PCB: GPS- und GSM-basiertes Fahrzeugverfolgungssystem - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

GPS- und GSM-basiertes Fahrzeugortungssystem

30. Juni 2016, Engineering Projects Das Projekt GPS- und GSM-basiertes Vehicle Tracking System verwendet das Global Positioning System (GPS) und das Global System for Mobile Communication (GSM), was dieses Projekt wirtschaftlicher macht als die Implementierung eines Kommunikationssystems über GPS-Satelliten in zwei Weg GPS-Kommunikationssystem.

Einführung in das GPS- und GSM-basierte Fahrzeugverfolgungssystem

Tracking ist ein neuer Trend, der überall verfolgt wird. Dieser Prozess hilft uns, Details zu sammeln und gleichzeitig die Verfolgung von Geräteraub zu verhindern. Das Projekt „GPS- und GSM-basiertes Vehicle Tracking System“, das Mikrocontroller als Hauptkomponente verwendet, wird in letzter Zeit hauptsächlich zur Verfolgung von Fahrzeugen implementiert. Das Projekt „GPS- und GSM-basiertes Vehicle Tracking System“verwendet ein GSM-Modem als Ersatz für eines der GPS-Geräte, um einen Zwei-Wege-Kommunikationsprozess zu gewährleisten. Die Kombination aus GSM-Modem und SIM-Karte verwendet dieselbe Technik wie ein normales Mobiltelefon, um den Verfolgungsprozess zu implementieren. Das Gesamtsystem des GPS- und GSM-basierten Fahrzeugverfolgungssystems ist so einfach und unkompliziert, dass es überall ausgeführt werden kann. Dieses Gerät kann entweder in allen Ecken des Fahrzeugs oder teuren schutzbedürftigen Geräts befestigt oder montiert werden. Ja, wir können mit diesem Gerät auch Geräte verfolgen, wenn sie richtig gepflanzt sind. Sobald der ordnungsgemäße Installationsprozess befolgt wurde, haben wir jetzt vollständigen Zugriff auf den Weg des Fahrzeugs oder jedes in Betracht gezogenen Objekts. Mit Hilfe unserer Mobiltelefone erhalten wir vollständige Informationen über den Aufenthaltsort des Antragstellers.

Die Schlüsselkomponente im Projekt 'GPS- und GSM-basiertes Fahrzeugverfolgungssystem' ist ein kleiner Chip, dh SIM, der an das GSM-Modem angeschlossen ist und den aktuellen Standort dieses Objekts im Textformat, dh SMS, zurück in das Telefon überträgt, sobald die Mobilfunknummer davon SIM wird gewählt. Für dieses Projekt gibt es keine zeitliche Begrenzung, der Nutzer kann den Standort des Objekts jederzeit und an jedem Ort, an dem das Mobilfunknetz erreichbar ist, anfordern. Sei es eine Fahrzeugflotte oder eine Reihe von teuren Geräten, dieses Projekt ist überall anwendbar, um sie trotz der großen Entfernung überall und jederzeit zu orten. Die Tatsache, dass es Menschen ermöglicht, Informationen, die sie benötigen, von einem entfernten Ort zu erhalten, ohne dass sie dort physisch anwesend sein müssen, macht sie flexibler.

Schritt 1: Schritt 1: Schaltungsbeschreibung des GPS- und GSM-basierten Fahrzeugverfolgungssystems

Der Schaltplan des Projekts „GPS- und GSM-basiertes Fahrzeugortungssystem“ist in Abb. 1 dargestellt. Wie wir deutlich sehen können, sind die Hauptkomponenten dieses Projekts: Mikrocontroller, GPS-Modul, GSM-Modem und 9-V-DC-Versorgung als Energiequelle für das Projekt. Die Arbeit des Projekts „GPS- und GSM-basiertes Fahrzeugortungssystem“lässt sich in folgenden Punkten zusammenfassen:

1. Die Standortdetails des Fahrzeugs/Objekts werden vom GPS-Modul vom Satelliten erfasst, diese Informationen liegen in Form von Breiten- und Längengraden vor.

2. Die so gesammelten Informationen werden dann dem Mikrocontroller zugeführt. Die notwendige Verarbeitung wird durchgeführt und dann werden die Informationen an das GSM-Modem weitergegeben.

3. Das GSM-Modem sammelt die Informationen für den Mikrocontroller und überträgt sie dann per SMS im Textformat an das Mobiltelefon.

Schritt 2: Schritt 2: Beschreibung der Komponenten des GPS- und GSM-basierten Fahrzeugverfolgungssystems

ATmega16 Mikrocontroller

Dieser Mikrocontroller (IC2) ist die Hauptkomponente, die als Gehirn des Projekts fungiert. Es fungiert als Schnittstellenmedium zwischen mehreren Hardware-Peripheriegeräten, die in diesem Projekt verwendet werden. Der IC ist ein 8-Bit-CMOS, der auf der AVR-erweiterten RISC-Architektur basiert und für den Betrieb weniger Strom verbraucht. Wir verwenden eine serielle Schnittstellentechnik, um diesen IC2 mit GPS-Modul und GSM-Modem zu verbinden. Aus den vielfältigen Daten, die das GPS-Modul generiert, benötigen wir hier im Projekt „GPS- und GSM-basiertes Fahrzeugortungssystem“NMEA-Daten, um den Standort des Fahrzeugs zu verfolgen. Der Mikrocontroller verarbeitet diese Daten und sendet sie dann über ein GSM-Modem an das Mobiltelefon. RS-232 ist das definierte Protokoll, um einen seriellen Kommunikationsprozess zwischen den Hauptkomponenten aufzubauen; Mikrocontroller, GPS und GSM-Modem. Und um RS-232-Spannungspegel in TTL-Spannungspegel umzuwandeln, verwenden wir einen seriellen Treiber-IC MAX232 (IC3). Im Quellcode des Mikrocontrollers muss die Mobilfunknummer entsprechend der an das Modul angeschlossenen SIM angegeben werden. Diese Nummer befindet sich sicher im internen Speicher der MCU.

iWave GPS-Modul

Für dieses Projekt wird das iwave GPS-Modul bevorzugt, dessen Abbildung in Abb. 2 dargestellt ist. Die Hauptfunktion dieses Moduls besteht darin, Standortdaten an den Mikrocontroller zu übertragen. Die Verbindung zwischen IC2 und GPS-Modul wird eingestellt, indem der Sendepin TXD des GPS über MAX232 mit dem Mikrocontroller verbunden wird. Die NMEA-Daten definieren einen RS-232-Kommunikationsstandard für Geräte, die GPS-Empfänger enthalten. Der NMEA-0183-Standard, der eigentlich eine Untermenge des NMEA-Protokolls ist, wird vom iWave GPS-Modul ordnungsgemäß unterstützt. Dieses Modul arbeitet auf der L1-Frequenz (1575,42 MHz) und erzeugt bis zu einem festen Territorium von etwa 10 Metern am Himmel genaue Informationen. Dazu muss eine Antenne im Freiraum platziert werden und mindestens 50 Prozent Weltraumsicht ist ein Muss.

GSM-Modem

Das GSM-Modem SIM300 ist in diesem Projekt implementiert und die entsprechende Abbildung ist in Abb. 1 dargestellt. 3. Die Hauptfunktion dieses Modems ist der Datenaustausch. Es ist ein Tri-Band-SIM300; GSM/GPRS-Engine, die auf verschiedenen Frequenzbereichen EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz und PCS 1900 MHz arbeitet. Um die Verbindung zwischen GSM-Modem und Mikrocontroller herzustellen, verbinden wir den Sende-Pin TXD und den Empfangs-Pin RXD des GSM-Modems über MAX232 (IC3) mit dem Mikrocontroller (IC2). In ähnlicher Weise sind Port-Pin PD0 (RXD) und Port-Pin PD1 (TXD) des Mikrocontrollers mit den Pins 12 bzw. 10 von MAX232 verbunden.

Energieversorgung

In diesem Projekt dient eine 9V Batterie als Hauptenergiequelle. Da der Mikrocontroller und der MAX232 mit 5 Volt betrieben werden, müssen wir die Versorgung mit einem 7805-Regler (IC1) umwandeln. Das Vorhandensein der Stromversorgung wird durch LED1 angezeigt.

Softwareprogramm des GPS- und GSM-basierten Fahrzeugverfolgungssystems

Wegen der Einfachheit des Programms haben wir uns für die Programmiersprache „C“entschieden, um den Mikrocontroller zu programmieren, und der Kompilierungsprozess wird von einer Software namens AVR Studio durchgeführt. Man muss besonders darauf achten, eine genaue Telefonnummer im Quellcode anzugeben, um einen Anruf von der SIM-Karte zu erhalten, die bei der GSM-Einrichtung eingestellt ist. Den Hex-Code des Programms mit der Software PonyProg2000 in die MCU zu brennen, war wirklich schwierig. Bei entsprechender Eignung implementieren wir auch jedes geeignete Werkzeug, das durchsucht werden kann. Wie in der Software erwähnt, haben wir zum Empfang der Daten von Satelliten das GPS-Modul mit einer 9600 Baudrate verwendet. Das in diesem Projekt verwendete NMEA-Protokoll wird von der Software einfach entschlüsselt. Apropos Protokoll, es hat ein vordefiniertes Format, über das Daten gleichzeitig vom GPS-Modul an das Gerät übertragen werden, mit dem es verbunden ist. Das Protokoll stellt einen Satz von Nachrichten dar, der einen Satz von ASCII-Zeichen verwendet und ein definiertes Format hat, der kontinuierlich vom GPS-Modul an das Schnittstellengerät gesendet wird. Die Informationen werden vom GPS-Modul oder -Empfänger in Form von ASCII-kommaseparierten Nachrichtenstrings bereitgestellt. Und jede Nachricht ist mit einem Dollarzeichen „$“(hex 0x24) am Anfang und (hex 0x0D 0x0A) am Ende codiert. Wie bereits im vorherigen Abschnitt erwähnt, besteht der vom Software-Ausgabeprotokoll bereitgestellte Nachrichteninhalt aus zwei verschiedenen Datentypen; Feste Daten des globalen Positionsbestimmungssystems (GGA) und geografische Breite/Länge der Position (GLL). Für unser Projekt benötigen wir nur GGA-Inhalte. Das Datenformat für Breiten- und Längenangaben ist auf das Format „Grad, Minuten und Dezimalminuten“eingestellt; ddmm.mmmm anfänglich. Da neuere Kartierungstechnologien jedoch Informationen über Breiten- und Längenangaben im Format von Dezimalgrad, in „dd.dddddd“zusammen mit dem jeweiligen Vorzeichen erfordern, ist eine Art Konvertierungsprozess unerlässlich, um die Daten in der gewünschten Form darzustellen. Das negative Vorzeichen ist für südliche Breite und westliche Länge festgelegt. In Bezug auf die Entwicklung eines Nachrichtenstrings definiert der NMEA-Standard, wie ein neuer Nachrichtenstring mit einem Dollarzeichen ($) erstellt wird, der eine völlig neue GPS-Nachricht entwickelt.

Zum Beispiel:

$GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Hier bezeichnet $GPGGA den GGA-Protokoll-Header, zweite Daten 002153.000 beziehen sich auf die UTC-Zeit im Format hhmmss.ss, dritte Daten 3342.6618 sind die Breitengrade der GPS-Positionsfestdaten in ddmm.mmmm-Format und das letzte; 11751.3858 ist der Längengrad der GPS-Positionsfestdaten im Format dddmm.mmmm. Die Alphabete dazwischen direkte bestimmte Richtungen als; „N“steht für Nord und „W“für West. Durch die Bereitstellung von Daten in einem solchen Format kann jeder Details des Ortes extrahieren, den er bevorzugt, indem er entweder ein Stück einer Karte durchgeht oder die verfügbare Software durchgeht.

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Schritt 3: Schritt 3: Aufbau und Test eines GPS- und GSM-basierten Fahrzeugverfolgungssystems

Abbildung 4 zeigt die komplette Schaltung mit den Angaben zur Größe des einseitigen PCB-Layouts unseres Projekts. Das Komponentenlayout dieses Projekts ist in Abb. 5 dargestellt.

TEILELISTE DES GPS- UND GSM-BASIERTEN FAHRZEUGVERFOLGUNGSSYSTEMS:

Widerstand (alle ¼-Watt, ± 5% Kohlenstoff)

R1 = 680

R2 = 10 KΩ

Kondensatoren

C1 = 0,1 µF (Keramikscheibe)

C2, C3 = 22 pF (Keramikscheibe)

C4 – C8 = 10 µF/16V (Elektrolytkondensator)

Halbleiter

IC1 = 7805, 5V Regler IC2 = ATMega16 Mikrocontroller

IC3 = MAX232-Wandler

LED1 = 5mm Leuchtdiode

Sonstig

SW1 = Push-to-On-Schalter

XTAL1 = 12MHz Quarz

GPS-Modul = iWave GPS-Modul

GSM-Modem = SIM300

9V PP3-Batterie