UNIVERSIDADE POSITIVO
NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA ELÉTRICA
RASTREADOR VEICULAR
Curitiba, 2010
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UNIVERSIDADE POSITIVO
NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA ELÉTRICA
Everson Ribeiro Lopes
José Garcia Dias Junior
RASTREADOR VEICULAR
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia
Elétrica da Universidade Positivo, para obtenção de
avaliação parcial da disciplina de Trabalho de
Conclusão de Curso (TCC), como requisito à
obtenção do grau de Engenheiro Eletricista, sob a
orientação do prof. Msc. José Frederico Rehme.
Curitiba, 2010
3
AGRADECIMENTOS
A Deus por ter nos dado forças e iluminando meu caminho para que pudesse concluir mais
uma etapa da minha vida;
Aos amigos e demais familiares pelos momentos de descontração.
Aos mestres, por seus bons conselhos.
As pessoas que de alguma forma nos ajudaram.
Por fim, fica aqui o agradecimento a todos os nossos amigos e familiares, pelo carinho e pela
compreensão nos momentos em que a dedicação aos estudos foi exclusiva, a todos que contribuíram
direta ou indiretamente para que esse trabalho fosse realizado, nosso eterno AGRADECIMENTO.
4
RESUMO
O projeto proposto trata da elaboração e montagem de um rastreador veicular. Com o uso
deste equipamento, pode-se indicar o posicionamento de um objeto (veículo, navio, etc.) ou pessoas
em qualquer ponto no planeta. O rastreador envia ou recebe informações via GPRS de e para um
servidor pré-programado. Tais informações são a localização e eventos em tempo real relacionados à
pessoa ou ao objeto portador do equipamento.
O usuário conectado ao servidor poderá analisar e tomar algumas ações, dependendo do tipo
de pacote de evento, como a abertura de uma porta ou baú de caminhão, a leitura de um sensor
analógico ou o envio de um sinal de pânico ocasionado pelo condutor caso se encontre em uma
situação de perigo (roubo de veículo ou carga). Para a realização destas ações, são enviados comandos
para acionamento das saídas do rastreador.
O hardware é constituído por um receptor GPS para localização e hora atual do dispositivo,
um modem GSM para envio e recebimento de pacotes (informações) via GPRS, duas saídas digitais
para controles ou acionamentos, duas entradas digitais (uma delas pode ser reservada para analógica),
e um processador para análise e controle de todas as informações ou eventos.
Este trabalho utiliza os conceitos de eletrônica digital e analógica, sinais e sistemas
(telecomunicações) e programação (algoritmos).
O software, além de verificar todos os eventos ou ações a serem tomadas, é constituído por um
protocolo de alta criptografia para tráfego das informações recebidas ou enviadas pelo equipamento
rastreador e utiliza cálculo para correção de erros desses pacotes de informações (checksum) seguindo
os padrões CRC16 (CCITT).
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SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................................................... 7
LISTA DE TABELAS .................................................................................................................................................... 8
LISTA DE ABREVIATURAS ....................................................................................................................................... 9
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................................... 10
1.1 PROBLEMA .............................................................................................................................................. 10
1.2 JUSTIFICATIVA ....................................................................................................................................... 11
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................................................................... 11
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................................................................ 12
2.1 RASTREADORES .................................................................................................................................... 12
2.2 TECNOLOGIA DE RASTREAMENTO................................................................................................... 12
2.2.1 Global Positioning System (GPS) ........................................................................................... 12
2.2.1.1 Triangulação ......................................................................................................... 14
2.3 TECNOLOGIA DE TRANSMISSÃO DE DADOS .................................................................................. 17
2.3.1 Tecnologia GSM ...................................................................................................................... 17
2.3.1.1 Funcionamento do sistema GSM ............................................................................ 18
2.3.2 TECNOLOGIA GPRS ............................................................................................................. 19
3 ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA ................................................................................................................................. 21
3.1 VISÃO GERAL DO SISTEMA ................................................................................................................ 21
3.2 ESPECIFICAÇÃO DO HARDWARE ...................................................................................................... 22
3.2.1 Alimentação do sistema ............................................................................................................ 22
3.2.2 Memória ................................................................................................................................... 23
3.2.3 Microcontrolador ...................................................................................................................... 24
3.2.4 Módulo GSM............................................................................................................................ 25
3.2.4.1 Especificações de transferência de dados ............................................................... 26
3.2.4.2 Interface de dados ................................................................................................... 26
3.2.4.3 Comandos AT......................................................................................................... 26
3.2.5 Receptor GPS ........................................................................................................................... 27
3.2.6 Simcard .................................................................................................................................... 28
3.3 ESPECIFICAÇÃO DO FIRMWARE ........................................................................................................ 28
4 IMPLEMENTAÇÃO................................................................................................................................................. 31
4.1 HARDWARE............................................................................................................................................. 31
4.1.1 Módulo GPS ............................................................................................................................. 31
4.1.2 Modem GSM/GPRS ................................................................................................................. 32
4.1.3 Micro controlador ..................................................................................................................... 33
4.4.4 Alimentação do sistema ............................................................................................................ 34
6
4.4.5 Entradas e saídas ...................................................................................................................... 35
4.2 MONTAGEM DO EQUIPAMENTO ........................................................................................................ 36
4.3 FIRMWARE .............................................................................................................................................. 37
4.3.1 Acionamento do modem........................................................................................................... 37
4.3.2 Recepção de dados GPS ........................................................................................................... 38
4.3.3 Memória ................................................................................................................................... 39
4.3.4 Acionamento do modem........................................................................................................... 39
5 RESULTADOS .......................................................................................................................................................... 41
6 CONCLUSÃO ............................................................................................................................................................ 43
REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................................ 44
7
Figura 01 – Constelação de satélites GPS..............................................................................................13
Figura 02 – Satélite Navstar GPS...........................................................................................................15
Figura 03 – Elementos da rede GSM......................................................................................................16
Figura 04 – Arquitetura lógica do sistema GPRS...................................................................................19
Figura 05 – Triangulação de satélites.....................................................................................................20
Figura 06 – Diagrama em blocos do sistema..........................................................................................21
Figura 07 – Memória AT24C1024.........................................................................................................23
Figura 08 – Microcontrolador PIC 18F8722..........................................................................................24
Figura 09 – Módulo embarcado Siemens Mobile MC55.......................................................................25
Figura 10 – Módulo receptor GPS UBX-G5010....................................................................................27
Figura 11 – Arquitetura ublox 5.............................................................................................................27
Figura 12 – Fluxograma firmware – programa principal.......................................................................29
Figura 13 – Fluxograma recepção de dados GPS...................................................................................29
Figura 14 – Fluxograma gravação de dados na memória.......................................................................30
Figura 15 – Fluxograma acionamento do modem..................................................................................30
Figura 16 – Circuito do módulo receptor GPS.......................................................................................31
Figura 17 – Circuito do modem GSM/GPRS.........................................................................................32
Figura 18 – Circuito do microcontrolador..............................................................................................33
Figura 19 – Circuito de proteção do sistema..........................................................................................34
Figura 20 – Circuito de alimentação do modem.....................................................................................34
Figura 21 – Circuito de alimentação do módulo GPS............................................................................34
Figura 22 – Circuitos das entradas e saídas do sistema..........................................................................35
Figura 23 – Montagem final do rastreador 1..........................................................................................36
Figura 24 – Montagem final do rastreador 2..........................................................................................36
Figura 25 – Fluxograma do firmware acionamento do rastreador..........................................................38
Figura 26 – Fluxograma do firmware recepção de dados GPS..............................................................38
Figura 27 – Fluxograma do firmware memória......................................................................................39
Figura 28 – Fluxograma do firmware acionamento do modem..............................................................40
Figura 29 – Giga de simulação do veículo.............................................................................................40
Figura 30 – Trajeto Curitiba – Ribeirão Preto apresentado no Google Maps........................................40
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 – Características de operação memória AT24C1024...............................................................9
Tabela 02 – Características Modem Siemens MC55..............................................................................10
9
LISTA DE ABREVIATURAS
A – Ampere (unidade de corrente elétrica)
CAN - Controller Area Network
CCITT - Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique
CRC - Cyclical Redundancy Checking
DGPS - Differential Global Positioning System
EGNOS - European Geostationary Navigation Overlay Service
EEPROM - Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory
FDMA - Frequency Division Multiple Access
FTP - File Transfer Protocol
GGSN - Gateway GPRS Support Node
GHz – Giga-Hertz
GPRS – General Packet Radio Service
GPS - Global Positioning System
GSM - Group Special Mobile
IP - Internet Protocol
I/O – Input/Output
ISDN - Integrated Services Digital Network
kbits - quilobits
LAN – Local Area Network
MSAS - Multi-functional Satellite Augmentation System
RAM - Random Access Memory
RTK - Real Time Kinematic
SMS - Short Message Service
SUSEP – Superintendência de Seguros Privados
TDMA - Time Division Multiple Access
V – Volt (Unidade de tensão elétrica)
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1
INTRODUÇÃO
Umas das maiores preocupações do ser humano e das empresas, na atualidade, é a segurança, seja
de si próprio ou de bens de grande valor, como automóveis e cargas. Assaltos, seqüestros e roubos de
carros e cargas são cada vez mais freqüentes. Um dos desafios de pesquisadores e engenheiros é
buscar alternativas para aumentar a segurança das pessoas, dos veículos e das cargas. Aliada ao
crescente número de roubo de cargas no Brasil existe também a questão da necessidade de uma gestão
logística mais eficiente, obrigando o mercado de transportadores a aprimorar suas ferramentas de
gestão.
A tecnologia atual permite a construção de novos equipamentos, com os quais é possível o
rastreamento de veículos e pessoas, além da interação em tempo real com o portador. Um meio que
pode ser uma boa alternativa na tentativa de combate ao roubo de cargas e de veículos é o
rastreamento via GPS (Global Positioning System).
O projeto rastreador de veículos busca a implementação de um equipamento compacto, capaz de
enviar ou receber informações via GPRS de ou/e para um servidor pré-programado, sendo essas, de
localização ou eventos em tempo real, podendo haver interação com o usuário. O rastreador pode
oferecer uma solução simples, como apenas o rastreamento propriamente dito, ou seja, a indicação de
localização em coordenadas de latitude e longitude ou mesmo em interface gráfica, como mapas, até
uma solução mais completa, que possui todas as funcionalidades integradas (rastreamento troca de
informações entre a central e o veículo, acionamento de alarmes, travamento de portas, bloqueio de
veículos, escuta, leitura de qualquer sensor a longa distância, velocidade do veículo, odômetro e
horímetro).
1.1 PROBLEMA
Os veículos são patrimônios preciosos, sejam de passeio ou mesmo de cargas, assim como
muitas vezes o que é transportado tem grande valor comercial. Estatísticas do site SUSEP, mostram
um grande crescimento no número de roubos, a cada um minuto e meio um carro é roubado no Brasil.
Cada vez mais pessoas e empresas buscam a segurança de seus veículos. Esta ainda é a principal razão
pela procura de equipamentos de rastreamento, pois a possibilidade de resgatar um veículo rastreado
roubado é grande.
11
Até pouco tempo atrás, e devido a falta de segurança, o rastreamento veicular era usado apenas
para localização de veículos roubados. Hoje, com o incremento de novas tecnologias, virou uma peça
fundamental para evitar desperdícios e melhorar o lucro do empresário. Outro problema que as
empresas que possuem frota de automóveis encontram é em relação à logística de veículos. Nesse
contexto, transportadores e operadores logísticos têm que investir em uma forma segura da carga
chegar ao seu destino em tempo hábil e de forma completa, surgindo daí a necessidade de sistemas
integrados de rastreamento.
Assim, são evidenciados dois problemas que sugerem a implementação do rastreador veicular:
o aumento do número de ocorrências de roubos de veículos, seqüestros e o desperdício e falta de
controle logístico.
1.2 JUSTIFICATIVA
O GPS é uma tecnologia que se tornou acessível recentemente, e atualmente há uma grande
procura por equipamentos rastreadores.
Por ser uma tecnologia com uma ótima precisão, o GPS pode localizar perfeitamente qualquer ponto
no planeta, sendo a melhor opção em questão de rastreamento. Com a combinação de uma tecnologia
de envio de dados eficiente e em alta velocidade, o GPRS, com o GPS, é obtido um sistema capaz de
satisfazer qualquer necessidade de localização (latitude e longitude) com qualquer servidor préprogramado.
Um aparelho rastreador veicular possibilita uma gama diversa de aplicações, uma grande
variedade de funções que pode ser integrada ao automóvel, sendo ou não de interação em tempo real.
O crescimento rápido em relação ao número de veículos aliado ao aumento da insegurança por parte
dos usuários e empresas evidencia a necessidade da criação de novos equipamentos ou novas funções
que possam ser adicionadas aos rastreadores já existentes.
O projeto rastreador veicular busca desenvolver um produto de baixo custo e compacto, que
possibilite mais segurança aos usuários de qualquer veículo, mas focando principalmente automóveis
de passeio e caminhões de carga associados a frotas de empresas, além de contribuir para um melhor
gerenciamento logístico de suas frotas de veículos por parte das empresas.
12
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
O hardware do sistema será composto por um receptor GPS, que tem por objetivo capturar
informações de posição do objeto rastreado, além do horário atualizado. O modem GSM será
responsável pela transmissão das informações e eventos do veículo para o controlador do sistema. As
ações e comandos deste para o veículo são realizados através de uma rede de comunicação de dados já
estabelecida e do tipo GSM, com a troca de dados via GPRS, através do modem MC55.
Há duas entradas digitais para a coleta de dados referentes aos sensores do veículo, e duas
saídas digitais para o acionamento das funções do rastreador, como bloqueio do veículo, travamento
de porta, abertura de baú.
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1
RASTREADORES
Rastreadores são equipamentos instalados nos veículos para trazer mais tranqüilidade às
empresas, para fins de segurança de cargas, na utilização para controle de frota e otimização dos
procedimentos logísticos. Também são implementados em automóveis de passeio com o intuito de
proporcionarem uma tranquilidade maior aos usuários. O rastreador não é uma simples tecnologia.
Mais propriamente, é a convergência de várias tecnologias que podem ser fundidas para criar sistemas
que rastreiam a posição de frotas de inventário, de veículos ou de animais, por exemplo. Sistemas
similares podem ser criados para entregar serviços com base na posição de dispositivos sem fio.
Os rastreadores podem possuir algumas funções, como botão de pânico, abertura ou
travamento de portas, escuta interna, discadora em caso de violação do veículo, leitura de sensores em
geral.
13
2.2 TECNOLOGIAS DE RASTREAMENTO
Existem algumas opções de tecnologias para rastreamento, mas dentro das existentes, a que
mais se destaca pela acessibilidade é o GPS. Neste tópico será descrita a tecnologia usada para
rastreamento empregada no projeto, o GPS.
2.2.1 Global Positioning System (GPS)
O sistema GPS é constituído de uma constelação de 27 satélites na órbita da Terra (24 em
operação e três extras, em caso de algum falhar). Um receptor GPS, como o que está em um telefone
celular, pode localizar quatro ou mais desses satélites, e descobrir a distância de cada um e deduzir sua
localização por meio de uma triangulação.
Criado e controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, trata-se de um sistema
de navegação composto por satélites que estão em órbita ao redor da terra e que formam uma rede, em
formação precisa, numa altitude aproximada de 21 mil quilômetros. Eles transmitem continuamente
informações de tempo e distância para receptores.
Todo ponto na terra é identificado por dois conjuntos de números chamados coordenadas, que
representam latitude e longitude. Para o sistema funcionar deve haver linha clara de visada
desobstruída entre os satélites e o receptor. Para o sistema e a triangulação funcionar, deve haver linha
clara de visada desobstruída entre os satélites (pelo menos três) e o receptor.
O GPS é ideal para topografia, exploração agrícola, transporte ou uso militar (para o qual foi
originalmente projetado). O sistema desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA conta
também com 5 estações de monitoramento em terra. A exatidão da informação do GPS é de alguns
metros, ou submétrica para receptores profissionais, ou ainda menos de um centímetro para receptores
militares de grande exatidão.
As aplicações civis e comerciais para o GPS são vastas. Exemplos de aplicação são:
localização (determinação de determinada posição), navegação (indo de um lugar para outro),
rastreamento (monitoração da movimentação de pessoas, veículos ou qualquer coisa), mapeamento
(criação de mapas no mundo todo, topografia, agrimensura) e horários de precisão (determinação do
horário preciso em todo o mundo, como no Brasil as companhias de energia elétrica, que usam o GPS
para sincronizar medição de energia).
14
A figura 01 ilustra a concepção dos satélites dispostos ao redor do planeta.
Figura 01 – Constelação de satélites GPS
Fonte: http://www.popa.com.br/_2008/cronicas/gps/concepcao_gps_dod_usa.jpg. Acesso em 21 de Abril de 2010.
A precisão de um receptor de GPS, em média, é de 15 metros. De acordo com a sofisticação
do receptor de GPS, empregam-se várias tecnologias para aumentar a precisão do receptor. Um
modelo profissional, sofisticado, pode ter a precisão de 3 metros, ou melhor, sendo obtido através do
uso de sinais de correção de satélites de navegação. Nos Estados Unidos, é admitida uma precisão de 3
metros, através de correções obtidas em pontos fixos, conhecidos como WAAS (Sistema de Aumento
da Área de Abrangência). Na Europa, um sistema semelhante provê a mesma precisão, e é
denominado EGNOS. Na Ásia, o sistema de correção é provido pela MSAS.
Outras metodologias para aumentar a precisão da navegação através de satélites de GPS,
incluem o uso de DGPS; estações de revezamento de solo, fixadas em posições conhecidas, que
transmitem sinais de navegação de satélites já corrigidos. Vários métodos e aplicações de DGPS
podem aumentar a precisão da navegação através de GPS, de alguns metros para alguns milímetros. O
DGPS só é aplicável mediante a utilização de equipamentos sofisticados. Outro sistema de precisão é
o RTK. Este sistema é capaz de transmitir um sinal com fase-corrigida, de uma posição conhecida,
para um ou mais receptores, com centímetros de precisão.
2.2.1.1 Triangulação de satélites
Para descobrir a posição de um lugar na Terra, através do sistema GPS, é utilizado o método
da triangulação. Para facilitar o entendimento serão utilizados neste tópico, letras para identificar
satélites e receptores. Esse método consiste:
15
O satélite A envia os sinais para o receptor P, esse, por sua vez, calcula a distância a entre o
satélite e o receptor (dA). Assim, o Ponto P poderia ser qualquer ponto da circunferência, sendo, por
isso, necessário, outro satélite.
O satélite B vai repetir o processo feito em A, sendo que este calcula a distância (dB).
Estas duas circunferências encontram-se em dois pontos, o que faz com que seja necessária a presença
de outro satélite.
Com o satélite C, é descoberta a distância (dC), o que faz com que estas três circunferências se
cruzem todas em apenas um ponto (P).
Esse ponto (P) é onde o receptor está localizado.
Na teoria, este método com três satélites é possível, mas na prática poderia causar grandes
erros. Os relógios atômicos presentes nos satélites têm que estar sincronizados, para os valores obtidos
nas distâncias estarem corretos. Assim, na prática é necessária a presença de um 4º satélite que vai
servir de referência aos outros satélites. É o chamado satélite de referência.
A figura 02 ilustra como é realizado o processo de triangulação.
Figura 02 – Constelação de satélites GPS
Fonte: http://paginas.fe.up.pt/~hmiranda/st2/galileu. Acesso em 27 de Abril de 2010.
16
Segundo arquivo da SPTrans o GPS consiste de três componentes:
Componente Espacial: consiste de 24 satélites operacionais em seis órbitas circulares a
20.200 km acima da terra com um angulo de inclinação de 55 graus e um período de 12 horas.
Os satélites estão em órbitas espaçadas de tal forma que em qualquer momento, pelo menos
seis satélites estarão visíveis ao usuário, em qualquer lugar do mundo. Os satélites transmitem
continuamente ondas de rádio com informações sobre posição e horário para usuários em
qualquer lugar do mundo.
Componente de Controle: consiste da estação de controle mestre situada em
ColoradoSprings (EUA) com cinco estações de monitoramento e três antenas de solo,
localizadas ao redor do mundo. As estações de monitoramento trilham todos os satélites GPS
visíveis e coletam informações sobre a distância das transmissões de rádio feitas pelo satélite.
As estações de monitoramento enviam as informações coletadas de cada um dos satélites de
volta para a estação de controle mestre, que calcula com extrema precisão a órbita dos
satélites. As informações são então formatadas e enviadas como mensagens de navegação
atualizadas para cada um dos satélites. As mensagens de navegação atualizadas são enviadas
para cada satélite através das antenas de solo, que ainda transmitem e recebem o controle do
satélite e sinais de monitoramento.
Componente do usuário: consiste dos receptores, processadores e antenas que
permitem a operadores de GPS, terrestres, marítimos ou aeronáuticos receberem as
transmissões de rádio a partir dos satélites e assim calcular com precisão sua posição,
velocidade e horário.
Figura 03 – Satélite Navstar GPS
Fonte: http://www.popa.com.br/_2008/cronicas/gps/navstar01.jpg. Acesso em 23 de Abril de 2010.
17
2.3 TECNOLOGIAS DE TRANSMISSÃO DE DADOS
A comunicação de dados em um receptor GPS, pode ocorrer de três formas:
Satélites de alta órbita,
Satélites de baixa órbita
Tecnologia GSM/GPRS.
Entretanto, a mais acessível e com uma ampla área de cobertura é a tecnologia GSM/GPRS,
que é o utilizado no projeto rastreador veicular.
2.3.1
Tecnologia GSM (Global System for Mobile Communications)
O sistema GSM é um sistema celular digital de segunda geração, concebido com o propósito
de resolver os problemas de fragmentação dos primeiros sistemas celulares na Europa. O GSM é o
primeiro sistema celular no mundo a especificar modulação digital e arquiteturas de serviços de nível
de rede. Antes do GSM, os países da Europa utilizavam padrões diferentes dentro do continente e não
era possível a um usuário utilizar um único terminal em toda a Europa.
O padrão GSM foi inicialmente desenvolvido para ser um sistema pan Europeu e prometia
uma série de serviços utilizando a rede digital de serviços integrados RDSI (ou ISDN – Integrated
Services Digital Network).
Em 1982, foi criado na Europa o grupo GSM (Group Special Mobile) para desenvolver um
padrão digital europeu único. O sucesso do padrão GSM excedeu as expectativas e ele é atualmente o
padrão mais popular para sistemas celulares e equipamentos de comunicação pessoal em todo o
mundo. A introdução do GSM se deu inicialmente no mercado Europeu em 1991. Ao final do ano de
1993, vários países não europeus na América do Sul, Ásia, além da África do Sul e Austrália
18
começaram a operar e adotar o GSM e o padrão tecnicamente equivalente e a partir dele desenvolvido,
o DCS 1800. Esse último suporta serviços de comunicação pessoal (PCS – Personal Communication
Services) nas faixas de rádio de 1.8 GHz a 2 GHz recentemente criadas pelos governos em todo o
mundo.
2.3.1.1 Funcionamento do sistema GSM
O sistema GSM 900 utiliza dois conjuntos de frequências na banda dos 900 MHz: o primeiro
entre 890-915 MHz, utilizado para as transmissões do terminal, e o segundo entre 935-960 MHZ, para
as trasnsmissões da rede.
O método utilizado pelo GSM para gerar as frequências é uma combinação de duas
tecnologias: o TDMA (Time Division Multiple Access) e o FDMA (Frequency Division Multiple
Access). O FDMA divide os 25 MHz disponíveis em faixas de frequência em 124 canais com uma
largura de 200 kHz e uma capacidade de transmissão de dados na ordem dos 270 kbps. Uma ou mais
destas frequências é atribuída a cada estação-base e dividida novamente, em termos de tempo,
utilizando o TDMA, em oito espaços de tempo (timeslots). O terminal utiliza um timeslot para
recepção e outro para emissão. Eles encontram-se separados temporalmente para que o modem não
receba e transmita ao mesmo tempo. Esta divisão de tempo também é chamada de full rate. As redes
também podem dividir as frequências em 16 espaços, processo designado como half-rate, mas a
qualidade da transmissão é inferior.
A voz é codificada de uma forma complexa para que erros na transmissão possam ser
detectados e corrigidos. Em seguida, a codificação digital da voz é enviada nos timeslots, cada um com
uma duração de 577 milisegundos e uma capacidade de 116 bits codificados. Cada terminal deve
possuir uma agilidade de frequência, podendo deslocar-se entre os timeslots utilizados para envio,
recepção e controle dentro de um frame completo. Ao mesmo tempo, um modem verifica outros
canais para determinar se o sinal é mais forte e mandar a transmissão para eles, caso a resposta seja
afirmativa.
19
Figura 04 – Elementos de rede GSM.
Fonte: http://www.braghetto.eti.br. Acesso em 15 de Maio de 2010.
2.3.2
Tecnologia GPRS (General Packet Radio Service)
O GPRS (General Packet Radio Service) é um novo serviço “novoice” que permite que a
informação em forma de dados seja emitida e recebida através de uma rede de telefonia móvel. Ele
complementa os atuais serviços de comutação por circuitos GSM (Global System for Mobile) e os
serviços de envio de mensagens via rede celular denominados de SMS (Short Message System).
As redes GPRS foram desenvolvidas para suportar os serviços de dados, pois as mesmas
foram criadas baseadas em transmissão por comutação de pacotes, diferentemente das GSM que ainda
utilizam a comutação por circuitos. Na comutação por pacotes, utiliza-se uma forma mais eficiente a
banda devido à transmissão do tráfego ser em rajadas, o que é a característica dos serviços de dados.
O GSM e o GPRS compartilham uma única base dinâmica e flexível, com várias
características semelhantes entre si, como bandas, freqüências, estrutura de frames e técnicas de
modulação. No entanto, a cobrança pelo uso de GPRS é feita por quantidade de dados (kbits)
transmitidos enquanto no GSM é feita por tempo de conexão (segundos). O sistema de GPRS fornece
uma solução básica para uma comunicação IP entre estações móveis (MS – Mobile Station) e os Hosts
da Internet (IH – Internet Host) ou uma LAN incorporada. Possuem diversas características, como:
Velocidade: Na teoria, as velocidades máximas chegam a 171,2 kilobits por segundo, porém
só são possíveis no GPRS usando todos os oito times-slots ao mesmo tempo. Isto é aproximadamente
três vezes mais do que a capacidade atual das redes de telecomunicações, permitindo que a informação
seja transmitida de forma mais rápida e eficiente através da rede móvel.
20
Immediancy: Facilidade de se conectar a rede de dados. O GPRS não necessita de realizar
conexões dial-up, o usuário fica o tempo todo “conectado”. O immediancy é uma das vantagens de
GPRS quando comparado aos serviços de comutação por circuitos.
Esta característica é largamente utilizada em transferência de dados críticos e de forma online, tais
como a autorização remota do cartão de crédito, onde seria inaceitável manter muito tempo o cliente a
espera da conclusão de uma transação.
Novas Aplicações: GPRS facilita o uso de diversas aplicações novas que não são possíveis em
redes GSM devido às limitações na velocidade de dados comutados por circuito (9,6 kbps) e do
comprimento de mensagem do SMS (160 caracteres). Existem dois grupos de aplicações: as verticais e
as horizontais. As horizontais são aplicações voltadas para os clientes “person-to-person”, incluindo as
ferramentas comuns como: Web, chat, FTP (File Transfer Protocol), e-mails, leitor de cartão
magnético. As verticais são aplicações adaptadas para resolver exigências de redes GSM e GRPS e
redes sem fio, de uma transmissão de dados de uma empresa especifica como: aplicações de venda de
serviços, transações bancárias, aplicações de telemetria, entre outros.
As partes do sistema GPRS que realizam a comutação dos pacotes são chamadas de SGSN
(Serving GPRS Support Node); elas são o centro da rede e fornecem o roteamento para as demais
partes, faz interface entre a rede de comutação por pacote (rede de dados) e a rede de comutação por
circuitos (HLRs, EIRs e outros).
A arquitetura GPRS utiliza toda a estrutura já montada na rede GSM, incluindo-se novos
elementos de rede e interfaces, além de modificar alguns já existentes, como mostra a figura 05.
Figura 05– Arquitetura lógica do sistema GPRS
Fonte: http://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2008_2/ricardo/3. Acesso em 27 de Maio de 2010.
21
As principais modificações foram:
MS: as MSs da geração 2G não conseguem acessar o sistema de comutação por pacotes. As
novas MSs são totalmente compatíveis com o sistema de comutação de circuitos;
BTS: Atualização de software nas BTSs existentes;
BSC: Atualização de software e instalação de hardware novo, chamado PCU (Packet Control
Unit – unidade de controle de pacote), que direciona o tráfego de dados para a rede GPRS;
SGSN e GGSN: novos elementos de rede, chamados servidor do nó de suporte GPRS
(Serving GPRS Support Node – SGSN) e Gateway do nó de suporte GPRS (Gateway GPRS Support
Node - GGSN);
VLR, HLR, AuC, EIR e demais bases de dados: atualização do software que forneça as
funções do GPRS.
3
ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA
Este capítulo busca fornecer uma visão mais ampla do projeto, onde é descrito como funciona
cada bloco que compõem a estrutura do rastreador veicular. As especificações de firmware, hardware
e software são abordadas ao longo deste capítulo.
3.1
VISÃO GERAL DO SISTEMA
O diagrama em blocos da figura 06 representa o projeto em etapas:
Figura 06 – Diagrama em blocos sistema rastreador
Fonte: Própria. 2010
22
Como se pode observar na figura 06, o rastreador possui um receptor GPS. O módulo GPS
Ublox (LEA - 4S), é responsável pela indicação de posição em coordenadas geográficas, de latitude e
longitude do objeto rastreado, sendo essas coordenadas transmitidas através de uma interface serial
para o microcontrolador. O bloco microcontrolador contém o firmware, que é responsável por tratar os
dados adquiridos do receptor GPS, e transmitir ao modem as informações de localização que o
servidor terá acesso. O firmware também será responsável por gravar as informações na memória e
pelo processamento das informações captadas dos sensores do veículo, sendo que dependendo do
evento, o programa contido no processador irá acionar o modem para o envio das informações.
O microcontrolador é responsável por toda a parte de controle, acionamento e aquisição de
informações referentes aos sensores.
O bloco do modem é responsável exclusivamente pela comunicação com o servidor. Todas as
informações referentes à localização, status de parâmetros monitorados no veículo e acionamentos
executados pelo usuário responsável pelo servidor serão transmitidas através da rede GPRS.
O projeto utiliza duas interfaces diferentes para a comunicação entre os blocos. A
comunicação do microcontrolador com o receptor GPS e com o modem é feita através da interface de
comunicação serial. Já a comunicação com a memória utiliza o protocolo I2C.
3.2
ESPECIFICAÇÃO DO HARDWARE
A seguir são explorados todos os blocos componentes do hardware, com a sua descrição e
especificação.
3.2.1 ALIMENTAÇÃO DO SISTEMA
A alimentação do sistema é realizada pela própria bateria do veículo (12V), e por isso esse
nível de tensão deve ser adequado de acordo com as especificações de cada componente do rastreador
(5V), evitando danos ao equipamento. É um protocolo de comunicação usado para a interconexão de
diversos circuitos integrados a um único barramento de quatro linhas físicas.
O barramento I2C possui uma linha para enviar/receber dados, chamada linha serial de dados
ou SDA, e outra linha usada para o clock, que sincroniza a comunicação denominada linha serial de
23
clock ou SCL. As outras duas linhas do barramento são formadas pelo positivo (VDD) e ground
(GND).
3.2.2 MEMÓRIA
O rastreador possui uma memória externa conectada ao microcontrolador, através do
protocolo I2C, para o backup de informações, evitando perdas de dados caso o rastreador esteja
localizado temporariamente em uma área sem cobertura, por exemplo.
A memória utilizada é uma EEPROM, do modelo AT24C1024, possuindo 1.048.576 bits
eletricamente apagáveis e programáveis, sendo uma memória organizada em uma estrutura de 131.072
palavras de 8 bits cada. O recurso permite até dois dispositivos compartilhando um barramento
comum de dois fios. O dispositivo é ideal para uso em aplicações industriais e comerciais, de baixa
potência e operação de baixa tensão. Além disso, a família inteira está disponível em uma faixa de
alimentação de 2.7V a 5.5V.
Figura 07 – Memória AT24C1024
Fonte: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/doc1471.pdf. Acesso em 20 de maio de 2010.
Algumas características de operação são apresentadas na tabela 01:
Temperatura de operação:
–55°C a +125°C
Temperatura de armazenamento:
–65°C a +150°C
Máxima tensão de operação:
6.25V
Corrente de saída (DC):
5.0 mA
Tabela 01 – Características de operação memória AT24C1024
Fonte: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/doc1471.pdf. Acesso em 20 de maio de 2010.
24
3.2.3 MICROCONTROLADOR
Este projeto utiliza o microcontrolador PIC18F8722, o qual possui um clock de 25 MHz, 3
timers, 128K de memória Flash, 1024 bytes de memória EEPROM, 3936 bytes de memória RAM e 68
portas de I/O programáveis das quais dezesseis podem ser configuradas como entradas analógicas. O
microcontrolador PIC18F8722 trabalha com nível TTL 5V. Este microcontrolador foi escolhido por
ter uma grande quantidade de memória de programação e uma grande quantidade de I/O’s e duas
UART, uma para o modem e a outra para o GPS, e também por um baixo consumo.
O microcontrolador é responsável por receber e processar os dados do módulo receptor GPS,
além de todas as informações referentes aos diversos sensores conectados aos seus pinos de entrada, e
conforme o estado dos sensores, ou a solicitação do servidor, enviam os comandos AT’s ao modem, e
conseqüentemente as informações sobre o estado do objeto rastreado, além de realizar toda a parte de
controle das funções especificadas no veículo.
Figura 08 – Microcontrolador PIC 18F8722
Fonte: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39646c.pdf. Acesso em 20 de maio de 2010.
3.2.4 MÓDULO GSM/GPRS
O Siemens MC55 é um módulo tri-band que funciona nas freqüências GSM 900 MHz, GSM
1800 MHz e GSM 1900 MHz.
Os módulos GSM são equipamentos semelhantes aos aparelhos celulares, diferenciados
principalmente pelo tipo de encapsulamento. Os aparelhos celulares possuem uma boa interface
gráfica e de fácil utilização, já os módulos possuem apenas uma comunicação serial.
25
Todos os módulos encontrados comercialmente são compatíveis com comunicação serial e
comandos AT. Assim como nos telefones, para o funcionamento dos módulos GSM é necessário
utilizar um SIM CARD, ou módulo de identificação de assinante, carregando as informações da linha
telefônica.
A Figura 10 apresenta o módulo MC55, fabricado pela Siemens®, para aplicações embarcadas.
Figura 09 - Siemens Mobile MC55. Módulo embarcado.
Fonte: http://farnell.com/datasheets/316796.pdf. Acesso em 20 de maio de 2010.
O MC55 é a nova geração de modens GSM/GPRS Tri-Band. Este módulo é extremamente
compacto e possui uma alta velocidade de transmissão de dados, possuindo uma ampla gama de
aplicações.
Desenvolvido especialmente para aplicações M2M, as características mais importantes do
MC55 são apresentadas na tabela 02:
Bandas de operação
EGSM 900, GSM 1800, GSM 1900
Tensão de alimentação
3,3 ~ 4.8 V
Dimensões
54.5 x 36 x 3,6 mm
Peso
9g
Potência de transmissão
• Class 4 (2W) at EGSM 900 and GSM 850
• Class 1 (1W) at GSM 1800 and GSM 1900
• GPRS multi-slot class 10
• GPRS mobile station class B
Funcionamento normal: -20 ° C a 55 ° C
Conectividade GPRS
Temperatura ambiente de operação
• Operação restrita: -25 ° C a -20 ° C e 55 ° C a +70 ° C
• Desligamento automático térmico: ≤ -25 ° C e ≥ 70 ° C
Máxima umidade permitida
90% de umidade relativa do ar
Tabela 2 – Características Modem Siemens MC55.
Fonte: http://farnell.com/datasheets/316796.pdf. Acesso em 20 de maio de 2010.
26
3.2.4.1 Especificações para transferência de dados
Máxima transferência de dados (downlink): 85.6 kbps;
Máxima transferência de dados (uplink): 42,8 kbps;
MC55/56 suporta os dois protocolos PAP (Password Authentication Protocol) e CHAP
Challenge Handshake Authentication Protocol);
Suporte de Packet Switched Broadcast Control (Canal PBCCH).
3.2.4.2 Interfaces
O MC39I possui 40 pinos conectores ZIF, sendo esses com as seguintes funções:
Alimentação;
SIMCARD (3V);
Interface RS232 bi-direcional;
Autobauding;
Possui duas interfaces de áudio analógico;
Conector de RF 50 Ω SGC (antena).
3.2.4.3 Comandos AT
A sigla AT é proveniente da língua inglesa, attention, a qual também pode ser traduzida como
“código de atenção”. Este código é utilizado por grande parte dos modem comerciais.
Todos os modelos de modem (módulos) GSM têm compatibilidade de utilização através de
comandos AT. Existem comandos AT que são padrão para todos os tipos de modens, e outros
comandos que são específicos de cada fabricante, o qual fornece no manual cada comando com a sua
designação. São apresentados alguns exemplos de comandos AT padrões:
ATD12345 ® disca para o número 12345;
AT%B 9600 ® seta a velocidade de negociação com o modem remoto em 9600bps.
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AT para módulo GSM (específico):
AT+CSMS ® seleciona serviço de mensagens;
AT+CMGS ® envia mensagem.
3.2.5 RECEPTOR GPS
A série do módulo LEA-5 é uma família de receptores sistema GPS e do GALILEO, que
caracterizam o poderoso sistema de posicionamento u-blox5, com 50 canais. Estes módulos fornecem
um desempenho excepcional do GPS.
Figura 10 – Módulo receptor GPS UBX-G5010
Fonte: http://www.u-blox.com. Acesso em 20 de maio de 2010.
Figura 11 – Arquitetura ublox 5.
Fonte: http://www.u-blox.com. Acesso em 20 de maio de 2010.
28
3.2.6 SIMCARD
Subscriber Identity Module - é um tipo de smart card (cartão inteligente), especialmente
projetado para telecomunicações, que é utilizado dentro do aparelho celular GSM para identificar o
usuário para o sistema.
Consiste em um cartão de plástico que contém um microcomputador, com suas portas de
entrada e saída, memórias e sistema operacional, com mecanismos de segurança incorporados. O
cartão é visualmente identificado pelo número serial do chip que é único mundialmente, gravado no
corte plug-in, denominado ICCID – Integrated Circuit Chip Card Identification.
Os SIM Cards estão disponíveis nas versões 8 Kbytes (muito pouco utilizado atualmente), 16
Kbytes, 32 Kbytes, 64 Kbytes e 128 Kbytes de memória EEPROM.
3.3
ESPECIFICAÇÃO DO FIRMWARE
O firmware está gravado na memória do microcontrolador, através de um compilador, sendo
responsável pelo funcionamento correto do microcontrolador. O firmware é implementado através da
linguagem C.
Nas figuras a seguir são apresentados os fluxogramas responsáveis pelo programa principal do
firmware, gravação de dados na memória, acionamento do modem e recepção de dados do módulo
GPS.
29
Figura 12 – Fluxograma firmware – programa principal.
Fonte: Própria, 2010.
Figura 13 – Fluxograma recepção de dados GPS.
Fonte: Própria, 2010.
30
Figura 14 – Fluxograma gravação de dados na memória.
Fonte: Própria, 2010.
Figura 15 – Fluxograma acionamento do modem.
Fonte: Própria, 2010.
31
4
IMPLEMENTAÇÃO
Este capítulo tem como objetivo apresentar os diagramas elétricos dos diversos blocos do
rastreador veicular, mostrando a estrutura que compõe cada parte do equipamento, além de detalhar a
firmware que integra o sistema.
4.1
HARDWARE
Os diversos blocos constituintes do rastreador têm sua estrutura apresentada nos itens a seguir.
O hardware divide-se em cinco blocos principais:
Módulo GPS;
Modem GSM/GPRS;
Microcontrolador;
Alimentação do sistema;
Entradas e saídas (I/O).
4.1.1
Módulo GPS
O Módulo receptor GPS UBX-G5010 é parte fundamental para o funcionamento do
rastreador, pois é responsável direto pelo recebimento das coordenadas de latitude e longitude para a
localização do objeto portador do equipamento.
Figura 16 – Circuito do módulo receptor GPS
Fonte Própria, 2010.
32
4.1.2
Modem GSM/GPRS
O circuito do modem é responsável pelo envio de informações ao servidor e recepção de
comandos respectivamente; isso ocorre através de comandos “AT”, que são tratados no
“FIRMWARE”.
Figura 17 – Circuito do modem GSM/GPRS
Fonte Própria, 2010.
33
4.1.3
Microcontrolador
O microcontrolador é responsável por toda a parte de processamento de dados, e o circuito é
apresentado logo abaixo:
Figura 18 – Circuito do Microcontrolador
Fonte Própria, 2010.
34
4.1.4
Alimentação do sistema
A alimentação do sistema é fornecida pela própria bateria do carro (12V), mas essa tensão
deve ser adequada para utilização nos diversos componente do rastreador; por isso, o circuito de
alimentação possui diversos reguladores de tensão. Também é determinado nesse circuito de
alimentação, a proteção do sistema, para evitar danos aos equipamentos.
Figura 19 – Circuito de proteção do sistema.
Fonte Própria, 2010.
Figura 20 – Circuito de alimentação do modem.
Fonte Própria, 2010.
Figura 21 – Circuito de alimentação do módulo GPS.
Fonte Própria, 2010.
35
4.1.5
Entradas e Saídas (I/O)
As diversas entradas e saídas do sistema estão representadas na figura abaixo:
Figura 22 – Circuito das I/O do sistema. Na parte superior direita do esquemático são entradas digitais acionadas por sinal GND, logo abaixo
são duas entradas analógicas com entrada de 0 ate 30V. Na parte esquerda são todas as saídas de coletor aberto, que apos acionadas enviam
sinal GND.Fonte Própria, 2010.
36
4.2
MONTAGEM DO EQUIPAMENTO
A placa final do rastreador já em condições de funcionamento é apresentada na figura abaixo:
Figura 23 – Montagem final do rastreador 1.
Fonte Própria, 2010.
Figura 24 – Montagem final do rastreador 2.
Fonte Própria, 2010
37
4.3
FIRMWARE
O firmware que está embarcado no processador trata qualquer evento que seja informado ao
equipamento, ou seja, é ele que realiza todo o processo lógico do rastreador, e decide o que o
equipamento deve fazer caso ocorra uma excitação de um sensor qualquer a ele conectado, ou mesmo
a solicitação do servidor.
O firmware organiza todas as informações (dados dos diferentes blocos constituintes do
equipamento) e em seguida toma a decisão de acordo com o evento ocorrido.
4.3.1 Acionamento do rastreador
O fluxograma abaixo mostra como ocorre todo o processo de acionamento do rastreador,
desde a ignição do veículo, até o envio do pacote de dados montado pelo equipamento, com as
informações em relação ao objeto rastreado. O fluxograma mostra toda a parte lógica referente
equipamento, desde o evento de ignição do veículo até o momento de envio de informações ao
servidor. O funcionamento desse fluxograma de acionamento do rastreador ocorre da seguinte forma:
A partir do evento de ignição, o equipamento inicializa o modem e o módulo GPS, e
periodicamente (tempo determinado pelo timer1), enviará o estado dos parâmetros monitorados ao
servidor. Caso ocorra algum evento inesperado ou algum flag de comando, imediatamente será
informada ao servidor.
38
Figura 25 – Fluxograma do firmware acionamento do rastreador.
Fonte Própria, 2010.
4.3.2 Recepção de dados GPS
Essa é a base para o funcionamento do rastreador. O equipamento está constantemente
recebendo dados referentes a informações do módulo GPS (localização, data e hora atualizadas, além
de outras informações). Essa parte do fluxograma é responsável por verificar se o equipamento está
conectado a rede GPS, e salvar os dados na memória do equipamento, onde posteriormente as
informações de localização são enviadas ao servidor.
Figura 26 – Fluxograma do firmware recepção de dados GPS.
Fonte Própria, 2010.
39
4.3.3 Memória
A memória tem a função de armazenar informações que são enviadas ao servidor, ou seja,
dados que indicam a localização, hora, data, e o estado das entradas analógicas e digitais do
equipamento. O funcionamento dessa parte do fluxograma ocorre da seguinte forma:
A partir que a conexão GPS está estabelecida, o equipamento monta um pacote de dados
referentes a todas as informações do veículo (informações sobre a conexão GPS, localização, data e
hora, estado das entradas analógicas e digitais). Quando esse pacote de dados está pronto, é verificado
se há conexão GPRS. Se houver conexão com a operadora de telefonia, o pacote de dados é
transmitido, caso contrário esses dados são salvos na memória e serão enviados após o
restabelecimento da conexão. Resumidamente, a memória tem a finalidade de backup, isso significa
que mesmo que a conexão GPRS seja interrompida, não há perda de informações.
Figura 27 – Fluxograma do firmware memória.
Fonte Própria, 2010.
4.3.4 Acionamento do modem
O equipamento está constantemente se comunicando com o servidor, sendo assim a transmissão e
recepção de dados é um ponto fundamental para o funcionamento do rastreador.
40
Periodicamente ou conforme a necessidade de um comando ou a ocorrência de um evento, o
equipamento se comunica com o servidor informando sobre o estado veículo.
Essa parte do fluxograma explica como é feito todo processo para o acionamento do modem.
Ele verifica se há erros no simcard, se não houver o modem estabelece uma conexão com a rede de
dados e de voz. O fluxograma do firmware do rastreador é encontrado na figura 26.
Figura 28 – Fluxograma do firmware acionamento do modem.
Fonte Própria, 2010.
41
5
RESULTADOS
O capítulo cinco deste trabalho tem como objetivo demonstrar os resultados referentes ao
projeto do rastreador, o funcionamento do equipamento, dificuldades de montagem e soluções
aplicadas.
O hardware do equipamento apresentou satisfatório funcionamento, não apresentando nenhum
problema nos testes finais. Logo que o aparelho é ligado ele conecta-se automaticamente á rede
GSM/GPRS da operadora em uso e demora menos de cinco minutos para captação do sinal GPS,
iniciando imediatamente a comunicação ao servidor para envio dos pacotes.
Além dos pacotes de intervalo de tempo programados, existem pacotes de eventos: ligar e/ou
desligar à ignição, abrir e/ou fechar uma porta baú, botão de pânico e todos funcionaram como
esperados nas simulações.
As entradas analógicas enviam informações em hexadecimal do nível de tensão em sua
entrada variadas de 0 até 10 volts, podendo ser aplicadas a vários tipos de dispositivos, como uma
bomba de gasolina ou sensores analógicos.
Com o auxilio de uma caixa metálica, foi retirado o sinal da operadora de telefonia em uso
para teste de sua memória interna, sendo que a mesma salvou os pacotes de posições a serem enviados
e após o retorno do sinal da operadora de telefonia os enviou para o servidor.
Para validação do funcionamento do equipamento, foi desenvolvido um servidor para testar a
comunicação com o rastreador, todos os comandos e leituras. Foi desenvolvido paralelamente com
servidor um dispositivo para simular um veículo (ignição, e I/O’s) o qual é apresentado na figura 29.
Os pontos referentes à localização do rastreador são apresentados em uma interface gráfica, em mapa
(Google Maps). Também foi realizado um teste de campo, o rastreador foi instalado em um automóvel
e foi percorrido um trajeto da cidade de Curitiba-PR a Ribeirão Preto-SP. O resultado desse teste é
apresentado na figura 30.
42
Figura 29 – Giga de simulação do veículo.
Fonte Própria, 2010.
Figura 30 – Trajeto Curitiba – Ribeirão Preto apresentado no Google Maps.
Fonte Própria, 2010.
43
6
CONCLUSÃO
Ao começar a desenvolver o projeto proposto, foi verificada a complexidade de criar um
sistema confiável para monitorar um veículo, com uma boa precisão e uma forma eficiente (confiável
e rápida) de comunicação com o servidor. A escolha do sistema GPRS para transmissão de dados foi
uma solução para uma conexão eficaz. Outro ponto complexo na montagem do rastreador foi a
implementação do sistema responsável pela interação em tempo real do equipamento ao servidor, onde
o hardware seja capaz de analisar eventos correspondentes ao condutor do veículo e o operador do
servidor possa intervir com comandos como um bloqueio ou um fechamento de uma porta de baú,
tudo de maneira confiável, visando à menor perda de informação possível.
Uma dificuldade encontrada ao longo do desenvolvimento do projeto foi a questão da corrente
de pico que ocorre durante a transmissão GPRS pelo modem, já que o regulador de tensão LM2937
trabalha com 0.5 A. Para a solução desse problema foram usados três capacitores com uma rápida
carga e descarga.
O equipamento dispõe de um serviço que depende do sinal da operadora de telefonia em uso,
caso o mesmo venha falhar o equipamento irá parar de comunicar-se com o servidor até a
normalização do sinal.
Após o término do equipamento, vimos que ele pode ser aplicado a vários serviços, como por
exemplo, rastreamento de cargas de valores, controle de autonomia online do veículo, análise de rota
realizada pelo condutor, recuperação de roubo de veículo, entre outros. O hardware em si possui
muitos recursos de comunicações, como comunicação serial, protocolo Can e 1-wire. Embora o
rastreador tenha suporte a vários protocolos, eles não foram implementados no código do programa,
sendo essas implementações uma proposta para projetos futuros.
O equipamento descrito neste trabalho possui todas as características básicas de qualquer
rastreador já comercializado, além de estar preparado para o recebimento de outras tecnologias que
possam implementar uma maior robustez em questão de funcionalidade. Este projeto buscou a
implementação de um equipamento de baixo custo e confiável, visando sempre garantir a
possibilidade de controle sobre os veículos, o bem estar e segurança do usuário final.
44
REFERÊNCIAS
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< http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc5194 >. Acesso em 15 de Abril de 2010.
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<http://paginas.fe.up.pt/~hmiranda/st2/galileu.pdf >. Acesso em 09 abril 2010.
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<http://www.gsmworld.com/using/algorithms/docs/a5_3_and_gea3_specifications>. Acesso em 05 de
Abril de 2010.
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Trends in Precise Terrestrial, Airborne, and Spaceborne Applications. Springer, 1995.
338p.
LEICK, Alfred. GPS Satellite Surveying. Estados Unidos: Wiley Interscience, 1995.
550p.
MICROCHIP
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RIBEIRO, Danilo Chagas, Como funciona o GPS. Disponível em:
<http://www.popa.com.br/_2008/cronicas/gps/funcionamento_do_gps.html>. Acesso em: 07 de Abril
de 2010.
SABER ELETRÔNICA
<http://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1304>. Acesso em 20 de Maio de 2010.
SANTOS, Ricardo Di Lucia Santos. Redes GSM, GPRS, GPRS, EDGE E UMTS. Disponível em:
<http://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2008_2/ricardo/index.html>. Acesso em 04 de
Abril de 2010.
SUSEP, Superintendência de seguros privados. Disponível em:
<http://www.susep.gov.br>. Acesso em 19 de Maio de 2010.
TELECO. Tecnologia celular. Disponível em:
<http://www.teleco.com.br/tecnocel.asp>. Acesso em 04 de abril de 2010.
UBLOX, u-blox 5 GPS and GALILEO receivers. Disponível em:
<http://www.u-blox.com/images/downloads/Product_Docs/LEA-5_Prod_Summary>>. Acesso em 09
de Abril de 2010.