ПХБ: GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасы: 3 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

GPS жана GSM негизиндеги Унаа көзөмөлдөө системасы

2016-жылдын 30-июну, Инженердик долбоорлор Долбоор GPS жана GSM негизиндеги Унааларга көз салуу системасы Global Positioning System (GPS) жана глобалдык мобилдик байланыш системасын (GSM) колдонот, бул долбоор GPS спутниктери аркылуу байланыш системасын ишке ашырууга караганда үнөмдүү кылат. GPS байланыш системасы.

GPS жана GSM негизиндеги Унааларга көз салуу системасына киришүү

Көз салуу азыр бардык жерде байкалган акыркы тенденция болуп калды. Бул процесс бизге деталдарды чогултууга жана ошол эле учурда көзөмөлгө алынган түзмөктөрдүн тонолушуна жол бербөөгө жардам берет. Негизги компоненти катары микроконтроллерди колдонгон "GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасы" долбоору негизинен акыркы убактарда унааларды көзөмөлдөө үчүн ишке ашат. "GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасы" долбоору эки тараптуу байланыш процессин камсыз кылуу үчүн GPS түзмөктөрүнүн бирин алмаштыруучу GSM модемин колдонот. GSM-модем менен SIM-картанын айкалышы көзөмөл процессин ишке ашыруу үчүн стандарттуу уюлдук телефон сыяктуу эле ыкманы колдонот. "GPS жана GSMге негизделген Унаа көзөмөлдөө тутумунун" жалпы системасы ушунчалык оңой жана түшүнүктүү, аны каалаган жерде аткарууга болот. Бул түзмөк автомобилдин каалаган бурчуна же коргоого муктаж болгон кымбат баалуу жабдууларга орнотулушу же орнотулушу мүмкүн. Ооба, биз да туура отургузулганда, бул аппарат менен жабдууларды көзөмөлдөй алабыз. Туура орнотуу процесси аткарылгандан кийин, биз азыр унаанын же каралып жаткан нерсенин жолуна толук мүмкүнчүлүк алабыз. Уюлдук телефондорубуздун жардамы менен биз ошол талапкердин кайда экени тууралуу толук маалыматты алабыз.

"GPS жана GSMге негизделген Унааларга көз салуу системасы" долбоорунун негизги компоненти - бул кичинекей чип, башкача айтканда, SIM карта GSM модемине тиркелет, ал ошол объектинин тексттик форматында, башкача айтканда, SMS кайра телефонго мобилдик номери менен кайтарылат. SIM терилди. Бул долбоор үчүн эч кандай атайын чектөө коюлган эмес, колдонуучу каалаган убакта жана мобилдик түйүн жеткиликтүү болгон жерде объектинин жайгашкан жерин сурай алат. Унаа паркы болобу же кымбат баалуу жабдуулар болобу, бул долбоор алыс аралыкка карабай аларды каалаган жерден жана каалаган убакта табуу үчүн бардык жерде колдонулат. Бул адамдарга керектүү маалыматка жетүүгө мүмкүндүк бериши, ал жерде физикалык жактан болушуна жол бербестен, алысты кыйла ийкемдүү кылат.

1 -кадам: 1 -кадам: GPS жана GSM негизиндеги транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасынын схемасы

"GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасы" долбоорунун схемасы fig.1де көрсөтүлгөн. Биз так көрүп тургандай, бул долбоордо колдонулган негизги компоненттер: микроконтроллер, GPS модулу, GSM модем жана 9V DC булагы долбоордун күч булагы. "GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасы" долбоорунун ишин төмөнкү пункттарда жалпылоого болот:

1. Унаанын/объекттин жайгашкан жери деталдары спутниктен GPS модулу тарабынан чогултулат, бул маалымат кеңдиктер жана узундуктар шкаласы түрүндө.

2. Ошентип чогултулган маалымат микроконтроллерге берилет. Керектүү иштетүү жүргүзүлөт, андан кийин маалымат GSM модемине өткөрүлөт.

3. GSM модем микроконтроллер үчүн маалыматты чогултат, андан кийин аны текст форматындагы SMS аркылуу уюлдук телефонго өткөрүп берет.

2 -кадам: 2 -кадам: компоненттер GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасынын сүрөттөмөсү

ATmega16 микроконтроллери

Бул микроконтроллер (IC2) долбоордун мээсин аткаруучу негизги компонент. Бул долбоордо колдонулган бир нече аппараттык перифериялык түзүлүштөрдүн ортосундагы интерфейс каражаты катары иштейт. IC-бул AVRдин жакшыртылган RISC архитектурасына негизделген 8 биттик CMOS, ал иштөө үчүн азыраак энергия керектейт. Биз IC2ди GPS модулу жана GSM модемине туташтыруу үчүн сериялык интерфейс ыкмасын колдонобуз. GPS модулу тарабынан чыгарылган бир нече маалыматтын ичинен, бул жерде 'GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасы' долбоорунда бизге унаанын жайгашкан жерин көзөмөлдөө үчүн NMEA маалыматы керек. Микроконтроллер бул маалыматты иштетип, анан GSM модем аркылуу уюлдук телефонго жөнөтөт. RS-232-башкы компоненттердин ортосунда сериялык байланыш процессин түзүү үчүн аныкталган протокол; микроконтроллер, GPS жана GSM модем. Жана RS-232 чыңалуу деңгээлин TTL чыңалуусуна айландыруу үчүн, биз IC MAX232 (IC3) сериялык драйверин колдонобуз. Модулга тиркелген SIMге туура келген мобилдик номер микроконтроллердин баштапкы кодунда жазылышы керек. Бул сан MCUнын ички эсинде коопсуз сакталат.

iWave GPS модулу

iwave GPS модулу бул долбоор үчүн артыкчылыктуу, анын фигурасы fig.2де көрсөтүлгөн. Бул модулдун негизги функциясы - жайгашкан жердин маалыматын микроконтроллерге берүү. IC2 менен GPS модулунун ортосундагы байланыш GPSтин TXD өткөргүч пинин MAX232 аркылуу микроконтроллерге туташтыруу аркылуу орнотулат. NMEA маалыматы GPS кабыл алгычтары бар түзмөктөр үчүн RS-232 байланыш стандартын аныктады. NMEA-0183 стандарты, чынында NMEA протоколунун бир бөлүгү, iWave GPS модулу тарабынан туура колдоого алынган. Бул модуль L1 жыштыгында (1575.42 МГц) иштейт жана асманда болжол менен 10 метрге чейинки туруктуу аймакка чейин так маалыматты чыгарат. Бул үчүн антенна ачык мейкиндикке жайгаштырылышы керек жана мейкиндиктин 50 пайыздан кем эмес көрүнүшү шарт.

GSM модем

SIM300 GSM модеми бул долбоордо ишке ашырылган жана анын тиешелүү көрсөткүчү анжирде берилген. 3. Бул модемдин негизги функциясы - маалымат алмашуу. Бул үч тилкелүү SIM300; GSM/GPRS кыймылдаткычы EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz жана PCS 1900 MHz жыштыктарынын ар кандай диапазонунда иштейт. GSM модем менен микроконтроллердин ортосундагы байланышты орнотуу үчүн биз TXD өткөргүч пин туташтырабыз жана GSM модеминин pin RXD кабыл алабыз. MAX232 (IC3) микроконтроллери (IC2) менен. Ошо сыяктуу эле, микроконтроллердин PD0 портуна (RXD) жана PD1 портуна (TXD) тиешелүү түрдө MAX232'дин 12 жана 10 -казыктарына туташкан.

Электр камсыздоо

Бул долбоордо 9В батареясы энергиянын негизги булагы катары кызмат кылат. Микроконтроллер жана MAX232 5Вольт менен иштөөчү болгондуктан, биз 7805 регуляторун (IC1) колдонуу менен камсыздоону өзгөртүшүбүз керек. Электр булагынын болушу LED1 менен көрсөтүлөт.

GPS жана GSM негизиндеги Унаа көзөмөлдөө тутумунун программалык камсыздоо программасы

Программанын жөнөкөйлүгүнөн улам, биз микроконтроллерди программалоо үчүн "С" тилин тандап алдык жана компиляция процесси AVR studio деп аталган программалык камсыздоо тарабынан жүргүзүлөт. GSM орнотуу менен орнотулган SIM картадан чалуу алуу үчүн, булак кодуна так телефон номерин киргизүү үчүн өтө этият болуу керек. PonyProg2000 программасын колдонуу менен программанын он алтылык кодун MCUга жаздыруу абдан кыйын болду. Эгер ылайыктуу болсо, биз издей турган ылайыктуу куралды колдоно алабыз. Программада айтылгандай, спутниктерден маалыматтарды алуу үчүн биз GPS модулун 9600 байдын ылдамдыгы менен колдондук. Бул долбоордо колдонулган NMEA протоколу программалык камсыздоо тарабынан оңой эле чечмеленет. Протокол жөнүндө сөз кыла турган болсок, ал алдын ала аныкталган форматка ээ, ал аркылуу GPS модулу менен бир эле учурда интерфейстүү болгон түзмөккө маалымат жеткирилет. Протокол ASCII символдорунун топтомун колдонгон жана аныкталган форматка ээ болгон билдирүүлөрдүн топтомун түзөт, ал GPS модулу менен интерфейс түзүлүшүнө тынымсыз жөнөтүлөт. Маалымат GPS модулу же алуучусу тарабынан ASCII үтүр менен ажыратылган билдирүү саптары түрүндө берилет. Жана, ар бир билдирүүнүн башында доллар белгиси менен '$' (hex 0x24) жана аягында (hex 0x0D 0x0A) коддолгон. Мурунку бөлүмдө айтылгандай, программалык камсыздоонун чыгаруу протоколу тарабынан берилген билдирүүлөрдүн мазмуну эки башка маалымат түрүн түзөт; глобалдык позициялоо системасы туруктуу маалыматтар (GGA) жана географиялык позиция кеңдик/узундук (GLL). Биздин долбоор үчүн биз GGA мазмунун гана талап кылабыз. Кеңдик жана узундук деталдары үчүн маалымат форматы "градус, мүнөт жана ондук мүнөт" форматында белгиленген; ddmm.mmmm башында. Бирок, акыркы картографиялык технологиялар 'dd.dddddd' де тиешелүү белги менен бирге ондук, градус форматында кеңдик жана узундуктар жөнүндө маалыматты талап кылгандыктан, маалыматтарды каалаган формада берүү үчүн кандайдыр бир конверсиялоо процесси маанилүү. Терс белгиси түштүк кеңдик жана батыш узундук үчүн белгиленген. Билдирүү сабынын өнүгүшүнө байланыштуу, NMEA стандарты таптакыр жаңы GPS билдирүүсүн өркүндөтүүчү доллар белгиси ($) менен жаңы билдирүү сабын кантип түзүүнү аныктайт.

Мисалы үчүн:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Бул жерде, $ GPGGA GGA протоколунун башын билдирет, экинчи маалымат 002153.000 hhmmss.ss форматындагы UTC убактысына таандык, үчүнчү маалымат 3342.6618 - бул GPS позициясынын ddmmде туруктуу маалыматтын кеңдиги.mmmm формат жана акыркы; 11751.3858 - бул GPS позициясынын dddmm.mmmm форматындагы туруктуу маалыматтарынын узундугу. Белгилүү багыттардын ортосундагы алфавиттер; 'N' түндүктү, 'W' батышты билдирет. Мындай форматтагы маалыматтар менен камсыз болгондо, ким болбосун, алар картанын бир бөлүгү аркылуу же жеткиликтүү программалык камсыздоо аркылуу өтүүнү каалашат.

ПРОГРАММАНЫН КОДУН ЖҮКТӨӨ ҮЧҮН БУЛ ЖЕРГЕ ЧЫГЫҢЫЗ

3 -кадам: 3 -кадам: GPS жана GSMге негизделген транспорт каражаттарын көзөмөлдөө системасын куруу жана тестирлөө

Figure 4 биздин долбоордун бир жактуу PCB макетинин өлчөмү менен толук схеманы көрсөтөт. Бул долбоордун компоненттеринин схемасы 5 -сүрөттө көрсөтүлгөн.

БӨЛҮКТӨРДҮН GPS ЖАНА GSM ТЕХНИКАСЫНА КӨЗ КӨРҮҮ СИСТЕМАСЫНЫН ТИЗМЕСИ:

Резистор (бардыгы ¼-ватт, ± 5% көмүртек)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Конденсаторлор

C1 = 0.1 µF (керамикалык диск)

C2, C3 = 22 pF (керамикалык диск)

C4 - C8 = 10 µF/16V (Электролиттик конденсатор)

Жарым өткөргүчтөр

IC1 = 7805, 5V жөнгө салуучу IC2 = ATMega16 микроконтроллери

IC3 = MAX232 Converter

LED1 = 5мм Жарык чыгаруучу диод

Ар кандай

SW1 = Push-To-On Switch

XTAL1 = 12MHz кристалл

GPS модулу = iWave GPS модулу

GSM модем = SIM300

9V PP3 батареясы