PCB: Sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM: 3 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM

30 de junho de 2016, Projetos de Engenharia O projeto GPS e GSM baseado em Vehicle Tracking System usa Global Positioning System (GPS) e sistema global de comunicação móvel (GSM), o que torna este projeto mais econômico do que implementar um sistema de comunicação através de satélites GPS em dois forma de sistema de comunicação GPS.

Introdução ao sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM

O rastreamento agora é uma tendência recente seguida em todos os lugares. Esse processo nos ajuda a coletar detalhes e, ao mesmo tempo, evitar o roubo dos dispositivos rastreados. O projeto ‘Sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM’, que emprega microcontrolador como seu principal componente, é implementado principalmente para rastrear veículos nos últimos tempos. O projeto 'GPS e GSM baseado em Vehicle Tracking System' utiliza um modem GSM como um substituto para um dos dispositivos GPS para garantir um processo de comunicação bidirecional. A combinação de modem GSM e cartão SIM emprega a mesma técnica de um telefone celular padrão para implementar o processo de rastreamento. O sistema geral de 'Sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM' é tão fácil e direto que pode ser executado em qualquer lugar. Este dispositivo pode ser fixado ou montado em qualquer canto do veículo ou em um equipamento caro que precise de proteção. Sim, também podemos rastrear equipamentos com este dispositivo quando plantados corretamente. Uma vez seguido o processo de instalação adequado, agora temos acesso total ao caminho do veículo ou a qualquer objeto em consideração. Com a ajuda de nossos telefones celulares, obtemos informações completas sobre o paradeiro desse requerente.

O principal componente do projeto 'Sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM' é um pequeno chip, ou seja, SIM conectado ao modem GSM que retransmite a localização atual desse objeto no formato de texto, ou seja, SMS de volta no telefone, uma vez que o número de celular desse SIM é discado. Não há limite de tempo específico definido para este projeto, o usuário pode solicitar a localização do objeto a qualquer momento e em qualquer local onde a rede móvel estiver acessível. Seja uma frota de veículos ou uma série de equipamentos caros, este projeto é aplicável em qualquer lugar para localizá-los em qualquer lugar e a qualquer momento, apesar da longa distância. O fato de permitir que as pessoas obtenham as informações de que precisam de um lugar distante, sem que elas estejam fisicamente presentes lá, torna-o mais flexível.

Etapa 1: Etapa 1: Descrição do circuito do sistema de rastreamento de veículos com base em GPS e GSM

O diagrama de circuito do projeto “Sistema de rastreamento de veículos com base em GPS e GSM” está representado na fig.1. Como podemos ver claramente, os principais componentes empregados neste projeto são: microcontrolador, módulo GPS, modem GSM e fonte de alimentação 9V DC como fonte de energia para o projeto. O funcionamento do projeto ‘sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM’ pode ser resumido nos pontos abaixo:

1. O detalhe da localização do veículo / objeto é coletado pelo módulo GPS do satélite, esta informação está na forma de escala de latitudes e longitudes.

2. Assim, as informações coletadas são enviadas para o microcontrolador. O processamento necessário é feito e, em seguida, a informação é passada para o modem GSM.

3. O modem GSM coleta as informações para o microcontrolador e as transfere para o celular através do SMS que está em formato de texto.

Etapa 2: Etapa 2: Descrição dos componentes do sistema de rastreamento de veículos com base em GPS e GSM

Microcontrolador ATmega16

Este microcontrolador (IC2) é o principal componente que atua como o cérebro do projeto. Ele atua como um meio de interface entre vários periféricos de hardware usados neste projeto. O IC é um CMOS de 8 bits baseado na arquitetura RISC aprimorada do AVR, que consome menos energia para operar. Usamos uma técnica de interface serial para conectar este IC2 com módulo GPS e modem GSM. Dos múltiplos dados gerados pelo módulo GPS, aqui no projeto ‘Sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM’, precisamos de dados NMEA para rastrear a localização do veículo. O microcontrolador processa esses dados e os envia por meio de um modem GSM para o telefone celular. RS-232 é o protocolo definido para estabelecer um processo de comunicação serial entre os componentes principais; o microcontrolador, GPS e modem GSM. E, para transformar os níveis de tensão RS-232 em níveis de tensão TTL, usamos um driver serial IC MAX232 (IC3). O número do celular correspondente ao SIM acoplado ao módulo deve ser mencionado no código-fonte do microcontrolador. Este número reside com segurança na memória interna do MCU.

Módulo GPS iWave

O módulo GPS iwave é o preferido para este projeto, cuja figura é mostrada na fig.2. A principal função deste módulo é transmitir dados de localização para o microcontrolador. A conexão entre o IC2 e o módulo GPS é definida conectando o pino de transmissão TXD do GPS ao microcontrolador via MAX232. Os dados NMEA definiram um padrão de comunicação RS-232 para dispositivos que incluem receptores GPS. O padrão NMEA-0183, que na verdade é um subconjunto do protocolo NMEA, é suportado adequadamente pelo módulo GPS iWave. Este módulo opera na frequência L1 (1575,42 MHz) e até um território fixo de cerca de 10 metros no céu, ele gera informações precisas. Para este propósito, uma antena deve ser colocada no espaço aberto e pelo menos 50 por cento da visibilidade do espaço é uma obrigação.

Modem GSM

O modem SIM300 GSM é implementado neste projeto e sua figura correspondente é dada na fig. 3. A principal função deste modem é a troca de dados. É um SIM300 tri-band; Mecanismo GSM / GPRS que funciona em várias faixas de frequências EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz e PCS 1900 MHz. Para configurar a conexão entre o modem GSM e o microcontrolador, conectamos o pino de transmissão TXD e recebemos o pino RXD do modem GSM via MAX232 (IC3) com o microcontrolador (IC2). Da mesma forma, o pino da porta PD0 (RXD) e o pino da porta PD1 (TXD) do microcontrolador são conectados aos pinos 12 e 10 do MAX232, respectivamente.

Fonte de energia

Neste projeto, uma bateria de 9V serve como principal fonte de energia. Como o microcontrolador e o MAX232 são alimentados por 5Volts, precisamos converter a alimentação usando um regulador 7805 (IC1). A presença da fonte de alimentação é indicada pelo LED1.

Programa de software de sistema de rastreamento de veículos baseado em GPS e GSM

Pela simplicidade do programa, escolhemos a linguagem “C” para programar o microcontrolador e o processo de compilação é realizado por um software denominado AVR studio. Deve-se ter muito cuidado ao incluir um número de telefone exato no código-fonte para receber uma chamada do cartão SIM configurado com o GSM configurado. Queimar o código hexadecimal do programa em MCU usando o software PonyProg2000, era realmente difícil. Se for adequado, também podemos implementar qualquer ferramenta adequada que possa ser pesquisada. Conforme mencionado no software, para receber os dados dos satélites foi utilizado o módulo GPS com uma taxa de 9600 bauds. O protocolo NMEA usado neste projeto é facilmente decodificado pelo software. Por falar em protocolo, ele possui um formato pré-definido por meio do qual os dados são transmitidos simultaneamente pelo módulo GPS para o dispositivo com o qual está conectado. O protocolo constitui um conjunto de mensagens que utiliza um conjunto de caracteres ASCII e possui um formato definido que é continuamente enviado pelo módulo GPS ao dispositivo de interface. As informações são fornecidas pelo módulo ou receptor GPS na forma de strings de mensagem delimitadas por vírgulas ASCII. E cada mensagem é codificada com um cifrão ‘$’ (hex 0x24) no início e (hex 0x0D 0x0A) no final. Conforme já mencionado na seção anterior, o conteúdo da mensagem fornecido pelo protocolo de saída do software constitui dois tipos diferentes de dados; dados fixos do sistema de posicionamento global (GGA) e posição geográfica de latitude / longitude (GLL). Para o nosso projeto, exigimos apenas conteúdo GGA. O formato de dados para detalhes de latitude e longitude é definido como formato de ‘graus, minutos e minutos decimais’; ddmm.mmmm inicialmente. Mas, como as tecnologias de mapeamento recentes exigem informações de detalhes de latitude e longitude no formato decimal, graus, em ‘dd.dddddd’ junto com o respectivo sinal, algum tipo de processo de conversão é essencial para apresentar os dados na forma desejada. O sinal negativo é fixado para latitude sul e longitude oeste. Em relação ao desenvolvimento de uma string de mensagem, o padrão NMEA define como criar uma nova string de mensagem com um cifrão ($) que desenvolve uma mensagem GPS completamente nova.

Por exemplo:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Aqui, $ GPGGA denota o cabeçalho do protocolo GGA, os segundos dados 002153.000 referem-se à hora UTC no formato hhmmss.ss, os terceiros dados 3342.6618 são a latitude dos dados fixos da posição GPS em ddmm formato.mmmm e o último; 11751.3858 é a longitude dos dados fixos da posição GPS no formato dddmm.mmmm. Os alfabetos entre direções particulares diretas como; ‘N’ significa Norte e ‘W’ significa Oeste. Com os dados nesse formato, qualquer pessoa poderá extrair detalhes da localização que preferir conhecer, seja por meio de um pedaço de um mapa ou pelo software disponível.

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Etapa 3: Etapa 3: Construção e teste do sistema de rastreamento de veículos com base em GPS e GSM

A Figura 4 mostra o circuito completo com os detalhes do tamanho do layout da placa de circuito impresso de nosso projeto. O layout dos componentes deste projeto é ilustrado na fig.5.

LISTA DE PEÇAS DO SISTEMA DE RASTREAMENTO DE VEÍCULOS BASEADO EM GPS E GSM:

Resistor (todo ¼ watt, ± 5% de carbono)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Capacitores

C1 = 0,1 µF (Disco de cerâmica)

C2, C3 = 22 pF (Disco Cerâmico)

C4 - C8 = 10 µF / 16V (capacitor eletrolítico)

Semicondutores

IC1 = 7805, Regulador 5V IC2 = Microcontrolador ATMega16

IC3 = Conversor MAX232

LED1 = diodo emissor de luz de 5 mm

Diversos

SW1 = Chave Push-To-On

XTAL1 = Cristal de 12MHz

Módulo GPS = módulo GPS iWave

Modem GSM = SIM300

Bateria 9V PP3