OGN: Instalacja i konfiguracja odbiornika na Raspberry Pi

Cześć!

Witaj w kolejnej części naszego przewodnika po monitorowaniu ruchu powietrznego przy użyciu minikomputerów! W poprzednich artykułach omówiliśmy konfigurację anteny ADS-B zarówno na Raspberry Pi, jak i na urządzeniach Synology. Dziś skupimy się na innym ważnym aspekcie monitorowania przestrzeni powietrznej – systemie OGN (Open Glider Network).

Przenikliwy czytelnik może zauważyć, że konfiguracja systemu OGN ma wiele wspólnego z poprzednimi projektami opisanymi na naszym blogu. Podobnie jak w przypadku ADS-B, potrzebować będziemy odpowiedniego odbiornika, który pozwoli nam odczytywać i interpretować sygnały nadawane przez statki powietrzne. Jeśli nie miałeś jeszcze okazji zapoznać się z naszymi wcześniejszymi artykułami, zachęcam do ich przeczytania:

• 👉 Opis konfiguracji anteny ADS-B na Raspberry Pi oraz 👉 Opis konfiguracji anteny ADS-B na urządzeniach Synology.

Teraz, gdy mamy pewne doświadczenie w dziedzinie monitorowania ruchu lotniczego za pomocą minikomputerów, czas zagłębić się w świat OGN. Gotowi na kolejną część tej pasjonującej podróży? To zaczynamy!

Wstęp

Czym jest Open Glider Network?

Open Glider Network (OGN) to platforma monitorowania ruchu lotniczego, która umożliwia śledzenie statków powietrznych w czasie rzeczywistym oraz zapewnia system ostrzegania przed zbliżającymi się obiektami dla samolotów ultralekkich, szybowców oraz innych niewielkich statków powietrznych. OGN został stworzony przez społeczność entuzjastów lotnictwa, a jego głównym celem jest zwiększenie bezpieczeństwa w przestrzeni powietrznej poprzez udostępnienie danych o lokalizacji i ruchu statków powietrznych dla pilotów, kontrolerów ruchu lotniczego oraz innych zainteresowanych użytkowników.

System OGN wykorzystuje globalną sieć odbiorników radiowych do monitorowania położenia i prędkości statków powietrznych, m.in. przy użyciu technologii FLARM. Dane te są przekazywane do centralnej platformy, gdzie są przetwarzane i udostępniane użytkownikom poprzez interaktywną mapę oraz narzędzia analizy ruchu lotniczego.

Dzięki OGN piloci mogą śledzić pozycje innych statków powietrznych w okolicy, co umożliwia im unikanie kolizji oraz podejmowanie świadomych decyzji podczas lotu. Ponadto system OGN może być również wykorzystywany do monitorowania aktywności lotniczej na lotniskach, kontrolowania przestrzeni powietrznej podczas zawodów lotniczych oraz wspierania operacji poszukiwawczo-ratowniczych i innych działań związanych z bezpieczeństwem lotniczym.

Co to Raspberry Pi?

Raspberry Pi to rodzina jednopłytkowych komputerów (ang. single-board computers – SBC) stworzona przez Raspberry Pi Foundation, organizację non-profit z siedzibą w Wielkiej Brytanii. Pierwszy model Raspberry Pi pojawił się na rynku w 2012 roku. Od tego czasu seria stale się rozwija, dostarczając coraz to nowsze i bardziej zaawansowane możliwości w przystępnej cenie.

Raspberry Pi ma zastosowanie w różnorodnych celach, od edukacyjnych przez hobbistyczne aż do profesjonalnych, jako niedrogi i kompaktowy komputer. Ma formę niewielkiej płytki z wbudowanym procesorem, pamięcią RAM, portami wejścia/wyjścia (GPIO), portami USB, portem Ethernet, oraz często z wbudowanymi modułami Wi-Fi i Bluetooth.

Chociaż Raspberry Pi nie jest równoważne z tradycyjnymi komputerami stacjonarnymi pod względem wydajności, to oferuje wystarczającą moc obliczeniową do wielu zastosowań, takich jak nauka programowania, tworzenie projektów IoT (Internet of Things), serwery domowe, systemy monitoringu i wiele innych.

Wszystkie modele Raspberry Pi działają na oprogramowaniu typu open-source, zwykle na bazie systemu operacyjnego Linux, takiego jak Raspberry Pi OS (wcześniej znany jako Raspbian), choć można na nich uruchomić również inne systemy operacyjne, takie jak Windows 10 IoT Core. Dzięki swojej popularności, Raspberry Pi stał się istotnym narzędziem dla hobbystów, studentów, twórców, a nawet dla niektórych profesjonalistów w różnych dziedzinach informatyki i elektroniki.

Przygotowanie

Przed przystąpieniem do instalacji systemu odbioru OGN, warto solidnie się przygotować. Oto obszerniejszy opis, co było konieczne na podstawie mojej własnej konfiguracji.

Lokalizacja

Przy zakładaniu systemu odbioru OGN z użyciem Raspberry Pi, pamiętaj o znaczeniu odpowiedniego miejsca do instalacji anteny. Oto kilka wskazówek, które mogą okazać się pomocne.

• Lokalizacja anteny: Wybierz miejsce, które zapewnia swobodny dostęp antenie do otwartego nieba. Upewnij się, że antena nie będzie przysłonięta przez przeszkody – takie jak drzewa, budynki czy inne obiekty;
• Unikaj zakłóceń: Umieść antenę z dala od urządzeń generujących zakłócenia elektromagnetyczne, co mogłoby wpłynąć na jakość odbieranych sygnałów;
• Bezpieczeństwo okablowania: Zapewnij bezpieczne poprowadzenie przewodów od anteny do odbiornika, unikając potencjalnych źródeł uszkodzeń. Zabezpiecz okablowanie przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi;
• Optymalna wysokość: Postaraj się umieścić antenę na optymalnej wysokości, aby zminimalizować zakłócenia terenu i poprawić zasięg odbieranych sygnałów;

Formalności związane z wykorzystywaniem dachu w budynkach mieszkalnych

W przypadku planowania instalacji anteny na dachu budynku mieszkalnego, konieczne jest przestrzeganie formalności związanych z prawem budowlanym, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z budynkiem objętym wspólnotą lub spółdzielnią.

Upewnij się, że podjęto następujące kroki

W związku z tym, aby postawić maszt oraz antenę na dachu, należy podjąć następujące kroki:

• Zgoda Wspólnoty lub Spółdzielni: Przed przystąpieniem do instalacji, ważne jest uzyskanie zgody zarządu wspólnoty lub spółdzielni mieszkaniowej. Zazwyczaj dachy budynków mieszkalnych są uznawane za wspólne obszary, a decyzje dotyczące ich wykorzystania wymagają zgody wspólnoty mieszkaniowej.
• Prawo Budowlane: Należy sprawdzić przepisy prawa budowlanego, aby dowiedzieć się, czy instalacja anteny na dachu wymaga uzyskania jakichkolwiek specjalnych pozwoleń czy zgód. W niektórych przypadkach, w zależności od rodzaju anteny i planowanej instalacji, mogą być wymagane dodatkowe formalności.
• Umowa i Odpowiedzialność: Wspólnota lub spółdzielnia może również zażądać podpisania umowy, która określi warunki korzystania z dachu, prawa i obowiązki związane z instalacją anteny. Warto także omówić kwestie związane z ewentualnymi uszkodzeniami dachu lub innych elementów budynku podczas instalacji.
• Bezpieczeństwo Konstrukcji: Niezależnie od celu instalacji anteny, maszt powinien być solidny i bezpieczny. Upewnij się, że spełnia wszelkie normy bezpieczeństwa, aby uniknąć ewentualnych szkód czy wypadków.
• Zgłoszenie do Wspólnoty Mieszkaniowej: Przed przystąpieniem do prac, ważne jest poinformowanie sąsiadów i mieszkańców o planowanej instalacji, a także wysłuchanie ich ewentualnych obaw czy zastrzeżeń. Współpraca z mieszkańcami może przyczynić się do osiągnięcia porozumienia w sprawie instalacji anteny.

Pamiętaj, że w przypadku każdego budynku i wspólnoty mogą obowiązywać różne zasady, dlatego też zawsze warto skonsultować się z zarządem wspólnoty lub spółdzielni oraz skonsultować się z Wydziałem Praw Lokatorów i Utrzymania Zasobów Mieszkaniowych Departamentu Mieszkalnictwa Ministerstwa Rozwoju i Technologii, aby upewnić się, że wszystkie formalności są spełnione.

Wymagane urządzenia i komponenty

W moim przypadku, abym mógł rozpocząć odbieranie dowolnych informacji przesyłanych przez statki powietrzne, konieczne było posiadanie:

Hardware

• Raspberry Pi 5 8GB RAM,
• Waveshare PoE HAT,
  • Z racji doprowadzenia na dach jednego przewodu sieciowego postanowiłem zasilić Raspberry Pi po PoE w standardzie 802.3af;
  • Zasilany jest z routera Mikrotik RB5009UPr+S+IN;
• Odbiornik SDR, który zakresem obejmuje częstotliwość 868 MHz,
• Antena zoptymalizowana do pracy na częstotliwości 868 MHz,
• Karta pamięci WD Purple o pojemności 32GB.
  • Wybór karty od Western Digital ma na celu zapewnienie większej niezawodności oraz trwałości. W swoim rozwiązaniu możesz skorzystać z innych producentów kart pamięci przeznaczonych do monitoringu wideo – charakteryzują się one większą trwałością i wyższym TBW (Total Bytes Written).

Kilka słów o kartach pamięci

W sekcji dotyczącej sprzętu, omawiam wykorzystywane komponenty. Jeden z ważnych aspektów jest karta pamięci, która jest istotna dla stabilnej pracy Raspberry Pi, szczególnie jeśli jest ono używane przez długi czas i pracuje 24/7.

Istnieje kilka powodów, dlaczego tania karta microSD może nie być odpowiednia dla Raspberry Pi pracującego przez długi czas. Oto kilka merytorycznych powodów:

1. Trwałość: Tanie karty microSD zwykle nie są przeznaczone do intensywnego użytkowania ciągłego przez długi czas. Praca 24/7 może prowadzić do szybszego zużycia i awarii karty pamięci. W przeciwieństwie do tego, karty takie jak choćby WD Purple czy Kingston Industrial są specjalnie zaprojektowane z myślą o ciągłym użytkowaniu, które wskazują na ich wytrzymałość;

2. Odporność na warunki atmosferyczne: Raspberry Pi, które pracuje przez całą dobę, może być narażone na różne warunki atmosferyczne, takie jak zmiany temperatury czy wilgotność. Tanie karty microSD mogą być mniej odporne na te warunki, co może prowadzić do wystąpienia awarii. Karty przemysłowe często posiadają lepsze parametry dotyczące odporności na warunki atmosferyczne, gwarantując niezawodność w różnych warunkach.

Sposób montażu

Warto zaznaczyć, że antena do OGN może zostać zamontowana na maszcie od anteny satelitarnej, jeśli nie mamy dostępnego innego miejsca do jej umieszczenia. Jednak zaleca się uporządkowanie instalacji, aby uniknąć nadmiernego obciążenia masztu od anteny satelitarnej i nie utworzyć z niego swoistej “choinki”.

Dlatego też, jeśli to możliwe, warto rozważyć montaż osobnego uchwytu lub masztu na anteny specjalnie przeznaczonego do instalacji anteny. Taki zabieg nie tylko zapewni stabilne umieszczenie anteny, ale także umożliwi łatwiejsze zarządzanie instalacją oraz zapewni przyszłą elastyczność. Dzięki dodatkowemu uchwytowi lub masztowi, będziesz miał możliwość zainstalowania innych anten w przyszłości, co może być przydatne przy rozbudowie systemu lub dodatkowych potrzebach komunikacyjnych.

W przypadku instalacji anteny na dachu budynku mieszkalnego – poniżej opisuję dodatkowe komponenty, które w moim przypadku były niezbędne do instalacji anten (obecnie zamontowane są trzy anteny: ADS-B, Airband oraz Open Glider Network).

Dodatkowe wyposażenie

• Maszt balastowy bezinwazyjny o wysokości 1,2 m;
• Skrzynka hermetyczna do zamontowania na słupie masztu bezinwazyjnego;
• Bloczki betonowe do obciążenia masztu bezinwazyjnego;
• Wycieraczka gumowa, na której zostanie posadowiony maszt bezinwazyjny.

Oprogramowanie

Aby nasz odbiornik działał efektywnie, skorzystamy z systemu operacyjnego Raspberry Pi OS Lite, pozbawionego środowiska desktopowego. Natomiast polecenia będziemy mu podawać po SSH.

Na systemy operacyjne Microsoft Windows polecam PuTTY, z kolei na systemy operacyjne Apple MacOS polecam Termius.

Jako oprogramowanie do udostępniania danych OGN do centralnego agregatora danych, użyjemy plików od twórców Open Glider Network. Kroki instalacyjne opiszę poniżej, postępując zgodnie z instrukcjami dostarczonymi od producenta – oraz doświadczeniem.

Skorzystaj z oficjalnego instalatora, aby zainstalować Raspberry Pi OS Lite na urządzeniu.