Raspberry Pi POCSAG Encoder/Sender (Python Script)

[Maskey]

HeyHo liebe Funkmeldegemeinde! :)

Ich war ja bisher noch nicht so oft auf dem Forum hier aktiv und habe dafür jetzt etwas (hoffentlich) umso interessanteres für Euch.

Ich arbeite momentan daran, meinen Raspberry Pi (3 B+) zu einem POCSAG Sender umzubauen, das ganze natürlich nur bis 10mW und im 433MHz Bereich. Damit könnte man sich dann einige Sachen zu Hause zuspielen. Wenn das Telefon geht oder jemand an der Tür klingelt beispielsweise... oder Wetterwarnungen vom DWD für das Gebiet in dem man wohnt.

Das klingt an sich erstmal ziemlich simpel, aber nach einiger Recherche und einigen Versuchen habe ich festgestellt, dass es zum einen sehr schwierig ist, nützliche Encoder für den Pi zu finden und zum anderen, Melder für diesen Frequenzbereich. Also habe ich mich mal an etwas ran gesetzt.

Die letzten Tage habe ich mich mit einem Python-Script beschäftigt, das einen String einliest, diesen mittels POCSAG-Protokoll codiert und die Signale über einen Pin ausgibt. Das hat nach vielen Stunden Arbeit ganz gut funktioniert.
Das Script an sich ist fertig. Es beinhaltet die folgenden Arbeitsschritte (vereinfacht):
- String per 7-bit Code Zeichen für Zeichen Umwandeln
- Frames erstellen inkl. Info-Bit, Checksumme und Parität
- leere Frames mit Idlewörtern füllen
- Adresswörter erstellen
- Batches erzeugen aus 8 Frames mit Synchronwörtern
- Präambel voranstellen
- der entstandene String aus 0en und 1en wird schon mit der vorgegebenen Baudrate auf einen beliebigen GPIO-PIN ausgegeben.


>>>>Das Script hänge ich Euch bei Gelegenheit mal noch hier in den Beitrag rein!<<<<


Um dieses Signal nun zu senden bin ich aktuell auf der Suche nach einem 433MHz Sendemodul, welches FSK für die Übertragung nutzt und einen Frequenzhub von 4,5kHz besitzt. Die meisten Module nutzen leider ASK, und wenn es sich doch um ein FSK Modell handelt, wird der Frequenzhub leider nie vom Verkäufer angegeben. Bei Nachfrage stellt man dann auch oft fest, dass die Verkäufer selten Ahnung davon haben und können mit Frequenzhub nichts anfangen... das erschwert die Suche natürlich...

Letztlich bin ich bei meiner Suche nach einem Melder auf folgende Seite gestoßen:
https://www.rufsysteme-webshop.de/we...a-pager-1.html
Das sieht erst einmal vielversprechend aus. Das ist das einzige Modell das ich bisher gefunden habe, welches auf die Frequenz 433,92MHz abgestimmt werden kann. Außerdem ist er laut Verkäuferangaben fähig, Textnachrichten zu empfangen. Also nicht wie diese ganzen billig-Pager für Personenrufsysteme, die nur piepen können.
Zusätzlich habe ich bei der Firma Alphapoc mal angefragt, ob man deren Pager (z.B. die Reihe 601) auf die besagte Frequenz programmieren kann (die müssten dann ein spezielles Quarz einsetzen). Bin mir aber fast schon sicher, dass ich da eine Absage erhalten werde.

[Quietschphone]

Servus,

Nützliches für Dich: https://hampager.de/dokuwiki/doku.php?id=raspager

Gruß
Alex

[Maskey]

Servus,

Nützliches für Dich: https://hampager.de/dokuwiki/doku.php?id=raspager

Gruß
Alex

Interessant, das habe ich wohl übersehen bei meiner Suche. Ist Prinzipiell genau das was ich wollte.
Ich werd mich mal damit auseinander setzen.

Das Script habe ich Euch mal beigefügt. Es handelt sich um eine Python-Datei (gezipped).
Bitte beachtet, dass ich kein Profi in der Programmierung bin, und dass man das Script noch wesentlich effizienter und kürzer halten könnte. Das war aber auch nicht das Ziel. Ich wollte ein Script erstellen mit möglichst vielen Erklärungen und Kommentaren, um den prinzipiellen Aufbau zu verstehen.

Ihr könnt das Script gerne testen, falls einer die Möglichkeit hat auch mal per Funk. Denn ich bin noch nicht dazu gekommen, die Richtigkeit des entstandenen Signales zu überprüfen. Ich hab's mal mit einem Lautsprecher angehört und es klang sehr nach POCSAG. :D


-EDIT-
Was ich noch vergessen habe zum Script:
Den String, den Ihr senden wollt, könnt Ihr ganz unten in der vorletzten Zeile definieren bei "strAlarmierung = "…" ". Die Funktion Funkruf() setzt dann die Codierung und die Ansteuerung des GPIO-Pins um.
Das Script könnt Ihr über die Konsole mit "sudo python Funkruf.py" starten.

Falls Ihr Fehler mit dem Script entdeckt, diese bitte melden. Dann kann ich das Script anpassen/verbessern/erweitern.

LG
Maskey

[Maskey]

Nochmal kurz zur Info bezüglich RasPager:
(ich mach mal ausnahmsweise einen Doppelpost, damit die Datei weiter oben bleibt)

Da die Produkte aktuell nicht lieferbar sind, habe ich mal den Support gefragt. folgende Nachricht kam zurück:

Hallo Herr [...]

vielen Dank für Ihre Nachricht. Wir hoffen, dass wir zur Ham Radio Ende Juni fertige RasPager V3 haben werden.

Wenn Sie noch Fragen haben, wenden Sie sich bitte gerne wieder an mich.

Mit freundlichen Grüßen
[...]

Das wird also noch ein Stück dauern :P

Aus diesem Grund werde ich trotzdem versuchen, vorerst ein System auf 433,92MHz aufzubauen.

Bisher kam noch keine Info von Alphapoc...

[scripter]

for i in range (intTextlaenge):     #Nachricht in Dualzahlen umwandeln, anhand der laenge jedes Bit einzeln codieren mit hilfe der If-Abfragen
        if strAlarmtext[i] == ' ':
            strInformationsbits = str(strInformationsbits+'0100000')
        elif strAlarmtext[i] == '!':
            strInformationsbits = str(strInformationsbits+'0100001')
        elif strAlarmtext[i] == '"':
        usw.…

Wenn ich das richtig sehe wandelst du die Zeichen des Textes (Ascii) in Binär um. Ich denke das könnte man vereinfachen:

for i in range (intTextlaenge):
        charOrd = ord(strAlarmtext[i])
        if charOrd > 0:
                 strInformationsbits = str(strInformationsbits + bin(charOrd)
        else:
                print('Das Zeichen ' + str(strAlarmtext[i]) + 'konnte nicht codiert werden. Es wird zu einem Leerzeichen')
                strInformationsbits = str(strInformationsbits + '0100000')

Ist nur eine Grundlegende Idee, nicht getestet und sicher noch ausbaufähig…

[Maskey]

for i in range (intTextlaenge):     #Nachricht in Dualzahlen umwandeln, anhand der laenge jedes Bit einzeln codieren mit hilfe der If-Abfragen
        if strAlarmtext[i] == ' ':
            strInformationsbits = str(strInformationsbits+'0100000')
        elif strAlarmtext[i] == '!':
            strInformationsbits = str(strInformationsbits+'0100001')
        elif strAlarmtext[i] == '"':
        usw.…

Wenn ich das richtig sehe wandelst du die Zeichen des Textes (Ascii) in Binär um. Ich denke das könnte man vereinfachen:

for i in range (intTextlaenge):
        charOrd = ord(strAlarmtext[i])
        if charOrd > 0:
                 strInformationsbits = str(strInformationsbits + bin(charOrd)
        else:
                print('Das Zeichen ' + str(strAlarmtext[i]) + 'konnte nicht codiert werden. Es wird zu einem Leerzeichen')
                strInformationsbits = str(strInformationsbits + '0100000')

Ist nur eine Grundlegende Idee, nicht getestet und sicher noch ausbaufähig…

Das ist zufällig genau das, was mir ein Kumpel heute früh auch schon geraten hat, dem ich das Script gezeigt habe. :D

Ja, damit könnte man diese ewig langen if-Abfragen einkürzen. Gerade an der Stelle, wo der Binärcode erzeugt wird. Das waren glaube ich insgesamt 96 (!) einzelne else if-Abfragen. Das ist natürlich mit deinem Vorschlag wesentlich besser gelöst. Ich werde es bei Gelegenheit mal einbauen. Danke für den Tipp!

PS. Für die, die sich das Script anschauen,
Bitte über die eventuellen Schreibfehler in den Kommentaren hinweg sehen. Da gibt's bestimmt einige zu finden. ;D
Die wurden nur schnell nebenbei reingeklimpert um die Aktionen zu erläutern.

[MiThoTyN]

Guude!

Zwei Punkte:

1.) Der Sourcecode ist wie ein Fingerabdruck oftmals eine recht individuelle Marke eines jeden Entwicklers. Jeder geht eine Aufgabenstellung etwas anders an, strukturiert seinen Code anders und hat besondere Vorlieben für Sprachkonstrukte. Allen guten Programmierern gemein ist, dass der Code eine gewisse "Schönheit" aufweißt. Und zwar sowohl in messbarer Form (Anzahl Zeile/Methoden, Benennung Variablen, ...), als auch rein subjektiv. Ein guter Programmierer möchte, dass man beim Blick auf seinen Code "Wow" sagt, und das Programm und die Lösungsansätze schnell versteht. Besonders wenn auch noch andere Leute am Code mitarbeiten, ist das nicht nur wünschenswert, sondern absolut notwendig. Niemand möchte "schlechten" oder "hässlichen" Code lesen müssen und dann auch noch versuchen müssen herauszufinden, was der Code eigentlich tut.

Dein Code sagt über dich aus, dass du absoluter Anfänger bist, und Python als Programmiersprache, bzw. allgemeine Sprachkonstrukte von Programmiersprachen noch nicht richtig verstanden hast. Das ist nicht schlimm, jeder hat mal so angefangen, von daher nimm das bloß nicht als Angriff auf. Meine Bitte an dich wäre nur, ein Gefühl dafür zu entwickeln wann dein Programm "fertig" ist und wann es einen Stand hat, in dem man es veröffentlichen kann. Dein Programm sollte nicht fertig sein wenn es tut was es soll, sondern erst dann, wenn es dabei auch noch "schön" aussieht und möglichst nicht weiter verbessert werden kann. Dann macht es viel mehr Spaß sich mit dir über die eigentliche Funktionalität zu unterhalten und du umgehst dumme Kommentare über deinen Programmierstil. Nicht jeder im Internet ist in der Lage, Kritik nur sachlich zu äußern. Das kann echt demotivieren.

In deinem Fall schau dir konkret mal deine Variablen "strCodewort01" bis "strCodewort16" an. Da kann man z.B. ein Array daraus machen und vieles der Logik in Schleifen packen. Auch viele If/Else sprechen dafür, dass du an diesen Stellen noch zu "statisch" denkst. Viele Berechnungen oder Entscheidungen lassen sich durch Funktionen oder Lookup-Tabellen vereinfachen. Überleg einfach mal, was jeweils einzelne Gruppen von If/Else gemeinsam haben und versuch das zu verallgemeiner/ zu abstrahieren.


2.) Wie du im Artikel von Quietschphone lesen konntest, ist die Ansteuerung über die GPIO des Raspberry nicht sinnvoll. Problem ist, dass dein time.sleep(xyz) nicht immer exakt xyz Zeiteinheiten schläft, sondern das mal mehr oder weniger sein kann. Ursache dafür ist das Betriebssystem, welches neben deinem Programm ja auch noch dutzende weitere "gleichzeitig" ausführen muss und dafür ein so genannter "Scheduler" den Prozessor der Raspberry immer unter all den Programmen "verteilen" muss. Das ist ein ganz allgemeines Problem bei "Echtzeit"-Anwendungen, wie das Generieren von genauen Bitraten, in Zusammenhang mit "normalen" Betriebssystemen. Es gibt diverse (und meist ziemlich komplexe) Möglichkeiten das zu lösen. Eine der einfacheren wird in dem Artikel genutzt.

Gruß Joachim