使用HamMessenger通过甚高频轻松发送短信。
我在大概五六岁的时候，第一次接触到无线电通信。当时我父亲是一名机场的电工，他常把对讲机带回家，我和兄弟常在花园里玩对讲机。在我和一位朋友决定一起取得业余无线电执照之前，这是我仅有的无线电的经历。做出这个决定几个月后，新冠疫情导致的封锁使得当时成为用业余无线电设备学习通信的好时机。
不过，我发现只用业余无线电设备来通话有点无聊。于是我想到我父亲的一台警用无线信号扫描仪，偶尔可以听到类似拨号调制解调器发出的那种奇怪的声音。就在此时我灵光一闪，想到了HamMessenger。如果我能找到简单的方法用手持无线电设备进行数字化通信会怎样？
我开始学习人们使用业余无线电设备进行数字通信的多种不同的模型，然后无意中发现了自动数据包报告系统（APRS）。APRS是25年前由美国海军研究员罗伯特•布鲁宁加（Robert Bruninga）开发的一种存储转发无线网络协议，最初用于实时跟踪战术信息。APRS的运行频率在2米波段的甚高频（VHF）内，广泛应用在位置应答器或气象站。现在我们可以通过www.aprs.fi网站查看自己所在地区的APRS活动。
APRS支持发送文本信息，如果你在互联网网关节点范围内，甚至还可以与手机交换短信文本，并发送包含一行信息的邮件。传统上来说，发送文本意味着要用一台个人电脑连接到终端节点控制器（TNC）数据包无线调制解调器，然后再与无线电设备连接（信号作为音频音调传输，就像老式拨号调制解调器一样）。最近已经有了能够与智能手机交互的TNC调制解调器。这些项目非常了不起！不过建造其核心HamMessenger还是受到我童年的简单经历的影响。我想制作一台能够与手持无线电设备连接的便携设备，它是一台独立且齐备的设备，内置键盘、屏幕和GPS接收器。
首先，我要确定所需使用的硬件和软件。我找到了MicroAPRS，这是一种兼容Arduino的开源固件程序包，用于DIY数据包无线调制解调器。借助MicroAPRS，你可以快速打造一个功能全面的APRS调制解调器，使其能够自动切换无线接收和发送。
这非常棒！现在我可以专注于HamMessenger的剩余部分了。我曾经考虑过用树莓派设备。那会很酷，不过树莓派有点大材小用了。树莓派功率很大，如果不进行受控关机，就存在破坏文件系统的风险，这是电池耗尽时会出现的一个问题。
于是我决定采用双Arduino方法。一个Arduino Pro Mini（10美元）作为调制解调器，用于运行MicroAPRS并通过串行连接与系统的其他部分通信；一个Arduino Mega 2560（40美元）作为中央控制器，将调制解调器、键盘、显示器和GPS连接在一起。由可充电电池和一个电池管理板为系统供电。
GPS能够提供位置数据，集成到大多数APRS传输中。我选择了一个NEO 6M的GPS接收器（10美元），这种接收器很受DIY无人机业余爱好者的欢迎。NEO与我的调制解调器一样，也有串行接口。
在我最初的设计中，人工输入设置非常简单，只有3个按键。使用第一个按键进入显示菜单并修改参数，使用第二个按键来选择子菜单或设置参数，使用第三个按键取消参数录入或导航到上级菜单。
最后，由于使用按键输入文本信息太困难，我用一个CardKB QWERTY迷你键盘（8.5美元）替代了这些按键。不过，由于三按键系统的限制，迫使我不得不尽可能简化HamMessenger的用户界面，我现在非常感谢这一点，因为这意味着只需借助基本的APRS知识就能轻松操作HamMessenger。
对于显示器，我选择了一个OLED屏幕，因为它的功率效率高。业余OLED的唯一缺点是尺寸较小。最普遍的是0.96英寸显示器，但我找到了一个9美元的1.3英寸显示器，它能够通过I2C串行总线来进行通信。
HamMessenger需要的最后一个模块组件是存储已接收信息的非易失存储器。我决定采用一个微型SD卡读卡器，因为它本身就适用于SPI接口协议。
所有组件都连接到了Arduino Me-ga。选择Mega作为中央控制器，是因为它需要的功率不高，并有足够的资源来管理多种不同模块连接——两个串行端口、两个串行外设接口和一个I2C连接。（然后我增加了第三个串行端口，这样就可以用个人电脑或其他设备，基于ASCII编码API来控制HamMessenger。）
我用Autodesk的Eagle设计了一个护板（一个能够容纳这些模块的印刷电路板和一些支持电路可直接插入Mega顶部），然后借助防护板设计文件，在Fusion 360中3D打印了一个外壳（在GitHub的HamMessenger页面可查看有关详情）。
虽然HamMessenger目前还处于原型阶段，但它运行得很好。我在卡车上安装了一个HamMessenger，兼用做定位信标。当然，它永远不会取代大多数人所使用的手机，但在没有信号覆盖的地方，它会很有用。此外，制作它主要是为了提升一种电子产品，替换业余无线电设备的用途，如果你需要一种轻松的方式来学习和融合这些业余爱好，我认为HamMessenger是一种很好的方法。
作者：Dale Thomas
