".format(my_nmea.longitude),  0, y)
        oled.show()