PCB: GPS en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel: 3 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

Voertuigopsporingstelsel gebaseer op GPS en GSM

30 Junie 2016, Ingenieurswese-projekte Die projek GPS- en GSM-gebaseerde voertuigopsporingstelsel gebruik Global Positioning System (GPS) en globale stelsel vir mobiele kommunikasie (GSM), wat hierdie projek meer ekonomies maak as die implementering van 'n kommunikasiestelsel deur GPS-satelliete in twee- manier GPS -kommunikasiestelsel.

Inleiding tot GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel

Opsporing was 'n onlangse neiging wat oral gevolg is. Hierdie proses help ons om besonderhede te versamel en terselfdertyd te voorkom dat diefstal van toestelle opgespoor word. Die projek 'GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel', wat die hoofbestuurder van 'n mikrobeheerder gebruik, word meestal geïmplementeer om die afgelope tyd motors by te hou. Die 'GPS- en GSM-gebaseerde voertuigopsporingstelsel' -projek gebruik 'n GSM-modem as plaasvervanger vir een van die GPS-toestelle om 'n tweerigting-kommunikasieproses te verseker. Die kombinasie van die GSM-modem en die SIM-kaart gebruik dieselfde tegniek as 'n standaard selfoon om die opsporingsproses te implementeer. Die algemene stelsel van 'GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel' is so maklik en eenvoudig dat dit oral kan uitgevoer word. Hierdie toestel kan óf in enige hoeke van die voertuig vasgemaak of gemonteer word, óf duur toerusting wat beskerming benodig. Ja, ons kan ook toerusting met hierdie toestel opspoor as dit behoorlik geplant is. Sodra die korrekte installasieproses gevolg is, het ons nou totale toegang tot die pad van die voertuig of enige voorwerp wat oorweeg word. Deur die hulp van ons selfone kry ons volledige inligting oor die plek van die aansoeker.

Die belangrikste komponent in die projek 'GPS en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel' is 'n klein skyfie, dws 'n SIM -kaart wat aan die GSM -modem gekoppel is, wat die huidige ligging van die voorwerp in die teksformaat weergee, dws SMS terug in die telefoon sodra die selfoonnommer daarvan SIM word gebel. Daar is geen spesifieke tydsbeperking vir hierdie projek nie; die gebruiker kan te eniger tyd versoek om die ligging van die voorwerp en enige plek waar die mobiele netwerk bereikbaar is. Of dit nou 'n vloot voertuie of 'n aantal duur toerusting is, hierdie projek is oral van toepassing om dit oral en altyd te vind, ondanks die lang afstand. Die feit dat dit mense in staat stel om inligting te kry wat hulle nodig het, vorm 'n verre plek sonder dat hulle fisies daar moet wees, maak dit meer buigsaam.

Stap 1: Stap 1: Kringbeskrywing van GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel

Die kringdiagram van die projek "GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel" word in figuur 1 uitgebeeld. Soos ons duidelik kan sien, is die belangrikste komponente wat in hierdie projek gebruik word: mikrobeheerder, GPS -module, GSM -modem en 9V DC -toevoer as kragbron vir die projek. Die werking van die projek 'GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel' kan in die volgende punte opgesom word:

1. Die liggingsdetail van die voertuig/voorwerp word deur die GPS -module van die satelliet versamel; hierdie inligting is in die vorm van breedte- en lengteskale.

2. So word versamelde inligting dan aan die mikrobeheerder gestuur. Die nodige verwerking word uitgevoer en die inligting word dan na die GSM -modem oorgedra.

3. Die GSM -modem versamel die inligting vir die mikrobeheerder en dra dit dan oor na die selfoon via die SMS wat in teksformaat is.

Stap 2: Stap 2: Komponente Beskrywing van GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel

ATmega16 mikrobeheerder

Hierdie mikrobeheerder (IC2) is die belangrikste komponent wat as die brein van die projek funksioneer. Dit dien as 'n koppelvlak tussen verskeie hardeware -randapparatuur wat in hierdie projek gebruik word. Die IC is 'n 8-bis CMOS gebaseer op die AVR-verbeterde RISC-argitektuur wat minder krag verbruik om te werk. Ons gebruik 'n seriële koppelvlaktegniek om hierdie IC2 met 'n GPS -module en GSM -modem te verbind. Uit die veelvuldige data wat deur die GPS -module gegenereer word, benodig ons hier in die projek 'GPS en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel' NMEA -data om die ligging van die voertuig op te spoor. Die mikrobeheerder verwerk hierdie data en stuur dit dan deur 'n GSM -modem na die selfoon. RS-232 is die gedefinieerde protokol om 'n seriële kommunikasieproses tussen die hoofkomponente daar te stel; die mikrobeheerder, GPS en GSM -modem. En om die RS-232 spanningsvlakke in TTL spanningsvlakke te omskep, maak ons gebruik van 'n seriële bestuurder IC MAX232 (IC3). Die selfoonnommer wat ooreenstem met die SIM wat aan die module geheg is, moet in die bronkode van die mikrobeheerder vermeld word. Hierdie nommer is veilig in die interne geheue van die MCU.

iWave GPS -module

iwave GPS -module word verkies vir hierdie projek, waarvan die figuur in figuur 2 getoon word. Die hooffunksie van hierdie module is om liggingsdata na die mikrobeheerder oor te dra. Die verbinding tussen IC2 en GPS -module word bepaal deur die stuurpen TXD van GPS via die MAX232 aan die mikrobeheerder te koppel. Die NMEA-data definieer 'n RS-232-kommunikasiestandaard vir toestelle wat GPS-ontvangers insluit. Die NMEA-0183-standaard, wat eintlik 'n deelversameling van die NMEA-protokol is, word behoorlik ondersteun deur die iWave GPS-module. Hierdie module werk op die L1 -frekwensie (1575,42 MHz) en tot 'n vaste gebied van ongeveer 10 meter in die lug, genereer dit akkurate inligting. Vir hierdie doel moet 'n antenna in die oop ruimte geplaas word en ten minste 50 persent van die sigbaarheid van die ruimte is 'n moet.

GSM modem

SIM300 GSM -modem word in hierdie projek geïmplementeer, en die ooreenstemmende figuur word in fig. 3. Die belangrikste funksie van hierdie modem is om data uit te ruil. Dit is 'n drie-band SIM300; GSM/GPRS -enjin wat werk op verskillende frekwensies, EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz en PCS 1900 MHz. Om die verbinding tussen GSM -modem en mikrobeheerder op te stel, verbind ons die stuurpen TXD en ontvang pin RXD van GSM -modem via MAX232 (IC3) met die mikrobeheerder (IC2). Net so is poortpen PD0 (RXD) en poortpen PD1 (TXD) van die mikrobeheerder onderskeidelik verbind met penne 12 en 10 van MAX232.

Kragtoevoer

In hierdie projek dien 'n 9V -battery as die belangrikste bron van energie. Aangesien die mikrokontroleerder en MAX232 deur 'n 5Volt aangedryf word, moet ons die voorraad omskakel deur 'n 7805 -reguleerder (IC1) te gebruik. Die teenwoordigheid van die kragtoevoer word aangedui deur LED1.

Sagtewareprogram van GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel

Vanweë die eenvoud van die program, het ons die "C" -taal gekies om die mikrobeheerder te programmeer, en die opstelproses word uitgevoer deur 'n sagteware genaamd AVR studio. U moet ekstra versigtig wees om 'n presiese telefoonnommer in die bronkode op te neem, sodat u 'n oproep kan ontvang vanaf die SIM -kaart wat ingestel is met die GSM -opstelling. Om die hex -kode van die program in MCU te verbrand met behulp van PonyProg2000 sagteware, was dit regtig moeilik. As dit geskik is, kan ons ook enige geskikte hulpmiddel implementeer waarna u kan soek. Soos in die sagteware genoem, het ons die GPS -module met 'n 9600 baud -tempo gebruik om die data van satelliete te ontvang. Die NMEA -protokol wat in hierdie projek gebruik word, word maklik deur die sagteware gedekodeer. As ons oor die protokol praat, het dit 'n vooraf gedefinieerde formaat waardeur data gelyktydig deur die GPS -module na die toestel waarmee dit gekoppel is, oorgedra word. Die protokol bestaan uit 'n stel boodskappe wat 'n stel ASCII -karakter gebruik en 'n gedefinieerde formaat het wat deur die GPS -module deurlopend na die koppelvlakapparaat gestuur word. Die inligting word deur die GPS-module of ontvanger verskaf in die vorm van ASCII-kommagebreke boodskapstringe. Elke boodskap word aan die begin met 'n dollarteken '$' (hex 0x24) gekodeer en (hex 0x0D 0x0A) aan die einde. Soos reeds in die vorige afdeling genoem, vorm die boodskapinhoud wat deur die sagteware -uitvoerprotokol verskaf word, twee verskillende tipes data; globale posisioneringstelsel vaste data (GGA) en geografiese posisie breedtegraad/lengte (GLL). Vir ons projek benodig ons slegs GGA -inhoud. Die dataformaat vir breedte- en lengtegraadbesonderhede word gestel as 'grade, minute en desimale minute' formaat; ddmm.mmmm aanvanklik. Aangesien onlangse karteringstegnologieë inligting oor breedte- en lengtegraadbesonderhede vereis in die formaat van desimale, grade, in 'dd.dddddd' saam met die onderskeie teken, is 'n soort omskakelingsproses egter noodsaaklik om data in die gewenste vorm aan te bied. Die negatiewe teken word vasgestel vir die suidelike breedtegraad en die westelike lengte. Met betrekking tot die ontwikkeling van 'n boodskapstring, definieer die NMEA -standaard hoe u 'n nuwe boodskapstring met 'n dollarteken ($) kan skep wat 'n heeltemal nuwe GPS -boodskap ontwikkel.

Byvoorbeeld:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Hier dui $ GPGGA die GGA -protokolopskrif aan, tweede data 002153.000 verwys na die UTC -tyd in hhmmss.ss -formaat, derde data 3342.6618 is die breedtegraad van die GPS -posisie vaste data in ddmm.mmmm formaat en die laaste een; 11751.3858 is die lengte van die vaste GPS -posisies in dddmm.mmmm formaat. Die alfabet tussen die direkte rigtings as; 'N' staan vir Noord en 'W' vir Wes. As die data in so 'n formaat voorsien word, kan enigiemand besonderhede onttrek van die plek wat hulle verkies, óf deur 'n stuk kaart te gaan óf deur die beskikbare sagteware.

KLIK HIER OM SOFTWARE -KODE TE LAAI

Stap 3: Stap 3: Bou en toets van GPS- en GSM -gebaseerde voertuigopsporingstelsel

Figuur 4 toon die volledige stroombaan met die besonderhede van die grootte van die enkelsydige PCB-uitleg van ons projek. Die komponentuitleg van hierdie projek word in figuur 5 geïllustreer.

ONDERDELE LYS VAN GPS- EN GSM -GEBASEERDE VOERTUIGVOERSTELSEL:

Weerstand (almal ¼-watt, ± 5% koolstof)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Kapasitors

C1 = 0,1 µF (keramiekskyf)

C2, C3 = 22 pF (keramiekskyf)

C4 - C8 = 10 µF/16V (elektrolitiese kondensator)

Halfgeleiers

IC1 = 7805, 5V Reguleerder IC2 = ATMega16 Mikrokontroleur

IC3 = MAX232 omskakelaar

LED1 = 5 mm Ligte emitterende diode

Diverse

SW1 = Push-To-On Switch

XTAL1 = 12MHz kristal

GPS -module = iWave GPS -module

GSM -modem = SIM300

9V PP3 battery