PCB: Sistem de urmărire a vehiculelor pe bază de GPS și GSM: 3 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Sistem de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM

30 iunie 2016, Proiecte de inginerie Proiectul Sistemul de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM utilizează un sistem de poziționare globală (GPS) și un sistem global de comunicații mobile (GSM), ceea ce face acest proiect mai economic decât implementarea unui sistem de comunicație prin sateliți GPS în două sistem de comunicație GPS.

Introducere în sistemul de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM

Urmărirea a fost acum o tendință recentă urmată peste tot. Acest proces ne ajută să colectăm detalii și, în același timp, să prevenim urmărirea furturilor de dispozitive. Proiectul „Sistemul de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM”, care folosește microcontrolerul ca componentă principală, este în mare parte implementat pentru a ține evidența vehiculelor în ultima vreme. Proiectul „Sistemul de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM” utilizează un modem GSM ca înlocuitor al unuia dintre dispozitivele GPS pentru a asigura un proces de comunicare bidirecțională. Combinarea modemului GSM și a cartelei SIM utilizează aceeași tehnică ca un telefon mobil standard pentru a implementa procesul de urmărire. Sistemul general al „Sistemului de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM” este atât de ușor și simplu încât poate fi executat oriunde. Acest dispozitiv poate fi fixat sau montat în orice colț al vehiculului sau echipament scump care necesită protecție. Da, putem urmări și echipamentele cu acest dispozitiv atunci când sunt plantate corespunzător. Odată ce procesul de instalare corect este urmat, avem acum acces total la calea vehiculului sau a oricărui obiect în cauză. Prin ajutorul telefoanelor noastre mobile, primim informații complete despre locul unde se află solicitantul respectiv.

Componenta cheie a proiectului „Sistemul de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM” este un cip mic, adică SIM atașat la modemul GSM, care transmite locația curentă a obiectului respectiv în format text, adică SMS înapoi în telefon odată ce numărul de telefon al acestuia SIM-ul este format. Nu există o anumită limită de timp stabilită pentru acest proiect, utilizatorul poate solicita oricând locația obiectului și orice locație în care rețeaua mobilă este accesibilă. Fie că este vorba de o flotă de vehicule, fie de o serie de echipamente scumpe, acest proiect este aplicabil oriunde pentru a le localiza oriunde și în orice moment, în ciuda distanței mari. Faptul că le permite oamenilor să obțină informațiile de care au nevoie formează un loc îndepărtat, fără ca aceștia să fie prezenți fizic acolo, îl face mai flexibil.

Pasul 1: Pasul 1: Descrierea circuitului sistemului de urmărire a vehiculelor pe bază de GPS și GSM

Diagrama circuitului proiectului „Sistem de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM” este prezentată în fig.1. După cum putem vedea clar, componentele principale utilizate în acest proiect sunt: microcontroler, modul GPS, modem GSM și alimentare de 9V DC ca sursă de alimentare pentru proiect. Funcționarea proiectului „Sistem de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM” poate fi rezumată în punctele de mai jos:

1. Detaliile privind locația vehiculului / obiectului sunt colectate de modulul GPS de la satelit, aceste informații sunt sub formă de latitudini și longitudini.

2. Astfel, informațiile colectate sunt apoi transmise microcontrolerului. Se face procesarea necesară și apoi informațiile sunt transmise pe modemul GSM.

3. Modemul GSM colectează informațiile pentru microcontroler și apoi le transferă pe telefonul mobil prin SMS, care este în format text.

Pasul 2: Pasul 2: Descrierea componentelor sistemului de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM

Microcontroler ATmega16

Acest microcontroler (IC2) este componenta majoră care funcționează ca creier al proiectului. Acționează ca un mediu de interfață între mai multe periferice hardware utilizate în acest proiect. IC este un CMOS pe 8 biți bazat pe arhitectura RISC îmbunătățită AVR, care consumă mai puțină energie pentru a funcționa. Folosim o tehnică de interfață serială pentru a conecta acest IC2 cu modul GPS și modem GSM. Din multiplele date generate de modulul GPS, aici, în proiectul „Sistem de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM”, avem nevoie de date NMEA pentru a urmări locația vehiculului. Microcontrolerul procesează aceste date și apoi le trimite printr-un modem GSM către telefonul mobil. RS-232 este protocolul definit pentru a stabili un proces de comunicare serială între componentele principale; microcontrolerul, modemul GPS și GSM. Și, pentru a transforma nivelurile de tensiune RS-232 în niveluri de tensiune TTL, folosim un driver serial IC MAX232 (IC3). Numărul de telefon mobil corespunzător SIM-ului atașat modulului trebuie menționat în codul sursă al microcontrolerului. Acest număr se află în siguranță în memoria internă a MCU.

Modul GPS iWave

Modulul GPS iwave este preferat pentru acest proiect, a cărui figură este prezentată în fig.2. Funcția principală a acestui modul este de a transmite date de localizare către microcontroler. Conexiunea dintre IC2 și modulul GPS este setată prin conectarea pinului de transmisie TXD al GPS la microcontroler prin MAX232. Datele NMEA au definit un standard de comunicație RS-232 pentru dispozitivele care includ receptoare GPS. Standardul NMEA-0183, care este de fapt un subset al protocolului NMEA, este acceptat în mod corespunzător de modulul GPS iWave. Acest modul funcționează în frecvența L1 (1575,42 MHz) și până la un teritoriu fix de aproximativ 10 metri pe cer, generează informații exacte. În acest scop, o antenă trebuie plasată în spațiul deschis și cel puțin 50% din vizibilitatea spațiului este o necesitate.

Modem GSM

Modemul SIM300 GSM este implementat în acest proiect și cifra corespunzătoare este dată în fig. 3. Funcția principală a acestui modem este schimbul de date. Este un SIM300 tri-band; Motor GSM / GPRS care funcționează pe diverse game de frecvențe EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz și PCS 1900 MHz. Pentru a configura conexiunea între modemul GSM și microcontroler, conectăm pinul de transmisie TXD și primim pinul RXD al modemului GSM prin MAX232 (IC3) cu microcontrolerul (IC2). În mod similar, pinul de port PD0 (RXD) și pinul de port PD1 (TXD) al microcontrolerului sunt conectate la pinii 12 și, respectiv, 10 din MAX232.

Alimentare electrică

În acest proiect, o baterie de 9V servește ca sursă principală de energie. Deoarece microcontrolerul și MAX232 sunt alimentate de un 5Volți, trebuie să convertim sursa utilizând un regulator 7805 (IC1). Prezența sursei de alimentare este indicată de LED1.

Programul software al sistemului de urmărire a vehiculelor bazat pe GPS și GSM

Datorită simplității programului, am ales limbajul „C” pentru a programa microcontrolerul, iar procesul de compilare este realizat de un software numit AVR studio. Trebuie să aveți grijă să includeți un număr de telefon exact în codul sursă pentru a primi un apel de pe cartela SIM care este setată odată cu configurarea GSM. Pentru a arde codul hexagonal al programului în MCU folosind software-ul PonyProg2000, a fost foarte dificil. Dacă este potrivit, putem implementa și orice instrument adecvat care poate fi căutat. După cum sa menționat în software, pentru a primi datele de la sateliți am folosit modulul GPS cu o rată de 9600 baud. Protocolul NMEA utilizat în acest proiect este ușor decodat de software. Vorbind despre protocol, acesta are un format predefinit prin care datele sunt transmise simultan de modulul GPS către dispozitivul cu care este interfațat. Protocolul constituie un set de mesaje care utilizează un set de caractere ASCII și au un format definit care este trimis continuu de modulul GPS către dispozitivul de interfață. Informațiile sunt furnizate de modulul sau receptorul GPS sub formă de șiruri de mesaje ASCII delimitate prin virgulă. Și, fiecare mesaj este codat cu un semn de dolar „$” (hex 0x24) la început și (hex 0x0D 0x0A) la sfârșit. După cum sa menționat deja în secțiunea anterioară, conținutul mesajului furnizat de protocolul de ieșire software constituie două tipuri diferite de date; sistem de poziționare globală date fixe (GGA) și poziție geografică latitudine / longitudine (GLL). Pentru proiectul nostru, avem nevoie doar de conținut GGA. Formatul de date pentru detalii despre latitudine și longitudine este setat ca format „grade, minute și minute zecimale”; ddmm.mmmm inițial. Dar, întrucât tehnologiile recente de cartografiere necesită informații despre latitudine și longitudine detalii în format de zecimale, grade, în „dd.dddddd” împreună cu semnul respectiv, un fel de proces de conversie este esențial pentru a prezenta datele în forma dorită. Semnul negativ este fixat pentru latitudine sudică și longitudine vestică. În ceea ce privește dezvoltarea unui șir de mesaje, standardul NMEA definește modul de creare a unui șir de mesaje nou cu un semn de dolar ($) care evoluează un mesaj GPS complet nou.

De exemplu:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Aici, $ GPGGA denotă antetul protocolului GGA, a doua date 002153.000 se referă la ora UTC în format hhmmss.ss, a treia dată 3342.6618 este latitudinea poziției GPS a datelor fixe în ddmm formatul.mmmm și ultimul; 11751.3858 este longitudinea datelor fixe de poziție GPS în format dddmm.mmmm. Alfabetele între direcții particulare directe ca; „N” înseamnă Nord și „W” pentru Vest. Fiind furnizat cu date într-un astfel de format, oricine va putea extrage detalii despre locația pe care preferă să o cunoască fie parcurgând o bucată de hartă, fie parcurgând software-ul disponibil.

Faceți clic aici pentru a descărca codul software-ului

Pasul 3: Pasul 3: Construcția și testarea sistemului de urmărire a vehiculelor pe bază de GPS și GSM

Figura 4 prezintă circuitul complet cu detaliile dimensiunii aspectului PCB pe o singură parte a proiectului nostru. Structura componentelor acestui proiect este ilustrată în fig.5.

LISTA PĂRȚILOR SISTEMULUI DE URMĂRARE A VEHICULULUI PE GPS ȘI GSM:

Rezistor (tot ¼-watt, ± 5% carbon)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Condensatoare

C1 = 0,1 µF (disc ceramic)

C2, C3 = 22 pF (disc ceramic)

C4 - C8 = 10 µF / 16V (condensator electrolitic)

Semiconductori

IC1 = 7805, Regulator 5V IC2 = microcontroler ATMega16

IC3 = Convertor MAX232

LED1 = 5mm diodă emițătoare de lumină

Diverse

SW1 = Comutator Push-To-On

XTAL1 = 12MHz Crystal

Modul GPS = modul GPS iWave

Modem GSM = SIM300

Baterie PP3 de 9V