官方公众号企业安全新浪微博
FreeBuf.COM网络安全行业门户，每日发布专业的安全资讯、技术剖析。
FreeBuf+小程序
- 关注
本文由
创作，已纳入「FreeBuf原创奖励计划」，未授权禁止转载
严正声明：本文仅用于技术探讨，严禁用于其他非法途径
0×00 前言
有时，在老婆下班开车回家的路上，我总是需要打电话问你到哪里了。
真希望能有个程序能实时了解车的实时位置。
于是有了本篇文章。
0×01 所需材料
1.树莓派。
树莓派的系统下载地址为：
2.GPS模块。
3.GPS天线。
4.VPS服务器（虚拟专用服务器）
我使用的是vultr的VPS服务器（最便宜的3.5美元/月就可以，不用买贵的。并且不使用时可以删除掉，不计费的），注册地址（打个广告，可以忽略）：
安装的系统为：Ubuntu 18.04.4 LTS。
5.汽车一辆。
没有汽车的话，也可以用自行车等交通工具代替，可以将设备放在背包中测试。
0×03 设计方案
设计方案如下：
1.首先将树莓派安置在目标小车上。
2.树莓派通过GPS模块实时采集GPS情报，并将GPS情报实时上传到云端服务器。
3.云端服务器将GPS信息存储在数据库中。
4.通过访问云端服务器的HTML网页，使用百度地图，将目标小车的轨迹描画出来。
0×04 部署过程
整个部署过程可以分为两部分：云端服务器部署和树莓派部署。
Part1：云端服务器部署
步骤1：搭建PHP环境。
（1）安装MySQL。
sudo apt-get install mysql-server
（2）安装Apache。
sudo apt-get install apache2
（3）安装PHP7.0。
sudo apt-get install php7.0
检测是否安装成功：
php7.0 -v
（4）其他模块安装。
sudo apt-get install php-mbstring php7.0-mbstring php-gettext libapache2-mod-php7.0
（5）安装phpMyAdmin。
sudo apt-get install phpmyadmin
安装过程会提示输入mysql的root账号的密码，密码一定记住。
此时的phpmyadmin文件夹被安装在/usr/share/phpmyadmin下，为了能在浏览器中访问到phpmyadmin，需要在/var/www/html下做一个软连接到该文件夹：
进入/var/www/html文件夹，在该目录下执行如下操作:
sudo ln -s /usr/share/phpmyadmin
此时在浏览器中键入http://localhost/phpmyadmin ,进入管理界面。
（6）重启MySQL和Apache
sudo service mysql restart
sudo service apache2 restart
步骤2：创建数据库。
通过http://localhost/phpmyadmin访问数据库，并建立如下数据库。
步骤3：创建更新经纬度的PHP接口。
进入/var/www/html文件夹，创建interface文件夹。
进入/var/www/html/interface文件夹，创建updateGPS.php文件。
功能：更新GPS信息到数据库。
<?php
function isInvalidKey() {
$session = @$_GET['session'] ? $_GET['session'] : '';
if (empty($session)) {
return true;
}
// 防止SQL注入
if (false==ctype_alnum($session)) {
return true;
}
if (isDeadKey($session)) {
return true;
}
else {
return false;
}
}
function isDeadKey(&$session) {
$mysql_server_name='localhost'; //mysql数据库服务器
$mysql_username='root'; // user
$mysql_password='password'; // 【注意，请设置为正确的密码。】
$mysql_database='infos'; // 数据库名
$con=mysqli_connect($mysql_server_name,$mysql_username,$mysql_password,$mysql_database);
if(!$con){
die("连接失败: " . mysql_error());
}
$sqldata="SELECT * FROM session_info WHERE session = '$session'";
echo $sqldata;
echo "<br>";
$result=mysqli_query($con,$sqldata);
mysqli_close($con);
//echo mysqli_num_rows($result);
if (mysqli_num_rows($result) == 0) {
return true;
}
else {
return false;
}
}
function updateGPS() {
$session = @$_GET['session'] ? $_GET['session'] : '';
$mysql_server_name='localhost'; //mysql数据库服务器
$mysql_username='root'; // user
$mysql_password='password'; // 【注意，请设置为正确的密码。】
$mysql_database='infos'; // 数据库名
$connent=new mysqli($mysql_server_name,$mysql_username,$mysql_password,$mysql_database);
if($connent->connect_error){
die("连接失败: " . $connent->connect_error);
}
// 插入数据
date_default_timezone_set('PRC');
$time = date("Y/m/d H:i:s");
$lat = $_GET['lat'];
$lon = $_GET['lon'];
$insertdata="insert into map_route(session,time,lat,lon) values('$session','$time','$lat','$lon')";
echo $insertdata;
if($connent->query($insertdata)==true){
echo "插入数据成功";
}else{
echo "插入数据失败: " . $connent->error;
}
echo "<br>";
//关闭数据库
mysqli_close($connent);
}
if(isInvalidKey()) {
exit("session is invalid");
}
//更新GPS
updateGPS();
?>步骤4：创建地图显示模块
进入/var/www/html文件夹，创建location文件夹。
location文件夹内的文件，见baidu网盘，如下:
链接: https://pan.baidu.com/s/1zamZax-S36paXvl04_tc9g
提取码: 3biu
主要功能：
读取数据库中的GPS信息，并用百度地图显示出来。
Part2：树莓派部署
创建updateGPS.py文件，代码如下，并使之在系统启动后自动运行。
代码功能：通过GPS模块，自动采集GPS信息，并将GPS信息转换为百度坐标系信息上传到云端服务器。
# -*- coding: utf-8 -*-
import serial
import pynmea2
import time
import requests
import urllib
import json
import math
x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0
pi = 3.1415926535897932384626 # π
a = 6378245.0 # 长半轴
ee = 0.00669342162296594323 # 偏心率平方
def gcj02_to_bd09(lng, lat):
"""
火星坐标系(GCJ-02)转百度坐标系(BD-09)
"""
z = math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * math.sin(lat * x_pi)
theta = math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * math.cos(lng * x_pi)
bd_lng = z * math.cos(theta) + 0.0065
bd_lat = z * math.sin(theta) + 0.006
return [bd_lng, bd_lat]
def bd09_to_gcj02(bd_lon, bd_lat):
"""
百度坐标系(BD-09)转火星坐标系(GCJ-02)
"""
x = bd_lon - 0.0065
y = bd_lat - 0.006
z = math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * math.sin(y * x_pi)
theta = math.atan2(y, x) - 0.000003 * math.cos(x * x_pi)
gg_lng = z * math.cos(theta)
gg_lat = z * math.sin(theta)
return [gg_lng, gg_lat]
def wgs84_to_gcj02(lng, lat):
"""
WGS84转GCJ02(火星坐标系)
"""
if out_of_china(lng, lat): # 判断是否在国内
return [lng, lat]
dlat = _transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0)
dlng = _transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)
radlat = lat / 180.0 * pi
magic = math.sin(radlat)
magic = 1 - ee * magic * magic
sqrtmagic = math.sqrt(magic)
dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * pi)
dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * math.cos(radlat) * pi)
mglat = lat + dlat
mglng = lng + dlng
return [mglng, mglat]
def gcj02_to_wgs84(lng, lat):
"""
GCJ02(火星坐标系)转GPS84
"""
if out_of_china(lng, lat):
return [lng, lat]
dlat = _transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0)
dlng = _transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)
radlat = lat / 180.0 * pi
magic = math.sin(radlat)
magic = 1 - ee * magic * magic
sqrtmagic = math.sqrt(magic)
dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * pi)
dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * math.cos(radlat) * pi)
mglat = lat + dlat
mglng = lng + dlng
return [lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat]
def bd09_to_wgs84(bd_lon, bd_lat):
lon, lat = bd09_to_gcj02(bd_lon, bd_lat)
return gcj02_to_wgs84(lon, lat)
def wgs84_to_bd09(lon, lat):
lon, lat = wgs84_to_gcj02(lon, lat)
return gcj02_to_bd09(lon, lat)
def _transformlat(lng, lat):
ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + \
0.1 * lng * lat + 0.2 * math.sqrt(math.fabs(lng))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * pi) + 20.0 *
math.sin(2.0 * lng * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(lat * pi) + 40.0 *
math.sin(lat / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (160.0 * math.sin(lat / 12.0 * pi) + 320 *
math.sin(lat * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0
return ret
def _transformlng(lng, lat):
ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + \
0.1 * lng * lat + 0.1 * math.sqrt(math.fabs(lng))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * pi) + 20.0 *
math.sin(2.0 * lng * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(lng * pi) + 40.0 *
math.sin(lng / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (150.0 * math.sin(lng / 12.0 * pi) + 300.0 *
math.sin(lng / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
return ret
def out_of_china(lng, lat):
return not (lng > 73.66 and lng < 135.05 and lat > 3.86 and lat < 53.55)
def report_GPS_to_server():
ser = serial.Serial("/dev/ttyAMA0",9600)
while True:
line = ser.readline()
if line.startswith('$GNRMC'):
# The sentence has lat/long
print line
rmc = pynmea2.parse(line)
#if len(rmc.lon)>0 and len(rmc.lat)>0:
if rmc.status =='A':
lon = int(float(rmc.lon)/100)+(float(rmc.lon)*10000%1000000)/10000/60
lon = round(lon,6)
lat = int(float(rmc.lat)/100)+(float(rmc.lat)*10000%1000000)/10000/60
lat = round(lat,6)
lon,lat = wgs84_to_bd09(lon,lat)
print lon,lat
params = {'session' : 'Y8bhFnBJ7sePopR1','lat' : lat,'lon' : lon}
try:
r = requests.post("http://VPS'sIP/interface/updateGPS.php", params=params)
except Exception , e:
print e
#print (r.text)
print "---------------------------------"
if __name__ == '__main__':
report_GPS_to_server()注意：
代码中的【http://VPS'sIP/interface/updateGPS.php】需要正确设置为云端服务器的IP。
0×05 最终效果
开着汽车出去转了一大圈后，GPS信息会被实时上传到云端服务器。
在地球上任何有网络的地方，在浏览器中输入以下地址，就可以实时显示汽车的运行轨迹。
http://VPS的IP地址/location/index.html
手机端的效果图，如下所示：
PC端的效果图，如下所示：
0×06 结束
功能有许多可以优化的地方，比如可以追加轨迹播放、根据时间检索轨迹等功能。
最后，祝福祖国繁荣昌盛，疫情早日结束。
*本文作者：xutiejun，转载请注明来自FreeBuf.COM
已在FreeBuf发表 0 篇文章
如需授权、对文章有疑问或需删除稿件，请联系 FreeBuf 客服小蜜蜂（微信：freebee1024）
- 0 文章数
- 0 关注者