feat(doc/time/README):Replace ntpsec/ntp with chrony
[EVA-2020-02.git] / doc / location / README.org
index d626dd0b0078e02f526a117a5a4e64fa5be01212..07163d4ba3c1fa9d742443fc932fbdbef75f5879 100644 (file)
@@ -1,7 +1,12 @@
 * Location Logging
+#+TITLE: Ninfacyzga-01 Manual
+#+AUTHOR: Steven Baltakatei Sandoval
+#+EMAIL: baltakatei@gmail.com
+** About
 This document was created by Steven Baltakatei Sandoval on
-<2020-06-29 Mon 12:14> under a [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/][Creative Commons BY-SA 4.0 license]]. It
-was updated by Steven Baltakatei Sandoval on <2020-06-29 Mon 16:05>.
+~2020-06-29T12:14Z~ under a [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/][Creative Commons BY-SA 4.0 license]]. It
+was updated by Steven Baltakatei Sandoval on ~2020-10-16T23:32Z~
+
 ** Narrative
 Ninfacyzga-01 records (logs) its position in time and space using a
 [[https://en.wikipedia.org/wiki/Satellite_navigation_device][GPS receiver]]. The NMEA location data produced by the receiver is
@@ -17,21 +22,21 @@ See the [[https://www.raspberrypi.org/pi-zero-w/][OEM]] webpage for this product
 **** PiZ UpTime 2.0
 See the [[https://alchemy-power.com/piz-uptime-2-0/][OEM]] webpage for this product.
 *** Software
-~bkgpslog~ : The bash script that performs the location data
-collection and processing. Is an executable file contained within this
-repository at ~exec/bkgpslog~. It should be copied to
-~$HOME/.local/bin~.
+~bklog~ : A bash script that saves its stdin stream to a tar file. The
+file may be compressed by ~gzip~ and encrypted by ~age~. It is an
+executable file contained within this repository at ~exec/bklog~. It
+should be copied to ~$HOME/.local/bin~.
 
-~gpsd~ : A background daemon app capable of interfacing with the
-Ozzmaker BerryGPS-IMU's GPS submodule. Installed and initialized by
-~apt~.
+[[https://tracker.debian.org/pkg/gpsd][~gpsd~]] : A background daemon app capable of interfacing with the
+[[https://ozzmaker.com/berrygps-berrygps-imu-quick-start-guide/][Ozzmaker BerryGPS-IMU]]'s GPS submodule. Installed and initialized by
+~apt~. Should be installed along with the ~gpsd-clients~ package.
 
 ~gpspipe~ : A command line app that polls ~gpsd~ and produces a stream
 stdout consisting of GPS data lines in NMEA format. Installed via
 ~apt~.
 
 ~gpsbabel~ : A command line app that converts GPS data from one format
-into another. ~bkgpslog~ uses it to convert NMEA data into GPX and
+into another. ~bklog~ may be used to convert NMEA data into GPX and
 KML. Installed via ~apt~.
 
 ~gzip~ : A simple command line app that compresses stdin into a
@@ -43,27 +48,206 @@ executable file contained within this repository at ~exec/age~. It
 should be copied to ~$HOME/.local/bin~.
 
 **** Narrative
-~bkgpslog~ populates a 60-second buffer with NMEA data from ~gpsd~ via
-~gpspipe~. This buffer is used by ~gpsbabel~ to produce GPX and KML
-versions of the buffer. All 3 buffers are then comprssed with ~gzip~,
-encrypted with ~age~, and then written to disk.
+~bklog~ may be used to log location data by receiving stdout produced
+by ~gpspipe~. ~bklog~ contains options that allow file writes to be
+performed at adjustable time intervals (default: 300 seconds),
+compressed (with ~gzip~), and encrypted (with ~age~). Files are
+written in the form of appendages to a ~tar~ archive saved to a
+specified location. The NMEA data produced by ~gpspipe~ may be
+processed via a ~gpsbabel~ command string specified as an option to
+~bklog~, assuming ~gpsbabel~ is installed.
 
 *** Output
+
+Several output file formats have been tested with ~bklog~.
+
 **** File Formats
 ***** NMEA
-See the [[https://en.wikipedia.org/wiki/NMEA_0183][Wikipedia page]] for this.
+~NMEA~ is an acronym for National marine Electronics Association. The
+NMEA format described in this document follows the NMEA 0183
+standard. It is a newline-delimited streaming text format that encodes
+global positioning system (GPS) data such as WGS84 location, time and
+date information, satellite count, accuracy, and other
+information. Each line is an "NMEA sentence". Descriptions of various
+NMEA sentences can be found on [[http://aprs.gids.nl/nmea/][this]] webpage.
+
+See the [[https://en.wikipedia.org/wiki/NMEA_0183][Wikipedia page for NMEA 0183]] for this. This file format is the
+default output of the ~gpspipe -r~ command.
 ***** GPX
-See the [[https://en.wikipedia.org/wiki/GPS_Exchange_Format][Wikipedia page]] for this.
+See the [[https://en.wikipedia.org/wiki/GPS_Exchange_Format][Wikipedia page]] for this. [[http://wiki.gis.com/wiki/index.php/WGS84][WGS84]] is the datum used. An NMEA file
+may be converted to this format using ~gpsbabel~.
 ***** KML
-See the [[https://en.wikipedia.org/wiki/Keyhole_Markup_Language][Wikipedia page]] for this.
+See the [[https://en.wikipedia.org/wiki/Keyhole_Markup_Language][Wikipedia page]] for this. [[http://wiki.gis.com/wiki/index.php/WGS84][WGS84]] is the datum used. An NMEA file
+may be converted to this format using ~gpsbabel~.
+
 **** Encryption Method
-Files produced by the bkgpslog script are encrypted against a set of
-public keys using [[https://github.com/FiloSottile/age][age]]. The public keys are bech32 strings supplied as
-options to bkgpslog when called.
+See [[file:../setup/README.org][Main Setup]] procedures.
+
 ** Operating Procedures
 *** Initial Startup
+See OEM (Ozzmaker) [[https://ozzmaker.com/berrygps-berrygps-imu-quick-start-guide/][quickstart guide for the BerryGPS-IMU]].
+**** Physical Setup
+
+BerryGPS-IMU must be electrically connected to the correct pins on the
+GPIO header of a Raspberry Pi Zero W.
+
+*Optional*: stack together with PiZ Uptime 2.0 module. No GPIO pins
+conflict so a simple stacking and soldering with long header pins is
+possible.
+
+**** Software Setup
+***** Install Executables
+Follow the [[file:../setup/README.org][Main Setup]] procedures to obtain required files from this
+repository.
+
+Install ~gpsd~, ~gpsd-clients~, and ~gpsbabel~.
+
+: $ sudo apt install gpsd gpsd-clients gpsbabel
+
+***** Setup Serial for BerryGPS
+The Ozzmaker BerryGPS-IMU unit requires that the serial console be
+disabled and the serial port enabled. (see [[https://ozzmaker.com/berrygps-setup-guide-raspberry-pi/][ref]]).
+
+: $ sudo raspi-config
+
+Navigate to ~5 Interfacing Options~, then ~P6 Serial~.
+
+When prompted "Would you like a login shell to be accessible over
+serial?", answer ~No~.
+
+When prompted "Would you like the serial port hardware to be
+enabled?", answer ~Yes~.
+
+***** Setup ~gpsd~
+~gpsd~ needs to know which serial port to look at for NMEA location
+data generated by the GPS unit. This can be done by modifying the
+~gpsd~ configuration file at ~/etc/default/gpsd~.
+
+: sudo nano /etc/default/gpsd
+
+Make sure the following lines are present:
+
+#+BEGIN_EXAMPLE
+START_DAEMON="true"
+USBAUTO="false"
+DEVICES="/dev/ttyAMA0"
+GPSD_OPTIONS="-n"
+#+END_EXAMPLE
+
+NOTE: The ~DEVICES=~ line must be adjusted if the the ~ninfacyzga~
+device is configured to also track time.
+
+NOTE: The ~-n~ option causes ~gpsd~ to begin polling GPS devices
+without waiting for a client to connect. This is important if ~gpsd~
+provides data to other applications (ex: ~gpspipe~, ~chrony~).
+
+Restart ~gpsd~ via:
+
+: $ sudo systemctl restart gpsd.service
+
+Run ~gpsmon~ to verify that location data is being recorded.
+
+: $ gpsmon
+
+***** Automatic Start Configuration
+It is recommended to create a daily ~cron~ job that executes a bash
+script that starts ~bklog~ jobs to record location along with other
+types of data recording. An example of such a script is below:
+
+#+BEGIN_EXAMPLE
+#!/bin/bash
+
+# Log location
+gpspipe -r | /bin/bash "$HOME/.local/bin/bklog" -c -e -z "UTC" -t "/dev/shm" \
+          -r age1kza7pfshy7xwygf9349zgmk7x53mquvedgw9r98qwyyqhssh830qqjzlsw \
+          -r age1ce3pvzrqfcn2pc6zqzglc8ac8yjk3fzukpy08cesqjjwns53xywqmaq7xw \
+          -R "$HOME/.config/bklog/recipients" -w ".nmea" -b "300" -B "day" \
+         -o "$HOME/Sync/Evanescent_Location" -l "location" \
+          -p "gpsbabel -i nmea -f - -o gpx -F - " ".gpx" \
+          -p "gpsbabel -i nmea -f - -o kml -F - " ".kml" &
+# Log pressure
+python ~/.local/bin/bmp388.py | /bin/bash "$HOME/git-OC/ninfacyzga-01/exec/bklog" \
+          -c -e -z "UTC" -t "/dev/shm" \
+          -r age1kza7pfshy7xwygf9349zgmk7x53mquvedgw9r98qwyyqhssh830qqjzlsw \
+          -r age1ce3pvzrqfcn2pc6zqzglc8ac8yjk3fzukpy08cesqjjwns53xywqmaq7xw \
+          -R "$HOME/.config/bklog/recipients" -w ".txt" -b "300" -B "day" \
+         -o "$HOME/Sync/Evanescent_Location" -l "pressure" &
+#+END_EXAMPLE
+
+This script, if it were saved at
+~"$HOME/.local/bin/cron/dailylog.sh"~ would then be added as a
+line in the ~crontab~ file as shown below:
+
+#+BEGIN_EXAMPLE
+$ crontab -e
+0 0 * * * /bin/bash ~/.local/bin/cron/dailylog.sh
+@reboot /bin/bash ~/.local/bin/cron/dailylog.sh
+#+END_EXAMPLE
+
+In the example script, the options are:
+
+: -c : tells bklog to compress output
+: -e : tells bklog log to encrypt output
+: -r : tells bklog to interpret the next argument as a pubkey string
+: -R : tells bklog to interpret the next argument as a directory
+:        where public keys may be found (first line of each file is
+:        read).
+: -o : tells bklog to write output files to the directory represented
+: -t : tells bklog to interpret the next argument as a directory
+:        for storing temporary files
+:        by the next argument
+: -p : tells bklog a command string through which output is piped
+:        before being compressed and encrypted. Also expected is a
+:        file extension to be appended before the compression and
+:        encryption file extensions.
+: -w : tells bklog to save the unprocessed stdin with a specified
+:        file extension (instead of the default '.stdin').
+: -b : tells bklog how long each buffer round (time between file
+:        writes) lasts in seconds.
+: -B : specifies the time-to-live for the bklog script. A valid value may
+:        one of the time elements such as "day" or "hour".
+: -l : specfies a custom string to be used in output file names to
+:        help differentiate tar files produced via bklog from different
+:        sources of data.
+: -z : specifies a time zone to be used to determine the script time-to-live.
+:        By default, bklog uses whatever time is specified by the TZ
+:        environment variable.
+
+***** Log Transfer Configuration
+See [[file:../setup/README.org][Main Setup]] procedures.
+
+Log files may be shared to other machines via ~syncthing~. See [[https://docs.syncthing.net/][this]]
+manual for how to set up a shared folder and add Ninfacyzga-01 as a
+device. Syncthing's directory synchronization capability allows a
+remote machine to delete files from Ninfacyzga-01 by deleting from the
+shared folder that they both share.
+
+When log files are removed from Ninfacyzga-01 is not within the scope
+of this document.
+
+***** Key Generation
+See [[file:../setup/README.org][Main Setup]] procedures.
+
 *** Normal Startup
+Turn on Ninfacyzga-01 by supplying 5VDC power to the Raspberry Pi. No
+further interaction should be required.
+*** Normal Operation
+No interaction beyond continually supplying approximately 100mA of
+5VDC power and occasionally removing log files to conserve disk space
+is required.
+**** Log Transfer
+Log files may be transferred by use of ~syncthing~ shared folders.
+**** Automatic Updates
+The ~automatic-upgrades~ package, if installed, should automatically
+install security patches to packages installed via ~apt~.
 *** Normal Shutdown
+The system may be shutdown via SSH by running:
+
+: $ sudo shutdown -r 0
+
 *** Unscheduled Shutdown
+Ninfacyzga-01 as described and setup should tolerate unscheduled power
+loss. Log files being written every 60 seconds means, at most, 60
+seconds worth of location data may be lost.
 *** End of Life Disposal
-
+See [[file:../setup/README.org][Main Setup]] procedures.