Dizajn systému GPS na určovanie polohy vozidla a systém proti krádeži založený na mikropočítači s jedným čipom

Proti krádeži systému Roadragon  používa ako riadiace jadro jednočipový STM32 série 51 v kombinácii s GSM modulom, GPS pozičným modulom a senzorovým modulom

A programovací dizajn si uvedomuje funkciu nezávislej detekcie, určovania polohy a ochrany proti krádeži. Modul snímača prijíma normálne uzavretý snímač vibrácií  , ktorý dokáže účinne riadiť vibrácie

Dynamický signál sa prevedie na elektrický signál; čip SIM908 ako pozičný modul dokáže efektívne určiť polohu a rýchlosť vozidla a odoslať údaje do jednočipového mikropočítača pre ďalšiu operáciu.

Prevádzka; Modul GSM využíva čip Siemens TC35i, ktorý dokáže prenášať údaje cez sériový port a jednočipový mikropočítač, posielať stavové informácie vlastníkovi a prijímať vlastníka.

Riadiace príkazy. Po skutočných testoch je systém na zaistenie polohy vozidla proti odcudzeniu  spoľahlivý, praktický, lacný, ľahko sa inštaluje a poskytuje bezpečnú a spoľahlivú ochranu majiteľov automobilov.

Preukázať bezpečnosť automobilového majetku.

V posledných rokoch sa zvýšili dopravné nehody, ako sú úmyselné škody na autách a nelegálne krádeže. Aj keď kamerový dohľad nainštalovaný na ceste môže pomôcť obnoviť stratené auto, vyžaduje veľa pracovnej sily a materiálnych zdrojov. Prostredníctvom systému zaistenie polohy vozidla proti odcudzeniu môže majiteľ efektívne realizovať diaľkové ovládanie automobilu. Ak dôjde k úmyselnému poškodeniu alebo odcudzeniu vozidla, jeho vlastník môže použiť pozičný systém proti krádeži na ochranu automobilu pred palivom a silou, aby sa zabezpečilo, že nehnuteľnosť majiteľa bude neporušená.

Vďaka neustálej optimalizácii a zlepšovaniu výkonu automobilu sa bezpečnosť automobilov stala jedným z problémov, ktoré musia výrobcovia automobilov urgentne riešiť. S cieľom účinne zvýšiť úroveň ochrany proti krádeži sa postupne objavujú systémy ochrany proti krádeži automobilov. Tento článok, ktorý využíva najpopulárnejšiu sieť GSM, kombinuje hardvérové, softvérové ​​a komunikačné siete a umožňuje majiteľom automobilov dokončiť vzdialené určovanie polohy a monitorovanie krádeží automobilov  prostredníctvom siete. Rast mobilných aplikácií a hardvéru navyše podporil aj modernizáciu automobilov. Tento článok kombinuje hardvér, softvér a komunikačné siete, aby majitelia automobilov mohli dokončiť

Monitorovanie krádeží . K tomu mobilná APP a tvrdá

Rast výkonu dielov podporil aj modernizáciu automobilov.

Celkový princíp návrhu

Roadragon  spojil tradičný systém proti odcudzeniu automobilu a navrhol nový systém proti odcudzeniu polohy automobilu na základe existujúcich skutočných potrieb. Konkrétnym princípom práce je použitie vibračných senzorov na zber informácií o stave vozidla, použitie GPS pozičného systému na určenie polohy a rýchlosti automobilu a zasielanie informácií o stave do mikrokontroléra na spracovanie informácií a nakoniec pomocou siete GSM na prenos spracovanie výsledkov na mobilný telefón majiteľa. Situácia pošle riadiaci príkaz do jednočipového mikropočítača a nakoniec si uvedomí funkcie, ako je odrezanie oleja a výkonu automobilu

Predstavenie kľúčovej technológie

2.1  Komunikačná technológia GSM

GSM (Global System For Mobile Communications) je najbežnejšie používaný štandard mobilnej komunikácie, ktorý využíva technológiu viacnásobného prístupu s časovým delením vzdušného rozhrania.

GPRS je skratka od General Packet Radio Service a je paketovou dátovou službou poskytovanou GSM vo fáze Phase2 +. Na efektívny prenos vysokorýchlostných a nízkorýchlostných údajov a signalizácie využíva bezdrôtovú technológiu IP založenú na režime paketového prenosu. Sieť GSM / GPRS  predstavuje aktualizáciu siete GSM, GPRS predstavuje aktualizovaný vývoj siete GSM. Technológia GPRS využíva ako prenosové médium rozsiahlu bezdrôtovú sieť, ktorú tvoria hlavne subsystém základňových staníc, subsystém mobilných sietí, mobilná stanica a subsystém prevádzkovej podpory.

zloženie. Medzi nimi musí subsystém prevádzkovej podpory dokončiť správu mobilných používateľov, správu mobilných zariadení a prevádzku a údržbu systému. Táto platforma umožňuje priamu a bezproblémovú interakciu s používateľmi. Má tiež svoj vlastný systém správy a ďalšie softvérové ​​rozhrania na jednoduché použitie.

Hlavné vlastnosti: GPRS môže dynamicky obsadzovať bezdrôtové zdroje, to znamená, že viac používateľov môže zdieľať jeden bezdrôtový kanál a jeden používateľ môže súčasne obsadzovať viac bezdrôtových kanálov, čo výrazne zlepšuje využitie kanála a rýchlosť prenosu dát; je implementované dynamické prispôsobenie odkazu a používatelia vždy V stave online pripojenia je rýchlosť prístupu vysoká; poskytovať používateľom 4 typy služieb QoS a je možné dohodnúť konfiguráciu užívateľskej QoS; podpora protokolu X.25 a protokolu IP; používať účtovníctvo toku údajov na zvýšenie rozumnosti tarify.

Tento dizajn sa aplikuje na vozidlo, aby vyvolalo vibrácie po nebezpečenstve, systémový jednočipový mikropočítač zavolá modul GSM a potom odošle informácie o stave, aby informoval majiteľa automobilu, či má poslať riadiaci príkaz na vygenerovanie ďalšej kontroly.

 

2.2  Technológia určovania polohy GPS

GPS (Global Positioning System) je globálny pozičný systém vyvinutý a popularizovaný americkou armádou. Môže poskytovať globálne navigačné služby v reálnom čase za každého počasia a pre tri hlavné oblasti súše, more a vzduch a môže sa použiť na vojenské účely, ako je zber spravodajských informácií, monitorovanie jadrových výbuchov a núdzová komunikácia.

Systém GPS sa skladá hlavne z časti vesmírnej konštelácie, časti pozemného monitorovania a časti používateľského vybavenia:

(1) Časť vesmírnej konštelácie, to znamená súhvezdie satelitného určovania polohy GRS, sa skladá z 24 satelitov.

(2) Pozemná monitorovacia časť, koncové zariadenie na monitorovanie satelitných signálov na zemi, sa skladá z 1 hlavnej riadiacej stanice (hlavná riadiaca stanica, skrátene MCS), 4 pozemných anténnych staníc (pozemná anténa) a 6 monitorovacích staníc (monitorovacia stanica). ) zloženie.

 (3) Časť vybavenia používateľa, to znamená prijímač GPS, sa používa hlavne na príjem satelitných signálov GPS a na základe prenesených informácií sa počíta trojrozmerná poloha a čas používateľa.

Existuje mnoho spôsobov určovania polohy pomocou satelitného systému určovania polohy GPS, medzi ktorými sú tri najbežnejšie používané metódy: metóda fázového určovania polohy, metóda určovania polohy pomocou pseudo-rozsahu a metóda určovania polohy Dopley. Pretože rôzne pozičné systémy používajú rôzne pozičné metódy, každý z nich má svoje výhody a nevýhody. Vlastnosti GPS sú: globálna a 24 hodinová práca, vysoká presnosť určovania polohy, môže poskytnúť trojrozmerné súradnice, viac funkcií, široký rozsah, dobrú odolnosť proti rušeniu a dôvernosť. Primárnou úlohou systému GPS v systéme proti krádeži je prijímať údaje odosielané zo satelitov, signál rádiových vĺn môže včas získať presné údaje o polohe a rýchlosti vozidla a potom ich prijímať jednočipovým mikropočítačom na výpočet algoritmu. .

Návrh hardvérového a softvérového systému

image002

Hardvérové ​​moduly tohto systému zahŕňajú napájací modul, hlavný modul ovládača, GSM

Modul, modul GPS, modul senzora vibrácií a modul riadenia relé [11]. Elektrina

Modul zdroja energie sa prevedie na stabilizovaný zdroj napájania 5 V DC prostredníctvom 12 V batérie.

Na premenu napätia 12 V na požadované napätie atď. Použite komponenty obvodu integrovaného regulátora napätia s tromi svorkami.

úrovni. Obvod výkonového modulu je znázornený na obrázku.

image003

Hlavný riadiaci modul je jadrom celého systému, je pripojený k normálne zatvorenému vibračnému modulu SW-420, polohovaciemu modulu GPS, sieti GSM, riadeniu vypínania a periférnym obvodom. Periférny obvod sa skladá hlavne z hodinových, resetovacích a iných obvodov. Tento systém prijíma jednočipový mikropočítač typu STM32F103, s vlastnou funkciou RTC (hodiny v reálnom čase) a resetovaním po zapnutí. Medzi nimi je riadiaci príkaz AT prijatý TC35i odoslaný TXD1 na sériový port 1. TC35i riadi príjem dát RXD1, GR-87

Dátový tok GPS je prijímaný TXD2 sériového portu 2. Okrem toho je riadiaci obvod vypnutia riadený sériovým portom P1.1 a nakoniec realizuje otvorenie a zatvorenie štartovacieho obvodu vozidla.

Modul GSM využíva na komunikáciu s jednočipovým počítačom cez sériový port dvojfrekvenčný priemyselný modul Siemens TC35i. Tento obvod posiela informácie na mobilný telefón majiteľa pod kontrolou hlavného ovládača a zároveň preberá príslušné riadiace príkazy majiteľa.

Polohovací modul GPS vyberá čip SIM908, rozsah prevádzkového napätia napájacieho zdroja je 5 ~ 24 V a je prijatý sériový port RS232. Protokol výstupných polohových dát modulu GPS používa protokol NMEA-0183 a riadiaci protokol používa protokol UBX. Polohovací modul GPS a hlavný modul ovládača konfigurujú prenosovú rýchlosť sériového portu polohovacieho modulu podľa protokolu UBX a komunikujú prostredníctvom sériovej zbernice.

Jadrom riadiaceho modulu vypnutia je relé, ktoré je ekvivalentné spínaču, ktorý ovláda

Systém na prepínanie napájania automobilu a napájania automobilu, to znamená realizácia štartu, dodávky paliva,

Napájanie a ďalšie operácie. Schéma zapojenia riadiaceho modulu vypnutia je znázornená na obrázku.

image004

Softvér je napísaný v štruktúrovanom dizajne vrátane snímacích modulov, komunikačných modulov, polohovacích modulov a riadiacich modulov vypínania. Proces návrhu je nasledovný: Najskôr inicializujte každý modul a po dokončení nastavenia vykonajte ďalší krok; Dáta zhromaždené senzorovým modulom sa vzorkujú a analyzujú. Ak je vzorkovanie normálne, pokračujte ďalšou operáciou; opäť zavolajte GPS polohovací modul a GSM sieťový modul, zavolajte normálu a pokračujte k ďalšej operácii; nakoniec zavolajte riadiaci modul vypnutia, zavolajte normálu a pokračujte ďalším krokom.

Po vyvolaní všetkých modulov hlavný programový systém celého systému postupne vykoná kontroly podľa vyššie uvedených krokov, kým sa nenájde a nenahlási neobvyklá situácia. Spomedzi nich je podľa pokynov majiteľa volaná sieť GSM / GPRS, GPS a riadenie relé.

Záver

Roadragon používa ako hlavný riadiaci čip jednočipový mikropočítač STM32F103 a na zabezpečenie ochrany proti krádeži automobilu používa ako snímač normálne zatvorený vibračný modul SW-420 ako snímač. Experimenty preukázali, že systém je dobre otestovaný a dokáže efektívne a včasne a efektívne realizovať monitorovanie a kontrolu vozidla v reálnom čase zo strany majiteľa. Hardvér je jednoduchý, náklady sú nízke, hodnota aplikácie je vysoká a je dosiahnutý očakávaný efekt. Z časových dôvodov nebolo možné pridať ďalšie praktické funkcie, napríklad pridať kameru na realizáciu videomonitoru.


Čas zverejnenia: 11. september 2020