APRS小玩具：ESP32IGate

近些年来ESP系列开发板一直备受DIYer们青睐，博主一直以来也在寻找它在APRS方面的应用方案，起初关注了一个由泰国HAM开发的APRS-Indy设备，它通过ESP8266、TNC和一些电子元件构成，可以实现IGate网关、Digi中继、Tracker追踪等功能，但对于博主这种电路菜鸟来说比较困难……

直到后来发现了一个叫ESP32IGate的项目，它使用更强大的ESP32将TNC部分内置其中，简单工整的电路板和插槽让人耳目一新，直到最近发布的1.0版本WebUI界面大大改善，更是让人欲罢不能。有趣的是ESP32IGate和前者APRS-Indy一样是由泰国HAM开发，两者应该有很多渊源。

今天我们把目光转向这个小巧全能的APRS开源设备：ESP32IGate

开源项目地址：https://github.com/nakhonthai/ESP32IGate

小巧体现在其主控，ESP32拥有强大的可开发空间，大量的GPIO可以同时连接：GPS模块、射频模块、音频输入输出、屏幕、传感器、按键等等。从而使APRS功能涵盖：IGate网关、Digi中继、Tracker追踪、遥测，ESP32自带WiFi蓝牙更是锦上添花。最关键的是它支持WebUI，这让获取状态信息和修改配置变得更加方便。

 

硬件

板子部分很简单，元件数量不多，图纸和元件清单项目主页里都有，那就打板开工吧。

博主这种渣渣焊功也能完成

开发板和屏幕另外购买

开发板要求使用ESP32-WEOOM-32，博主先买了和项目介绍里一模一样的CP2102串口+MicroUSB，后来考虑MicroUSB已过时就又买了CH340+Type-C的，但发现WiFi信号稍微逊色一些，所以最终选择了前者，不知道是不是个例，反正通用性方面还是Type-C好一些，而且座子更加稳固。

还有就是I2C四针接口的OLED屏，项目要求使用1.3寸，博主尝试了0.96寸和2.42寸，都能适配，但显示有两个像素的换行现象，不过不影响使用。要注意的是I2C针第一个是VCC供电，也就是说从左向右依次为：VCC、GND、SCL、SDA，而新版的I2C屏是GND开头，一定要买VCC开头的旧版，弄错了后果你懂的。

接下来就是电台连接线了，板子上接口时RJ12，也就是常见的6芯数字电话机接口，我们使用4芯RJ11水晶头即可。手台博主使用的是国产TYT，所以另一头选用建伍K头，线尽量长一些，减少发射时天线对电路板的干扰。

连接K头喇叭那根线需要串一颗10K电阻，也可以把电阻直接飞到电路板上。

 

固件

硬件搞完刷固件：

ESP32-WEOOM-32插数据线连接电脑，在“我的电脑”右键“管理”-“设备管理器”-“端口”中查看COM口编号，没有的话就是驱动问题。

下载Releases版本固件，分为boot、bootloader、ESP32IGate_V***_OLED、partitions，使用Flash Download Tools按照项目说明选取bin文件和地址并选择对应COM口刷入。

最后将ESP32-WEOOM-32和OLED屏幕插上板子，上电启动，看到LOGO则表示成功。

配置

开机后用手机搜索连入一个名称为ESP32IGate的WiFi AP接入点，密码：aprsthnetwork，浏览器192.168.4.1访问WebUI，输入用户名admin口令admin就可以看到仪表台了（这页面风格有些眼熟）。

不要着急，首先要做的就是联网，进入Wireless无线配置页，下方填入你的WiFi，然后点最底部应用，提示成功后刷新，然后把上方AP接入点关掉，再次应用，而后断电重启，联网步骤就完成了。

接下来挨个标签页配置吧，因为博主连的是台子而非射频模块，所以“Radio”页不用开启。

接下来是“IGate网关”配置页，根据自己情况填写，这里要注意的是“RF2INET”和“INET2RF”开关，前者是将台子或射频模块收到的信标上传至APRS-IS服务器；后者是从APRS-IS读取过滤出信标（“Server Filter”选项为过滤条件，后面有说明页。）并通过台子或射频模块发射出去。

POSITION是ESP32IGate网关自身的信标，选择“Fix”在下方填写固定坐标，或者选择“GPS”连接GPS模块获取坐标，“TX Channel”是自身信标的发送方式，“RF”是通过台子或射频模块发射，“Internet”就是通过网络上传至APRS-IS服务器了。接下来的“DIGI中继”和“Tracker追踪信标”也是类似设置，此处不再阐述。

这里要注意IGATE默认是通过连接射频模块的GPIO来激活静噪的，如果你用的是外接台子，而非射频模块的话，要将“MOD”页中“SQL GPIO”改为“-1”，这样RX电路才能通过台子喇叭的音频激活静噪进行下一步解码。

 

调优

我们可以通过以上IGATE设置配合板子上两个电位器来完成收发音量的调节，使接收解码和编码发射达到最优状态。

博主是通过家里的Direwolf SDR网关配合调节，首先将台子功率调到最低（这样不会影响到频率上的其他人），然后把自身信标发射间隔调小，“TX Channel”选择“RF”保存，观察Direwolf日志中接收信标的音频电平去调节MIC电位器，电平在50左右为最佳。

接下来调接收，在仪表台IP地址后加入“/tnc2”或者在主页接收列表点击[Raw]进入TNC终端页面：

调整台子音量旋钮和板子上的SPK电位器，当接收到信标并解码成功时，该页面就会显示信标原始数据和音频参数，dBV数值在-20至-10之间，也就是指针绿色区域为最优，此时接收就调节好了。

 

“WX气象”“TLM遥测”“VPN”还有“MOD”中的各种接口设置自己研究吧。

最后就是“System系统配置”了，时间同步服务器和时区必改，最重要的就是屏幕显示：

“TX Display”“RX Display”分别是显示发射信标和接收信标。

“Popup Delay”“OLED Sleep”分别是弹出信标的停留时间和屏幕休眠时间（0表示没有信标显示时屏幕保持熄灭）。

“RX Channel”中的“RF”“Internet”表示信标显示来自射频接收还是APRS-IS网络拉取。

“Filter DX”通过距离范围来过滤接收到的信标是否被显示，半径单位是公里。

 

总结

到此为止ESP32IGate的刷入和设置就基本完成了，接下来就可以发挥你的脑洞尽情折腾了。博主个人感觉这个项目可玩性非常高，从“MOD”页就可以看出，它利用了ESP32的所有GPIO为自身扩展了很多额外接口。三个串口可以外接GPS模块、TNC、ModBus或其它控制设备，两个I2C一个连接屏幕显示另一个可以接传感器为遥测提供数据，还有两个GPIO按钮可以通过脚本定义操作，如手动发射信标或切换运行模式（IGate、Digi、Tracker）。

但不足之处也有，抗干扰能力差，手台天线离太近会干扰电路板，出现发射完PTT无法断开的现象，使用距离稍远的窗外天线则正常，这点不容忽视，可以想象一旦发射失控将会干扰当地APRS频率。还有一点就是从接收解码能力方面分析，ESP32IGate肯定不及强大的Direwolf+声卡组合，不过这么小巧廉价万能的小玩意儿，还要什么自行车呢？期待开发者的后期优化，博主也会继续折腾，争取搞出更多花势在以后的博文中和大家分享，也欢迎对这个项目感兴趣的精神小伙一起参与研究。

2.42寸大屏看着还是舒服，老了~~~眼睛不好使了 T_T