PCB: Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM: 3 kroky

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Systém sledovania vozidiel GPS a GSM

30. júna 2016, Inžinierske projekty Projektový systém sledovania vozidiel založený na GPS a GSM používa Global Positioning System (GPS) a globálny systém pre mobilnú komunikáciu (GSM), vďaka čomu je tento projekt ekonomickejší ako implementácia komunikačného systému prostredníctvom satelitov GPS v dvoch spôsob GPS komunikačného systému.

Úvod do systému sledovania vozidiel GPS a GSM

Sledovanie je v súčasnej dobe trendom, ktorý sa uplatňuje všade. Tento proces nám pomáha zbierať detaily a zároveň predchádzať sledovaniu krádeží zariadení. Projekt „Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“, ktorý ako hlavný komponent využíva mikrokontrolér, sa väčšinou implementuje s cieľom sledovať vozidlá v nedávnej dobe. Projekt „Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“využíva GSM modem ako náhradu za jedno zo zariadení GPS na zaistenie obojsmerného komunikačného procesu. Kombinácia GSM modemu a SIM karty používa na implementáciu procesu sledovania rovnakú techniku ako štandardný mobilný telefón. Celkový systém „systému sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“je taký jednoduchý a priamočiary, že ho je možné vykonať kdekoľvek. Toto zariadenie môže byť upevnené alebo namontované v akýchkoľvek rohoch vozidla alebo drahého zariadenia, ktoré potrebuje ochranu. Áno, pomocou tohto zariadenia môžeme tiež správne sledovať zariadenie. Akonáhle je dodržaný správny inštalačný proces, máme teraz úplný prístup k dráhe vozidla alebo akéhokoľvek predmetného predmetu. Prostredníctvom našich mobilných telefónov získavame kompletné informácie o mieste pobytu tohto žiadateľa.

Kľúčovým komponentom projektu „Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“je malý čip, tj. SIM karta pripojená k GSM modemu, ktorá v textovom formáte, tj. SMS, v telefóne odošle aktuálnu polohu tohto objektu, tj. SIM je vytočená. Pre tento projekt nie je stanovené žiadne konkrétne časové obmedzenie, používateľ môže kedykoľvek požiadať o umiestnenie objektu a akékoľvek miesto, kde je mobilná sieť dostupná. Či už ide o flotilu vozidiel alebo niekoľko drahých zariadení, tento projekt je použiteľný kdekoľvek na ich lokalizáciu kdekoľvek a kedykoľvek napriek dlhej vzdialenosti. Flexibilita spočíva v tom, že umožňuje ľuďom získať informácie, ktoré potrebujú, zo vzdialeného miesta bez toho, aby tam museli byť fyzicky prítomní.

Krok 1: Krok 1: Popis obvodu systému sledovania vozidiel na báze GPS a GSM

Schéma zapojenia projektu „Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“je znázornená na obr.1. Ako vidíme jasne, hlavnými komponentmi použitými v tomto projekte sú: mikrokontrolér, modul GPS, GSM modem a napájanie 9 V DC ako zdroj energie pre projekt. Fungovanie projektu „Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“je možné zhrnúť do nasledujúcich bodov:

1. Podrobnosti o polohe vozidla/objektu zbiera modul GPS zo satelitu, tieto informácie sú vo forme stupnice zemepisných šírok a dĺžok.

2. Takto zozbierané informácie sú potom vedené do mikrokontroléra. Vykoná sa nevyhnutné spracovanie a potom sa informácie prenesú do GSM modemu.

3. GSM modem zhromažďuje informácie pre mikrokontrolér a potom ich prenáša do mobilného telefónu prostredníctvom SMS, ktorá je v textovom formáte.

Krok 2: Krok 2: Komponenty Popis systému sledovania vozidiel na báze GPS a GSM

Mikrokontrolér ATmega16

Tento mikrokontrolér (IC2) je hlavnou súčasťou, ktorá funguje ako mozog projektu. Funguje ako médium rozhrania medzi viacerými hardvérovými perifériami použitými v tomto projekte. IC je 8-bitový CMOS založený na architektúre RISC s vylepšeným AVR, ktorá na prevádzku spotrebuje menej energie. Na prepojenie tohto IC2 s modulom GPS a GSM modemom používame techniku sériového rozhrania. Z viacerých údajov generovaných modulom GPS tu v projekte „Systém sledovania vozidiel na báze GPS a GSM“potrebujeme údaje NMEA na sledovanie polohy vozidla. Mikrokontrolér spracuje tieto údaje a potom ich odošle prostredníctvom modemu GSM do mobilného telefónu. RS-232 je definovaný protokol na zavedenie procesu sériovej komunikácie medzi hlavnými komponentmi; mikrokontrolér, GPS a GSM modem. A aby sme mohli transformovať napäťové úrovne RS-232 na napäťové úrovne TTL, používame sériový ovládač IC MAX232 (IC3). Mobilné číslo zodpovedajúce SIM karte pripojenej k modulu musí byť uvedené v zdrojovom kóde mikrokontroléra. Toto číslo je bezpečne uložené vo vnútornej pamäti MCU.

GPS modul iWave

Pre tento projekt je preferovaný modul GPS iwave, ktorého obrázok je znázornený na obr.2. Hlavnou funkciou tohto modulu je prenos údajov o polohe do mikrokontroléra. Spojenie medzi IC2 a GPS modulom sa nastavuje pripojením vysielacieho kolíka TXD GPS k mikrokontroléru prostredníctvom MAX232. Údaje NMEA definovali komunikačný štandard RS-232 pre zariadenia, ktoré obsahujú prijímače GPS. Štandard NMEA-0183, ktorý je vlastne podmnožinou protokolu NMEA, je správne podporovaný modulom GPS iWave. Tento modul pracuje na frekvencii L1 (1575,42 MHz) a až do fixného územia asi 10 metrov na oblohe, vytvára presné informácie. Na tento účel musí byť na otvorenom priestranstve umiestnená anténa a najmenej 50 percent viditeľnosti priestoru je nevyhnutnosťou.

GSM modem

V tomto projekte je implementovaný GSM modem SIM300 a jeho zodpovedajúci obrázok je uvedený na obr. 3. Hlavnou funkciou tohto modemu je výmena údajov. Jedná sa o trojpásmovú SIM300; Motor GSM/GPRS, ktorý pracuje na rôznych frekvenčných pásmach EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz a PCS 1900 MHz. Aby sme vytvorili spojenie medzi GSM modemom a mikrokontrolérom, prepojíme vysielací pin TXD a prijímací pin RXD GSM modemu cez MAX232 (IC3) s mikrokontrolérom (IC2). Podobne portový kolík PD0 (RXD) a portový kolík PD1 (TXD) mikrokontroléra sú pripojené k pinom 12 a 10 MAX232.

Zdroj

V tomto projekte slúži 9V batéria ako hlavný zdroj energie. Pretože mikrokontrolér a MAX232 sú napájané 5 voltmi, musíme napájanie prevádzať pomocou regulátora 7805 (IC1). Prítomnosť zdroja napájania indikuje LED1.

Softvérový program systému sledovania vozidiel GPS a GSM

Z dôvodu jednoduchosti programu sme na programovanie mikrokontroléra zvolili jazyk „C“a proces kompilácie vykonáva softvér s názvom AVR studio. Musíte byť obzvlášť opatrní, aby ste do zdrojového kódu zahrnuli presné telefónne číslo, aby ste mohli prijímať hovory zo SIM karty, ktorá je nastavená s nastavením GSM. Vypáliť hexadecimálny kód programu do MCU pomocou softvéru PonyProg2000, bolo skutočne ťažké. Pokiaľ je to vhodné, môžeme tiež implementovať akýkoľvek vhodný nástroj, ktorý je možné vyhľadať. Ako je uvedené v softvéri, na príjem údajov zo satelitov sme použili modul GPS s prenosovou rýchlosťou 9600 baudov. Protokol NMEA použitý v tomto projekte je ľahko dekódovaný softvérom. Keď už hovoríme o protokole, má preddefinovaný formát, prostredníctvom ktorého modul GPS súčasne prenáša údaje do zariadenia, s ktorým je prepojené. Protokol predstavuje sadu správ, ktoré používajú sadu znakov ASCII a majú definovaný formát, ktorý modul GPS nepretržite odosiela do prepojovacieho zariadenia. Informácie poskytuje modul GPS alebo prijímač vo forme reťazcov správ oddelených čiarkou ASCII. A každá správa je kódovaná znakom dolára „$“(hex 0x24) na začiatku a (hex 0x0D 0x0A) na konci. Ako už bolo uvedené v predchádzajúcej časti, obsah správy poskytovaný výstupným protokolom softvéru predstavuje dva rôzne typy údajov; fixné údaje systému globálneho určovania polohy (GGA) a zemepisná šírka/dĺžka (GLL). Pre náš projekt vyžadujeme iba obsah GGA. Formát údajov pre údaje o zemepisnej šírke a dĺžke je nastavený ako formát „stupňov, minút a desatinných minút“; ddmm.mmmm spočiatku. Pretože však súčasné mapovacie technológie vyžadujú informácie o podrobnostiach zemepisnej šírky a dĺžky vo formáte desatinných miest v stupňoch „dd.ddddddd“spolu s príslušným znamienkom, je určitý druh procesu prevodu nevyhnutný na prezentáciu údajov v požadovanej forme. Záporná značka je fixná pre južnú šírku a západnú dĺžku. Pokiaľ ide o vývoj reťazca správ, štandard NMEA definuje, ako vytvoriť nový reťazec správ so znakom dolára ($), ktorý vyvíja úplne novú správu GPS.

Napríklad:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Tu $ GPGGA označuje hlavičku protokolu GGA, druhé údaje 002153.000 sa vzťahujú na čas UTC vo formáte hhmmss.ss, tretie údaje 3342.6618 sú zemepisné šírky fixných údajov o polohe GPS v ddmm.mmmm formát a posledný; 11751,3858 je zemepisná dĺžka fixných údajov o polohe GPS vo formáte dddmm.mmmm. Abecedy medzi priamymi konkrétnymi smermi ako; „N“znamená sever a „W“znamená západ. Ktokoľvek bude mať k dispozícii údaje v takom formáte, bude môcť získať podrobné informácie o mieste, ktoré chce poznať, a to buď prostredníctvom časti mapy, alebo prostredníctvom dostupného softvéru.

KLIKNITE SEM A STIAHNITE KÓD SOFTVÉRU

Krok 3: Krok 3: Konštrukcia a testovanie systému sledovania vozidiel na báze GPS a GSM

Obrázok 4 zobrazuje kompletný obvod s podrobnosťami o veľkosti jednostranného rozloženia DPS nášho projektu. Rozloženie komponentov tohto projektu je znázornené na obr.

ZOZNAM SÚČASTI SYSTÉMU SLEDOVANIA VOZIDLA NA GPS a GSM:

Rezistor (všetky ¼-watty, ± 5% uhlíka)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Kondenzátory

C1 = 0,1 µF (keramický disk)

C2, C3 = 22 pF (keramický kotúč)

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

Polovodiče

IC1 = 7805, 5V regulátor IC2 = mikrokontrolér ATMega16

Prevodník IC3 = MAX232

LED1 = 5 mm dióda vyžarujúca svetlo

Zmiešaný

SW1 = prepínač Push-To-On

XTAL1 = kryštál 12 MHz

GPS modul = GPS modul iWave

GSM modem = SIM300

9V batéria PP3