PCB: GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილის თვალთვალის სისტემა: 3 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა

2016 წლის 30 ივნისი, საინჟინრო პროექტები პროექტი GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა იყენებს გლობალური პოზიციონირების სისტემას (GPS) და გლობალურ სისტემას მობილური კომუნიკაციისთვის (GSM), რაც ამ პროექტს უფრო ეკონომიურს ხდის ვიდრე GPS თანამგზავრების საშუალებით საკომუნიკაციო სისტემის დანერგვა ორ- გზა GPS საკომუნიკაციო სისტემა.

GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემის გაცნობა

თვალთვალის უკვე ბოლო ტენდენცია მოჰყვა ყველგან. ეს პროცესი გვეხმარება შეაგროვოს დეტალები და, ამავე დროს, თავიდან ავიცილოთ ძარცვა მოწყობილობების თვალთვალისთვის. პროექტი "GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა", რომელიც მიკროკონტროლერს იყენებს მის მთავარ კომპონენტად, ძირითადად ხორციელდება მანქანების თვალყურის დევნების მიზნით. პროექტი "GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა" იყენებს GSM მოდემს, როგორც ერთ-ერთი GPS მოწყობილობის შემცვლელს, რათა უზრუნველყოს ორმხრივი კომუნიკაციის პროცესი. GSM მოდემი და SIM ბარათის კომბინაცია იყენებს იგივე ტექნიკას, როგორც სტანდარტული მობილური ტელეფონი თვალთვალის პროცესის განსახორციელებლად. "GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემის" საერთო სისტემა იმდენად მარტივი და პირდაპირია, რომ მისი შესრულება შესაძლებელია ნებისმიერ ადგილას. ეს მოწყობილობა შეიძლება დაფიქსირდეს ან დამონტაჟდეს ავტომობილის ნებისმიერ კუთხეში ან ძვირადღირებული აღჭურვილობა, რომელსაც დაცვა სჭირდება. დიახ, ჩვენ ასევე შეგვიძლია თვალყური ადევნოს ამ მოწყობილობას, როდესაც სწორად დარგეს. მას შემდეგ რაც სათანადო ინსტალაციის პროცესი დაიწყება, ჩვენ ახლა გვაქვს სრული წვდომა ავტომობილის გზაზე ან განსახილველ ნებისმიერ ობიექტზე. ჩვენი მობილური ტელეფონების დახმარებით ჩვენ ვიღებთ სრულ ინფორმაციას ამ განმცხადებლის ადგილსამყოფელის შესახებ.

პროექტის 'GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილის თვალთვალის სისტემის' მთავარი კომპონენტი არის პატარა ჩიპი, ანუ GSM მოდემზე მიმაგრებული SIM, რომელიც აგზავნის ამ ობიექტის ამჟამინდელ ადგილსამყოფელს ტექსტურ ფორმატში, ანუ SMS ტელეფონში, როდესაც მისი ტელეფონის ნომერია. SIM დარეკილია. ამ პროექტისთვის კონკრეტული ვადა არ არის დადგენილი, მომხმარებელს შეუძლია მოითხოვოს ობიექტის მდებარეობა ნებისმიერ დროს და ნებისმიერ ადგილას, სადაც მობილური ქსელი მიუწვდომელია. იქნება ეს ფლოტის მანქანა თუ რიგი ძვირადღირებული აღჭურვილობა, ეს პროექტი ყველგან გამოიყენება, რათა მოხდეს მათი შოვნა სადმე და ნებისმიერ მომენტში, დიდი მანძილის მიუხედავად. ის ფაქტი, რომ ის ადამიანებს საშუალებას აძლევს მიაღწიონ საჭირო ინფორმაციას შორეული ადგილის გარეშე, იქ მათი ფიზიკურად ყოფნის გარეშე, მას უფრო მოქნილს ხდის.

ნაბიჯი 1: ნაბიჯი 1: წრიული აღწერა GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა

პროექტის "GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა" წრიული დიაგრამა გამოსახულია ნახ.1 -ში. როგორც ნათლად ვხედავთ, ამ პროექტში გამოყენებული ძირითადი კომპონენტებია: მიკროკონტროლერი, GPS მოდული, GSM მოდემი და 9V DC მომარაგება, როგორც პროექტის ენერგიის წყარო. პროექტის "GPS და GSM დაფუძნებული მანქანების თვალთვალის სისტემა" მუშაობა შეიძლება შეჯამდეს ქვემოთ მოცემულ პუნქტებში:

1. ავტომობილის/ობიექტის ადგილმდებარეობის დეტალს აგროვებს GPS მოდული თანამგზავრიდან, ეს ინფორმაცია არის გრძედის და გრძედის მასშტაბის სახით.

2. ამგვარად შეგროვებული ინფორმაცია შემდეგ მიეწოდება მიკროკონტროლერს. ხდება საჭირო დამუშავება და შემდეგ ინფორმაცია გადადის GSM მოდემზე.

3. GSM მოდემი აგროვებს ინფორმაციას მიკროკონტროლერისთვის და შემდეგ გადასცემს მას მობილურ ტელეფონზე SMS– ის საშუალებით, რომელიც არის ტექსტის ფორმატში.

ნაბიჯი 2: ნაბიჯი 2: კომპონენტები GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემის აღწერა

ATmega16 მიკროკონტროლი

ეს მიკროკონტროლი (IC2) არის მთავარი კომპონენტი, რომელიც ასრულებს პროექტის ტვინს. ის მოქმედებს როგორც დამხმარე საშუალება ამ პროექტში გამოყენებულ მრავალ აპარატურულ პერიფერიულ მოწყობილობას შორის. IC არის 8 ბიტიანი CMOS, რომელიც დაფუძნებულია AVR გაძლიერებულ RISC არქიტექტურაზე, რომელიც მოიხმარს ნაკლებ ენერგიას მუშაობისთვის. ჩვენ ვიყენებთ სერიული ინტერფეისის ტექნიკას ამ IC2– ს GPS მოდულთან და GSM მოდემთან დასაკავშირებლად. GPS მოდულის მიერ წარმოქმნილი მრავალჯერადი მონაცემებიდან, აქ პროექტში „GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემა“ჩვენ გვჭირდება NMEA მონაცემები ავტომობილის ადგილმდებარეობის დასადგენად. მიკროკონტროლი ამუშავებს ამ მონაცემებს და შემდეგ აგზავნის მას GSM მოდემის საშუალებით მობილურ ტელეფონში. RS-232 არის განსაზღვრული პროტოკოლი, რათა შეიქმნას სერიული საკომუნიკაციო პროცესი მთავარ კომპონენტებს შორის; მიკროკონტროლი, GPS და GSM მოდემი. და იმისათვის, რომ RS-232 ძაბვის დონეები გადავიდეს TTL ძაბვის დონეზე, ჩვენ ვიყენებთ სერიულ დრაივერს IC MAX232 (IC3). მიკროკონტროლერის წყაროს კოდში უნდა იყოს მითითებული მოდულისთვის მიმაგრებული SIM- ის შესაბამისი მობილური ნომერი. ეს რიცხვი უსაფრთხოდ რჩება MCU– ს შიდა მეხსიერებაში.

iWave GPS მოდული

ამ პროექტისთვის სასურველია iwave GPS მოდული, რომლის ფიგურა ნაჩვენებია ნახ.2. ამ მოდულის მთავარი ფუნქციაა მიკროკონტროლერის ადგილმდებარეობის მონაცემების გადაცემა. კავშირი IC2– სა და GPS მოდულს შორის დადგენილია MAX232– ის საშუალებით გადამცემი pin TXD GPS– ის მიკროკონტროლერთან შეერთებით. NMEA მონაცემებმა განსაზღვრა RS-232 საკომუნიკაციო სტანდარტი იმ მოწყობილობებისთვის, რომლებიც მოიცავს GPS მიმღებებს. NMEA-0183 სტანდარტი, რომელიც რეალურად წარმოადგენს NMEA პროტოკოლის ქვეჯგუფს, სწორად არის მხარდაჭერილი iWave GPS მოდულით. ეს მოდული მუშაობს L1 სიხშირეზე (1575.42 MHz) და ცაში დაახლოებით 10 მეტრის ფიქსირებულ ტერიტორიამდე, ის წარმოქმნის ზუსტ ინფორმაციას. ამ მიზნით, ანტენა უნდა განთავსდეს ღია სივრცეში და სივრცის ხილვადობის მინიმუმ 50 პროცენტი აუცილებელია.

GSM მოდემი

SIM300 GSM მოდემი დანერგილია ამ პროექტში და მისი შესაბამისი ფიგურა მოცემულია ნახ. 3. ამ მოდემის ძირითადი ფუნქციაა მონაცემთა გაცვლა. ეს არის სამ ბარიანი SIM300; GSM/GPRS ძრავა, რომელიც მუშაობს სხვადასხვა სიხშირეზე EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz და PCS 1900 MHz. GSM მოდემსა და მიკროკონტროლერს შორის კავშირის დასამყარებლად, ჩვენ ვუკავშირდებით გადამცემ pin TXD- ს და ვიღებთ GSM მოდემის pin RXD მეშვეობით MAX232 (IC3) მიკროკონტროლერთან (IC2). ანალოგიურად, მიკროკონტროლის პორტი PD0 (RXD) და პორტი pin PD1 (TXD) დაკავშირებულია MAX232- ის, შესაბამისად, 12 და 10 პინებთან, შესაბამისად.

Ენერგიის წყარო

ამ პროექტში 9 ვ ბატარეა ენერგიის მთავარ წყაროს ემსახურება. ვინაიდან მიკროკონტროლი და MAX232 იკვებება 5 ვოლტით, ჩვენ გვჭირდება კონვერტაციის კონვერტაცია 7805 მარეგულირებლის (IC1) გამოყენებით. ელექტრომომარაგების არსებობაზე მითითებულია LED1.

GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის პროგრამა

პროგრამის სიმარტივის გამო, ჩვენ ვირჩევთ "C" ენას მიკროკონტროლერის დასაპროგრამებლად და შედგენის პროცესს ახორციელებს პროგრამული უზრუნველყოფა სახელწოდებით AVR studio. ფრთხილად უნდა იყოთ ზუსტი ტელეფონის ნომერი წყაროს კოდში, რათა მიიღოთ ზარი SIM ბარათიდან, რომელიც დაყენებულია GSM დაყენებით. პროგრამის ექვსკუთხა კოდის ჩაწერა MCU– ში PonyProg2000 პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, ეს მართლაც რთული იყო. საჭიროების შემთხვევაში, ჩვენ ასევე შეგვიძლია განვახორციელოთ ნებისმიერი შესაფერისი ინსტრუმენტი, რომლის ძებნაც შესაძლებელია. როგორც პროგრამულ უზრუნველყოფაშია ნათქვამი, თანამგზავრების მონაცემების მისაღებად ჩვენ გამოვიყენეთ GPS მოდული 9600 ბაუდის სიჩქარით. ამ პროექტში გამოყენებული NMEA პროტოკოლი ადვილად გაშიფრულია პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ. პროტოკოლზე საუბრისას, მას აქვს წინასწარ განსაზღვრული ფორმატი, რომლის საშუალებითაც მონაცემები GPS მოდულით ერთდროულად გადადის იმ მოწყობილობაზე, რომელთანაც ის არის დაკავშირებული. პროტოკოლი წარმოადგენს შეტყობინებების ერთობლიობას, რომელიც იყენებს ASCII ხასიათის კომპლექტს და აქვს განსაზღვრული ფორმატი, რომელიც უწყვეტად იგზავნება GPS მოდულით ინტერფეისის მოწყობილობაზე. ინფორმაცია მოწოდებულია GPS მოდულის ან მიმღების მიერ ASCII მძიმით მესიჯის სტრიქონების სახით. ყოველი შეტყობინება დაშიფრულია დოლარის ნიშნით "$" (hex 0x24) დასაწყისში და (hex 0x0D 0x0A) დასასრულს. როგორც უკვე აღვნიშნეთ წინა ნაწილში, პროგრამული უზრუნველყოფის გამომავალი პროტოკოლით მოწოდებული შეტყობინების შინაარსი წარმოადგენს ორ სხვადასხვა სახის მონაცემს; გლობალური პოზიციონირების სისტემის ფიქსირებული მონაცემები (GGA) და გეოგრაფიული პოზიციის გრძედი/გრძედი (GLL). ჩვენი პროექტისთვის ჩვენ მხოლოდ GGA შინაარსს ვითხოვთ. გრძედის და გრძედის დეტალების მონაცემთა ფორმატი დადგენილია როგორც „ხარისხი, წუთი და ათწუთიანი წუთი“; ddmm.mmmm თავდაპირველად. მაგრამ მას შემდეგ, რაც უახლესი რუქების ტექნოლოგიები მოითხოვს ინფორმაციის განედისა და გრძედის დეტალებს ათწილადის, გრადუსების ფორმატში, "dd.dddddd" შესაბამის ნიშანთან ერთად, გარკვეული სახის კონვერტაციის პროცესი აუცილებელია მონაცემების სასურველი ფორმით წარმოსადგენად. უარყოფითი ნიშანი ფიქსირდება სამხრეთ განედისა და დასავლეთის გრძედისათვის. რაც შეეხება შეტყობინებების სტრიქონის განვითარებას, NMEA სტანდარტი განსაზღვრავს, თუ როგორ უნდა შეიქმნას ახალი შეტყობინების სტრიქონი დოლარის ნიშნით ($), რომელიც ქმნის სრულიად ახალ GPS შეტყობინებას.

Მაგალითად:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W აქ, $ GPGGA აღნიშნავს GGA პროტოკოლის სათაურს, მეორე მონაცემი 002153.000 ეხება UTC დროს hhmmss.ss ფორმატში, მესამე მონაცემი 3342.6618 არის GPS პოზიციის განედის გრძედი ddmm.mmmm ფორმატი და ბოლო; 11751.3858 არის GPS პოზიციის ფიქსირებული მონაცემების გრძედი dddmm.mmmm ფორმატში. ანბანი პირდაპირ კონკრეტულ მიმართულებებს შორის, როგორც; "N" ნიშნავს ჩრდილოეთს და "W" დასავლეთს. ამგვარი ფორმატის მონაცემების მიწოდებით, ნებისმიერს შეეძლება ამოიღოს დეტალები იმ ადგილის შესახებ, რომლის ცოდნაც ურჩევნია ან რუკის ნაწილის გავლით, ან პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით.

დააწკაპუნეთ აქ, რომ ჩამოტვირთოთ პროგრამული კოდი

ნაბიჯი 3: ნაბიჯი 3: GPS და GSM დაფუძნებული ავტომობილების თვალთვალის სისტემის აგება და ტესტირება

სურათი 4 გვიჩვენებს სრულ წრეს ჩვენი პროექტის ცალმხრივი PCB განლაგების ზომის დეტალებით. ამ პროექტის კომპონენტის განლაგება ილუსტრირებულია ნახ.5.

GPS და GSM დაფუძნებული მანქანების თვალთვალის სისტემის ნაწილების სია:

რეზისტენტული (ყველა ¼-ვატი, ± 5% ნახშირბადი)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

კონდენსატორები

C1 = 0.1 µF (კერამიკული დისკი)

C2, C3 = 22 pF (კერამიკული დისკი)

C4 - C8 = 10 µF/16V (ელექტროლიტური კონდენსატორი)

ნახევარგამტარები

IC1 = 7805, 5V რეგულატორი IC2 = ATMega16 მიკროკონტროლერი

IC3 = MAX232 გადამყვანი

LED1 = 5 მმ სინათლის დიოდი

სხვადასხვა

SW1 = Push-To-On გადამრთველი

XTAL1 = 12 MHz კრისტალი

GPS მოდული = iWave GPS მოდული

GSM მოდემი = SIM300

9V PP3 ბატარეა