PCB: GPS in GSM sistem za sledenje vozil: 3 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

GPS in GSM sistem za sledenje vozil

30. junij 2016, Inženirski projekti Projekt Sistem za sledenje vozil, ki temelji na GPS in GSM, uporablja Global Positioning System (GPS) in globalni sistem za mobilno komunikacijo (GSM), zaradi česar je ta projekt bolj ekonomičen kot implementacija komunikacijskega sistema prek satelitov GPS v dveh komunikacijski sistem GPS.

Uvod v sistem za sledenje vozil, ki temelji na GPS in GSM

Sledenje je zdaj nedavni trend, ki mu sledijo povsod. Ta postopek nam pomaga pri zbiranju podrobnosti in hkrati preprečuje ropanje naprav, ki jim sledi. Projekt „Sistem za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM“, ki za glavno komponento uporablja mikrokrmilnik, se večinoma izvaja za sledenje vozil v zadnjem času. Projekt „Sistem za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM“uporablja modem GSM kot nadomestek za eno od naprav GPS za zagotovitev dvosmernega komunikacijskega procesa. Kombinacija modema GSM in kartice SIM za izvajanje postopka sledenja uporablja isto tehniko kot standardni mobilni telefon. Celoten sistem „sistema za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM“je tako enostaven in enostaven, da ga je mogoče izvesti kjer koli. To napravo lahko pritrdite ali namestite v kateri koli vogal vozila ali drago opremo, ki potrebuje zaščito. Da, tudi s to napravo lahko sledimo opremi, če je pravilno posajena. Ko sledimo pravilnemu postopku namestitve, imamo zdaj popoln dostop do poti vozila ali katerega koli predmeta, ki ga obravnavamo. S pomočjo mobilnih telefonov dobimo popolne informacije o tem, kje se nahaja ta prosilec.

Ključna sestavina projekta „Sistem za sledenje vozil, ki temelji na GPS in GSM“je majhen čip, tj. SIM, priključen na modem GSM, ki posreduje trenutno lokacijo tega predmeta v besedilni obliki, tj. SMS nazaj v telefon, ko mobilna številka tega Klicana je kartica SIM. Za ta projekt ni določena posebna časovna omejitev, uporabnik lahko kadar koli zahteva lokacijo objekta in kjer koli je dosegljivo mobilno omrežje. Ne glede na to, ali gre za floto vozil ali več drage opreme, je ta projekt uporaben povsod, da jih najdemo kjer koli in kadar koli kljub dolgim razdaljam. Zaradi dejstva, da ljudem omogoča doseganje informacij, ki jih potrebujejo, iz oddaljenega kraja, ne da bi bili tam fizično prisotni, je bolj prilagodljiv.

1. korak: 1. korak: Opis vezja sistema za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM

Shema vezja projekta „Sistem za sledenje vozilom na osnovi GPS in GSM“je prikazana na sliki 1. Kot jasno vidimo, so glavne komponente tega projekta: mikrokrmilnik, modul GPS, modem GSM in napajanje 9 V DC kot vir energije za projekt. Delovanje projekta „Sistem za sledenje vozilom na osnovi GPS in GSM“lahko povzamemo v spodnjih točkah:

1. Podrobnosti o lokaciji vozila/predmeta zbira modul GPS s satelita, ti podatki so v obliki zemljepisnih širin in dolžin.

2. Tako zbrane informacije se nato posredujejo mikrokrmilniku. Potrebna obdelava se izvede, nato pa se informacije posredujejo na GSM modem.

3. GSM modem zbira podatke za mikrokrmilnik in jih nato prek SMS -a v besedilni obliki prenese na mobilni telefon.

2. korak: 2. korak: Opis komponent sistema za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM

Mikrokrmilnik ATmega16

Ta mikrokrmilnik (IC2) je glavna komponenta, ki deluje kot možgani projekta. Deluje kot vmesni medij med več perifernimi napravami strojne opreme, uporabljenimi v tem projektu. IC je 8-bitni CMOS, ki temelji na AVR izboljšani RISC arhitekturi in za delovanje porabi manj energije. Za povezavo tega IC2 z modulom GPS in modemom GSM uporabljamo serijsko tehniko vmesnika. Od več podatkov, ki jih ustvari modul GPS, tukaj v projektu „Sistem za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM“potrebujemo podatke NMEA za sledenje lokacije vozila. Mikrokrmilnik te podatke obdeluje in jih nato prek GSM modema pošlje na mobilni telefon. RS-232 je definiran protokol za vzpostavitev postopka serijske komunikacije med glavnimi komponentami; mikrokrmilnik, GPS in GSM modem. Za pretvorbo napetostnih ravni RS-232 v napetostne ravni TTL uporabljamo serijski gonilnik IC MAX232 (IC3). Številka mobilnega telefona, ki ustreza SIM, priključeni na modul, mora biti navedena v izvorni kodi mikrokrmilnika. Ta številka je varno shranjena v notranjem pomnilniku MCU.

GPS modul iWave

Za ta projekt je prednostni modul iwave GPS, katerega številka je prikazana na sliki 2. Glavna funkcija tega modula je prenos podatkov o lokaciji v mikrokrmilnik. Povezava med modulom IC2 in modulom GPS se vzpostavi s priključitvijo oddajnega zatiča TXD GPS na mikrokrmilnik prek MAX232. Podatki NMEA so opredelili komunikacijski standard RS-232 za naprave, ki vključujejo sprejemnike GPS. Standard NMEA-0183, ki je pravzaprav podskup protokola NMEA, pravilno podpira modul iWave GPS. Ta modul deluje v frekvenci L1 (1575,42 MHz) in do fiksnega ozemlja, približno 10 metrov na nebu, ustvarja točne informacije. V ta namen je treba anteno postaviti na odprt prostor in vsaj 50 odstotkov vidnosti prostora je nujno.

GSM modem

Modem SIM300 GSM je implementiran v ta projekt, njegova ustrezna slika pa je prikazana na sl. 3. Glavna funkcija tega modema je izmenjava podatkov. Gre za tripasovni SIM300; Motor GSM/GPRS, ki deluje na različnih frekvenčnih območjih EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz in PCS 1900 MHz. Za vzpostavitev povezave med GSM modemom in mikrokrmilnikom povežemo oddajni zatič TXD in prek sprejemnega zatiča RXD GSM modema preko MAX232 (IC3) z mikrokrmilnikom (IC2). Podobno sta vtičnica PD0 (RXD) in vtičnica PD1 (TXD) mikrokrmilnika priključena na nožice 12 oziroma 10 v MAX232.

Napajanje

V tem projektu 9V baterija služi kot glavni vir energije. Ker mikrokrmilnik in MAX232 poganjata napetost 5 voltov, moramo pretvorbo napajanja pretvoriti s pomočjo regulatorja 7805 (IC1). Prisotnost napajalnika označuje LED1.

Programski program sistema za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM

Zaradi enostavnosti programa smo za programiranje mikrokrmilnika izbrali jezik "C", postopek kompilacije pa izvaja programska oprema AVR studio. Bodite še posebej previdni, da v izvorno kodo vključite natančno telefonsko številko, da sprejmete klic s kartice SIM, ki je nastavljena z nastavljenim GSM. Zapisati šestnajstiško kodo programa v MCU s programsko opremo PonyProg2000 je bilo res težko. Če je primerno, lahko izvedemo tudi katero koli ustrezno orodje, ki ga je mogoče iskati. Kot je omenjeno v programski opremi, smo za sprejem podatkov s satelitov uporabili modul GPS s hitrostjo 9600 baud. Protokol NMEA, uporabljen v tem projektu, programska oprema zlahka dekodira. Ko govorimo o protokolu, ima vnaprej določeno obliko, prek katere modul GPS hkrati pošilja podatke na napravo, s katero je povezan. Protokol je niz sporočil, ki uporabljajo niz znakov ASCII in imajo določeno obliko, ki jo modul GPS nenehno pošilja v vmesniško napravo. Podatke posreduje modul GPS ali sprejemnik v obliki nizov sporočil, ločenih z vejicami ASCII. Vsako sporočilo je kodirano z znakom za dolar '$' (hex 0x24) na začetku in (hex 0x0D 0x0A) na koncu. Kot je bilo že omenjeno v prejšnjem razdelku, vsebina sporočila, ki jo zagotavlja izhodni protokol programske opreme, sestavlja dve različni vrsti podatkov; fiksni podatki globalnega sistema za določanje položaja (GGA) in zemljepisna širina/dolžina (GLL). Za naš projekt potrebujemo samo vsebino GGA. Oblika podatkov za zemljepisno širino in dolžino je nastavljena na obliko „stopinje, minute in decimalne minute“; ddmm.mmmm na začetku. Ker pa nove tehnologije kartiranja zahtevajo informacije o zemljepisnih širinah in dolžinah v obliki decimalk, stopinj, v „dd.dddddd“skupaj z ustreznim znakom, je za predstavitev podatkov v želeni obliki bistven nekakšen postopek pretvorbe. Negativni znak je pritrjen za južno zemljepisno širino in zahodno dolžino. Kar zadeva razvoj niza sporočil, standard NMEA določa, kako ustvariti nov niz sporočil z znakom dolarja ($), ki razvije popolnoma novo sporočilo GPS.

Na primer:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Tukaj $ GPGGA označuje glavo protokola GGA, drugi podatki 002153.000 se nanašajo na čas UTC v formatu hhmmss.ss, tretji podatek 3342.6618 je zemljepisna širina fiksnih podatkov GPS v ddmm.mmmm format in zadnji; 11751.3858 je dolžina fiksnih podatkov o položaju GPS v formatu dddmm.mmmm. Abecede med neposrednimi določenimi smermi kot; 'N' pomeni sever, 'W' pa zahod. Ko bodo dobili podatke v takšni obliki, bo vsak lahko izvlekel podrobnosti o lokaciji, ki jo raje pozna, bodisi s pregledom dela zemljevida bodisi s programsko opremo, ki je na voljo.

KLIKNITE TUKAJ ZA PRENOS KODE PROGRAMSKE OPREME

3. korak: 3. korak: Konstrukcija in preskušanje sistema za sledenje vozil na osnovi GPS in GSM

Slika 4 prikazuje celotno vezje s podrobnostmi o velikosti enostranske postavitve PCB našega projekta. Sestava tega projekta je prikazana na sliki 5.

SEZNAM DELOV SISTEMA ZA Sledenje vozil na osnovi GPS in GSM:

Upor (vsi ¼ vati, ± 5% ogljika)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Kondenzatorji

C1 = 0,1 µF (keramični disk)

C2, C3 = 22 pF (keramični disk)

C4 - C8 = 10 µF/16V (elektrolitski kondenzator)

Polprevodniki

IC1 = 7805, 5V regulator IC2 = mikrokrmilnik ATMega16

IC3 = pretvornik MAX232

LED1 = 5 mm svetleča dioda

Razno

SW1 = Stikalo za vklop

XTAL1 = 12MHz kristal

GPS modul = GPS modul iWave

GSM modem = SIM300

9V PP3 baterija