PCB: GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem: 3 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem

30. juuni 2016, inseneriprojektid Projektis GPS ja GSM-põhine sõidukite jälgimissüsteem kasutatakse globaalset positsioneerimissüsteemi (GPS) ja ülemaailmset mobiilside süsteemi (GSM), mis muudab selle projekti ökonoomsemaks kui sidesüsteemi rakendamine GPS-satelliitide kaudu kahe- GPS -sidesüsteem.

Sissejuhatus GPS- ja GSM -põhisele sõiduki jälgimissüsteemile

Jälgimine on nüüdseks olnud trend, mida järgitakse igal pool. See protsess aitab meil üksikasju koguda ja samal ajal takistada seadmete röövimist. Projekt „GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem”, mille peamine komponent on mikrokontroller, on enamasti ellu viidud sõidukite jälgimiseks viimasel ajal. Projektis „GPS- ja GSM-põhine sõidukite jälgimissüsteem” kasutatakse GSM-modemi ühe GPS-seadme asendajana, et tagada kahepoolne sideprotsess. GSM-modemi ja SIM-kaardi kombinatsioon kasutab jälgimisprotsessi rakendamiseks sama tehnikat kui tavaline mobiiltelefon. „GPS- ja GSM -põhise sõiduki jälgimissüsteemi” üldine süsteem on nii lihtne ja arusaadav, et seda saab rakendada kõikjal. Seda seadet saab kinnitada või paigaldada sõiduki mis tahes nurka või kallit varustust, mis vajab kaitset. Jah, selle seadmega saame ka seadmeid jälgida, kui need on õigesti istutatud. Kui nõuetekohast paigaldusprotsessi on järgitud, on meil nüüd täielik juurdepääs vaadeldava sõiduki või mis tahes objekti teele. Mobiiltelefonide abil saame täielikku teavet taotleja asukoha kohta.

Projekti „GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem” põhikomponent on väike kiip, st GSM -modemile kinnitatud SIM -kaart, mis edastab selle objekti praeguse asukoha tekstivormingus, st SMS -i tagasi telefoni, kui selle mobiiltelefoni number on SIM on valitud. Selle projekti jaoks ei ole määratud konkreetset ajapiirangut, kasutaja saab igal ajal ja igal pool, kus mobiilivõrk on kättesaadav, taotleda objekti asukohta. Olgu see sõidukipark või mitmed kallid seadmed, on see projekt rakendatav kõikjal, et leida need kõikjal ja igal hetkel, hoolimata pikast vahemaast. Asjaolu, et see võimaldab inimestel vajalikku teavet saada kaugest kohast, ilma et nad peaksid seal füüsiliselt kohal olema, muudab selle paindlikumaks.

1. samm: 1. samm: GPS -i ja GSM -põhise sõiduki jälgimissüsteemi skeemi kirjeldus

Projekti „GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem” lülitusskeem on kujutatud joonisel 1. Nagu me selgelt näeme, on selle projekti peamised komponendid: mikrokontroller, GPS -moodul, GSM -modem ja 9 V alalisvooluallikas projekti toiteallikana. Projekti „GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem” töö võib kokku võtta järgmistes punktides:

1. Sõiduki/objekti asukoha üksikasjad kogub GPS -moodul satelliidilt, see teave on laius- ja pikkuskraadide kujul.

2. Nii edastatakse kogutud teave mikrokontrollerile. Vajalik töötlemine toimub ja seejärel edastatakse teave GSM -modemile.

3. GSM -modem kogub mikrokontrolleri jaoks teabe ja edastab selle seejärel mobiiltelefonile tekstivormingus SMS -i kaudu.

2. samm: 2. samm: komponendid GPS- ja GSM -põhise sõiduki jälgimissüsteemi kirjeldus

Mikrokontroller ATmega16

See mikrokontroller (IC2) on peamine komponent, mis toimib projekti ajuna. See toimib liidesekandjana mitme selles projektis kasutatava riistvara välisseadme vahel. IC on 8-bitine CMOS, mis põhineb AVR-i täiustatud RISC-arhitektuuril ja mis tarbib vähem energiat. Selle IC2 ühendamiseks GPS -mooduli ja GSM -modemiga kasutame jadaliidese tehnikat. GPS -mooduli genereeritud mitmetest andmetest vajame siin projektis „GPS- ja GSM -põhine sõidukite jälgimissüsteem” NMEA andmeid sõiduki asukoha jälgimiseks. Mikrokontroller töötleb neid andmeid ja saadab need seejärel GSM -modemi kaudu mobiiltelefonile. RS-232 on määratletud protokoll seeriaviisilise sideprotsessi loomiseks põhikomponentide vahel; mikrokontroller, GPS ja GSM -modem. Ja selleks, et muuta RS-232 pingetasemed TTL-pingetasemeteks, kasutame jadadraiverit IC MAX232 (IC3). Mooduli külge kinnitatud SIM -kaardile vastav mobiilinumber tuleb märkida mikrokontrolleri lähtekoodi. See number asub turvaliselt MCU sisemälus.

iWave GPS -moodul

Selle projekti jaoks on eelistatud iwave GPS -moodul, mille joonis on näidatud joonisel 2. Selle mooduli põhiülesanne on asukohaandmete edastamine mikrokontrollerile. Ühendus IC2 ja GPS -mooduli vahel seadistatakse, ühendades GPS -i saatetihvti TXD mikrokontrolleriga MAX232 kaudu. NMEA andmed määratlesid RS-232 kommunikatsioonistandardi seadmetele, mis sisaldavad GPS-vastuvõtjaid. NMEA-0183 standardit, mis on tegelikult NMEA protokolli alamhulk, toetab iWave GPS-moodul korralikult. See moodul töötab sagedusel L1 (1575,42 MHz) ja kuni umbes 10 -meetrise kindla territooriumini taevas loob täpset teavet. Sel eesmärgil tuleb avatud ruumi asetada antenn ja vähemalt 50 protsenti ruumi nähtavusest on kohustuslik.

GSM -modem

Selles projektis on rakendatud SIM300 GSM -modem ja selle vastav joonis on toodud joonisel fig. 3. Selle modemi põhiülesanne on andmete vahetamine. See on kolme ribaga SIM300; GSM/GPRS -mootor, mis töötab erinevatel sagedusvahemikel EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz ja PCS 1900 MHz. GSM -modemi ja mikrokontrolleri vahelise ühenduse loomiseks ühendame saatetihvti TXD ja võtame vastu GSM -modemi pin RXD MAX232 (IC3) koos mikrokontrolleriga (IC2). Sarnaselt on mikrokontrolleri poldi tihvt PD0 (RXD) ja pordi tihvt PD1 (TXD) ühendatud vastavalt MAX232 tihvtidega 12 ja 10.

Toiteallikas

Selles projektis on 9V aku peamine energiaallikas. Kuna mikrokontrolleri ja MAX232 toiteallikaks on 5 volti, peame toite teisendama, kasutades 7805 regulaatorit (IC1). Toiteallika olemasolu näitab LED1.

GPS- ja GSM -põhise sõiduki jälgimissüsteemi tarkvara

Programmi lihtsuse tõttu oleme mikrokontrolleri programmeerimiseks valinud C -keele ja koostamisprotsessi viib läbi tarkvara nimega AVR studio. Tuleb olla eriti ettevaatlik, et lisada lähtekoodi täpne telefoninumber, et saada kõne SIM -kaardilt, mis on seadistatud GSM -iga. PonyProg2000 tarkvara abil programmi heksakoodi MCU -sse põletamine oli tõesti raske. Kui see sobib, saame ka rakendada mis tahes sobivat tööriista, mida saab otsida. Nagu tarkvaras mainitud, kasutasime satelliitidelt andmete vastuvõtmiseks 9600 baudikiirusega GPS -moodulit. Selles projektis kasutatud NMEA protokolli saab tarkvara kergesti dekodeerida. Protokollist rääkides on sellel eelmääratud vorming, mille kaudu GPS -moodul edastab andmed samaaegselt seadmele, millega see on liidestatud. Protokoll koosneb sõnumite kogumist, mis kasutab ASCII märgi komplekti ja millel on määratletud vorming, mille GPS -moodul pidevalt liideseseadmele saadab. Teavet annab GPS-moodul või vastuvõtja ASCII komaga eraldatud sõnastringide kujul. Ja iga sõnum on kodeeritud alguses dollarimärgiga „$” (hex 0x24) ja (hex 0x0D 0x0A) lõpus. Nagu juba eelmises osas mainitud, koosneb tarkvara väljundprotokolli poolt pakutav sõnumite sisu kahte erinevat tüüpi andmetest; globaalse positsioneerimissüsteemi fikseeritud andmed (GGA) ja geograafilise asukoha laius-/pikkuskraadid (GLL). Meie projekti jaoks vajame ainult GGA sisu. Laius- ja pikkuskraadide andmete vorming on seatud vorminguks „kraadid, minutid ja kümnendminutid”; ddmm.mmmm esialgu. Kuid kuna hiljutised kaardistamistehnoloogiad nõuavad teavet laius- ja pikkuskraadide kohta kümnend-, kraadivormingus „dd.dddddd” koos vastava märgiga, on andmete soovitud kujul esitamiseks hädavajalik mingisugune teisendusprotsess. Negatiivne märk on fikseeritud lõuna- ja läänepikkusele. Seoses sõnumite stringi arendamisega määratleb NMEA standard, kuidas luua uus dollarimärgiga ($) sõnumstring, mis arendab välja täiesti uue GPS -sõnumi.

Näiteks:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Siin, $ GPGGA tähistab GGA protokolli päist, teised andmed 002153.000 viitavad UTC ajale hhmmss.ss vormingus, kolmandad andmed 3342.6618 on GPS asukoha fikseeritud andmete laiuskraad ddmm.mmmm formaadis ja viimane; 11751.3858 on GPS -asukoha fikseeritud andmete pikkuskraad vormingus dddmm.mmmm. Tähestikud vahetult konkreetsete suundade vahel; "N" tähistab põhja ja "W" läänt. Kui sellises vormingus andmed on kättesaadavad, on kõigil võimalik saada teavet asukoha kohta, mida nad eelistavad teada, kas kaarditüki või olemasoleva tarkvara kaudu.

TARKVARAKOODI LAADIMISEKS KLIKI SIIA

3. samm: 3. samm: GPS -i ja GSM -põhiste sõidukite jälgimissüsteemi ehitamine ja testimine

Joonis 4 näitab kogu vooluringi koos meie projekti ühepoolse trükkplaadi paigutuse suurusega. Selle projekti komponentide paigutus on näidatud joonisel fig.

OSADE NIMEKIRI GPSI JA GSM -PÕHISED SÕIDUKITE JÄRGIMISSÜSTEEMID:

Takisti (kõik ¼-vatti, ± 5% süsinikku)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Kondensaatorid

C1 = 0,1 µF (keraamiline ketas)

C2, C3 = 22 pF (keraamiline ketas)

C4 - C8 = 10 µF/16V (elektrolüütiline kondensaator)

Pooljuhid

IC1 = 7805, 5V regulaator IC2 = ATMega16 mikrokontroller

IC3 = MAX232 muundur

LED1 = 5mm valgusdiood

Mitmesugused

SW1 = sisselülituslüliti

XTAL1 = 12MHz kristall

GPS -moodul = iWave GPS -moodul

GSM -modem = SIM300

9V PP3 aku