PCB: Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM: 3 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM

30 Ιουνίου 2016, Engineering Projects Το έργο GPS and GSM Vehicle Tracking System χρησιμοποιεί Global Positioning System (GPS) και παγκόσμιο σύστημα για κινητές επικοινωνίες (GSM), γεγονός που καθιστά αυτό το έργο πιο οικονομικό από την εφαρμογή ενός συστήματος επικοινωνίας μέσω δορυφόρων GPS σε δύο τρόπο σύστημα επικοινωνίας GPS.

Εισαγωγή στο σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM

Η παρακολούθηση είναι πλέον μια πρόσφατη τάση που ακολουθείται παντού. Αυτή η διαδικασία μας βοηθά να συλλέξουμε λεπτομέρειες και, ταυτόχρονα, να αποτρέψουμε τη ληστεία των συσκευών που παρακολουθούνται. Το έργο «Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM», το οποίο χρησιμοποιεί μικροελεγκτή ως κύριο συστατικό του, υλοποιείται κυρίως για την παρακολούθηση των οχημάτων τον τελευταίο καιρό. Το έργο «Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM» χρησιμοποιεί ένα μόντεμ GSM ως αντικατάσταση μιας από τις συσκευές GPS για να εξασφαλίσει μια αμφίδρομη διαδικασία επικοινωνίας. Ο συνδυασμός μόντεμ GSM και κάρτας SIM χρησιμοποιεί την ίδια τεχνική με ένα τυπικό κινητό τηλέφωνο για την υλοποίηση της διαδικασίας παρακολούθησης. Το συνολικό σύστημα του «GPS and GSM Vehicle Tracking System» είναι τόσο εύκολο και απλό που μπορεί να εκτελεστεί οπουδήποτε. Αυτή η συσκευή μπορεί είτε να στερεωθεί είτε να τοποθετηθεί σε οποιεσδήποτε γωνίες του οχήματος ή σε ακριβό εξοπλισμό που χρειάζεται προστασία. Ναι, μπορούμε επίσης να παρακολουθούμε τον εξοπλισμό με αυτήν τη συσκευή όταν φυτεύουμε σωστά. Μόλις ακολουθηθεί η σωστή διαδικασία εγκατάστασης, έχουμε τώρα πλήρη πρόσβαση στη διαδρομή του οχήματος ή σε οποιοδήποτε αντικείμενο που εξετάζεται. Με τη βοήθεια των κινητών μας τηλεφώνων, λαμβάνουμε πλήρεις πληροφορίες σχετικά με το πού βρίσκεται αυτός ο αιτών.

Το βασικό συστατικό του έργου «Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων βασισμένο σε GPS και GSM» είναι ένα μικρό τσιπ, δηλαδή η κάρτα SIM που είναι προσαρτημένη στο μόντεμ GSM, η οποία μεταδίδει την τρέχουσα θέση αυτού του αντικειμένου στη μορφή κειμένου, δηλαδή SMS πίσω στο τηλέφωνο, μόλις ο αριθμός κινητού του Η κάρτα SIM καλείται. Δεν υπάρχει συγκεκριμένο χρονικό όριο για αυτό το έργο, ο χρήστης μπορεί να ζητήσει τη θέση του αντικειμένου ανά πάσα στιγμή και οποιαδήποτε τοποθεσία όπου είναι προσβάσιμο το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας. Είτε πρόκειται για στόλο οχημάτων είτε για έναν αριθμό ακριβού εξοπλισμού, αυτό το έργο ισχύει παντού για τον εντοπισμό τους οπουδήποτε και ανά πάσα στιγμή, παρά τη μεγάλη απόσταση. Το γεγονός ότι επιτρέπει στους ανθρώπους να αποκτήσουν πληροφορίες που χρειάζονται από ένα μακρινό μέρος χωρίς να τους έχουν φυσική παρουσία εκεί, το καθιστά πιο ευέλικτο.

Βήμα 1: Βήμα 1: Περιγραφή κυκλώματος του συστήματος παρακολούθησης οχημάτων βάσει GPS και GSM

Το διάγραμμα κυκλώματος του έργου "Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM" απεικονίζεται στο σχήμα 1. Όπως μπορούμε να δούμε καθαρά, τα κύρια στοιχεία που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο είναι: μικροελεγκτής, μονάδα GPS, μόντεμ GSM και παροχή 9V DC ως πηγή ενέργειας για το έργο. Η λειτουργία του έργου «Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM» μπορεί να συνοψιστεί στα παρακάτω σημεία:

1. Η λεπτομέρεια θέσης του οχήματος/αντικειμένου συλλέγεται από τη μονάδα GPS από τον δορυφόρο, οι πληροφορίες αυτές έχουν τη μορφή κλίμακας γεωγραφικού πλάτους και γεωγραφικού μήκους.

2. Οι πληροφορίες που συλλέγονται έτσι τροφοδοτούνται στη συνέχεια στον μικροελεγκτή. Γίνεται η απαραίτητη επεξεργασία και στη συνέχεια οι πληροφορίες μεταφέρονται στο μόντεμ GSM.

3. Το μόντεμ GSM συλλέγει τις πληροφορίες για τον μικροελεγκτή και στη συνέχεια τις μεταφέρει στο κινητό τηλέφωνο μέσω SMS που είναι σε μορφή κειμένου.

Βήμα 2: Βήμα 2: Στοιχεία Περιγραφή του συστήματος παρακολούθησης οχημάτων βάσει GPS και GSM

Μικροελεγκτής ATmega16

Αυτός ο μικροελεγκτής (IC2) είναι το κύριο συστατικό που λειτουργεί ως εγκέφαλος του έργου. Λειτουργεί ως μέσο διασύνδεσης μεταξύ πολλαπλών περιφερειακών υλικού που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο. Το IC είναι ένα 8-bit CMOS βασισμένο στην ενισχυμένη με AVR αρχιτεκτονική RISC που καταναλώνει λιγότερη ενέργεια για να λειτουργήσει. Χρησιμοποιούμε τεχνική σειριακής διασύνδεσης για να συνδέσουμε αυτό το IC2 με μονάδα GPS και μόντεμ GSM. Από τα πολλαπλά δεδομένα που δημιουργούνται από τη μονάδα GPS, εδώ στο έργο «Σύστημα παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM» χρειαζόμαστε δεδομένα NMEA για την παρακολούθηση της θέσης του οχήματος. Ο μικροελεγκτής επεξεργάζεται αυτά τα δεδομένα και στη συνέχεια τα στέλνει μέσω μόντεμ GSM στο κινητό τηλέφωνο. Το RS-232 είναι το καθορισμένο πρωτόκολλο για τη δημιουργία μιας σειριακής διαδικασίας επικοινωνίας μεταξύ των κύριων στοιχείων. τον μικροελεγκτή, το μόντεμ GPS και GSM. Και, για να μετατρέψουμε τα επίπεδα τάσης RS-232 σε επίπεδα τάσης TTL, χρησιμοποιούμε ένα σειριακό πρόγραμμα οδήγησης IC MAX232 (IC3). Ο αριθμός κινητού που αντιστοιχεί στην κάρτα SIM που είναι προσαρτημένη στη μονάδα πρέπει να αναφέρεται στον πηγαίο κώδικα του μικροελεγκτή. Αυτός ο αριθμός βρίσκεται με ασφάλεια στην εσωτερική μνήμη του MCU.

μονάδα GPS iWave

Η ενότητα GPS iwave προτιμάται για αυτό το έργο, το σχήμα της οποίας φαίνεται στο σχήμα 2. Η κύρια λειτουργία αυτής της μονάδας είναι η μετάδοση δεδομένων τοποθεσίας στον μικροελεγκτή. Η σύνδεση μεταξύ μονάδας IC2 και GPS ρυθμίζεται με τη σύνδεση της ακίδας μετάδοσης TXD του GPS στον μικροελεγκτή μέσω MAX232. Τα δεδομένα NMEA καθόρισαν ένα πρότυπο επικοινωνίας RS-232 για συσκευές που περιλαμβάνουν δέκτες GPS. Το πρότυπο NMEA-0183 που είναι στην πραγματικότητα ένα υποσύνολο του πρωτοκόλλου NMEA υποστηρίζεται σωστά από τη μονάδα GPS iWave. Αυτή η μονάδα λειτουργεί στη συχνότητα L1 (1575,42 MHz) και μέχρι ένα σταθερό έδαφος περίπου 10 μέτρων στον ουρανό, παράγει ακριβείς πληροφορίες. Για το σκοπό αυτό, μια κεραία πρέπει να τοποθετηθεί στον ανοιχτό χώρο και τουλάχιστον το 50 τοις εκατό της ορατότητας του χώρου είναι απαραίτητο.

Μόντεμ GSM

Το μόντεμ SIM300 GSM υλοποιείται σε αυτό το έργο και το αντίστοιχο σχήμα του δίνεται στο σχήμα. 3. Η κύρια λειτουργία αυτού του μόντεμ είναι η ανταλλαγή δεδομένων. Είναι SIM300 τριών ζωνών. Κινητήρας GSM/GPRS που λειτουργεί σε διάφορες περιοχές συχνοτήτων EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz και PCS 1900 MHz. Για να ρυθμίσετε τη σύνδεση μεταξύ GSM μόντεμ και μικροελεγκτή, συνδέουμε την ακίδα μετάδοσης TXD και λαμβάνουμε την ακίδα RXD του μόντεμ GSM μέσω MAX232 (IC3) με τον μικροελεγκτή (IC2). Ομοίως, ο πείρος θύρας PD0 (RXD) και ο πείρος θύρας PD1 (TXD) του μικροελεγκτή συνδέονται με τους ακροδέκτες 12 και 10 του MAX232, αντίστοιχα.

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Σε αυτό το έργο, μια μπαταρία 9V χρησιμεύει ως η κύρια πηγή ενέργειας. Δεδομένου ότι ο μικροελεγκτής και το MAX232 τροφοδοτούνται από 5Volts, πρέπει να μετατρέψουμε την παροχή χρησιμοποιώντας ρυθμιστή 7805 (IC1). Η παρουσία του τροφοδοτικού υποδεικνύεται από το LED1.

Πρόγραμμα λογισμικού συστήματος παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM

Λόγω της απλότητας του προγράμματος, επιλέξαμε τη γλώσσα "C" για τον προγραμματισμό μικροελεγκτών και η διαδικασία σύνταξης πραγματοποιείται από ένα λογισμικό που ονομάζεται AVR studio. Πρέπει να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί για να συμπεριλάβετε έναν ακριβή αριθμό τηλεφώνου στον πηγαίο κώδικα, ώστε να λαμβάνετε μια κλήση από την κάρτα SIM που έχει ρυθμιστεί με τη ρύθμιση GSM. Για να εγγράψετε τον δεκαεξαδικό κώδικα του προγράμματος σε MCU χρησιμοποιώντας λογισμικό PonyProg2000, ήταν πραγματικά δύσκολο. Εάν είναι κατάλληλο, μπορούμε επίσης να εφαρμόσουμε, οποιοδήποτε κατάλληλο εργαλείο που μπορεί να αναζητηθεί. Όπως αναφέρεται στο λογισμικό, για τη λήψη δεδομένων από δορυφόρους χρησιμοποιήσαμε τη μονάδα GPS με ρυθμό baud 9600. Το πρωτόκολλο NMEA που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο αποκωδικοποιείται εύκολα από το λογισμικό. Μιλώντας για το πρωτόκολλο, έχει μια προκαθορισμένη μορφή μέσω της οποίας τα δεδομένα μεταδίδονται ταυτόχρονα από τη μονάδα GPS στη συσκευή με την οποία διασυνδέεται. Το πρωτόκολλο αποτελείται από ένα σύνολο μηνυμάτων που χρησιμοποιεί ένα σύνολο χαρακτήρων ASCII και έχει καθορισμένη μορφή που αποστέλλεται συνεχώς από τη μονάδα GPS στη συσκευή διασύνδεσης. Οι πληροφορίες παρέχονται από τη μονάδα GPS ή τον δέκτη με τη μορφή συμβολοσειρών μηνυμάτων που ορίζονται με κόμμα ASCII. Και, κάθε μήνυμα είναι κωδικοποιημένο με ένα σύμβολο δολαρίου «$» (hex 0x24) στην αρχή και (hex 0x0D 0x0A) στο τέλος. Όπως αναφέρθηκε ήδη στην προηγούμενη ενότητα, το περιεχόμενο του μηνύματος που παρέχεται από το πρωτόκολλο εξόδου λογισμικού αποτελεί δύο διαφορετικούς τύπους δεδομένων. παγκόσμια σταθερά δεδομένα συστήματος εντοπισμού θέσης (GGA) και γεωγραφική θέση γεωγραφικό πλάτος/γεωγραφικό μήκος (GLL). Για το έργο μας, απαιτούμε μόνο περιεχόμενο GGA. Η μορφή δεδομένων για λεπτομέρειες γεωγραφικού πλάτους και γεωγραφικού μήκους ορίζεται ως μορφή «μοίρες, λεπτά και δεκαδικά λεπτά». ddmm.mmmm αρχικά. Αλλά, δεδομένου ότι οι πρόσφατες τεχνολογίες χαρτογράφησης απαιτούν πληροφορίες λεπτομερειών γεωγραφικού πλάτους και γεωγραφικού μήκους σε μορφή δεκαδικών, βαθμών, σε «dd.dddddd» μαζί με το αντίστοιχο πρόσημο, κάποια διαδικασία μετατροπής είναι απαραίτητη για την παρουσίαση δεδομένων στην επιθυμητή μορφή. Το αρνητικό πρόσημο είναι σταθερό για το νότιο γεωγραφικό πλάτος και το δυτικό γεωγραφικό μήκος. Όσον αφορά την ανάπτυξη μιας συμβολοσειράς μηνύματος, το πρότυπο NMEA καθορίζει τον τρόπο δημιουργίας μιας νέας συμβολοσειράς μηνύματος με σύμβολο δολαρίου ($) που εξελίσσει ένα εντελώς νέο μήνυμα GPS.

Για παράδειγμα:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Εδώ, $ GPGGA υποδηλώνει την κεφαλίδα πρωτοκόλλου GGA, τα δεύτερα δεδομένα 002153.000 αναφέρονται στην ώρα UTC σε μορφή hhmmss.ss, τρίτα δεδομένα 3342.6618 είναι το γεωγραφικό πλάτος των σταθερών δεδομένων θέσης GPS σε ddmm.mmmm μορφή και το τελευταίο? 11751.3858 είναι το γεωγραφικό μήκος των σταθερών δεδομένων θέσης GPS σε μορφή dddmm.mmmm. Τα αλφάβητα ανάμεσα σε άμεσες συγκεκριμένες κατευθύνσεις όπως? Το «Ν» σημαίνει Βόρεια και το «Δ» Δύση. Έχοντας τα δεδομένα σε μια τέτοια μορφή, ο καθένας θα μπορεί να εξάγει λεπτομέρειες για την τοποθεσία που προτιμά να γνωρίζει είτε περνώντας από ένα κομμάτι ενός χάρτη είτε μέσω του διαθέσιμου λογισμικού.

ΠΑΤΗΣΤΕ ΕΔΩ ΓΙΑ ΝΑ ΚΑΤΕΒΑΣΤΕ ΚΩΔΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ

Βήμα 3: Βήμα 3: Κατασκευή και δοκιμή συστήματος παρακολούθησης οχημάτων με βάση GPS και GSM

Το σχήμα 4 δείχνει το πλήρες κύκλωμα με τις λεπτομέρειες του μεγέθους της μονόπλευρης διάταξης PCB του έργου μας. Η διάταξη των στοιχείων αυτού του έργου απεικονίζεται στο σχήμα 5.

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΟΧΗΜΑΤΟΣ GPS ΚΑΙ GSM:

Αντίσταση (όλα ¼-watt, ± 5% άνθρακας)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Πυκνωτές

C1 = 0,1 μF (κεραμικός δίσκος)

C2, C3 = 22 pF (Κεραμικός Δίσκος)

C4 - C8 = 10 μF/16V (ηλεκτρολυτικός πυκνωτής)

Ημιαγωγοί

IC1 = 7805, Ρυθμιστής 5V IC2 = Μικροελεγκτής ATMega16

IC3 = Μετατροπέας MAX232

LED1 = Δίοδος εκπομπής φωτός 5mm

Διάφορα

SW1 = Διακόπτης Push-To-On

XTAL1 = 12MHz κρύσταλλο

Ενότητα GPS = μονάδα GPS iWave

Μόντεμ GSM = SIM300

Μπαταρία 9V PP3