PCB: GPS en GSM-gebaseerd voertuigvolgsysteem - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Op GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem

30 juni 2016, Engineering Projects Het project GPS- en GSM-gebaseerd voertuigvolgsysteem maakt gebruik van Global Positioning System (GPS) en een wereldwijd systeem voor mobiele communicatie (GSM), waardoor dit project zuiniger is dan het implementeren van een communicatiesysteem via GPS-satellieten in twee- manier GPS-communicatiesysteem.

Inleiding tot op GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem

Tracking is nu een recente trend die overal wordt gevolgd. Dit proces helpt ons om details te verzamelen en tegelijkertijd te voorkomen dat diefstal van apparaten wordt gevolgd. Het project 'GPS- en GSM-gebaseerd voertuigvolgsysteem', dat de microcontroller als belangrijkste onderdeel gebruikt, wordt de laatste tijd meestal geïmplementeerd om voertuigen bij te houden. Het project 'GPS- en GSM-gebaseerd voertuigvolgsysteem' maakt gebruik van een GSM-modem als vervanging voor een van de GPS-apparaten om een tweerichtingscommunicatieproces te garanderen. De combinatie van GSM-modem en SIM-kaart maakt gebruik van dezelfde techniek als een standaard mobiele telefoon om het volgproces te implementeren. Het totale systeem van 'GPS- en GSM-gebaseerd voertuigvolgsysteem' is zo eenvoudig en duidelijk dat het overal kan worden uitgevoerd. Dit apparaat kan worden vastgezet of gemonteerd in alle hoeken van het voertuig of in een duur apparaat dat bescherming nodig heeft. Ja, we kunnen ook apparatuur volgen met dit apparaat als het goed is geplant. Zodra het juiste installatieproces is gevolgd, hebben we nu volledige toegang tot het pad van het voertuig of een object in kwestie. Met behulp van onze mobiele telefoons krijgen we volledige informatie over de verblijfplaats van die sollicitant.

Het belangrijkste onderdeel van het project 'GPS- en GSM-gebaseerd voertuigvolgsysteem' is een kleine chip, dwz een simkaart die aan het GSM-modem is bevestigd, die de huidige locatie van dat object in tekstformaat doorgeeft, dwz sms terug in de telefoon zodra het mobiele nummer van dat SIM wordt gebeld. Er is geen specifieke tijdslimiet voor dit project, de gebruiker kan op elk moment de locatie van het object opvragen en elke locatie waar het mobiele netwerk bereikbaar is. Of het nu gaat om een wagenpark of een aantal dure apparatuur, dit project is overal toepasbaar om ze overal en op elk moment te lokaliseren, ondanks de lange afstand. Het feit dat het mensen in staat stelt om informatie te verkrijgen die ze nodig hebben van een verre plaats zonder dat ze daar fysiek aanwezig hoeven te zijn, maakt het flexibeler.

Stap 1: Stap 1: Circuitbeschrijving van op GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem

Het schakelschema van het project “GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem” is weergegeven in fig.1. Zoals we duidelijk kunnen zien, zijn de belangrijkste componenten die in dit project worden gebruikt: microcontroller, GPS-module, GSM-modem en 9V DC-voeding als stroombron voor het project. De werking van het project ‘GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem’ kan in onderstaande punten worden samengevat:

1. Het locatiedetail van het voertuig/object wordt verzameld door de GPS-module van de satelliet, deze informatie is in de vorm van een breedte- en lengtegraadschaal.

2. De aldus verzamelde informatie wordt vervolgens naar de microcontroller gevoerd. De noodzakelijke verwerking vindt plaats en vervolgens wordt de informatie doorgegeven aan het GSM-modem.

3. De GSM-modem verzamelt de informatie voor de microcontroller en verzendt deze vervolgens naar de mobiele telefoon via sms in tekstformaat.

Stap 2: Stap 2: Componenten Beschrijving van op GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem

ATMega16-microcontroller

Deze microcontroller (IC2) is het belangrijkste onderdeel dat fungeert als het brein van het project. Het fungeert als een interfacing-medium tussen meerdere hardware-randapparatuur die in dit project wordt gebruikt. De IC is een 8-bits CMOS gebaseerd op de AVR verbeterde RISC-architectuur die minder stroom verbruikt om te werken. We gebruiken een seriële interfacing-techniek om deze IC2 te verbinden met GPS-module en GSM-modem. Van de meerdere gegevens die door de GPS-module worden gegenereerd, hebben we hier in het project 'GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem' NMEA-gegevens nodig om de locatie van het voertuig te volgen. De microcontroller verwerkt deze gegevens en stuurt ze vervolgens via een GSM-modem naar de mobiele telefoon. RS-232 is het gedefinieerde protocol om een serieel communicatieproces tot stand te brengen tussen de belangrijkste componenten; de microcontroller, GPS- en GSM-modem. En om RS-232-spanningsniveaus om te zetten in TTL-spanningsniveaus, maken we gebruik van een seriële driver IC MAX232 (IC3). Het mobiele nummer dat overeenkomt met de SIM die op de module is aangesloten, moet worden vermeld in de broncode van de microcontroller. Dit nummer staat veilig in het interne geheugen van de MCU.

iWave GPS-module

iwave GPS-module heeft de voorkeur voor dit project, waarvan de figuur is weergegeven in fig.2. De belangrijkste functie van deze module is het verzenden van locatiegegevens naar de microcontroller. De verbinding tussen IC2 en GPS-module wordt ingesteld door zendpin TXD van GPS via MAX232 met de microcontroller te verbinden. De NMEA-gegevens definieerden een RS-232-communicatiestandaard voor apparaten die GPS-ontvangers bevatten. De NMEA-0183-standaard, die eigenlijk een subset is van het NMEA-protocol, wordt correct ondersteund door de iWave GPS-module. Deze module werkt in de L1-frequentie (1575,42 MHz) en genereert tot een vast gebied van ongeveer 10 meter in de lucht nauwkeurige informatie. Hiervoor moet een antenne in de open ruimte worden geplaatst en is minimaal 50 procent ruimtezicht een must.

GSM-modem

SIM300 GSM-modem is in dit project geïmplementeerd en het bijbehorende cijfer wordt gegeven in Fig. 3. De belangrijkste functie van dit modem is het uitwisselen van gegevens. Het is een tri-band SIM300; GSM/GPRS-engine die werkt op verschillende frequentiebereiken EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz en PCS 1900 MHz. Om de verbinding tussen GSM-modem en microcontroller tot stand te brengen, verbinden we zendpin TXD en ontvangen pin RXD van GSM-modem via MAX232 (IC3) met de microcontroller (IC2). Evenzo zijn poortpin PD0 (RXD) en poortpin PD1 (TXD) van de microcontroller respectievelijk verbonden met pinnen 12 en 10 van MAX232.

Stroomvoorziening

In dit project dient een 9V-batterij als de belangrijkste energiebron. Aangezien de microcontroller en MAX232 worden gevoed door een 5 Volt, moeten we de voeding omzetten met behulp van een 7805-regelaar (IC1). De aanwezigheid van de voeding wordt aangegeven door LED1.

Softwareprogramma van op GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem

Vanwege de eenvoud van het programma hebben we de taal "C" gekozen om de microcontroller te programmeren en het compilatieproces wordt uitgevoerd door een software genaamd AVR studio. Men moet extra voorzichtig zijn om een exact telefoonnummer in de broncode op te nemen om een oproep te ontvangen van de SIM-kaart die is ingesteld met de GSM-configuratie. Het was erg moeilijk om de hex-code van het programma in MCU te branden met PonyProg2000-software. Indien geschikt, kunnen we ook elk geschikt hulpmiddel implementeren dat kan worden doorzocht. Zoals vermeld in de software, hebben we voor het ontvangen van de gegevens van satellieten de GPS-module met een baudrate van 9600 gebruikt. Het NMEA-protocol dat in dit project wordt gebruikt, kan eenvoudig worden gedecodeerd door de software. Over het protocol gesproken, het heeft een vooraf gedefinieerd formaat waarmee gegevens gelijktijdig door de GPS-module worden verzonden naar het apparaat waarmee het is gekoppeld. Het protocol vormt een set berichten die een set ASCII-tekens gebruikt en een gedefinieerd formaat heeft dat continu door de GPS-module naar het interface-apparaat wordt verzonden. De informatie wordt geleverd door de GPS-module of -ontvanger in de vorm van door komma's gescheiden ASCII-berichtenreeksen. En elk bericht is gecodeerd met een dollarteken '$' (hex 0x24) aan het begin en (hex 0x0D 0x0A) aan het einde. Zoals reeds vermeld in de vorige sectie, bestaat de berichtinhoud die wordt geleverd door het software-uitvoerprotocol uit twee verschillende soorten gegevens; global positioning system fixed data (GGA) en geografische positie breedte-/lengtegraad (GLL). Voor ons project hebben we alleen GGA-inhoud nodig. Het gegevensformaat voor details over de lengte- en breedtegraad is ingesteld als 'graden, minuten en decimale minuten'-formaat; ddmm.mmmm aanvankelijk. Maar aangezien recente kaarttechnologieën informatie vereisen over lengte- en breedtegraden in het formaat van decimaal, graden, in 'dd.dddddd' samen met het respectieve teken, is een soort conversieproces essentieel om gegevens in de gewenste vorm te presenteren. Het minteken is vastgesteld voor zuiderbreedte en westerlengte. Wat betreft de ontwikkeling van een berichtreeks, definieert de NMEA-standaard hoe een nieuwe berichtreeks met een dollarteken ($) moet worden gemaakt die een volledig nieuw GPS-bericht ontwikkelt.

Bijvoorbeeld:

$GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Hier geeft $GPGGA de GGA-protocolheader aan, tweede data 002153.000 verwijst naar de UTC-tijd in hhmmss.ss-formaat, derde data 3342.6618 is de breedtegraad van de vaste GPS-positiegegevens in ddmm.mmmm formaat en de laatste; 11751.3858 is de lengtegraad van de vaste GPS-positiegegevens in het formaat dddmm.mmmm. De alfabetten tussen directe bepaalde richtingen als; 'N' staat voor Noord en 'W' voor West. Omdat ze worden voorzien van gegevens in een dergelijk formaat, kan iedereen details van de locatie die ze het liefst kennen, extraheren door een stukje van een kaart te bekijken of door de beschikbare software te gebruiken.

KLIK HIER OM DE SOFTWARECODE TE DOWNLOADEN

Stap 3: Stap 3: Constructie en testen van op GPS en GSM gebaseerd voertuigvolgsysteem

Figuur 4 toont het volledige circuit met de details van de grootte van de enkelzijdige PCB-lay-out van ons project. De lay-out van de componenten van dit project wordt geïllustreerd in fig.5.

ONDERDELENLIJST VAN GPS EN GSM GEBASEERD VOERTUIG TRACKING SYSTEEM:

Weerstand (alle ¼ watt, ± 5% koolstof)

R1 = 680

R2 = 10 KΩ

condensatoren

C1 = 0,1 µF (keramische schijf)

C2, C3 = 22 pF (keramische schijf)

C4 – C8 = 10 µF/16V (elektrolytische condensator)

Halfgeleiders

IC1 = 7805, 5V-regelaar IC2 = ATMega16-microcontroller

IC3 = MAX232-omzetter

LED1 = 5 mm lichtgevende diode

Diversen

SW1 = Push-To-On-schakelaar

XTAL1 = 12MHz kristal

GPS-module = iWave GPS-module

GSM-modem = SIM300

9V PP3-batterij