Otomatik Paket Raporlama Sistemi - Automatic Packet Reporting System - Wikipedia

GPS alıcılı APRS işaret vericisi.

Otomatik Paket Raporlama Sistemi (APRS) bir amatör radyo Yerel alandaki anlık değeri olan bilgilerin gerçek zamanlı dijital iletişimi için tabanlı sistem.[1] Veriler nesneyi içerebilir Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS koordinatları, Meteoroloji istasyonu telemetri, kısa mesajlar, duyurular, sorgular ve diğer telemetri. APRS verileri, istasyonları, nesneleri, hareketli nesnelerin izlerini, hava istasyonlarını, arama ve kurtarma verilerini ve yön bulma verilerini gösterebilen bir harita üzerinde görüntülenebilir.

APRS verileri tipik olarak, yaygın yerel tüketim için alan aktarma istasyonları (digipeaters) tarafından yerel olarak tekrarlanacak tek bir paylaşılan frekansta (ülkeye bağlı olarak) iletilir. Ek olarak, tüm bu veriler tipik olarak APRS İnternet Sistemine (APRS-IS) İnternet bağlantılı bir alıcı (IGate) aracılığıyla alınır ve her yerde ve anında erişim için küresel olarak dağıtılır.[2] Radyo veya İnternet üzerinden paylaşılan veriler tüm kullanıcılar tarafından toplanır ve paylaşılan bir canlı görüntü oluşturmak için harici harita verileriyle birleştirilebilir.

APRS, 1980'lerin sonlarından beri Bob Bruninga tarafından geliştirilmiştir. çağrı işareti WB4APR, şu anda kıdemli araştırma mühendisi Birleşik Devletler Donanma Akademisi. Halen ana APRS Web sitesini korumaktadır. "APRS" baş harfi onun çağrı işaretinden türetilmiştir.

Tarih

Amerika Birleşik Devletleri Donanma Akademisi'nde kıdemli bir araştırma mühendisi olan Bob Bruninga, APRS'nin en eski atasını bir Apple II bilgisayar 1982'de. Bu erken sürüm, yüksek frekans Donanma pozisyon raporları. APRS'nin ilk kullanımı, Bruninga'nın daha gelişmiş bir sürüm geliştirdiği 1984 yılında olmuştur. Commodore VIC-20 100 mil (160 km) dayanıklılık koşusunda atların konumunu ve durumunu bildirmek için.[3]

Sonraki iki yıl boyunca Bruninga, daha sonra Bağlantısız Acil Durum Trafik Sistemi (CETS) adını verdiği sistemi geliştirmeye devam etti. Bir dizi takip Federal Acil Durum Yönetim Ajansı (FEMA) CETS kullanan tatbikatlar, sistem, IBM Kişisel Bilgisayar. 1990'ların başlarında, CETS (daha sonra Otomatik Konum Raporlama Sistemi olarak bilinir) bugünkü halini almaya devam etti.

GPS teknolojisi daha yaygın hale geldikçe, sistemin daha genel yeteneklerini daha iyi tanımlamak ve sadece konum raporlamasının ötesinde kullanımlarını vurgulamak için "Konum" yerine "Paket" kullanılmıştır.

Bruninga, APRS'nin bir araç pozisyon izleme sistemi olmadığını ve bunun yerine "Otomatik Durum Raporlama Sistemi" olarak yorumlanabileceğini belirtti.[4]

Ağa genel bakış

APRS (Otomatik Paket Raporlama Sistemi), büyük (yerel) bir alanı kapsayan çok sayıda istasyon arasında bilgi alışverişi için kullanılan dijital bir iletişim protokolüdür ve genellikle "IP -ers ". Çok kullanıcılı bir veri ağı olarak, gelenekselden oldukça farklıdır. paket radyo. İstasyonların birbirine bağlandığı ve paketlerin kabul edildiği ve kaybolması durumunda yeniden iletildiği bağlı veri akışlarını kullanmak yerine, APRS numaralandırılmamış kullanarak tamamen bağlantısız bir yayın tarzında çalışır. AX.25 çerçeveler.[5]

APRS paketleri, diğer tüm istasyonların işitmesi ve kullanması için iletilir. Paket tekrarlayıcılar digipeaters olarak adlandırılan APRS sisteminin omurgasını oluşturur ve mağaza ve ileri paketleri yeniden iletme teknolojisi. Tüm istasyonlar aynı radyo kanalı üzerinde çalışır ve paketler ağ üzerinden digipeater'dan digipeater'a hareket ederek başlangıç ​​noktalarından dışarı doğru yayılır. Her digipe edicinin radyo menzilindeki tüm istasyonlar paketi alır. Her digipeörde, paket yolu değiştirilir. Paket, tüm önemli "PATH" ayarına bağlı olarak yalnızca belirli sayıda digipeaters (veya sekmeler) aracılığıyla tekrarlanacaktır.

Digipeaters, ilettikleri paketleri belirli bir süre boyunca izlerler, böylece yinelenen paketlerin yeniden iletilmesini engeller. Bu, paketlerin geçici ağ içinde sonsuz döngülerde dolaşmasını engeller. Sonunda çoğu paket, IGate adı verilen bir APRS İnternet Ağ Geçidi tarafından duyulur ve paketler, bir APRS'ye bağlı diğer kullanıcılar tarafından görüntülenmek veya analiz edilmek üzere İnternet APRS omurgasına yönlendirilir (diğer IGate'ler tarafından duyulan çift paketler atılır). IS sunucusu veya bu amaç için tasarlanmış bir Web sitesinde.

Paylaşılan ve bazen sıkışık bir kanalda onaylama ve yeniden iletim olmaksızın bağlanmamış ve numaralandırılmamış paketlerin kullanılması, bir paketin kaybolması nedeniyle zayıf güvenilirlikle sonuçlanacak gibi görünse de, durum böyle değildir, çünkü paketler herkese iletilir (yayınlanır) ve her digipeater ile birçok kez çarpılır. Bu, menzil içindeki tüm arayıcıların ve istasyonların bir kopyasını aldığı ve ardından menzilindeki diğer tüm digipeaters ve istasyonlara yayınlamaya devam edeceği anlamına gelir. Sonuç, paketlerin kaybolduğundan daha fazla çoğalmasıdır. Bu nedenle, paketler bazen kaynak istasyondan biraz uzakta duyulabilir. Paketler, bölgedeki kazıcıların yüksekliğine ve menziline bağlı olarak onlarca kilometre hatta yüzlerce kilometre dijital olarak tekrarlanabilir.

Bir paket iletildiğinde, yol ayarının izin verdiği "sıçrama" sayısı tüketilene kadar tüm mevcut yolları eşzamanlı olarak alarak dışarı yayılırken birçok kez kopyalanır.

Konumlar / nesneler / öğeler

Linux / Unix için bir APRS yazılım sistemi olan XASTIR'deki bir APRS ekranının ekran görüntüsü. İstasyon konumları, nesneler ve öğeler, New York şehri çevresindeki ilçeleri kaplayan bir harita üzerinde görüntülenir. Ham APRS mesajları, sağ alttaki terminal penceresinde görüntülenir.

APRS, konum / nesne / öğe, durum, mesajlar, sorgular, hava durumu raporları ve telemetri dahil olmak üzere bir dizi paket türü içerir. Konum / nesne / öğe paketleri, enlem ve boylamı ve haritada görüntülenecek bir sembolü içerir ve rakım, rota, hız için birçok isteğe bağlı alana sahiptir. yayılan güç, ortalama arazinin üzerinde anten yüksekliği, anten kazancı ve sesle çalışma frekansı. Sabit istasyonların konumları APRS yazılımında konfigüre edilir. Hareketli istasyonlar (taşınabilir veya mobil), APRS ekipmanına bağlı bir GPS alıcısından konum bilgilerini otomatik olarak alır.[5]

Harita görüntüsü, tüm katılımcıların iletişim aralığını çizmek için bu alanları kullanır ve hem rutin hem de rutin süreçler sırasında kullanıcılarla iletişim kurmayı kolaylaştırır. acil durumlar. Her konum / nesne / öğe paketi birkaç yüz farklı simgeden herhangi birini kullanabilir. Konum / nesneler / öğeler, hava durumu bilgilerini de içerebilir veya düzinelerce standartlaştırılmış hava durumu sembolü olabilir. Bir APRS haritasındaki her sembol, renk veya başka bir teknikle ayırt edilen birçok özniteliği gösterebilir. Bu özellikler şunlardır:

  • Hareketli veya sabit
  • Ölü hesaplanmış veya eski
  • Mesaj yetenekli veya değil
  • İstasyon, nesne veya öğe
  • Kendi nesnesi veya başka bir istasyon nesnesi / öğesi
  • Acil, öncelikli veya özel

Durum / mesajlar

Durum paketi, her bir istasyonun mevcut görevini veya uygulamasını veya iletişim bilgilerini veya çevredeki faaliyetler için hemen kullanılan diğer bilgileri veya verileri duyurmasını sağlayan serbest alan formatıdır. Mesaj paketi, noktadan noktaya mesajlar, bültenler, duyurular ve hatta e-posta için kullanılabilir. Bültenler ve Duyurular özel olarak ele alınır ve tek bir "topluluk Bülten panosunda" görüntülenir. Bu topluluk bülten panosu sabit boyuttadır ve tüm posterlerdeki tüm bültenler bu ekranda sıralanır. Bu gösterimin amacı, tüm izleyiciler için tutarlı ve aynı olmak, böylece tüm katılımcıların aynı anda aynı bilgileri görmesini sağlamaktır. Satırlar ekranda sıralandığından, bülten tahtasını tüm izleyiciler için güncel tutmak için bireysel posterler bültenlerinin tek tek satırlarını istedikleri zaman düzenleyebilir, güncelleyebilir veya silebilir.

Tüm APRS mesajları, çevrimiçi alıcılara gerçek zamanlı olarak canlı olarak teslim edilir. Mesajlar depolanmaz ve iletilmez, ancak zaman aşımına uğrayana kadar yeniden denenir. APRS-IS tüm paketleri dünyadaki diğer tüm IGate'lere dağıttığından ve mesaj olanlar aslında hedeflenen alıcının yakınındaki herhangi bir IGate aracılığıyla RF'ye geri döneceğinden, bu mesajların teslimi globaldir.

E-posta

EMAIL'e özel bir durum mesajı gönderilebilir, burada bu mesajlar gerçek zamanlı APRS-IS'den çekilir ve standart bir E-postaya sarılır ve normal İnternet e-postasına iletilir. 2019 yılına kadar bu, WU2Z E-posta motoru tarafından yapıldı, bunun yerini javAPRSSrvr E-posta Ağ Geçidi aldı.[6]

Yetenekler

APRS, en basit uygulamasında amatör radyo frekansları üzerinden gönderilen bir veri sinyali aracılığıyla bir kişinin veya nesnenin tam konumuna ilişkin gerçek zamanlı verileri, bilgileri ve raporları iletmek için kullanılır. APRS, bağlı GPS alıcılarını kullanan gerçek zamanlı konum raporlama özelliklerine ek olarak, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli verileri iletebilir: hava raporlar, kısa metin mesajları, radyo yön bulma rulmanlar, telemetri veriler, kısa e-posta mesajları (yalnızca gönder) ve fırtına tahminleri. Bir kez iletildikten sonra, bu raporlar bir bilgisayar ve haritalama yazılımı ile birleştirilerek iletilen verileri bir harita görüntüsü üzerinde büyük bir hassasiyetle üst üste bindirilebilir.

Harita çizimi APRS'nin en görünür özelliği olsa da, sağlam ağ ile birlikte metin mesajlaşma yetenekleri ve yerel bilgi dağıtım yetenekleri göz ardı edilmemelidir; New Jersey Acil Durum Yönetimi Ofisi, geleneksel iletişimin başarısız olması durumunda tüm ilçe Acil Durum Operasyon Merkezleri arasında yazılı mesajlaşmaya izin veren geniş bir APRS istasyonları ağına sahiptir.

Teknik Bilgiler

En yaygın kullanılan şekliyle APRS, AX.25 1200 bit / sn kullanan protokol Çan 202 AFSK açık frekanslar içinde bulunan 2 metre amatör bant.

Örnek APRS VHF frekansları

Kapsamlı bir dijital tekrarlayıcı veya "digipeater" ağı, bu frekanslarda APRS paketleri için taşıma sağlar. İnternet ağ geçidi istasyonları (IGates), canlı APRS ağını, APRS verileri için dünya çapında, yüksek bant genişliğine sahip bir omurga görevi gören APRS İnternet Sistemine (APRS-IS) bağlar. İstasyonlar bu akışa doğrudan erişebilir ve APRS-IS'ye bağlı bir dizi veri tabanı, verilere Web tabanlı erişimin yanı sıra daha gelişmiş veri madenciliği yetenekleri sağlar. Bir dizi alçak yörüngeli uydular, I dahil ederek Uluslararası Uzay istasyonu APRS verilerini aktarabilir.

Ekipman ayarları

Bir APRS altyapısı, çeşitli Terminal Düğüm Denetleyicisi (TNC) ekipmanları, bireysel amatör radyo operatörleri tarafından yerleştirildi. Bu, bir radyoyu bir bilgisayara bağlayan ses kartlarını, basit TNC'leri ve "akıllı" TNC'leri içerir. "Akıllı" TNC'ler, pakette halihazırda ne olduğunu belirleyebilir ve ağ içinde fazla paketin tekrarlanmasını önleyebilir.

Raporlama istasyonları, bilgiyi bir ağ üzerinden yayınlamak için "yol" adı verilen bir yönlendirme yöntemi kullanır. Tipik bir paket ağında, bir istasyon "n8xxx, n8ary yoluyla" gibi bilinen istasyonların bir yolunu kullanırdı. Bu, paketin durmadan önce iki istasyon boyunca tekrarlanmasına neden olur. APRS'de, daha otomatik bir çalışmaya izin vermek için tekrarlayıcı istasyonlara genel çağrı işaretleri atanır.

Önerilen yol

Kuzey Amerika'da (ve diğer birçok bölgede) mobil veya taşınabilir istasyonlar için önerilen yol artık WIDE1-1, WIDE2-1'dir.[12] Sabit İstasyonlar (evler, vb.), Yerel alanlarının dışında dijital olarak tekrarlanmaları gerekmiyorsa normalde bir yol yönlendirmesi kullanmamalıdır, aksi takdirde gereksinimlerin gerektirdiği şekilde WIDE2-2 veya daha düşük bir yol kullanılmalıdır. Yol parametresi[açıklama gerekli ] APRS'nin radyo bileşeni yoluyla paketlerin yönlendirilmesini yansıtır ve sabit istasyonlar, yol yönlendirme seçimlerini dikkatlice değerlendirmelidir. Bunu gerektirmeyen istasyonlar için herhangi bir yol seçimi, APRS frekansının tıkanmasına katkıda bulunur ve diğer istasyonların raporlamasını engelleyebilir. Uçak ve balon APRS istasyonları, anten yükseklikleri ve çok sayıda geniş aralıklı digipeatöre ve IGate'lere ulaşma olasılıkları nedeniyle kazma gerekli olmayabileceğinden, irtifadaki herhangi bir yolla işaretlemekten kaçınmalıdır. Sıkışık bölgelerdeki veya daha kalabalık bölgelerdeki mobil istasyonlar, genellikle yakınlarda yol yönlendirmesine gerek olmayan yeterli sayıda İnternet ağ geçidi olduğundan yalnızca 1 atlama (GENİŞ1-1) kullanmayı düşünebilir. Yol seçimine bir çözüm orantılı yoldur[13] kullanıcının ekipmanı yetenekliyse.

Eski yol

Önceden, istasyonları yapılandırmanın yaygın olarak kabul edilen yöntemi, kısa menzilli istasyonların bir "RÖLE" yolunu talep eden paketleri tekrar etmesini sağlamaktı ve uzun menzilli istasyonlar hem "RÖLE" hem de "GENİŞ" paketlerini tekrar edecek şekilde yapılandırıldı. Bu, istasyonun MYALIAS ayarını gerektiği gibi RÖLE veya GENİŞ olarak ayarlayarak gerçekleştirildi. Bu, raporlama istasyonları için RÖLE, GENİŞ bir yolla sonuçlandı. Ancak, yinelenen paket denetimi veya takma ad değişikliği yoktu. Bu bazen işaretçilerin kaynaktan dışarı doğru yayılmak yerine ileri geri "ping pong" yapmasına neden oluyordu. Bu çok fazla müdahaleye neden oldu. Takma ad ikamesi olmadan, bir işaretin hangi digipaterleri kullandığı söylenemezdi.

Yeni yol

Yeni "akıllı" TNC'lerin gelişiyle, "GENİŞ" olan istasyonlar "WIDEn-N" oldu. Bu, WIDE2-2 yoluna sahip bir paketin ilk istasyon boyunca WIDE2-2 olarak tekrar edileceği, ancak bir sonraki istasyonun tekrar etmesi için yolun WIDE2-1 olarak değiştirileceği (azaltılacağı) anlamına gelir. Yolun "-N" kısmı "-0" 'a ulaştığında paket tekrarlanmayı durdurur. Bu yeni protokol, eski RÖLE ve GENİŞ yollarının geçerliliğini yitirmesine neden oldu. Digi operatörlerinden doldurma "RÖLE" istasyonlarını WIDE1-1'e yanıt verecek şekilde yeniden yapılandırmaları isteniyor. Bu, yeni, daha verimli bir WIDE1-1, WIDE2-1 yolu ile sonuçlanır. Dünyanın çoğu "yeni WIDEn-N" ayarlarını benimsemiş olsa da, Birleşik Krallık'ta konuyla ilgili devam eden bir tartışma var.[kaynak belirtilmeli ]

İlgili sistemler

APRS protokolü, asıl amacı ile doğrudan ilgili olmayan projeleri desteklemek için uyarlanmış ve genişletilmiştir. Bunlardan en önemlileri FireNet ve PropNET projeleridir.

  • APRS FireNet yangınla mücadele, deprem ve hava durumu bilgilerini geleneksel APRS sisteminin taşıyabildiğinden çok daha yüksek hacimde ve ayrıntıda sağlamak için APRS protokolünü ve aynı istemci yazılımının çoğunu kullanan İnternet tabanlı bir sistemdir.
  • PropNET AX.25 üzerinden APRS protokolünü kullanır ve PSK31 radyo frekansı yayılımını incelemek. PropNET "probları", izleme istasyonlarının yayılma koşullarındaki değişiklikleri algılamasına izin vermek için çeşitli frekanslarda verici gücü, yükseklik ve anten kazancı hakkındaki bilgilerle birlikte konum raporlarını iletir.[14] Microsoft Windows altında çalışan özel bir istemci programı olan ACDS'ye dayanmaktadır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Ian Wade, G3NRW, ed. (29 Ağustos 2000). "APRS Protokol Referansı" (PDF). Tucson Amatör Paket Radyo. Alındı 19 Mayıs 2012.
  2. ^ "APRS-IS Özellikleri". www.aprs-is.net. Alındı 2016-10-02.
  3. ^ Bruninga, Bob. "APRS geçmişi". Alındı 2 Ekim 2016.
  4. ^ "2011 DCC - Pazar Semineri Bölüm 1 - WB4APR ve APRS". Youtube. 2011. Alındı 13 Nisan 2020.
  5. ^ a b R. Dean Straw, N6BV, ed. (2006). Radyo iletişimi için ARRL el kitabı. Newington, CT. s. 9.22. ISBN  978-0872599482.
  6. ^ "E-posta Hizmetleri". www.aprs-is.net. Alındı 2020-05-24.
  7. ^ http://www.nzart.org.nz/maps/2010/d1-ni.pdf ZL Kuzey Adası Veri Tekrarlayıcıları
  8. ^ http://www.nzart.org.nz/maps/2010/d1-si.pdf ZL South Island Veri Tekrarlayıcıları
  9. ^ Avrupa APRS frekansları
  10. ^ "ISS İstasyonlarının Mevcut Durumu". Uluslararası Uzay İstasyonunda Amatör Radyo (ARISS). 17 Nisan 2017. Alındı 16 Kasım 2017.
  11. ^ ON4AVJ. "430-440 MHz - Uluslararası Amatör Radyo Birliği - Bölge 1". www.iaru-r1.org. Alındı 2018-10-19.
  12. ^ http://aprs.org/fix14439.html
  13. ^ http://www.aprs.org/newN/ProportionalPathing.txt
  14. ^ PropNET Projesi için İnternet Portalı

daha fazla okuma

Dış bağlantılar