GPS adatgyűjtő készítése mikrokontrollerrel

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Iváncsy Szabolcs
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Szakdolgozatom témája egy GPS adatgyűjtési és nyomkövetési feladatokat ellátni képes, mikrokontrolleren alapuló beágyazott rendszer hardver- és szoftverfejlesztésének bemutatása. A dolgozatban bemutatom a rendszer tervezésének egyes lépéseit, tehát a célkitűzések és elvárások számba vételét, a specifikáció rögzítését, a hardver rendszerterv elkészítését, a hardverelemek kiválasztását, a kapcsolási rajz és a nyomtatott áramköri terv elkészítése során figyelembe vett szempontokat, a hardver élesztését és finomhangolását, valamint a rendszert működtető beágyazott szoftver elkészítését. Részletesen leírom továbbá egy, a rendszerhez készült különálló, de azzal kapcsolódásra képes kiegészítő modul tervezését is.

A rendszer legfontosabb funkciója saját földrajzi pozíciójának meghatározása globális műholdas helymeghatározó rendszer segítségével. A szükséges alkatrészek elterjedtsége és a jó minőségű dokumentáció rendelkezésre állása miatt a készülék az USA által kiépített és üzemeltetett GPS helymeghatározó rendszert használja. A nyomkövetési funkciók ellátásához szükséges rádiós kapcsolatot GSM rendszerű modemmel valósítja meg az eszköz, így a világ nagy részén használható nyomkövetési funkciókra a GSM szolgáltatók hálózati infrastruktúrájára támaszkodva. A GSM kapcsolaton keresztül képes internetes kommunikációra a GPRS technológia felhasználásával.

Az eszközzel szembeni alapvető elvárás a nagyfokú mobilitás, ennek megfelelően tápellátását akkumulátor biztosítja. A Micro USB csatlakozóval rendelkező 5 V-os kimeneti feszültségű hálózati tápegységek elterjedtsége és szabványossága indokolta azt, hogy a készülék akkumulátora további külső eszköz nélkül tölthető legyen ezen tápegységek segítségével. Az akkumulátoros üzemidő központi kérdés egy nyomkövető alkalmazásban, ezért a rendszer tervezése során fontos szempont volt az optimalizáció a minél kisebb energiaigényre. A fogyasztás minimalizálását segíti a megfelelő mikrokontroller alkalmazása, az egyes hardverelemek tápellátásának kapcsolhatósága, és egy gyorsulásmérő szenzor beépítése, amely a rendszer ébresztéséről gondoskodik mechanikai hatás esetén.

Az adatok lokális tárolása Micro SD kártyára történik, a gyakorlatilag minden, a kártyát fogadni képes egyéb eszköz által ismert FAT fájlrendszerben. A pozícióadatok tárolásának formátuma a Google által kidolgozott Keyhole Markup Language, amely a Google Earth szoftverbe egyszerűen importálható, és látványos megjelenítést tesz lehetővé. A naplózás gyakorisága konfigurálható, választható adott időnkénti vagy adott távolságonkénti naplózás.

A kiegészítő hardverekkel való kommunikációs lehetőséget egy egyszerű 2.4 GHz-es ISM sávban működő rádiós adó-vevő modul biztosítja.

Kiegészítő hardverként elkészült egy CR2032 lítium elemről üzemelő, kisméretű, gyorsulásmérővel felszerelt kártya, amellyel tovább bővíthető a rendszer vagyonvédelemre is alkalmas funkcionalitása.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.