PCB: System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM: 3 kroki
PCB: System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM: 3 kroki
Anonim
PCB: System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM
PCB: System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM

System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM

30 czerwca 2016, Projekty inżynieryjne Projekt System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM wykorzystuje Globalny System Pozycjonowania (GPS) oraz globalny system komunikacji mobilnej (GSM), co czyni ten projekt bardziej ekonomicznym niż wdrożenie systemu komunikacji za pomocą satelitów GPS w dwóch- sposób system komunikacji GPS.

Wprowadzenie do systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Śledzenie stało się ostatnio trendem, który obserwuje się wszędzie. Proces ten pomaga nam zbierać dane, a jednocześnie zapobiegać napadom na śledzone urządzenia. Projekt „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM”, który wykorzystuje mikrokontroler jako główny element, jest ostatnio wdrażany głównie w celu śledzenia pojazdów. Projekt „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM” wykorzystuje modem GSM jako zamiennik jednego z urządzeń GPS, aby zapewnić dwukierunkowy proces komunikacji. Połączenie modemu GSM i karty SIM wykorzystuje tę samą technikę, co standardowy telefon komórkowy, aby wdrożyć proces śledzenia. Ogólny system „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM” jest tak łatwy i prosty, że można go wykonać w dowolnym miejscu. Urządzenie to może być zamocowane na stałe lub zamontowane w dowolnych narożnikach pojazdu lub drogim elemencie wyposażenia, który wymaga ochrony. Tak, możemy również śledzić sprzęt za pomocą tego urządzenia, gdy jest prawidłowo posadzony. Po przeprowadzeniu prawidłowego procesu instalacji mamy teraz pełny dostęp do trasy pojazdu lub dowolnego rozważanego obiektu. Za pomocą naszych telefonów komórkowych otrzymujemy pełne informacje o miejscu pobytu tego wnioskodawcy.

Kluczowym elementem w projekcie „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM” jest mały chip, czyli karta SIM dołączona do modemu GSM, która przekazuje aktualną lokalizację tego obiektu w formacie tekstowym, tj. SMS z powrotem do telefonu po numerze telefonu komórkowego tego obiektu. Karta SIM została wybrana. Dla tego projektu nie ma określonego limitu czasowego, użytkownik może zażądać lokalizacji obiektu w dowolnym momencie i w dowolnym miejscu, w którym sieć komórkowa jest dostępna. Niezależnie od tego, czy jest to flota pojazdów, czy wiele drogich urządzeń, ten projekt ma zastosowanie wszędzie, aby zlokalizować je w dowolnym miejscu i czasie, pomimo dużej odległości. Fakt, że pozwala ludziom dotrzeć do potrzebnych im informacji z odległego miejsca bez ich fizycznej obecności, czyni go bardziej elastycznym.

Krok 1: Krok 1: Opis obwodu systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Krok 1: Opis obwodu systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 1: Opis obwodu systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Schemat obwodu projektu „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM” przedstawiono na rys.1. Jak widać, głównymi komponentami zastosowanymi w tym projekcie są: mikrokontroler, moduł GPS, modem GSM oraz zasilanie 9V DC jako źródło zasilania projektu. Działanie projektu „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM” można podsumować w poniższych punktach:

1. Szczegóły lokalizacji pojazdu/obiektu są zbierane przez moduł GPS z satelity, informacje te mają postać skali szerokości i długości geograficznej.

2. W ten sposób zebrane informacje są następnie podawane do mikrokontrolera. Dokonuje się niezbędnego przetwarzania, a następnie informacje są przekazywane do modemu GSM.

3. Modem GSM zbiera informacje dla mikrokontrolera, a następnie przesyła je do telefonu komórkowego poprzez SMS w formacie tekstowym.

Krok 2: Krok 2: Opis komponentów systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Krok 2: Opis komponentów systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 2: Opis komponentów systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 2: Opis komponentów systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 2: Opis komponentów systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Mikrokontroler ATmega16

Ten mikrokontroler (IC2) jest głównym elementem, który pełni rolę mózgu projektu. Działa jako medium pośredniczące między wieloma urządzeniami peryferyjnymi używanymi w tym projekcie. Układ scalony to 8-bitowy CMOS oparty na architekturze RISC wzmocnionej przez AVR, która zużywa mniej energii do działania. Do połączenia IC2 z modułem GPS i modemem GSM stosujemy technikę szeregowego interfejsu. Spośród wielu danych generowanych przez moduł GPS, tutaj w projekcie „System śledzenia pojazdów oparty na GPS i GSM” potrzebujemy danych NMEA do śledzenia lokalizacji pojazdu. Mikrokontroler przetwarza te dane, a następnie przesyła je przez modem GSM do telefonu komórkowego. RS-232 to zdefiniowany protokół do ustanowienia procesu komunikacji szeregowej między głównymi komponentami; mikrokontroler, modem GPS i GSM. Natomiast w celu przekształcenia poziomów napięć RS-232 na poziomy napięć TTL wykorzystujemy sterownik szeregowy IC MAX232 (IC3). Numer telefonu komórkowego odpowiadający karcie SIM dołączonej do modułu musi być wymieniony w kodzie źródłowym mikrokontrolera. Numer ten znajduje się bezpiecznie w pamięci wewnętrznej MCU.

Moduł GPS iWave

Do tego projektu preferowany jest moduł GPS iwave, którego rysunek pokazano na rys.2. Główną funkcją tego modułu jest przesyłanie danych lokalizacyjnych do mikrokontrolera. Połączenie pomiędzy IC2 a modułem GPS ustala się poprzez podłączenie pinu transmisyjnego TXD GPS do mikrokontrolera poprzez MAX232. Dane NMEA zdefiniowały standard komunikacji RS-232 dla urządzeń zawierających odbiorniki GPS. Standard NMEA-0183, który w rzeczywistości jest podzbiorem protokołu NMEA, jest prawidłowo obsługiwany przez moduł GPS iWave. Moduł ten działa na częstotliwości L1 (1575,42 MHz) i do ustalonego obszaru około 10 metrów na niebie generuje dokładne informacje. W tym celu antena musi być umieszczona na otwartej przestrzeni i niezbędna jest widoczność co najmniej 50 procent przestrzeni.

Modem GSM

W projekcie tym zaimplementowano modem SIM300 GSM, którego odpowiedni rysunek przedstawiono na ryc. 3. Główną funkcją tego modemu jest wymiana danych. Jest to trójzakresowy SIM300; Silnik GSM/GPRS pracujący w różnych zakresach częstotliwości EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz, PCS 1900 MHz. W celu zestawienia połączenia pomiędzy modemem GSM a mikrokontrolerem łączymy pin nadawczy TXD i odbiorczy pin RXD modemu GSM poprzez MAX232 (IC3) z mikrokontrolerem (IC2). Podobnie port pin PD0 (RXD) i port pin PD1 (TXD) mikrokontrolera są podłączone odpowiednio do pinów 12 i 10 MAX232.

Zasilacz

W tym projekcie głównym źródłem energii jest bateria 9V. Ponieważ mikrokontroler i MAX232 są zasilane napięciem 5V, musimy przekonwertować zasilanie za pomocą regulatora 7805 (IC1). Obecność zasilacza sygnalizowana jest diodą LED1.

Program oprogramowania systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Ze względu na prostotę programu do programowania mikrokontrolera wybraliśmy język „C”, a proces kompilacji realizowany jest przez oprogramowanie o nazwie AVR studio. Należy szczególnie uważać, aby w kodzie źródłowym podać dokładny numer telefonu, aby odebrać połączenie z karty SIM, która jest ustawiona w konfiguracji GSM. Wypalenie kodu szesnastkowego programu w MCU za pomocą oprogramowania PonyProg2000 było naprawdę trudne. Jeśli jest to odpowiednie, możemy również wdrożyć dowolne odpowiednie narzędzie, które można przeszukiwać. Jak wspomniano w oprogramowaniu, do odbioru danych z satelitów użyliśmy modułu GPS o prędkości 9600 bodów. Protokół NMEA użyty w tym projekcie jest łatwo dekodowany przez oprogramowanie. Mówiąc o protokole, ma predefiniowany format, przez który dane są jednocześnie przesyłane przez moduł GPS do urządzenia, z którym jest połączony. Protokół stanowi zbiór komunikatów, które wykorzystują zestaw znaków ASCII i mają określony format, który jest w sposób ciągły przesyłany przez moduł GPS do urządzenia sprzęgającego. Informacje są dostarczane przez moduł GPS lub odbiornik w postaci ciągów komunikatów ASCII oddzielonych przecinkami. Każda wiadomość jest kodowana znakiem dolara „$” (hex 0x24) na początku i (hex 0x0D 0x0A) na końcu. Jak wspomniano już w poprzedniej sekcji, treść wiadomości dostarczana przez protokół wyjściowy oprogramowania składa się z dwóch różnych typów danych; stałe dane globalnego systemu pozycjonowania (GGA) i szerokość/długość geograficzna pozycji geograficznej (GLL). Do naszego projektu potrzebujemy tylko zawartości GGA. Format danych dla szczegółów szerokości i długości geograficznej jest ustawiony jako „stopnie, minuty i minuty dziesiętne”; ddmm.mmmm początkowo. Ale ponieważ najnowsze technologie mapowania wymagają informacji o szerokości i długości geograficznej w formacie dziesiętnym, stopniach, w „dd.dddddd” wraz z odpowiednim znakiem, pewien rodzaj procesu konwersji jest niezbędny do przedstawienia danych w pożądanej formie. Znak minus jest ustalony dla szerokości geograficznej południowej i długości geograficznej zachodniej. Jeśli chodzi o rozwój ciągu wiadomości, standard NMEA definiuje sposób tworzenia nowego ciągu wiadomości ze znakiem dolara ($), który ewoluuje w zupełnie nowy komunikat GPS.

Na przykład:

$GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Tutaj $GPGGA oznacza nagłówek protokołu GGA, drugie dane 002153.000 odnoszą się do czasu UTC w formacie ggmmss.ss, trzecie dane 3342.6618 to szerokość geograficzna stałych danych pozycji GPS w ddmm format.mmmm i ostatni; 11751.3858 to długość geograficzna stałych danych pozycji GPS w formacie dddmm.mmmm. Alfabety pomiędzy bezpośrednimi poszczególnymi kierunkami jak; „N” oznacza północ, a „W” zachód. Mając dane w takim formacie, każdy będzie mógł wyodrębnić szczegóły lokalizacji, którą woli znać, przeglądając fragment mapy lub korzystając z dostępnego oprogramowania.

KLIKNIJ TUTAJ, ABY POBRAĆ KOD OPROGRAMOWANIA

Krok 3: Krok 3: Budowa i testowanie systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Krok 3: Budowa i testowanie systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 3: Budowa i testowanie systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 3: Budowa i testowanie systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM
Krok 3: Budowa i testowanie systemu śledzenia pojazdów opartego na GPS i GSM

Rysunek 4 przedstawia kompletny obwód ze szczegółami rozmiaru jednostronnego układu PCB naszego projektu. Układ elementów tego projektu przedstawiono na rys.5.

LISTA CZĘŚCI SYSTEMU ŚLEDZENIA POJAZDÓW NA BAZIE GPS I GSM:

Rezystor (wszystkie ¼ W, ± 5% węgla)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 kΩ

Kondensatory

C1 = 0,1 µF (płyta ceramiczna)

C2, C3 = 22 pF (płyta ceramiczna)

C4 – C8 = 10 µF/16V (kondensator elektrolityczny)

Półprzewodniki

IC1 = 7805, 5V Regulator IC2 = Mikrokontroler ATMega16

IC3 = MAX232 Konwerter

LED1 = 5mm dioda elektroluminescencyjna

Różnorodny

SW1 = Przełącznik wciskany

XTAL1 = kryształ 12 MHz

Moduł GPS = moduł GPS iWave

Modem GSM = SIM300

Bateria 9V PP3

Zalecana: