Водоспад діапазону за допомогою SDR-приймача

3 хв читання

Архівний запис.

Добре було б записувати історію водоспаду протягом дня чи тижня, щоб потім її аналізувати. Для цього є чудова програмка rtl_power від Kyle Keen. Але є заковика: для роботи rtl_power потрібен окремий SDR-приймач. Тут нам на допомогу приходить OpenWebRX. Ми просто створюємо ще одне TCP-з’єднання через NetCat і тягнемо потік сирих даних для обробки.

Обробляти дані будемо так само за допомогою csdr, у якого є спеціальні опції для обробки FFT.

csdr fft_cc <fft_size> <out_of_every_n_samples> 
csdr logaveragepower_cf <add_db> <fft_size> <avgnumber>
csdr fft_exchange_sides_ff <fft_size>

Спочатку я використовував fft_size = 4096, і виходили картинки 4096px X 44000px, які практично неможливо було відкрити в браузері. Приклад водоспаду за 30 хвилин при значенні 4096, вага картинки 3.2Mb. Тому поки що зупинився на числі 1024. Число обов’язково має бути степенем двійки. Параметр out_of_every_n_samples відповідає за те, скільки семплів буде пропущено перед наступною видачею даних. Не дуже розумію, як правильно його вираховувати, але при значеннях fft_cc 1024 109226 роздільна здатність картинки виходить 1.4khz і 2 секунди на один піксель. Тобто по вертикалі 5 пікселів дорівнюють 10 секундам, чого, на мій погляд, вистачить для огляду, і файл не виходитиме аж надто довгим.

У підсумку в мене вийшла така команда, яка раз на 2 секунди видає значення в децибелах, кожне з яких відповідає одному пікселю.

nc -v 127.0.0.1 4951 | csdr convert_u8_f | csdr fft_cc 1024 109226 | csdr logaveragepower_cf -80 1024 40 | csdr fft_exchange_sides_ff 1024 | csdr dump_f

Можна було б написати програму, яка за цими даними будувала б водоспад тощо, але я вирішив зробити потокове конвертування даних у формат rtl_power, щоб використовувати вже наявні побудовники:

Не описуватиму детально, як встановити тулчейн для компіляції програм на Go, — цього добра в інтернеті вистачає.

Наводжу програму на Go, яка приймає через pipe значення з csdr і перетворює їх у формат rtl_power. Нехай файл називається csdr2heatmap.go

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "os"
    "time"
)

func main() {
    startFreq := 144000000
    endFreq := 146000000
    samples := 1024

    buf := make([]string, 0, samples)
    scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
    scanner.Split(bufio.ScanWords)

    count := 0
    for scanner.Scan() {
        count++
        value := scanner.Text()
        buf = append(buf, value)
        if count%samples == 0 {
            fmt.Print(time.Now().Format("2006-01-02, 15:04:05, "))
            fmt.Printf("%d, %d, %d, %d, ", startFreq, endFreq, samples, samples)
            for i := range buf {
                fmt.Print(buf[i])
                if i < samples-1 {
                    fmt.Print(", ")
                }
            }
            fmt.Println("")
            buf = buf[:0]
        }
    }

}

Компілюємо: go build csdr2heatmap.go. Ну а далі запускаємо запис даних у csv-файл:

nc -v 127.0.0.1 4951 | csdr convert_u8_f | csdr fft_cc 1024 109226 | csdr logaveragepower_cf -80 1024 40 | csdr fft_exchange_sides_ff 1024 | csdr dump_f | ./csdr2heatmap  >> /tmp/data.csv

PNG-файл будуємо за допомогою програми rtl-gopow. Завантажуємо файл під потрібну операційну систему. У Linux я розмістив програму в домашній теці ~/bin/gopow.

Я використовую такі параметри:

/home/ruslan/bin/gopow -i /tmp/data.csv --min-power "-67.0"  -f "png" -o /var/www/waterfalls/today.png --verbose

Ну а для періодичного перемальовування картинки використовуємо crontab:

*/10 * * * *  /home/ruslan/bin/gopow -i /tmp/data.csv --min-power "-65.0"  -f "png" -o /var/www/waterfalls/today.png

Подивитися на результат можна за посиланням

Не варто забувати, що файл /tmp/data.csv за таких параметрів виростає до 400 МБ. Його потрібно обнуляти опівночі, наприклад, додавши в crontab такий рядок:

0 0 * * *    echo '' > /tmp/data.csv

Також можна налаштувати ротацію даних і зберігати історію за попередні дні за допомогою програми logrotate.

РадіоSDRСкрипти й автоматизація