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原因：在戶外健行活動時，需要定位、軌跡、方向等功能。雖然手機具有相當完善的功能，但由於電池壽命、4G/5G訊號覆蓋不全以及部分山區訊號較弱等因素，使用起來不太方便。因此，希望透過無線電APRS的形式進行位置報告。同時，對於遠在家中的親人，也可以即時掌握自己的位置，萬一真的發生意外情況，也能協助救援。對於喜歡戶外活動的人來說，這具有極大的意義，無法與手機相比。
目標：利用樹莓派、USB聲卡和無線電收發機，建立一個整合了網關、中繼和追蹤功能（定位）的小基地台。
可以實現：使用者攜帶移動基地台進入山區，並在車內（或地形開闊、海拔高且有4G/5G訊號的地方）放置。
- 手機的位置資訊可以透過基地台的網關上傳至 APRS 地圖伺服器（基地台需具備 Wi-Fi 連接功能，或有線網路，但戶外有線網路較不實際）。家人就可以透過地圖伺服器得知您的位置。
- 在兩台手持無線電之間，若因訊號覆蓋無法互相連線，可以透過基地台的中繼功能互相傳送位置資訊，方便戶外活動與隊員聯繫。
- 基地本身具有定位功能，會定期向外部發送自身的座標，這在戶外活動時，當地圖不便使用或迷失方向時，可以提供一個明確的目標方位。
起初是在「鹹魚」上收到的一位大佬的成品，但它沒有 Wi-Fi，也沒有 GPS 定位功能。 在自己加裝 GPS 的過程中，進行了大量的實驗，從零開始，安裝系統、編譯軟體、更換音效卡、更換手台、加上 GPS 模組，一步一步地完成所有步驟，遇到了不少問題，秉持著「火腿精神」，整理出整個過程，方便有興趣的朋友在 DIY 的過程中避免踩坑。
不囉嗦，馬上開始。在開始之前，我們先總結一下所需的硬體和軟體：
- 硬體：
a) 樹莓派（1B 就好，只是安裝系統和編譯軟體會比較慢，我也試過用 4B，除了編譯更快以外，其他沒有差別。網路上有人說香橙派也可以，但我沒有香橙派，所以沒試過，理論上只要能安裝 Linux 就可以）。
b) USB聲卡，在某寶上有幾十塊錢就可以買到，搜尋「CM108」的聲卡即可，我已經試過大板和迷你版，兩者都沒問題，你可以依照自己的喜好選擇。
c) 原本從二手市場購買的手機，原本就已經有一台，為了方便更換為寶峰 UV5R，我可以手動調整頻率、雙段接收，這在戶外使用時會更加方便，而且與其他登山愛好者聯繫時，也可以更輕鬆地更改頻點。
d) GPS模組，我是在某寶購買了「維特智能」的GPS+BD 北斗模組，並連接了外部天線的版本。
e) 3.3V繼電器模組（請務必使用3.3V的繼電器，Raspberry Pi的GPIO口只提供3.3V電壓，5V的模組無法驅動），用於控制PTT。在咸魚上購買回來時，它是用一個三極管+電阻連接到PTT上，後來我換成UV5R時不知為何一發射聲卡就重置，導致程式退出，後來換成繼電器控制就沒有問題了，只是每次發送繼電器吸合時噪音較大，介意的人可以找找固態繼電器看看是否能實現。
f) 兩個可調變壓模組 (DC-DC)，因為我使用的是 12V 電源，樹莓派需要 5V 的電源，而無線電也需要 7.4V 的電源，因此使用兩個。
g) 我使用的是在箱底找到的 RTU8188SU 芯片的無線網卡，大家可以在某寶上隨意購買，只要在 Linux 環境下就不需要額外安裝驅動程式即可。
h) 音频轉接板，可在「某寶」搜尋「APRS 手台手機轉接板 (BH4TDV 製作)」。另外，TDV 的大佬也有 TNC 網關等相關的成品，如果您不想自己組裝，可以直接購買成品。
i) 對講機 K 頭線。
- 軟體：
a) 作業系統：DietPi，基於 Debian 的迷你系統，非常適合低規格電腦使用。官方網站：https://dietpi.com/
b) Direwolf：Dire Wolf 是一款開源的軟體「聲卡」AX.25數據包調製/解調器/TNC 以及 APRS 編碼/解碼器。它可以單獨用於監聽 APRS 流量，作為追蹤器、數位中繼站、APRStt閘道或網際網路閘道 (IGate)。官方網站：https://github.com/wb2osz/direwolf/
接下來，我將一步步帶你從零開始搭建這個小型基地台。過程中需要一些簡單的手工能力（焊接線路，並不難），以及一些 Linux 的基礎知識。如果已經有相關經驗，可以更好地理解；如果沒有基礎，也可以一步一步來，應該也能成功。遇到問題時，多去網上搜尋，國內似乎玩 APRS 的人不多，可能是因為政策原因，但國外還是很多人玩的，所以多到國外網站上查資料，更容易找到問題的答案。
首先展示兩張整體圖，這樣可以更直觀地了解它。
首先，我們要搭建硬體：
- 將直流 12V 輸入後，首先通過兩個降壓模組，分別為樹莓派和手提電腦供電（手提電腦也可以直接在某寶購買一個變壓器，裡面有 12V 轉 7.4V 的降壓板）。
- Raspberry Pi 的兩個 USB 接口，一個連接無線網卡，另一個連接 USB 音效卡。因為音效卡後端還要連接 3.5mm 插頭，因此位置有點緊湊，所以我直接用線焊接到音效卡的 USB 接口上。
- 樹莓派的 GPIO 接口：
a) 5V + GND 是 GPS 模組的 VCC + GND
b) GPIO14 和 GPIO15 連接 GPS 模組的 RxD 和 TxD。
c) GPIO18、3.3V、GND 分別連接到繼電器模組的 IN、DC+、DC-。
d) GPIO23 連接到外殼上的其中一個 LED 上，將 LED 的正極與 GPIO23 之間連接一個 680 歐姆的電阻。
e) 声卡的指示燈、網卡的指示燈，分別用延長線焊接在外殼的一個LED上。
f) 製作 K 型線的音訊連接線，並依照線序定義圖，焊接在音訊轉接板上。
接下來是軟體方面：
首先安裝作業系統：
- 準備一張 8GB 或更大的 SD 卡 (如果使用 Raspberry Pi 4B/3B，則使用 TF 卡，操作方式與上述相同，請依照指示進行)。
- 前往 DietPi 的官方網站下載系統映像（請記得根據您自己的樹莓派板來下載）。下載後，解壓縮並備份。檔案名稱應該是 DietPi\_RPi-ARMv6-Bookworm.img，如果是樹莓派 4，則應為 DietPi\_RPi-ARMv8-Bookworm.img。
- 系統燒錄：下載 Rufus 便攜版 (官方網站：)https://rufus.ie/zh/)，插入 SD 卡，開啟 Rufus：
a) 如果有多個 U盤或 SD 卡已插入電腦，請確認是否選錯。
b) 選擇剛從壓縮檔解壓縮出來的系統映像檔案
c) 其餘選項維持預設狀態，點擊「開始」按鈕，等待燒錄完成。
d) 完成燒錄後，不要急著取出 SD 卡，使用 Windows 的記事本開啟 SD 卡中的 dietpi.txt 檔案，並尋找…
將 `AUTO_SETUP_NET_WIFI_ENABLED=0` 更改為 `AUTO_SETUP_NET_WIFI_ENABLED=1`，然後儲存並關閉。這樣第一次開機時，它就會自動開啟 Wi-Fi。
e) 然後打開 dietpi-wifi.txt 檔案，找到…
`aWIFI_SSID[0]=''` 這行程式碼，在等號後面的單引號內，請輸入您的 Wi-Fi 名（請注意，似乎對大小寫敏感，可能不支援中文，建議使用英文網路名稱）。
aWIFI_KEY[0]=''; 這行程式碼，在等號後面的單引號內，請輸入您的 Wi-Fi 密碼。
f) 其他部分請保持不變，並關閉檔案。
- 將 SD 卡從電腦中取出，然後插入到樹莓派中，按下電源開機。
- 等待一兩分鐘後，請連接您的路由器，確認機器（名稱為「DietPi」）是否已取得 IP 位址，並記錄下來。
- 使用 SSH 工具（例如 PuTTY）連接到樹莓派，使用者名稱：root，密碼：dietpi
- 這裡需要稍等片刻，系統首次啟動時會執行許多腳本，基本上不需要干預，讓它自己運作即可。但是需要留意的是，首次啟動時會連接到GitHub取得最新版本號。我家的寬頻（聯通），有時候可以，有時候不行，可以多嘗試幾次，或者在不同時間試試看。如果實在不行，就請使用「科學上网」的方法，具體步驟不在這篇文章範圍內，就不再詳細說明，請自行搜尋。
- 在此期間，系統也會詢問您一些簡單的問題，例如：「您是否參加使用者調查？」「您是否要修改預設密碼？」等。請大家放鬆心情，仔細閱讀介面上的提示，然後根據自己的需求進行選擇即可。
- 接下來，您需要進行一些軟硬體設定，在此我們將所有設定都維持預設狀態，直接選擇最後一項「安裝系統」（如圖所示）。
- 在所有步驟都完成後，您應該會看到以下介面，這表示 DietPi 系統已經成功安裝。
接下來是安裝軟體，以下的所有操作預設以 root 身分執行。
首先打開 USB 音卡和串行口：
dietpi-config
出現以下介面，選擇「音效選項」-> 音效卡
選擇「hw:0,0 Device USB Audio」，按下 Enter 鍵進行安裝。
完成後，一路按「Back」鍵，直到最上層，先不要急著關閉。接下來設定串列通訊，讓 GPS 和樹莓派可以正常溝通。
在最高層選擇「高級選項」
選擇「序列/UART：管理可用的設備」
依照圖片所示，選擇「關閉」選項。
完成後，一路按「Back」回到最上一層，然後按下「Exit」按鈕。
現在可以驗證一下聲卡，執行以下兩條指令，看看是否能正確識別到音訊播放和錄音設備。
aplay -l
arecord-l
如果看到以下介面，則表示聲卡正常。
然後設定好國內來源，以便更快地安裝軟體：
nano /etc/apt/sources.list
將檔案內容修改為以下：
#deb http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ bookwormmain contrib non-free
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/raspbian/raspbian/bookworm main non-free contrib
然後執行以下更新指令：`apt install update`
完成後，開始安裝軟體，執行以下指令：
使用 apt 安裝：cmake, make, build-essential, libasound2-dev, udev-dev, git, libgps-dev, gpsd-clients
這個過程會比較慢，畢竟是第一代的樹莓派，請耐心等待。如果使用樹莓派 4B，則會更快。
當所有設備都已正確安裝後，就可以設定 gpsd 服務了。
nano /etc/default/gpsd
內容修改為：
START_DAEMON="true"
USBAUTO="true"
DEVICES="/dev/ttyAMA0"
GPSD_OPTIONS="-n"
設定 GPSD 為自動啟動
使用 dpkg-reconfigure 重新配置 gpsd
執行：
啟用 gpsd
啟動 gpsd
接下來可以驗證 GPS 模組是否正常，請輸入以下指令：
首先，請設定串列口的鮑機率為 115200。
使用 `stty` 命令設定終端 `/dev/ttyAMA0` 的鮑率為 115200。
然後，執行 GPS 客戶端程式，查看 GPS 資訊：
cgps
如果螢幕上顯示大量輸出訊息正在滾動，表示串行埠和 GPS 模組已經能夠正常通訊。按下「q」鍵即可關閉程式。
接下來下載並編譯 direwolf，請依序執行以下指令：
cd ~
git clone https://www.github.com/wb2osz/direwolf
cd direwolf
因為需要連接 GitHub，有時候可能不容易連線，可以嘗試幾次。
下載完成後，即可進行編譯安裝，請依序執行以下指令：
建立建置目錄：`mkdir build`
進入建置目錄：`cd build`
執行 CMake，並設定 `UNITTEST=1`：`cmake -DUNITTEST=1 ..` <--請務必不要遺漏兩個「..」
make -j4
make test
make install
make install-conf
使用樹莓派 1B 編譯可能比較慢，上述所有指令執行大約需要 1 小時，請耐心等待，一個指令完成後再執行下一個指令。如果使用樹莓派 4B，則會很快，大約可以在 20 分鐘內完成。
完成後，您可以嘗試執行指令，看看是否正常運作。請執行以下命令：
direwolf –c direwolf.conf
如果看到類似以下的資訊，就表示軟體和硬體都能正常運作。上面一大堆的提示訊息可以忽略，意思是強調不要以「root」身分執行，有時間的朋友可以嘗試以普通用戶的身分執行程式。
先按 Ctrl+C 關閉。
接下來可以調整一下設定檔，讓系統依照我們想要的運作方式執行。請執行以下指令：
mv direwolf.conf direwolf.conf.bk
首先，將原始設定檔更名，並作為備份儲存。
然後，建立一個新的設定檔：
nano direwolf.conf
接下來，我們將逐一解釋它們的含義。
#使用GPSD服務
GPSD
#使用智慧信標，下面的意思是運動時速大於60km/h時，每2分鐘發送一次信標，低於5km/h時，15分鐘發送一次。
#後面的應該是跟轉向角度有關，具體沒仔細研究，有興趣的可以看看官方手冊，不需要的請註解掉它
SMARTBEACONING 60 2:00 5 15:00 0:15 30 255
#日誌配置，請在/root目錄下手動創建log資料夾，它會每天創建一個日誌檔案
LOGDIR .
LOGDIR log-files
LOGDIR /root/log
#下面設定的是一些時間參數，比如發送正式數據包的前後發送多長時間的空碼等
#因為樹莓派的一些問題，貌似USB聲卡會有一定的隨機延遲，有時會把正式數據包的頭給截掉
#這時候可以適當調整TXDELAY的值。具體的需要大家親測，這裡的數值是系統預設值
#x10 mSec per unit = 0 mSec.
DWAIT 50
#x10 mSec per unit = 100 mSec.
SLOTTIME 10
#傳送後發送的機率。
PERSIST 63
#x10 mSec per unit = 300 mSec.
TXDELAY 30
#x10 mSec per unit = 100 mSec.
TXTAIL 10
#半雙工。
FULLDUP OFF
#聲卡設定，如果你上面一直依照我的步驟操作，0,0就對了，如果系統有多張聲卡，請根據實際情況配置
ADEVICE plughw:0,0
#單声道還是立體聲，這裡我們用單声道即可。立體聲是2
ACHANNELS 1
CHANNEL 0
#設定台站呼號
MYCALL NONAME
#調製解調器速率，對於大多數對講機來說，設定1200就可以了，不需要修改
MODEM 1200
#PTT控制端口，如果依照我上面的硬體連接操作的，就是18，否則請根據實際情況修改
PTT GPIO 18
#數據載波指示端口（收到信標的時候會亮燈）。如果依照我上面的硬體連接操作的，就是23，否則請根據實際情況修改
DCD GPIO 23
#如果需要用APRS客户端來連接到本机，在這裡設定端口
AGWPORT 8000
KISSPORT 8001
#APRS無線信標
#TBEACON 是GPS信標，當GPS成功定位後才會發送
#delay是當軟體啟動後延遲多少分鐘開始發送信標，這裡是1分鐘，也可以寫成1:00
#every是發送頻率，這裡是5分鐘發送一次，也可以寫成5:00
#symbol是在地圖上顯示的圖示
#alt=1是發送海拔資訊，如果不想發送設定為0即可
#freq 是
#comment是要發送的附加資訊，使用者手冊建議不要在此處寫上頻率資訊，頻率資訊用freq參數設定
TBEACON delay=1 every=5 symbol="CAR" alt=1 freq=144.640 comment="APRS DIGIPEAT From RaspberryPi 1200bps"
#PBEACON是固定信標，比GPS信標多了lat、long、height等位置資訊
#用TBEACON還是PBEACON可以自行決定
#PBEACON delay=0:30 every=1 symbol="CAR" lat=23^10.120344N long=113^17.119954E height=420 freq=144.640 power=05 gain=6 comment="APRS DIGIPEAT from RaspberryPi 1200bps"
#中繼設定，如果要開啟中繼功能，則需要這行參數，可以照抄
#具體的參數含義我沒有仔細研究，有興趣折騰的可以參考官方手冊
DIGIPEAT 0 0 ^WIDE[3-7]-[1-7]$|^TEST$ ^WIDE[12]-[12]$ TRACE
#網關伺服器設定
IGSERVER asia.aprs2.net:14580
#登入伺服器的呼號及驗證碼，
IGLOGIN BD7IPA 123456
#向網關發送的信標資訊，與APRS無線信標參數設定一樣，可以自行調整。
#留意這裡多了一個 sendto=IG 的參數，這就表明這個信標是發送給互聯網的，不會發送到手台
TBEACON sendto=IG delay=1 every=5 symbol="CAR" alt=1 freq=144.640 comment="APRS iGate From RaspberryPi"
#PBEACON sendto=IG delay=0:30 every=1 symbol="CAR" lat=23^10.120344N long=113^17.119954E height=420 freq=144.640 power=05 gain=6 comment="APRS iGate from RaspberryPi 1200bps"
#發送至閘道的路由，照抄即可，無需修改
IGTXVIA 0 WIDE1-1,WIDE2-1
#發送限制，為了避免過度佔用頻道的限制
#兩個參數對應的是1分鐘及5分鐘內不能超過的發送次數
#這裡表示1分鐘內不能發送超過6次，同時5分鐘內不超過10次，各位可根據實際情況調整
IGTXLIMIT 6 10
這個軟體還有許多可設定的參數，感興趣的朋友可以到官方網站下載，例如「IGFILTER」等參數也非常實用，可以限制中繼僅接收特定呼號的訊息等。
https://github.com/wb2osz/direwolf/tree/master/doc
接下來，如果一切順利，請執行：
direwolf –c direwolf.conf
稍後應該可以在 aprs.cn 等網站上找到自己的信號。
最後，我們來設定一下開機自動執行。
首先安裝 screen 軟體。
使用 apt 安裝 screen
安裝完成後，請執行以下指令來編輯定時執行的檔案。
crontab -e
新增兩行：
@重新啟動時執行：stty -F /dev/serial0 115200
* * * * * /root/dw-start.sh >/dev/null 2>&1
第一行是每次啟動時，將串口的速度調整為 115200。
第二行是執行一個腳本，該腳本每分鐘執行一次。如果發現「direwolf」已經執行，則停止；否則，會在 30 秒後啟動「direwolf」。
這樣可以確保，即使程式意外關閉後，也能自動重新啟動。
每次啟動後，透過
螢幕 -D -r direwolf
可以查看程式運行的情況。
在此千萬不要按下 CTRL+C 鍵來結束程式，這樣會導致程式停止運作。
如果您想要正常關閉螢幕，可以直接按下 CTRL+A，然後按下「d」鍵即可。
好的，以上就是從頭開始一步步搭建 APRS 網關的所有步驟。希望大家都能輕鬆地搭建自己的網關。
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