PCB: Systém sledování vozidel na bázi GPS a GSM: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Systém sledování vozidel na bázi GPS a GSM

30. června 2016, Inženýrské projekty Projekt GPS a GSM Vehicle Tracking System využívá Global Positioning System (GPS) a globální systém pro mobilní komunikaci (GSM), díky čemuž je tento projekt ekonomičtější než implementace komunikačního systému prostřednictvím satelitů GPS ve dvou způsob komunikačního systému GPS.

Úvod do systému sledování vozidel založeného na GPS a GSM

Sledování je nyní nedávným trendem, který se používá všude. Tento proces nám pomáhá shromažďovat detaily a současně zabránit loupeži sledovaných zařízení. Projekt „Systém sledování vozidel založený na GPS a GSM“, který jako hlavní součást využívá mikrokontrolér, je většinou realizován za účelem sledování vozidel v poslední době. Projekt „Systém sledování vozidel založený na GPS a GSM“využívá GSM modem jako náhradu za jedno ze zařízení GPS k zajištění obousměrného komunikačního procesu. Kombinace GSM modemu a SIM karty používá k provádění procesu sledování stejnou techniku jako standardní mobilní telefon. Celkový systém „systému sledování vozidel na bázi GPS a GSM“je tak snadný a přímočarý, že jej lze spustit kdekoli. Toto zařízení může být upevněno nebo namontováno v jakýchkoli rozích vozidla nebo drahého zařízení, které vyžaduje ochranu. Ano, můžeme také sledovat zařízení s tímto zařízením, když je správně zasazeno. Jakmile je dodržen správný instalační proces, máme nyní úplný přístup k dráze vozidla nebo jakéhokoli uvažovaného objektu. Prostřednictvím našich mobilních telefonů získáváme úplné informace o místě pobytu daného žadatele.

Klíčovou součástí projektu „Systém sledování vozidel na bázi GPS a GSM“je malý čip, tj. SIM připojený k GSM modemu, který předává aktuální polohu daného objektu v textovém formátu, tj. SMS zpět do telefonu, jakmile je číslo mobilního telefonu SIM je vytočena. Pro tento projekt není stanoven žádný konkrétní časový limit, uživatel může kdykoli požádat o umístění objektu a jakékoli místo, kde je mobilní síť dosažitelná. Ať už jde o flotilu vozidel nebo řadu drahých zařízení, tento projekt je použitelný všude, aby je našel kdekoli a kdykoli, i přes velkou vzdálenost. Díky tomu, že umožňuje lidem získat informace, které potřebují, ze vzdáleného místa, aniž by tam museli být fyzicky přítomni, je to flexibilnější.

Krok 1: Krok 1: Popis obvodu systému sledování vozidel na bázi GPS a GSM

Schéma zapojení projektu „Systém sledování vozidel na bázi GPS a GSM“je znázorněno na obr.1. Jak vidíme jasně, hlavní komponenty použité v tomto projektu jsou: mikrokontrolér, modul GPS, GSM modem a napájení 9 V DC jako zdroj energie pro projekt. Fungování projektu „Systém sledování vozidel na základě GPS a GSM“lze shrnout do následujících bodů:

1. Podrobnosti o poloze vozidla/objektu shromažďuje modul GPS ze satelitu, tyto informace jsou ve formě měřítka zeměpisných šířek a délek.

2. Takto shromážděné informace jsou poté přivedeny do mikrokontroléru. Je provedeno nezbytné zpracování a poté jsou informace předány do GSM modemu.

3. GSM modem shromažďuje informace pro mikrokontrolér a poté je přenáší do mobilního telefonu prostřednictvím SMS, která je v textovém formátu.

Krok 2: Krok 2: Součásti Popis systému sledování vozidel na bázi GPS a GSM

Mikrokontrolér ATmega16

Tento mikrokontrolér (IC2) je hlavní součástí, která funguje jako mozek projektu. Působí jako propojovací médium mezi více hardwarovými periferiemi použitými v tomto projektu. IC je 8bitový CMOS založený na architektuře RISC s vylepšeným AVR, která spotřebovává méně energie na provoz. K propojení tohoto IC2 s modulem GPS a GSM modemem používáme techniku sériového rozhraní. Z více údajů generovaných modulem GPS zde v projektu „Systém sledování vozidel na základě GPS a GSM“potřebujeme data NMEA ke sledování polohy vozidla. Mikrokontrolér tato data zpracuje a poté je odešle přes GSM modem do mobilního telefonu. RS-232 je definovaný protokol pro vytvoření procesu sériové komunikace mezi hlavními komponentami; mikrokontrolér, GPS a GSM modem. A abychom transformovali napěťové úrovně RS-232 na napěťové úrovně TTL, používáme sériový ovladač IC MAX232 (IC3). Mobilní číslo odpovídající SIM připojené k modulu musí být uvedeno ve zdrojovém kódu mikrokontroléru. Toto číslo je bezpečně uloženo ve vnitřní paměti MCU.

GPS modul iWave

Pro tento projekt je upřednostňován modul GPS iwave, jehož obrázek je znázorněn na obr.2. Hlavní funkcí tohoto modulu je přenos dat o poloze do mikrokontroléru. Spojení mezi IC2 a GPS modulem se nastavuje připojením vysílacího pinu TXD GPS k mikrokontroléru přes MAX232. Data NMEA definovala komunikační standard RS-232 pro zařízení, která obsahují přijímače GPS. Standard NMEA-0183, který je ve skutečnosti podmnožinou protokolu NMEA, je řádně podporován modulem GPS iWave. Tento modul pracuje na frekvenci L1 (1575,42 MHz) a na pevném území asi 10 metrů na obloze generuje přesné informace. Za tímto účelem musí být na volném prostranství umístěna anténa a minimálně 50 procent viditelnosti prostoru je nutností.

GSM modem

V tomto projektu je implementován GSM modem SIM300 a jeho odpovídající obrázek je uveden na obr. 3. Hlavní funkcí tohoto modemu je výměna dat. Jedná se o třípásmovou SIM300; Motor GSM/GPRS, který pracuje na různých frekvenčních pásmech EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz a PCS 1900 MHz. Abychom nastavili spojení mezi GSM modemem a mikrokontrolérem, připojíme vysílací pin TXD a přijímací pin RXD GSM modemu přes MAX232 (IC3) s mikrokontrolérem (IC2). Podobně port pin PD0 (RXD) a port pin PD1 (TXD) mikrokontroléru jsou připojeny k pinům 12 a 10 MAX232.

Zdroj napájení

V tomto projektu slouží 9V baterie jako hlavní zdroj energie. Vzhledem k tomu, že mikrokontrolér a MAX232 jsou napájeny 5volty, musíme převést napájení pomocí regulátoru 7805 (IC1). Přítomnost napájecího zdroje je indikována LED1.

Softwarový program systému sledování vozidel na bázi GPS a GSM

Kvůli jednoduchosti programu jsme pro programování mikrokontroléru zvolili jazyk „C“a proces kompilace provádí software AVR studio. Člověk musí být velmi opatrný, aby do zdrojového kódu zahrnoval přesné telefonní číslo, aby mohl přijímat hovory ze SIM karty, která je nastavena s nastavením GSM. Vypálit hexadecimální kód programu do MCU pomocí softwaru PonyProg2000 bylo opravdu obtížné. Pokud je to vhodné, můžeme také implementovat jakýkoli vhodný nástroj, který lze prohledávat. Jak je uvedeno v softwaru, pro příjem dat ze satelitů jsme použili modul GPS s přenosovou rychlostí 9600 baudů. Protokol NMEA použitý v tomto projektu je snadno dekódován softwarem. Když mluvíme o protokolu, má předdefinovaný formát, prostřednictvím kterého jsou data současně přenášena modulem GPS do zařízení, s nímž je propojeno. Protokol představuje sadu zpráv, které používají sadu znaků ASCII a mají definovaný formát, který modul GPS nepřetržitě odesílá do propojovacího zařízení. Informace poskytuje modul GPS nebo přijímač ve formě řetězců zpráv oddělených čárkami ASCII. A každá zpráva je kódována znakem dolaru „$“(hex 0x24) na začátku a (hex 0x0D 0x0A) na konci. Jak již bylo zmíněno v předchozí části, obsah zprávy poskytovaný výstupním protokolem softwaru představuje dva různé typy dat; fixní data globálního pozičního systému (GGA) a zeměpisná šířka/délka zeměpisné polohy (GLL). Pro náš projekt požadujeme pouze obsah GGA. Formát dat pro detaily zeměpisné šířky a délky je nastaven jako formát „stupňů, minut a desetinných minut“; ddmm.mmmm zpočátku. Protože však nedávné mapovací technologie vyžadují informace o zeměpisných šířkách a délkách ve formátu desítkové soustavy, ve stupních „dd.ddddddd“společně s příslušným znaménkem, je pro prezentaci dat v požadované podobě nezbytný nějaký druh procesu převodu. Záporné znaménko je pevné pro jižní šířku a západní délku. Pokud jde o vývoj řetězce zpráv, standard NMEA definuje, jak vytvořit nový řetězec zpráv se znakem dolaru ($), který vyvíjí zcela novou zprávu GPS.

Například:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Zde $ GPGGA označuje záhlaví protokolu GGA, druhá data 002153.000 se týkají času UTC ve formátu hhmmss.ss, třetí data 3342.6618 je zeměpisná šířka polohy dat GPS v ddmm.mmmm formát a poslední; 11751,3858 je zeměpisná délka fixních dat o poloze GPS ve formátu dddmm.mmmm. Abecedy mezi přímými konkrétními směry jako; „N“znamená sever a „W“znamená západ. Díky tomu, že budou mít data v takovém formátu, bude kdokoli moci extrahovat podrobnosti o místě, které chce znát, buď procházením kusu mapy, nebo procházením dostupného softwaru.

KLIKNĚTE ZDE KE STAŽENÍ KÓDU SOFTWARU

Krok 3: Krok 3: Konstrukce a testování systému sledování vozidel na bázi GPS a GSM

Obrázek 4 ukazuje kompletní obvod s podrobnostmi o velikosti jednostranného rozvržení desky plošných spojů našeho projektu. Rozložení komponent tohoto projektu je znázorněno na obr.5.

SEZNAM DÍLŮ SYSTÉMU SLEDOVÁNÍ VOZIDEL NA GPS A GSM:

Rezistor (vše ¼-watt, ± 5% uhlíku)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Kondenzátory

C1 = 0,1 µF (keramický kotouč)

C2, C3 = 22 pF (keramický kotouč)

C4 - C8 = 10 µF/16V (elektrolytický kondenzátor)

Polovodiče

IC1 = 7805, 5V regulátor IC2 = mikrokontrolér ATMega16

Převodník IC3 = MAX232

LED1 = 5 mm Světelná dioda

Smíšený

SW1 = přepínač Push-To-On

XTAL1 = krystal 12 MHz

GPS modul = iWave GPS modul

GSM modem = SIM300

9V baterie PP3