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Localizador de vehículos vía GPS 2014
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Contenido CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 2
1. 1 Definición del trabajo .............................................................................................................................. 2
CAPITULO 2 Sistemas GPS para la localización de vehículos ........................................................................ 4
2.1Funcionamiento de los dispositivos de rastreo. ......................................................................................... 4
2.3 Sistemas de localización ya existentes ..................................................................................................... 4
2.4 Prototipo propuesto .................................................................................................................................. 6
Capítulo 3 Propuesta .......................................................................................................................................... 7
3.1 Objetivo General ...................................................................................................................................... 7
3.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................................... 7
3.3 Estimación de las Tecnologías Disponibles............................................................................................ 7
Soporte Sockets C ............................................................................................................................ 7
Soporte PHP, HTM ........................................................................................................................... 7
3.4 Resultado del análisis ............................................................................................................................... 8
3.5 GPS ........................................................................................................................................................... 9
3.6 Sistema de Comunicación GSM/GPRS .................................................................................................. 13
3.4 Microcontrolador PIC ............................................................................................................................. 16
3.5 Servidor WEB ........................................................................................................................................ 20
Socket de Internet ......................................................................................................................................... 20
3.6 Usuario ................................................................................................................................................... 21
3.7 Interacción entre ellos dispositivos ......................................................................................................... 21
CAPITULO 4 Desarrollo y resultados ............................................................................................................. 25
4.1 Descripción del Sistema ......................................................................................................................... 25
4.2 Pruebas con el GPS2 click ...................................................................................................................... 25
4.3 Pruebas con el GSM2 click .................................................................................................................... 27
4.4 Pruebas con el Modulo Localizador de Vehículos (GPS+GSM/GPRS+ Micro controlador) ................ 35
4.6 Resultados ............................................................................................................................................. 39
Capitulo 5 Conclusiones y trabajo futuro ......................................................................................................... 40
5.1 Conclusiones .......................................................................................................................................... 40
5.2 Trabajo Futuro ........................................................................................................................................ 41
Bibliografía ....................................................................................................................................................... 42
CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN
1. 1 Definición del trabajo
El robo de vehículos se ha incrementado considerablemente en la última década en
México. Este ilícito que tiene un notable impacto en el patrimonio de las víctimas puede
ser cometido con o sin violencia, es decir, en la ejecución del acto puede o no ponerse en
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riesgo la vida e integridad física y psicológica de las personas. Durante el enero de 2014 se
denunciaron oficialmente 15,089 robos de vehículo, con violencia y sin violencia en
nuestro país. Esta cifra implica que diariamente se registraron 486.74 denuncias por este
delito.
Tras concluir enero de 2014, el Distrito Federal reportó un total de 1 548 denuncias por
robo de vehículo, es decir, un promedio de 49.93 casos diarios, 2.08 por hora, 1.04 cada 30
minutos. De los cuales el 40% de los robos automotrices se concentran en las delegaciones
Iztapalapa y Gustavo A Madero. 1
Este trabajo propone una solución a la comunidad mayor mente a áreas metropolitanas ya
que ahí se encuentra la mayor cantidad de vehículos robados .Con la implementación de un
sistema de localización vehículos que está conformada por varios sistemas. El sistema
localizador automática de vehículos AVL es una herramienta muy importante de utilización
por medio del GPS, ya que dota de importante información a los usuarios de este sistema,
que pueden ver y localizar en tiempo real a los vehículos y así darle la máxima utilidad y
reducir sus costos, así como también darse seguridad y protección de las unidades contra
robos.
Ilustración 1 Robos de vehículos en México
1 El universal. Sábado 15 de marzo de 2014 (pág. 10)
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CAPITULO 2 Sistemas GPS para la localización de vehículos
2.1Funcionamiento de los dispositivos de rastreo.
Se trata de un dispositivo GPS combinado la Tecnología del teléfono movil convencional,
un receptor GPS para habilitar el seguimiento de vehículos por GPS, y un transmisor GSM
para transmitir las coordenadas de posición de un vehículo. Los datos de posición se
actualizan cada minuto, por lo que siempre dispondrá de la información actualizada que
necesita para tomar decisiones operativas importantes. El GPS recibe y calcula la posición
con precisión de 1 a 10 metros, mientras que el módulo GSM nos envía mensajes SMS al
móvil con la localización exacta, que podemos ver directamente representada en el mapa de
nuestro móvil u ordenador.
También podemos enviar un SMS solicitando la posición y el GPS nos devolver también
por mensaje corto la posición exacta en la que se encuentra en ese momento.
2.3 Sistemas de localización ya existentes
En México existen diversas propuestas de localización de vehículos como Lo Jack, Car
Protection Security Systems y Tacker que proveen el servicio de Localización Automática
de Vehículos (AVL). Estas empresas ofrecen lo siguiente:
Tracker
Uutiliza tecnología satelital GPS y tecnología GSM que le permite conocer la
localización de su vehículo en tiempo real a través de internet.
Localización satelital a través de Internet, con visualización en tiempo real en
mapas digitalizados.
Notificaciones vía mensaje de texto y/o correo electrónico cada vez que el vehículo
entre o salga de un área geográfica predeterminada, o cuando exceda un límite de
velocidad establecido.
Históricos de recorridos.
Asistencia al cliente las 24 horas los 365 días del año.
Asistencia en caso de robo de su vehículo a través del exclusivo sistema GEO-24.2
2 http://www.trackermexico.com.mx/index.php?id_product=11&controller=product
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Ilustración 2 Dispositivo de rastreo Tracker
Car Protection Security Systems
Tamaño pequeño: su tamaño es muy pequeño por lo que fácilmente puede ser
instalado de manera oculto dentro del vehículo, ya que las medidas de la unidad
principal son de 5 por 7 centímetros.
Fácil instalación: su instalación muy sencilla, cualquier persona que se dedica a
instalar alarma para el vehículo puedo instalar, nosotros le enviamos diagramas y
una explicación de cómo realizarla.
Corta corriente: cuenta con un relevador corta corriente para poder inmovilizar el
vehículo a distancia ya que éste desde la plataforma de rastreo o bien desde un
teléfono celular.
Dos maneras de ubicar vía SMS: el equipo puede ser ubicado de dos maneras
distintas por medio de mensajes de texto recibiendo coordenadas a tu celular
introduciendo a Google Maps desde un Smartphone con conexión a internet por
medio de un link que lo lleva directo a la ubicación en el mapa. ( sin costo mensual)
Odómetro: esta función del equipo le permite conocer la cantidad exacta de
kilómetros recorridos.
Batería de respaldo: diseñado con batería de respaldo recargable de cualquier u cual
tiene una duración aproximadamente de 10 horas.
Micrófono: Escucha lo que sucede dentro de la cabina del vehículo con el
micrófono.
Memoria interna: cuenta con memoria interna de almacenamiento de datos para el
lugar donde no existe señal GSM de esta manera el equipo guardar la ubicación
cuando el vehículo salga algún lugar donde no haya cobertura celular.3
LO JACK
Lo Jack es un sistema basado en Radiofrecuencia que permite localizar vehículos
robados aún en lugares techados y subterráneo.
Incluye un número ilimitado de eventos sin costo adicional (Robo Total).
Actúa en conjunto con las autoridades competentes.
Brinda asistencia legal para el cliente sin costo, desde el levantamiento del acta de
robo hasta la liberación física del vehículo.
Protege la integridad física de los usuarios por ser una tecnología discreta y eficaz.
No invade la privacidad del usuario, ya que el sistema de localización solo se activa
cuando exista un reporte de robo ante las autoridades.
3http://www.streetdirectory.com/travel_guide/148/cars/think_your_car_is_safe_from_thieves_think_again.ht
ml
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Cuenta con más de 200 patrullas equipadas con computadores de rastreo en
unidades propias y de los gobiernos de los estados.
Servicio continuo 24/7 ya que cuenta con infraestructura propia, no depende de
terceros.
Lo Jack es el único que cuenta con un cuerpo de reacción propio dedicado
exclusivamente a desplegar los operativos de recuperación de vehículos robados.4
2.4 Prototipo propuesto
Este proyecto propone la utilización de un equipo de rastreo que capture las señales de los
diferentes saételes con el modulo GPS y así obtener los coordenadas geográficas del
vehículo, que se enviarán hacia un servidor web en tiempo real, usando la red GPS/GPRS
se reducir costes y eliminar la dependencia del proveedor como se mostrará más adelante.
4 http://www.lojack.com.mx/cobertura/
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Capítulo 3 Propuesta
3.1 Objetivo General
Diseñar e implementar un sistema de localización y monitoreo satelital de vehículos
mediante el uso de GPS.
3.2 Objetivos Específicos
1. Buscar una solución tecnológica que permita independizarse de los proveedores.
2. Se pretende crear un producto accesible y de bajo costo.
3. Creación de una plataforma de hardware microcontrolada y software de monitoreo
que pueda ser escalable a las diferentes necesidades y adaptarse en otras
aplicaciones.
4. Ubicación del vehículo (latitud y longitud) en un sistema de información geográfica.
5. Desarrollar un software que permita interpretar los datos obtenidos del GPS y la red
GPRS.
6. Visualizar mediante el uso una interfaz web segura de un dispositivo móvil, la
ubicación del vehículo en un mapa digital.
3.3 Estimación de las Tecnologías Disponibles
Esta sección pretende dar un resultado de las tecnologías que hay disponibles en el
mercado, se ha utilizado Internet como medio para investigar componentes con los
siguientes criterios.
Propiedades clave:
GPS
Tipo Comunicación Serie UART
Sensibilidad
Tamaño
Consumo
Sistema de Comunicación
GSM/GPRS
Tipo Comunicación Serie UART
Conexión con Internet TCP/IP
Tamaño
Consumo
Microcontrolador
Tipo Comunicación Serie UART
Tamaño
Consumo
Servidor Web
Soporte Sockets C
Soporte PHP, HTM
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Costo:
El sistema debe poder ajustarse a un costo relativamente bajo, es importante que cada
módulo tenga que ser relativamente barato como para permitir su explotación de forma
competitiva pero cuidando la calidad del producto.
3.4 Resultado del análisis
Primero se ha hecho una evaluación de las tecnologías que pueden ser útiles para el
proyecto de forma independiente y después se han propuesto soluciones tecnológicas
integrales, evaluando cada una de ellas según los criterios establecidos.
La conexión entre el GPS y el dispositivo de radio GSM/GPRS es implementada
físicamente posible debido a que comparten una interfaz común de comunicación, que
permite el intercambio fluido de datos mediante el protocolo de comunicación serial
asíncrono UART el cual se compone de dos señales que son la línea de transmisión y de
recepción.
Un Diagrama en Bloques nos permitirá visualizar claramente lo mencionado y cuáles son
nuestros objetivos a resolver:
Ilustración 3Representación en bloques de la comunicación serial de GPS - GSM/GPRS - microcontrolador
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Durante la investigación se han encontrado las potenciales soluciones de Hardware y
Software cuyas características se detallan a continuación.
3.5 GPS
El sistema de posicionamiento global (GPS) es un sistema que permite determinar en todo
el mundo la posición de un objeto (una persona, un vehículo), con unos pocos metros de
error. El sistema fue desarrollado, instalado y empleado por el Departamento de Defensa de
los Estados Unidos. Para determinar las posiciones en el globo, el sistema GPS está el GPS
funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a 20 200 km de
altura, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. 5
Ilustración 4 Representación del movimiento de los satélites GPS en conjunción con la rotación de la Tierra
Cada satélite GPS emite continuamente un mensaje de navegación a 50 bits por segundo
en la frecuencia transportadora de microondas de aproximadamente 1.600 MHz. Mediante
la trilateración(método matemático para determinar las posiciones relativas de objetos
usando la geometría de triángulos de forma análoga a la triangulación) se determina la
posición del receptor:
5 https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global
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Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la
esfera, con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor.
Obteniendo información de dos satélites queda determinada una circunferencia que
resulta cuando se intersecan las dos esferas en algún punto de la cual se encuentra el
receptor.
Teniendo información de un tercer satélite, se elimina el inconveniente de la falta de
sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es
en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3D exacta
(latitud, longitud y altitud).
Características del Módulo GPS2 Click
GPS2 click es un módulo receptor GPS con el más alto rendimiento que incorpora la
solución de chip SIRFstarIVTM con la nueva versión ROM2.2. Con 48 canales PRN,
GPS2 click adquiere y rastrea los satélites en el menor tiempo posible, incluso a nivel de
señal en interiores.
Ilustración 5 GPS (GPS2 click) y Antena 6
Con un perfil compacto, se adapta perfectamente para el seguimiento de vehículos,
seguimiento de personal, seguimiento de activos, PND conectado, el dispositivo de
seguridad y otras aplicaciones industriales.
6 http://www.mikroe.com/click/gps2/
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L1 Band Receiver
(1575.42MHz) Channel Number 48 channels
C/A Code
SBAS WAAS, EGNOS，QZSS
Horizontal Position
Accuracy Autonomous <2.5m CEP
SBAS <2.0m CEP
Velocity Accuracy Without Aid < 0.01m/s
Acceleration Accuracy Without Aid 0.1m/s²
Timing Accuracy <500ns
Reacquisition Time <1s
TTFF(Time to First Fix) Cold Start <35s
Warm Start <35s
Warm Start with 8s typ.
Hot Start <1s
Sensitivity Autonomous Acquisition -148dBm
Tracking -163dBm
Reacquisition -160dBm
Environmental Operating Temperature -40℃ to 85℃
Storage Temperature -45℃ to 125℃
Dynamic Performance Maximum Altitude Max.18288m
Maximum Velocity Max.514m/s
Maximum Acceleration 4G
Dimensions 16.0 × 12.2 × 2.4mm
Weight Approx. 1.0g
Active Jammer Remover Removes in-band jammers up to 80dB-Hz Tracks up to 8
CW
Tabla 1Características generales del GPS (GPS2 click)7
7 http://www.sos.sk/a_info/resource/Quectel/L30_GPS_Specification_V2.0.pdf
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One UART Adjustable: Baud rate configured by
Hardware
Default: 4800bps
Update rate 1Hz (default), up to 5Hz
I/O Voltage 2.0V ~ 3.6V
Protocols NMEA, OSP
Tabla 2Interfaces serie del GPS (GPS2 click)
Power Supply 3.3V or 5V
Power Acquisition 33mA @-130dBm
Power Tracking 31mA @-130dBm
Power Saving ATP, PTF, Hibernate
Antenna Type Passive or Active
Antenna Power External
Tabla 3 Valores eléctricos del GPS (GPS2 click)
Frecuencia de operación: 1575.42MHz.
Ganancia: 29dB.
Longitud de cable: 5 metros con conector SMA-macho.
Voltaje: 3~5v
Dimensiones: 38x45x12mm. Tabla 4 Antena GPS-Activa con base magnética.8
8 http://www.sos.sk/a_info/resource/Quectel/L30_GPS_Specification_V2.0.pdf
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3.6 Sistema de Comunicación GSM/GPRS
GSM
El sistema global para las comunicaciones móviles (del inglés Global System for Mobile
communications, GSM es el estándar en telecomunicaciones móviles. Este sistema se
caracteriza por que sus transmisiones son digitales y a diferencia de las primeras redes 1G
que existieron, no se limita únicamente a voz, sino ya permite enviar datos, entre ellos
mensajes de texto y se puede realizar transmisiones a una velocidad de hasta 14.4 Kbps en
una estructura de conmutación de circuitos. La modalidad de transferencia basada en
conmutación de circuitos solo es óptima en el caso en que los dos usuarios tengan que
intercambiarse una cantidad significativa de datos (transferencia de ficheros o archivos).
Resulta ineficiente en cuanto los datos a intercambiarse son de pequeña entidad o bien, en
el caso más frecuente, el tráfico de datos es de tipo interactivo o transitorio, es decir, el
tiempo de uso efectivo de los recursos de la red supone sólo una pequeña parte con respecto
al tiempo total de conexión (como, por ejemplo, la navegación en Internet a través del
World Wide Web).
La interfaz de radio de GSM se ha implementado en diferentes bandas de frecuencia.
Banda Nombre Canales Uplink (MHz) Downlink (MHz) Notas
GSM 850 GSM 850 128 - 251 824,0 - 849,0 869,0 - 894,0 Usada en
los EE.UU., Sudamérica y Asia.
GSM 900
P-GSM 900 0-124 890,0 - 915,0 935,0 - 960,0 La banda con que nació GSM en
Europa y la más extendida
E-GSM 900 974 -
1023 880,0 - 890,0 925,0 - 935,0 E-GSM, extensión de GSM 900
R-GSM 900 n/a 876,0 - 880,0 921,0 - 925,0 GSM ferroviario (GSM-R).
GSM1800 GSM 1800 512 - 885 1710,0 - 1785,0 1805,0 - 1880,0
GSM1900 GSM 1900 512 - 810 1850,0 - 1910,0 1930,0 - 1990,0
Usada en Norteamérica,
incompatible
con GSM-1800 por solapamiento de
bandas.
Tabla5 Frecuencias de GSM9
9 https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_global_para_las_comunicaciones_m%C3%B3viles
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GPRS
General Packet Radio Service (GPRS) o servicio general de paquetes vía radio creado
en la década de los 80 es una extensión del GSM para la transmisión de datos mediante
conmutación de paquetes. Una conexión GPRS está establecida por la referencia a su
nombre del punto de acceso (APN). Con GPRS se pueden utilizar servicios como Wireless
Application Protocol (WAP) , servicio de mensajes cortos (SMS), servicio de mensajería
multimedia (MMS), Internet y para los servicios de comunicación, como el correo
electrónico y la World Wide Web(WWW). La tecnología GPRS como bien lo indica su
nombre es un servicio (Service) orientado a radio enlaces (Radio) que da mejor rendimiento
a la conmutación de paquetes (Packet) en dichos radio enlaces10
.
El método de cobro típico para transferencias de datos usando GPRS es el pago por
megabytes de transferencia, mientras que el pago de la comunicación tradicional
mediante conmutación de circuitos se cobra por tiempo de conexión, independientemente
de si el usuario está utilizando el canal o este se encuentra inactivo. Este último método es
poco eficiente debido a que mantiene la conexión incluso cuando no se están transmitiendo
datos, por lo que impide el acceso al canal a otros usuarios.
Tabla 5 Conmutación de paquetes vs Conmutación de circuitos
10
https://es.wikipedia.org/wiki/Servicio_general_de_paquetes_v%C3%ADa_radio
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Características del Módulo GSM2 click
Las características GSM2 click tales como TCP integrado / pila de protocolos IP,
multiplexor serie y mejorado comandos AT garantizan la transmisión rápida y fiable de
datos, voz, SMS a través de la red GSM / GPRS y extienden la funcionalidad de la
aplicación sin añadir costes. Cuenta con el módulo Quectel M95 FA GSM / GPRS que
soporta GSM850MHz, GSM900MHz, DCS1800MHz o frecuencias cuatribanda
PCS1900MHz con 85.6 kbps de transferencia de datos GPRS.
Ilustración 6 Modulo GSM/GPRS (GSM2 click) y Pequeña antena de celular de alta calidad, cuatribanda y
terminada con el estándar SMA11.
Su pequeño tamaño y bajo consumo de energía de ultra hace M95 muy rentable y rico en
funciones plataforma que es muy adecuado para una amplia gama de aplicaciones M2M
(machine to machine, 'máquina a máquina') y Localización de Personas.
Ilustración 6 Interfaces del GSM/GPRS (GSM2 click)
11
http://www.mikroe.com/click/gsm2
SIM/ USIM 3V/ 1.8V
UART 2 Interfaces, default :115200
Analog Audio Chanel 2 Embedded Class-AB amplifier in one
channel
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Quad-band 850/ 900/ 1800/ 1900MHz
GPRS Multi-slot Class 12, 1~12 configurable
GPRS Mobile Station Class B
Compliant to GSM Phase 2/2+ Class 4 (2W @ 850/ 900 MHz)
Class 1(1W @ 1800/1900MHz)
Voltage 3.3y5V
Low Power Consumption 1.3mA @ DRX=5
1.2mA @ DRX=9
Operation Temperature -40 °C to +85 °C
Dimensions 19.9 × 23.6 × 2.65mm
Weight Approx. 3.0g
Control via AT commands GSM 07.07 ,07.05 and other enhanced AT
Commands
Tabla 7 Características generales del GSM/GPRS (GSM2 click)12
3.4 Microcontrolador PIC
Un microcontrolador es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes
grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen
una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales
unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y
periféricos de entrada/salida.
Cuando es fabricado el microcontrolador, no contiene datos en la memoria ROM. Para que
pueda controlar algún proceso es necesario generar o crear y luego grabar en la EEPROM o
equivalente del microcontrolador algún programa, el cual puede ser escrito en lenguaje
ensamblador u otro lenguaje para microcontroladores13
.
Para la elección del microcontrolador se utilizó las Velocidades de Transmisión de Datos
que debemos ser capaces de manejar para cada uno de los Módulos interfaces de
comunicaciones.
12
http://www.quectel.com/es/product/prodetail.aspx?id=7 13
https://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador
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17
Los valores nominales de las Velocidades de Transmisión, para cada una de estas interfaces
son:
- Interfaz con GPS: 4800bps
- Interfaz con GSM/GPRS: 115200bps
Características del microcontrolador PIC16f887
Arquitectura RISC
o El microcontrolador cuenta con solo 35 instrucciones diferentes
o Todas las instrucciones son uni-ciclo excepto por las de ramificación
Frecuencia de operación 0-20 MHz
Oscilador interno de alta precisión
o Calibrado de fábrica
o Rango de frecuencia de 8MHz a 31KHz seleccionado por software
Voltaje de la fuente de alimentación de 2.0V a 5.5V
o Consumo: 220uA (2.0V, 4MHz), 11uA (2.0 V, 32 KHz) 50nA (en modo de
espera)
Ahorro de energía en el Modo de suspensión
Brown-out Reset (BOR) con opción para controlar por software
35 pines de entrada/salida
o alta corriente de fuente y de drenador para manejo de LED
o resistencias pull-up programables individualmente por software
o interrupción al cambiar el estado del pin
Memoria ROM de 8K con tecnología FLASH
o El chip se puede re-programar hasta 100.000 veces
Opción de programación serial en el circuito
o El chip se puede programar incluso incorporado en el dispositivo destino.
256 bytes de memoria EEPROM
o Los datos se pueden grabar más de 1.000.000 veces
368 bytes de memoria RAM
Convertidor A/D:
o 14 canales
o resolución de 10 bits
3 temporizadores/contadores independientes
Temporizador perro guardián
Módulo comparador analógico con
o Dos comparadores analógicos
o Referencia de voltaje fija (0.6V)
o Referencia de voltaje programable en el chip
Módulo PWM incorporado
Módulo USART mejorado
o Soporta las comunicaciones seriales RS-485, RS-232 y LIN2.0
o Auto detección de baudios14
14
http://www.mikroe.com/chapters/view/82/capitulo-4-ejemplos/
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Ilustración 7 Microcontrolador PIC 16F88715
Puertos de comunicación serie
El módulo Transmisor/Receptor Universal Síncrono/Asíncrono mejorado (Enhanced
Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter - EUSART) es un periférico de
comunicación serie de entrada/salida. Asimismo es conocido como Interfaz de
comunicación serie (Serial Communications Interface - SCI). Contiene todos los
generadores de señales de reloj, registros de desplazamiento y búfers de datos necesarios
para realizar transmisión de datos serie de entrada/salida, independientemente de la
ejecución de programa del dispositivo.
Alimentación
Lo más adecuado es proporcionar un voltaje de alimentación de 5V DC.
15
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41291D.pdf
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Señal de reinicio
Para que un microcontrolador pueda funcionar apropiadamente, un uno lógico (VCC) se
debe colocar en el pin de reinicio. El botón de presión que conecta el pin MCLR a GND no
es necesario
Señal de reloj
A pesar de tener un oscilador incorporado, el microcontrolador no puede funcionar sin
componentes externos que estabilizan su funcionamiento y determinan su frecuencia
(velocidad de operación del microcontrolador). Dependiendo de los elementos utilizados
así como de las frecuencias el oscilador puede funcionar en cuatro modos diferentes:
LP - Cristal de bajo consumo;
XT - Cristal / Resonador;
HS - Cristal/Resonador de alta velocidad; y
RC - Resistencia / Condensador.
Cristal de cuarzo
Al utilizar el cristal de cuarzo para estabilizar la frecuencia, un oscilador incorporado
funciona a una frecuencia determinada, y no es afectada por los cambios de temperatura y
de voltaje de alimentación. Esta frecuencia se etiqueta normalmente en el encapsulado del
cristal. Aparte del cristal, los condensadores C1 y C2 deben estar conectados como se
muestra en el siguiente esquema. Su capacitancia no es de gran importancia. Por eso, los
valores proporcionados en la siguiente tabla se deben tomar como recomendación y no
como regla estricta.
Ilustración 8 Configuración del cristal
Localizador de vehículos vía GPS 2014
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3.5 Servidor WEB
Un servidor web o servidor es un programa informático que procesa una aplicación del
lado del servidor, realizando conexiones bidireccionales y/o unidireccionales y síncronas o
asíncronas con el cliente y generando o cediendo una respuesta en cualquier lenguaje
o Aplicación del lado del cliente. El código recibido por el cliente suele ser compilado y
ejecutado por un navegador web. Para la transmisión de todos estos datos suele utilizarse
algún protocolo.
Los servidores web están alojados en un ordenador que cuenta con conexión a Internet. El
web server, se encuentra a la espera de que algún navegador le haga alguna petición, como
por ejemplo, acceder a una página web y responde a la petición, enviando código HTML
mediante una transferencia de datos en red.16
Socket de Internet
Socket designa un concepto abstracto por el cual dos programas (posiblemente situados
en computadoras distintas) pueden intercambiar cualquier flujo de datos, generalmente de
manera fiable y ordenada. El término socket es también usado como el nombre de
una interfaz de programación de aplicaciones (API) para la familia de protocolos de
Internet TCP/IP, provista usualmente por el sistema operativo.17
El Serversocket cumple un rol muy importante en el sistema, está implementado
directamente en el servidor, es el encargado de escuchar procesos en el puerto y cuando
llegan datos provenientes del dispositivo verifica el formato de estos e interpreta esta
información para posteriormente almacenarlos en las tablas de la base de datos si la
información es válida.
El servidor del Laboratorio de Técnicas y Aplicaciones para la Multimedia Distribuida
(TAMDI) es un servidor Apache web HTTP de código abierto, para plataformas Unix.
Apache es usado principalmente para enviar páginas web estáticas y dinámicas en la World
Wide Web. Muchas aplicaciones web están diseñadas asumiendo como ambiente de
implantación a Apache, o que utilizarán características propias de este servidor web.
Apache es el componente de servidor web en la popular plataforma de aplicaciones LAMP,
junto a MySQL y los lenguajes de programación PHP/Perl/Python (y ahora también Ruby).
Lenguaje del Programación del lado del cliente (Javascript) Además de añadir
interactividad a la páginas HTML y validar información en la página, permite manejar los
eventos, servicios y superposiciones en los mapas y tablas de reportes.
16
https://es.wikipedia.org/wiki/Servidor_web
17
https://es.wikipedia.org/wiki/Socket_de_Internet
Localizador de vehículos vía GPS 2014
21
Google Maps API
La versión para móviles de los mapas de Google también permite hacer búsquedas
localizadas si antes el navegador GPS ha determinado la posición del. Está disponible para
la gran mayoría de móviles de tercera generación. El API consiste de archivos JavaScript
que contienen las clases, métodos y propiedades que se usan para el comportamiento de los
mapas.18
3.6 Usuario
El usuario debe contar con teléfono capaz de mandar y recibir mensajes SMS, también
Computadora, Tablet o Smartphone con conexión a internet.
3.7 Interacción entre ellos dispositivos
El usuario envía un mensaje SMS al vehículo el mensaje es procesado y responde con un
mensaje SMS con una dirección de internet, en este caso http://tamdi.izt.uam.mx/alex/ y
así el usuario podrá monitorear su vehículo desde cualquier lugar del mundo mediante la
conexión a un sitio Web, el cual es indispensable para que el usuario pueda acceder al
sistema, el cual el acceso estará controlado mediante clave.
Ilustración 9 Activa la localización del vehículo mediante mensajes SMS
18
https://developers.google.com/maps/documentation/javascript/
Localizador de vehículos vía GPS 2014
22
Ya que en la actualidad la mayoría de teléfonos móviles permiten el acceso a Internet, el
usuario puede recibir los reportes directamente desde su teléfono móvil. La propuesta de
diseño está constituida por tres etapas, los cuales se pasarán a detallar a continuación. En la
siguiente figura se muestra proceso sistema de transmisión.
Ilustración 10 Vemos de manera gráfica la Arquitectura del sistema de rastreo.
Etapa 1 Procesamiento: .Este elemento se encargado de la ejecución del programa creado
para el funcionamiento del sistema .Se empleará el microcontrolador para filtrar y extraer
las coordenadas del vehículo que se requiere localizar del módulo GPS de manera continua.
Los datos están formados por la información recopilada y serán encapsulados por los
comandos de transmisión del módulo GPRS y así enviar el mensaje.
Localizador de vehículos vía GPS 2014
23
Etapa 2 Conexión: La comunicación con este elemento se realizará mediante el uso de
comandos AT y solo será usada como medio de transmisión. El GPRS contiene un juego
de comandos AT que sirve de interfaz y proporciona instrucciones a las terminales,
permitiendo acciones enviar de mensajes, enviar datos al servidor de internet.
Ilustración 11 Diagrama de secuencias del sistema de conexión.
Etapa 3 Visualización: Luego haberse realizado el proceso de captura, procesamiento y
envío de la información, ésta deberá tener un nuevo camino para la visualización de la
posición geográfica a través de una página web.
Ilustración 12 Diagramas de casos de uso de un usuario
Etapa 4 Módulo de Administración: El módulo de administración es el encargado de
gestionar los datos de los usuarios tales como agregar, editar y eliminar usuarios y
vehículos, y controlar el acceso a los datos para garantizar que múltiples usuarios consulten
Localizador de vehículos vía GPS 2014
24
la información según su nivel de privilegios, todas estas características son gestionadas
mediante PHP.
Ilustración 13 Diagramas de casos de uso del Administrador
Localizador de vehículos vía GPS 2014
25
CAPITULO 4 Desarrollo y resultados
4.1 Descripción del Sistema En este apartado se exponen paso a paso cada una de las etapas por las que se han ido
pasando hasta alcanzar el objetivo final del proyecto, incluyendo: pruebas realizadas,
problemas que han ido surgiendo en el desarrollo de las mismas, códigos de programación
correspondientes a cada una de las funciones que se han ido probando, y por supuesto, la
descripción del sistema que finalmente ha sido diseñado, junto con las pruebas a las que ha
sido sometido para evaluar su correcto funcionamiento.
4.2 Pruebas con el GPS2 click
A partir de este momento comenzamos a adentrarnos a la parte experimental del proyecto.
Como es lógico, hasta llegar a construir un dispositivo de cierta complejidad debemos pasar
previamente por una serie de etapas más sencillas hasta lograr alcanzar el objetivo final.
Iniciaremos probando el modulo GPS conectando como se muestra en el siguiente
diagrama.
Ilustración 14 Conexión del GPS con hypertermina
Xmodem, Ymodem, Zmodem
VT52, VT100, ANSIRXD
RTS
TXD
CTS
GND8
3.3V7
SDA6
SCL5
RX4
TX3
INT2
GND16
5V15
SDI14
SUO13
SCK12
CS11
RST10
ON9
WVP1
IS1
GPS
3.3V
3.3V
Localizador de vehículos vía GPS 2014
26
La figura muestra una forma común de conectar GPS que utiliza el módulo EUSART. El
circuito RS-232 se utiliza como un convertidor de nivel de voltaje. El puerto serie, también
conocido como el puerto COM, es la interfaz de hardware el cual la configuración de
acuerdo a la tabla “Interfaces serie del GPS (GPS2 click)”. Se muestra en la siguiente
figura.
Ilustración 15 Configuración Puerto Serie del GPS
El GPS tiene que tener conectada su antena, para activarlo el módulo el pin “ON” debe
cambiarlo de un estado bajo 0 V después de 2segundos a un estado alto 3.3V.Al principio
el GPS comienza arrojando datos “basura” en estado “frio” como se muestra en la
siguiente figura
Ilustración 16 Datos del GPS en estado frio.
Localizador de vehículos vía GPS 2014
27
El modulo se calienta aproximadamente en 45 segundos, los datos en estado “caliente” se
muestra en la siguiente figura.
Ilustración 17 Datos del GPS en estado caliente.
La lista de datos que ocuparemos es la siguiente:
$GPRMC,055729.000,A,1921.1824,N,09900.0609,W,0.48,139.19,101015
De donde obtenemos la siguiente información en el formato grados, minutos y segundos
Latitud : 1921.1824,N y latitud :09900.0609,W .
4.3 Pruebas con el GSM2 click
Los comandos AT, también conocidos como comandos Hayes (en honor a su desarrollador
Dennis Hayes), son una serie de instrucciones que conforman un interfaz de comunicación
entre usuario y modem. Su abreviatura AT por la que son mundialmente conocidos estos
comandos proviene de la palabra „attention‟.
Aunque la finalidad principal de los comandos AT fue la comunicación con módems, la
telefonía móvil GSM/GPRS también adoptó este lenguaje como estándar de comunicación.
En la actualidad, todos los terminales móviles GSM poseen una serie específica de
comandos AT que nos permiten configurarlos por medio de estas instrucciones e indicarles
Localizador de vehículos vía GPS 2014
28
una serie de acciones que queremos que ejecuten, tales como marcar un número de
teléfono, enviar o leer un SMS, consultar el estado de conexión a la red, etc.
Las de acuerdo con la tabla Características generales del GSM/GPRS (GSM2 click)
conexiones módulo GSM/GPRS con la hipertermia se muestran a continuación.
Ilustración 18 conexiones del GSM2 click con la hyperterminal.
El puerto serie se configuración de acuerdo a la tabla “Interfaces del GSM/GPRS (GSM2
click” Se muestra en la siguiente figura.
GND1
3.3V2
NC3
NC4
NC5
RST6
PWK7
GND9
5V10
NC11
NC12
RX13
TX14
CTS15
RI16
STA8
IS1
GSM-GPRS
Xmodem, Ymodem, Zmodem
VT52, VT100, ANSIRXD
RTS
TXD
CTS
3.3V
5V
Localizador de vehículos vía GPS 2014
29
Ilustración 19 Configuración Puerto Serie del GSM2click
Una vez configurada la conexión daremos el comando “AT” y el modulo responde con
“OK”. El modulo no ase distinción entre minúsculas ni mayúsculas así que los comandos
pueden estar escritos con mayúsculas minúsculas, mezclados pero no se tiene que dejar
espacios entre caracteres como se muestra en la siguiente figura.
Ilustración 20 primera prueba con el GSM2 click usando comandos AT
Si no hay retorno OK después de 10 intentos, se tiene comprobar si los ajustes son
correctos y luego conecta al módulo nuevo:
1. El módulo de potencia con normalidad Cable de puerto
2. Cable de puerto serial está conectado
3. El velocidad de transmisión del juego de parámetros del puerto serie es el mismo con el
módulo.
Para la inicialización del módulo utilizaremos los siguientes comandos AT.
ATV1 set para establecer el formato de respuesta
[ 05: 30: 56: 219_S:] ATV1
Localizador de vehículos vía GPS 2014
30
[ 05: 30: 56: 227_R:] OK
Establecer ATE1 para activar el modo de eco
[ 05: 30: 56: 231_S:] ATE1
[ 05: 30: 56: 244_R:] ATE1
[ 05: 30: 56: 244_R:] OK
Obtener la velocidad de transmisión, si el valor es 0, entonces se establecerá en 115 200
(velocidad de transmisión fija) para asegurar una comunicación fiable y evitar cualquier
problema causado por la velocidad de transmisión no determinada.
[ 05: 30: 56: 266_S:] AT + IPR?
[ 05: 30: 56: 276_R:] AT + IPR?
[ 05: 30: 56: 276_R:] + IPR: 115200
[ 05: 30: 56: 276_R:] OK
/Conjunto de ATI para obtener información del módulo de identificación del fabricante,
modelo los dispositivos y firmware versión
[ 05: 30: 56: 285_S:] ATI
[ 05: 30: 56: 307_R:] ATI
[ 05: 30: 56: 307_R:] Quectel_Ltd
[ 05: 30: 56: 307_R:] Quectel_M95
[ 05: 30: 56: 307_R:] Revisión: M95AR01A21
[ 05: 30: 56: 307_R:] OK
Uso AT + GSN para consultar el IMEI (código identifica al aparato unívocamente a nivel
mundial, y es transmitido por el aparato a la red al conectarse a ésta) del módulo
[ 05: 30: 56: 316_S:] AT + GSN
[ 05: 30: 56: 338_R:] AT + GSN
[ 05: 30: 56: 338_R:] 863071012478225
[ 05: 30: 56: 338_R:] OK
Uso AT+CPIN? para consultar el estado de la tarjeta SIM: tarjeta SIM insertada o no,
bloqueado o desbloqueado
[ 05: 30: 56: 344_S:] AT + CPIN?
[ 05: 30: 56: 355_R:] AT + CPIN?
[ 05: 30: 56: 355_R:] + CPIN: READY
Localizador de vehículos vía GPS 2014
31
[ 05: 30: 56: 372_R:] OK
Uso AT + CIMI para consultar el IMSI (Identidad Internacional del Abonado a un Móvil)
de la tarjeta SIM
[ 05: 30: 56: 377_S:] AT + CIMI
[ 05: 30: 56: 387_R:] AT + CIMI
[ 05: 30: 56: 387_R:] 334030002960458
[ 05: 30: 56: 387_R:] OK
Uso AT + QCCID para consultar el número ICCID de la tarjeta SIM
[ 05: 30: 56: 394_S:] AT + QCCID
[ 05: 30: 56: 403_R:] AT + QCCID
[ 05: 30: 56: 418_R:] 8952035813941449828F
[ 05: 30: 56: 418_R:] OK
Usar AT + CSQ para consultar calidad de la señal actual
[ 05: 30: 56: 425_S:] AT + CSQ
[ 05: 30: 56: 435_R:] AT + CSQ
[ 05: 30: 56: 435_R:] + CSQ: 17,0
[ 05: 30: 56: 435_R:] OK
Uso AT + CREG? / AT + CGREG? para consultar el estado de registro de la red, si el valor
de retorno es [0,1] o [0,5], que se ha registrado con éxito, otro valor se dejan de registrarse
[ 05: 30: 56: 443_S:] AT + CREG?
[ 05: 30: 56: 466_R:] AT + CREG?
[ 05: 30: 56: 466_R:] + CREG: 0,1
[ 05: 30: 56: 466_R:] OK
Uso AT + COPS? para consultar actual operador de red
[ 05: 30: 56: 494_S:] AT + COPS?
[ 05: 30: 56: 515_R:] AT + COPS?
[ 05: 30: 56: 515_R:] COPS +: 0,0, "MOVISTAR GSM"
[ 05: 30: 56: 515_R:] OK
Localizador de vehículos vía GPS 2014
32
Comandos para mandar y recibir SMS
Uso AT + QINISTAT para verificar SMS estado inicial
[ 05: 37: 04: 083_S:] AT + QINISTAT
[ 05: 37: 04: 105_R:] AT + QINISTAT
[ 05: 37: 04: 105_R:] + QINISTAT: 3
[ 05: 37: 04: 105_R:] OK
Uso AT+CMGF seleccionar formato de mensaje SMS .Parámetro de referencia modo [0]
PDU, modo [1] Texto.
[00:56:35:947_S:] AT+CMGF=1
[00:56:35:964_R:] AT+CMGF=1
[00:56:35:964_R:] OK
Enviar mensajes SMS AT+CMGS="
[15:26:31:290_R:] AT+CMGS="777"
[15:26:31:290_R:] OK
A continuación, utilice <Ctrl + Z> para enviar datos. Al recibir OK significa que los datos
han sido enviados
[2015-01-04 15:26:32:296_R:] > SALDO
[15:26:40:503_R:] +CMGS: 82
[15:26:40:503_R:] OK
Use AT+CMGR=1 para leer los mensajes SMS
[2015-01-04 15:26:52:293_R:] AT+CMGR=1
[2015-01-04 15:27:03:299_R:] [2015-01-04 15:27:03:339_R:] +CMGR: "REC
UNREAD","*SALDO","","2015/01/04 15:25:50+00"
[2015-01-04 15:27:03:339_R:] Saldo Total: 20.04 pesos.Saldo Recarga: 20.04 pesos.Saldo
Regalado: 0.00 pesos. Marca sin costo *100 compra paquetes de Internet, minutos y SMS y
mas
Use AT+QMGDA=6 para borrar todos los menajes si es modo texto
Use AT+QMGDA="DEL ALL" para borrar todos los menajes si es modo PDU.
Localizador de vehículos vía GPS 2014
33
Comunicación TCP/IP
Para la conexión TCP/IP se tuvo que usar el socket que fue instalado en el servidor de
tamdi.izt.uam.mx del cual se hablara más adelante.
/Uso AT + CPIN? / AT + CREG? / AT + CGREG? para consultar el estado del registro de
estado y de la red SIM
[12: 59: 24: 489_S:] AT + CPIN?
[12: 59: 24: 498_R:] AT + CPIN?
[12: 59: 24: 498_R:] + CPIN: LISTO
[12: 59: 24: 498_R:] OK
[12: 59: 24: 500_S:] AT + CREG?
[12: 59: 24: 514_R:] AT + CREG?
[12: 59: 24: 514_R:] + CREG: 0,1
[12: 59: 24: 514_R:] OK
[12: 59: 24: 515_S:] AT + CGREG?
[12: 59: 24: 530_R:] AT + CGREG?
[12: 59: 24: 530_R:] + CGREG: 0,1
[12: 59: 24: 530_R:] OK
/El uso de comandos AT + QIMODE para seleccionar el modo TCPIP Pila, es el modo no
transparente cuando AT + QIMODE = 0, y AT + QIMODE = 1 es transparente (Esta
herramienta sólo admite el modo no transparente)
[12: 59: 24: 531_S:] AT + QIMODE = 0
[12: 59: 24: 562_R:] AT + QIMODE = 0
[12: 59: 24: 562_R:] OK
Uso AT + QICSGP = 1, "internet.movistar.mx" para establecer la APN como
"internet.movistar.mx" .Se tiene que usar el APN de su respectiva compañía celular.
[ 59: 24: 567_S:] AT + QICSGP = 1, "internet.movistar.mx"
[59: 24: 580_R:] AT + QICSGP = 1, "internet.movistar.mx"
12: 59: 24: 594_R:] OK
comenzar tarea TCPIP
[12: 59: 24: 606_S:] AT + QIREGAPP
[12: 59: 24: 625_R:] AT + QIREGAPP
[12: 59: 24: 625_R:] OK
Comprobar el modo actual de conexión (1: GPRS conectando modo 0: Modo de conexión
CSD)
Localizador de vehículos vía GPS 2014
34
[12: 59: 24: 634_S:] AT + QICSGP?
[12: 59: 24: 642_R:] AT + QICSGP? [12: 59: 24: 642_R:] + QICSGP: 1
[12: 59: 24: 642_R:] OK
El modo de conexión GPRS actual se conecta el modo
Activa el contexto GPRS
[12: 59: 24: 652_S:] AT + QIACT
[12: 59: 24: 673_R:] AT + QIACT
[12: 59: 25: 349_R:] OK
Obtener la dirección IP local
[12: 59: 25: 367_S:] AT + QILOCIP
[12: 59: 25: 380_R:] AT + QILOCIP
[12: 59: 25: 380_R:] 10.71.146.110
ATV1 set para establecer el formato de respuesta
[12: 59: 29: 855_S:] ATV1
[12: 59: 29: 877_R:] ATV1
[12: 59: 29: 877_R:] OK
Uso AT + QIHEAD = 1 para agregar la información de cabecera al recibir datos
[12: 59: 29: 887_S:] AT + QIHEAD = 1
[12: 59: 29: 907_R:] AT + QIHEAD = 1
[12: 59: 29: 907_R:] OK
Uso AT + QIDNSIP = 0 se utiliza la dirección IP para establecer sesión TCP , mientras
que AT + QIDNSIP = 1 es utilizar el nombre de dominio para establecer sesión UDP
[12: 59: 29: 914_S:] AT + QIDNSIP = 0
[12: 59: 29: 923_R:] AT + QIDNSIP = 0
[12: 59: 29: 923_R:] OK
Uso AT + QIOPEN = "TCP", "148.206.49.158", "9004" para conectarse a un servidor TCP
(dirección IP: 148.206.49.158:9004). Si retorno "CONNECT OK" significa que fue
conectado correctamente al servidor remoto
[12: 59: 29: 931_S:] AT + QIOPEN = "TCP", "148.206.49.158", "9004"
[12: 59: 29: 955_R:] AT + QIOPEN = "TCP", "148.206.49.158", "9004"
[12: 59: 29: 955_R:] OK
[12: 59: 30: 753_R:] CONECTAR OK
Localizador de vehículos vía GPS 2014
35
AT + QISEND, enviar datos al servidor, ">" de la UART indica los siguientes datos de
entrada se considera como datos que se envían. Después de recibir ">", los datos de entrada
(prueba), la longitud máxima de los datos es 1460, se omitirán los datos más allá de 1460.
A continuación, utilice <Ctrl + Z> para enviar datos. Al recibir “SEND OK” significa que
los datos han sido enviados.
[12: 59: 39: 273_S:] AT + QISEND
[12: 59: 39: 281_R:] AT + QISEND [12: 59: 39: 296_R:]> hola Mundo
[12: 59: 39: 507_R:] SEND OK
Uso AT + QISACK para consultar si todos los datos se han enviado
AT + QISACK
[12: 59: 40: 518_R:] AT + QISACK
[12: 59: 40: 536_R:] + QISACK: 6, 6, 0
[12: 59: 40: 536_R:] OK
Uso AT + QICLOSE para cerrar la conexión de TCP / UDP
[13: 00: 48: 140_S:] AT + QICLOSE
[13: 00: 48: 156_R:] AT + QICLOSE
[13: 00: 48: 156_R:] CLOSE OK
Uso AT + QIDEACT para desactivar contexto GPRS
[13: 00: 51: 621_S:] AT + QIDEACT
[13: 00: 51: 636_R:] AT + QIDEACT
[13: 00: 51: 636_R:] DEACT OK
Las
4.4 Pruebas con el Modulo Localizador de Vehículos (GPS+GSM/GPRS+ Micro controlador)
El microcontrolador será el que maneje por medio de un programa todas las instrucciones
y las comunicaciones entre los equipos por medio se software. Las conexiones físicas se
muestran a continuación.
Localizador de vehículos vía GPS 2014
36
Ilustración 21 Sistema Hardware Localizador de Vehículos
RE
3/MC
LR/V
PP
1
RA
1/AN
1/C12IN
1-3
RA
2/AN
2/VR
EF
-/CV
RE
F/C
2IN+
4
RA
4/T0CK
I/C1O
UT
6
RA
5/AN
4/SS
/C2O
UT
7
RB
0/AN
12/INT
33
RB
1/AN
10/C12IN
3-34
RB
2/AN
835
RA
7/OS
C1/C
LKIN
13R
A6/O
SC
2/CLK
OU
T14
RD
5/P1B
28
RD
6/P1C
29
RD
7/P1D
30
RC
4/SD
I/SD
A23
RC
5/SD
O24
RC
3/SC
K/S
CL
18R
C2/P
1A/C
CP
117
RC
1/T1OS
I/CC
P2
16R
C0/T1O
SO
/T1CK
I15
RB
7/ICS
PD
AT
40R
B6/IC
SP
CLK
39R
B5/A
N13/T1G
38R
B4/A
N11
37
RD
322
RD
221
RD
120
RD
019
RC
7/RX
/DT
26R
C6/TX
/CK
25
RE
2/AN
710
RE
1/AN
69
RE
0/AN
58
RA
3/AN
3/VR
EF
+/C
1IN+
5
RD
427
RB
3/AN
9/PG
M/C
12IN2-
36
RA
0/AN
0/ULP
WU
/C12IN
0-2
U1
PIC
16F887
GN
D8
3.3V7
NC
6
NC
5
NC
4
RS
T3
PW
K2
GN
D16
5V15
NC
14
NC
13
RX
12
TX11
CTS
10
RI
9S
TA1
IS1
GS
M/G
PR
S
GN
D8
3.3V7
SD
A6
SC
L5
RX
4
TX3
INT
2
GN
D16
5V15
SD
I14
SU
O13
SC
K12
CS
11
RS
T10
ON
9W
VP
1
IS2
GP
S
5V
3.3V
3.3V
5V
C1
15p
C2
33p
HS
CR
YS
TAL
Localizador de vehículos vía GPS 2014
37
Para que funcione correctamente la comunicación serie entre el microcontrolador y los
módulos GSM2 click y GPS2 click es necesario que se utilice el cristal de cuarzo de otra
forma no se alcanzara la frecuencia de reloj y la comunicación serie no se lograra.
El programa funciona de la siguiente manera:
1. Activa el módulo GSM2 click.
2. Activa el modulo GPS” click.
3. El usuario envíe un mensaje SMS al vehículo con una clave el cual active el modulo
localizador.
4. El mensaje será procesado y responderá al mismo número con el siguiente mensaje
SMS “MENSAJE RECIVIDO, DIRIJACE A tamdi.izt.uam.mx/alex/”.
5. A continuación el módulo GSM2 click ara una conexión TCP/IP con el servidor
por medio de un socket.
6. Se filtrara esta cadena de caracteres “213250.851,A,1921.1822,N,09900.0569,W”
7. Se enviaran a través del canal de comunicación TCP/IP
8. El socket ara el enlace con la página web.
9. El usuario ingresara con su nombre de usuario y contraseña y así podrá visualizar
ubicación de su vehículo por medio de un mapa. Como se muestra a continuación.
Ilustración 22 Pagina de acceso a Usuarios.
Localizador de vehículos vía GPS 2014
38
La filtración que hace el microcontrolador es con la siguiente sección de código.
gps()
{
char uart_rd, error; int cont=0;
do {
uart_rd = Soft_UART_Read(&error); //Se asegura que el GPS coja datos correctos
}while ( uart_rd!='W');
do {
uart_rd = Soft_UART_Read(&error); // Espera la cadena de caracteres
}while ( uart_rd!='C');
uart_rd = Soft_UART_Read(&error);
if ( uart_rd==',') {
while(cont <37) {
do{
uart_rd = Soft_UART_Read(&error);
} while (error);
UART1_Write(uart_rd); // escribe el dato recibido
cont++;
}
}
}
De esta forma nos aseguramos de no desperdiciar memoria ROM del microcontrolador.
4.5 Servidor web
El servidor web está acompañado de un socket programado en el cual recibe los mensajes
los procesa sustrayendo la latitud y la longitud.
sprintf( sed1, "sed -i '36c\%f' accedido.php",latitud);
sprintf(lat,"%f",latitud);
sprintf( sed2, "sed -i '40c\%f' accedido.php",longitud);
sprintf(lng,"%f",longitud);
Estas líneas de código del serversokect muestran la comunicación con la página web.
La función sprintf retorna el número de caracteres escritos al array, sin contar el carácter
nulo al final.
Aprovechando que el servidor instalado en una plataforma Linux se hiso uso del comando
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sed. Este comando lo usamos mucho, porque nos permite, de una forma cómoda, borrar
líneas, registros o sustituir cadenas de caracteres dentro de las líneas. Y con esto poder
modificar las coordenadas geográficas.
Ilustración 23 Mapa y dirección del vehículo
4.6 Resultados
Los resultados han sido satisfactorios una vez que el Usuario realiza la transmisión de
datos mediante SMS, en primera instancia las pruebas de simulación que realizaron con el
modulo completo por un tiempo continuo, verificando el saldo inicial contra el saldo
después de 15 minutos de comunicación TCP/IP resulto que el costo de trasmisión de los
datos enviados (300 mensajes TCP/IP) es apenas de $0.1 pesos que a diferencia de enviar
SMS para detectar el vehículo el costos es de $0.95 por cada mensaje.
Localizador de vehículos vía GPS 2014
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Capitulo 5 Conclusiones y trabajo futuro
5.1 Conclusiones Las comunicaciones mediante el protocolo GPRS son inmediatas y nos ayudan a optimizar
los tiempos de envío en contraste con el servicio SMS, que no nos garantiza que los datos
lleguen en el instante que fueron enviados, debido a retardos producidos por la cantidad de
usuarios que utilizan el servicio. Entre otras de las ventajas que tiene GPRS ante SMS para
la comunicación, es que la transmisión con el uso de paquetes IP permite al sistema detectar
y corregir errores en la transmisión.
Para optimizar la transmisión de paquetes se optó por la implementación del protocolo de la
capa de transporte UDP, debido a que los requerimientos del sistema necesitan que la
comunicación entre el dispositivo y el servidor sea en tiempo real con una baja sobrecarga
de información, lo que mejora el procesamiento de información sin recargar los servidores.
El envío y recepción de las tramas compuestas por los comandos AT, fue un tema
complicado en la investigación, debido a que se requería una respuesta para cada
instrucción, en especial para el formato TCP que necesitaba una conversión, por lo cual, se
programó factible para obtener los resultados esperados.
Haciendo balance entre los objetivos que nos planteamos al inicio, una de las principales
intenciones del proyecto era construir un dispositivo de bajo coste que pudiese estar alcance
prácticamente de cualquier consumidor. Si analizamos el presupuesto total de este primer
sistema, los que se han llegado a conseguir.
GSM2 click $44
GPS2 click $44
Antena GPS $12.11
Antena GSM $6.85
PIC16F887 $2
$15
Total en dólares $123.96
Total en pesos mexicanos $1611 Ilustración 14 Tabla de precios del modulo.
Comparando los sistemas analizados el costo es competitivo dado solo sería una solo
inversión. Simplemente comparándolo con Lo Jack que el cobro es de $99 pesos mensual.
Otra gran ventaja es que el usuario podrá visualizar el movimiento de su vehículo sin
ningún costo adicional.
Tras la conclusión del proyecto correspondiente a un sistema de localización de vehículos
se concluye que los objetivos fueron planteados al inicio fueron alcanzados. Para rematar,
Localizador de vehículos vía GPS 2014
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me gustaría hacer hincapié en las posibilidades de mejora del sistema que quedan
pendientes para darle continuidad del proyecto de las que hablaremos más adelante.
5.2 Trabajo Futuro En el trascurso del proyecto se estableció que el sistema tiene que ser escalable y que se
pueden hacerse mejoras al sistema agregando y realizando cambios leves en el prototipo, se
puede realizar aplicaciones de sistemas como detener el vehículo en cualquier momento
con mensajes SMS, video vigilancia etc. Así mismo el prototipo se puede reprogramar
gracias a las características del microcontrolador se puede reutilizar de acuerdo a las
necesidades de los desarrolladores para proyectos similares.
Otras mejoras al sistema serian a la página web agregándole una base de datos para el
manejo de control de usuarios, guardar las trayectorias de los vehículos.
Una de las dificultades que podrían encontrarse seria instalarlo en vehículos, dado que las
aseguradoras no permiten hacerle ajustes al vehículo el sistema puede ajustarse con un
juego de relevadores para la carga y descarga de la batería del localizador de vehículos.
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Bibliografía
http://www.mikroe.com/products/view/285/book-pic-microcontrollers-programming-in-c/
http://es.tldp.org/Tutoriales/PROG-SOCKETS/prog-sockets.html
http://www.chuidiang.com/clinux/sockets/sockets_simp.php
http://www.unlu.edu.ar/~tyr/tyr/TYR-trab/satobigal/documentacion/beej/clientserver.html
http://php.net/manual/es/tutorial.php
http://www.mikroe.com/download/eng/documents/publications/other-books/libro_simulacion_mikroc.pdf
