PCB: Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM: 3 pasos

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-23 14:39

Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM

30 de junio de 2016, Proyectos de ingeniería El proyecto Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM utiliza el Sistema de posicionamiento global (GPS) y el sistema global para comunicaciones móviles (GSM), lo que hace que este proyecto sea más económico que implementar un sistema de comunicación a través de satélites GPS en dos vía sistema de comunicación GPS.

Introducción al sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM

El seguimiento ha sido una tendencia reciente seguida en todas partes. Este proceso nos ayuda a recopilar detalles y, al mismo tiempo, evitar el robo de dispositivos que se rastrean. El proyecto "Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM", que emplea un microcontrolador como componente principal, se ha implementado principalmente para realizar un seguimiento de los vehículos en los últimos tiempos. El proyecto "Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM" utiliza un módem GSM como reemplazo de uno de los dispositivos GPS para garantizar un proceso de comunicación bidireccional. La combinación de módem GSM y tarjeta SIM emplea la misma técnica que un teléfono móvil estándar para implementar el proceso de seguimiento. El sistema general del "Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM" es tan fácil y directo que se puede ejecutar en cualquier lugar. Este dispositivo puede fijarse o montarse en cualquier rincón del vehículo o en un equipo costoso que necesite protección. Sí, también podemos rastrear equipos con este dispositivo cuando se planta correctamente. Una vez que se sigue el proceso de instalación adecuado, ahora tenemos acceso total al camino del vehículo o cualquier objeto en consideración. Con la ayuda de nuestros teléfonos móviles, obtenemos información completa sobre el paradero de ese solicitante.

El componente clave en el proyecto 'Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM' es un pequeño chip, es decir, SIM conectado al módem GSM que transmite la ubicación actual de ese objeto en el formato de texto, es decir, SMS de vuelta en el teléfono una vez que el número de móvil de ese Se marca la SIM. No hay un límite de tiempo particular establecido para este proyecto, el usuario puede solicitar la ubicación del objeto en cualquier momento y en cualquier lugar donde la red móvil sea accesible. Ya sea una flota de vehículos o una serie de equipos costosos, este proyecto es aplicable en todas partes para ubicarlos en cualquier lugar y en cualquier momento a pesar de la larga distancia. El hecho de que permita a las personas obtener la información que necesitan desde un lugar distante sin que estén físicamente presentes allí lo hace más flexible.

Paso 1: Paso 1: Descripción del circuito del sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM

El diagrama de circuito del proyecto “Sistema de rastreo de vehículos basado en GPS y GSM” se muestra en la figura 1. Como podemos ver claramente, los principales componentes empleados en este proyecto son: microcontrolador, módulo GPS, módem GSM y suministro de 9V DC como fuente de energía para el proyecto. El funcionamiento del proyecto "Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM" se puede resumir en los puntos siguientes:

1. El detalle de la ubicación del vehículo / objeto es recopilado por el módulo GPS del satélite, esta información está en forma de escala de latitudes y longitudes.

2. A continuación, la información recopilada se envía al microcontrolador. Se realiza el procesamiento necesario y luego la información se pasa al módem GSM.

3. El módem GSM recopila la información del microcontrolador y luego la transfiere al teléfono móvil a través del SMS que está en formato de texto.

Paso 2: Paso 2: Descripción de los componentes del sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM

Microcontrolador ATmega16

Este microcontrolador (IC2) es el componente principal que actúa como el cerebro del proyecto. Actúa como un medio de interfaz entre varios periféricos de hardware utilizados en este proyecto. El IC es un CMOS de 8 bits basado en la arquitectura RISC mejorada de AVR que consume menos energía para funcionar. Utilizamos una técnica de interfaz en serie para conectar este IC2 con el módulo GPS y el módem GSM. De los múltiples datos generados por el módulo GPS, aquí, en el proyecto "Sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM", necesitamos datos NMEA para rastrear la ubicación del vehículo. El microcontrolador procesa estos datos y luego los envía a través de un módem GSM al teléfono móvil. RS-232 es el protocolo definido para establecer un proceso de comunicación en serie entre los componentes principales; el microcontrolador, GPS y módem GSM. Y, para transformar los niveles de voltaje RS-232 en niveles de voltaje TTL, utilizamos un controlador serie IC MAX232 (IC3). El número de móvil correspondiente a la SIM adjunta al módulo debe mencionarse en el código fuente del microcontrolador. Este número reside de forma segura en la memoria interna de la MCU.

Módulo GPS iWave

Se prefiere el módulo GPS iwave para este proyecto, cuya figura se muestra en la fig.2. La función principal de este módulo es transmitir datos de ubicación al microcontrolador. La conexión entre IC2 y el módulo GPS se establece conectando el pin de transmisión TXD del GPS al microcontrolador a través de MAX232. Los datos NMEA definieron un estándar de comunicación RS-232 para dispositivos que incluyen receptores GPS. El estándar NMEA-0183, que en realidad es un subconjunto del protocolo NMEA, es compatible correctamente con el módulo GPS iWave. Este módulo opera en la frecuencia L1 (1575,42 MHz) y hasta un territorio fijo de unos 10 metros en el cielo, genera información precisa. Para este propósito, se debe colocar una antena en el espacio abierto y al menos el 50 por ciento de la visibilidad del espacio es imprescindible.

Módem GSM

En este proyecto se implementa el módem GSM SIM300 y su figura correspondiente se da en la fig. 3. La función principal de este módem es intercambiar datos. Es un SIM300 de tres bandas; Motor GSM / GPRS que funciona en varios rangos de frecuencias EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz y PCS 1900 MHz. Para configurar la conexión entre el módem GSM y el microcontrolador, conectamos el pin TXD de transmisión y el pin RXD de recepción del módem GSM a través de MAX232 (IC3) con el microcontrolador (IC2). De manera similar, el pin de puerto PD0 (RXD) y el pin de puerto PD1 (TXD) del microcontrolador están conectados a los pines 12 y 10 de MAX232, respectivamente.

Fuente de alimentación

En este proyecto, una batería de 9V sirve como principal fuente de energía. Dado que el microcontrolador y el MAX232 funcionan con 5 voltios, necesitamos convertir el suministro utilizando un regulador 7805 (IC1). La presencia de la fuente de alimentación se indica mediante LED1.

Programa de software del sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM

Debido a la simplicidad del programa, hemos elegido el lenguaje “C” para programar el microcontrolador y el proceso de compilación se realiza mediante un software llamado AVR studio. Hay que tener mucho cuidado de incluir un número de teléfono exacto en el código fuente para recibir una llamada desde la tarjeta SIM que está configurada con la configuración GSM. Grabar el código hexadecimal del programa en MCU usando el software PonyProg2000, fue realmente difícil. Si es conveniente, también podemos implementar cualquier herramienta adecuada que se pueda buscar. Como se menciona en el software, para recibir los datos de los satélites utilizamos el módulo GPS con una velocidad de 9600 baudios. El software decodifica fácilmente el protocolo NMEA utilizado en este proyecto. Hablando del protocolo, tiene un formato predefinido a través del cual los datos son transmitidos simultáneamente por el módulo GPS al dispositivo con el que está interconectado. El protocolo constituye un conjunto de mensajes que utiliza un conjunto de caracteres ASCII y tiene un formato definido que el módulo GPS envía continuamente al dispositivo de interfaz. La información es proporcionada por el módulo GPS o el receptor en forma de cadenas de mensajes delimitadas por comas ASCII. Y cada mensaje está codificado con un signo de dólar "$" (hexadecimal 0x24) al principio y (hexadecimal 0x0D 0x0A) al final. Como ya se mencionó en la sección anterior, el contenido del mensaje proporcionado por el protocolo de salida del software constituye dos tipos diferentes de datos; datos fijos del sistema de posicionamiento global (GGA) y latitud / longitud de posición geográfica (GLL). Para nuestro proyecto, solo requerimos contenido GGA. El formato de datos para los detalles de latitud y longitud se establece en formato de "grados, minutos y minutos decimales"; ddmm.mmmm inicialmente. Pero, dado que las tecnologías de mapeo recientes exigen información de detalles de latitud y longitud en el formato de decimal, grados, en "dd.dddddd" junto con el signo respectivo, algún tipo de proceso de conversión es esencial para presentar los datos en la forma deseada. El signo negativo se fija para la latitud sur y la longitud oeste. Con respecto al desarrollo de una cadena de mensajes, el estándar NMEA define cómo crear una nueva cadena de mensajes con un signo de dólar ($) que desarrolla un mensaje GPS completamente nuevo.

Por ejemplo:

$ GPGGA, 002153.000, 3342.6618, N, 11751.3858, W Aquí, $ GPGGA denota el encabezado del protocolo GGA, el segundo dato 002153.000 se refiere a la hora UTC en formato hhmmss.ss, el tercer dato 3342.6618 es la latitud de los datos fijos de posición GPS en ddmm formato.mmmm y el último; 11751.3858 es la longitud de los datos fijos de posición GPS en formato dddmm.mmmm. Los alfabetos entre direcciones particulares directas como; "N" significa Norte y "W" para Oeste. Al contar con datos en tal formato, cualquiera podrá extraer detalles de la ubicación que prefiere conocer, ya sea revisando un fragmento de un mapa o revisando el software disponible.

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Paso 3: Paso 3: Construcción y prueba del sistema de seguimiento de vehículos basado en GPS y GSM

La Figura 4 muestra el circuito completo con los detalles del tamaño del diseño de PCB de un solo lado de nuestro proyecto. El diseño de los componentes de este proyecto se ilustra en la figura 5.

LISTA DE PIEZAS DEL SISTEMA DE SEGUIMIENTO DE VEHÍCULOS BASADO EN GPS Y GSM:

Resistencia (todo ¼ de vatio, ± 5% de carbono)

R1 = 680 Ω

R2 = 10 KΩ

Condensadores

C1 = 0,1 µF (disco de cerámica)

C2, C3 = 22 pF (disco de cerámica)

C4 - C8 = 10 µF / 16V (condensador electrolítico)

Semiconductores

IC1 = 7805, Regulador 5V IC2 = Microcontrolador ATMega16

Convertidor IC3 = MAX232

LED1 = diodo emisor de luz de 5 mm

Diverso

SW1 = Interruptor de presionar para encender

XTAL1 = Cristal de 12 MHz

Módulo GPS = módulo GPS iWave

Módem GSM = SIM300

Batería de 9V PP3