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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Autosicherheitssystem mit Satellitenverfolgung von Koordinaten und Übertragung von Benachrichtigungen über den GSM-Kanal. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Sicherheit Das Erscheinen relativ kostengünstiger Module zum Aufbau von GSM-Modems und Empfängern von Signalen von Satellitennavigationssystemen GLONASS und GPS auf dem Markt ermöglicht die Erstellung relativ einfacher und gleichzeitig qualitativ hochwertiger Indikatorendesigns, mit denen die aktuellen Koordinaten eines Objekts genau bestimmt werden können , wie zum Beispiel ein Auto, und übertragen sie über Kanäle zellulare Kommunikation. Das vorgeschlagene Gerät verwendet vorgefertigte Module mit umfangreichen Funktionen und einem Design, das die Montage mit einem herkömmlichen Lötkolben ermöglicht. Obwohl das System für den Einsatz in einem Auto konzipiert wurde, lässt es sich durch Modifizieren der Programme der darin enthaltenen Mikrocontroller leicht an andere Anwendungen anpassen, beispielsweise an die Verfolgung großer Haustiere. Der darin vorgesehene Satz an Sicherheitsfunktionen lässt sich leicht ändern, ohne die entsprechenden Sensoren anzuschließen und Elemente aus dem Tracker zu entfernen, die für deren Wartung nicht erforderlich sind. Es sind keine Änderungen am Mikrocontroller-Programm erforderlich. Durch die Vereinfachung des Leuchtturms kann dieser beispielsweise genutzt werden, um jederzeit zu wissen, wo sich ein Kind befindet, das spazieren gegangen ist. Der Computer, mit dem die Basiseinheit des Systems über Bluetooth verbunden ist, zeigt die Position des Objekts auf den Karten des Programms Google Earth oder des frei erhältlichen Programms SASPlanet an. Es ist auch möglich, Informationen über die Position eines Objekts auf einem Mobiltelefon auszugeben, auf dem ein Navigationsprogramm installiert ist, beispielsweise Navitel 3.5.0. Grundsätzlich kann die Position eines Objekts mit jedem Gerät mit Navigationsprogramm, das über Bluetooth verfügt, überwacht werden. Das System besteht aus zwei Blöcken: dem eigentlichen Beacon, der auf dem kontrollierten Objekt installiert ist, und dem Basisblock. Letzterer ist in allen Modi der Anführer, und das Leuchtfeuer ist der Sklave. Auf Befehl des Kapitäns ermittelt er aus den Signalen der Navigationssatelliten der Systeme GLONASS und GPS die Koordinaten des Objekts und übermittelt diese über den GSM-Kanal. Im scharfgeschalteten Modus sendet die Bake über denselben Kanal Sprachnachrichten über Alarmsituationen. Die Telefonnummern, an die Befehle gesendet und Informationen übertragen werden, müssen vorab auf den SIM-Karten gespeichert werden, die in den GSM-Modems des Beacons und der Basiseinheit installiert sind. Der Hauptmodus der Basiseinheit besteht darin, Koordinaten vom Beacon zu empfangen und sie dann über Bluetooth an einen Computer oder ein anderes Gerät zu übertragen, das sie auf der Karte anzeigt. Sprachnachrichten können auch mit einem normalen Mobiltelefon empfangen werden. In der Basisstation und im Telefon können Sie sowohl unterschiedliche als auch dieselbe SIM-Karte verwenden. Zum Empfang von GLONASS/GPS-Signalen ist der Beacon mit einer aktiven Antenne ausgestattet. Damit werden die Koordinaten eines mit einer Bake ausgestatteten Autos auch dann ermittelt, wenn es in der Garage steht. Ist dies nicht erforderlich, kann auch eine passive Antenne verwendet werden. Dies erfordert eine minimale Modifikation des GLONASS/GSM-Empfängers – das Entfernen der Drossel, über die die aktive Antenne mit Strom versorgt wird. Der Beacon ermöglicht die Identifizierung der Nummer, von der der eingehende Anruf getätigt wurde, wodurch die Möglichkeit des Zugriffs unbefugter Personen auf das System ausgeschlossen wird. Da alle Nummern auf SIM-Karten gespeichert sind, können sie geändert werden, ohne die Mikrocontroller-Programme zu beeinträchtigen. Wenn der Mobilfunkbetreiber die Möglichkeit vorsieht, mit einer SMS-Nachricht auf eine USDC-Anfrage zum Status des Abonnentenkontos der im Tracker installierten SIM-Karte zu antworten, generiert der Tracker eine solche Anfrage durch einen von der Zelle an ihn gesendeten Befehl Telefon. Die als Antwort erhaltenen Informationen sendet es in Form einer SMS-Nachricht an den Absender des Befehls. Der Status des Teilnehmerkontos der Basiseinheit kann über einen Computer überprüft werden, auf dem ein Terminalprogramm läuft und der über Bluetooth mit der Basiseinheit verbunden ist. Hierzu verfügt der Block über eine spezielle Funktionsweise. Wenn eine Überprüfung des Kontostatus anhand von USDC-Anfragen nicht möglich ist, müssen zur Durchführung dieser Überprüfung die SIM-Karten vorübergehend vom Beacon oder der Basiseinheit auf das Mobiltelefon übertragen werden. Der Beacon und die Basiseinheit werden mit Akkus für Mobiltelefone betrieben, die im Standby-Modus einen geringen Strom verbrauchen. Die Basiseinheit zeigt den Batteriestatus an. Laden Sie es mit einem Handy-Ladegerät auf, während die Ladeanzeige angezeigt wird. Die Batterie der Bake wird über das Bordnetz des Fahrzeugs geladen, sie kann aber auch über dasselbe Ladegerät wie die Batterie der Basiseinheit aufgeladen werden. Bei der Einrichtung des Systems geht es im Wesentlichen darum, mehrere Parameter in die GSM-Modems der Einheiten zu schreiben und den GLONASS/GPS-Beacon-Empfänger auf die erforderliche Übertragungsrate der empfangenen Navigationsinformationen umzuprogrammieren. Dies erfolgt mithilfe eines Computers über die seriellen Kommunikationsanschlüsse, mit denen die Modems und der Empfänger ausgestattet sind. Es ist außerdem erforderlich, Sprachnachrichten, die vom Beacon übertragen werden sollen, im Sprachaufzeichnungs- und Wiedergabechip aufzuzeichnen und die Mikrocontroller des Beacons und der Basiseinheit zu programmieren. Schema und Aufbau eines GSM-Modems Bei der Betrachtung der Schemata und des Designs der Knoten und Blöcke des Systems beginnen wir mit einem GSM-Modem, das sowohl im Beacon als auch in der Basiseinheit verwendet wird. Das Modemschema ist in Abb. dargestellt. 1. Bei der Arbeit mit dem Modul SIM900D (U1), das die Basis des Modems bildet, müssen einige einfache Anforderungen gemäß der Bedienungsanleitung beachtet werden: - Vor Auftreten eines hohen Spannungspegels am STATUS-Ausgang (Pin 5) darf keine Spannung an den Moduleingängen anliegen. Dies stellt einen Knoten an den Transistoren VT4 und VT2.2 bereit; - Die Spannung an den Moduleingängen darf 2,8 V nicht überschreiten. Dies wird durch einen parallelen Spannungsregler DA1, Transistor VT2.1, Dioden VD1, VD5 gewährleistet; - Schalten Sie das Modul aus und wieder ein, indem Sie den PWRKEY-Eingang (Pin 12) des Moduls länger als 1 s mit dem gemeinsamen Kabel verbinden, wodurch der Transistor VT1 aktiviert wird. Dieser Empfehlung folgend beschreibt das Handbuch jedoch den Betrieb des Moduls bei sinkender Versorgungsspannung. Wenn die Spannung weniger als 3,2 V beträgt, schaltet es sich automatisch aus. Um Schäden am Modul zu vermeiden, wenn die Batterie durch einen externen Schalter abrupt getrennt wird, haben die Kondensatoren C3 und C4 in seinem Stromkreis eine Gesamtkapazität von 300 μF. Die darin angesammelte Ladung reicht aus, damit das Modul den Abschaltvorgang korrekt durchführen kann; - An den VRTC-Eingang (Pin 15) muss ein Ionistor angeschlossen werden (die in alten Mobiltelefonen verwendeten). - Die Klemmen zum Anschließen der SIM-Karte verfügen nicht über einen eingebauten Schutz, daher müssen externe Zenerdioden für eine Spannung von 5 V oder Schutzdioden installiert werden. In diesem Fall sind dies die Dioden VD2-VD4, VD6-VD8.
Mit Jumper S1 wird die Anschlussmöglichkeit für eine externe LED ausgewählt – eine Anzeige des Modulbetriebsmodus. In Position 1-2 ist die LED-Kathode mit dem „Modem“-Ausgang und ihre Anode mit dem Power-Plus verbunden. In diesem Fall werden der Transistor VT6 und die Widerstände R18-R20 nicht verwendet und müssen nicht auf der Modemplatine installiert werden. Dieser LED-Anschluss wird in der Basiseinheit verwendet. Bei der Version für die Bake wird der Jumper auf Position 2-3 gesetzt, die Anode der LED wird an den Ausgang „Modem“ angeschlossen und die Kathode wird an die gemeinsame Leitung angeschlossen. Die Logik des Indikators ist in beiden Fällen dieselbe. Die SB1-Taste dient zum manuellen Ein- und Ausschalten des Modems. Um einen dieser Vorgänge auszuführen, müssen Sie die Taste 1 ... 2 s lang drücken und den Aus- oder Einschaltvorgang entsprechend dem Status der an die Leitung „Modem“ angeschlossenen LED steuern. Die Zeichnung der Leiterbahnen der Modemplatine ist in Abb. 2 dargestellt. 3 und die Position der Teile darauf - in Abb. XNUMX. Stecken Sie verzinnte Drahtstücke auf beiden Seiten in die als gefüllt dargestellten Durchkontaktierungen ein und löten Sie diese an.
Der Jumper S1 wird gebildet, indem ein gedruckter Leiter, der gemäß der Zeichnung zum oberen Ausgang des Widerstands R23 führt, mit dem Kollektor des Transistors VT5 (Position 1-2) oder des Transistors VT6 (Position 2-3) verbunden wird. Bevor Sie das SIM900D-Modul auf der Leiterplatte installieren, empfiehlt es sich, etwas Lötpaste auf die dafür vorgesehenen Kontaktpads aufzutragen (ich verwende BST-506) und die Paste mit einem Haartrockner zu erhitzen, bis die Pads gewartet sind. Diese einfache Vorbereitung erleichtert das Löten erheblich. Sollte dies nicht möglich sein, können Sie wie gewohnt löten – mit einem Lötkolben mit dünner Spitze. Bevor Sie die Seitenkontakte des SIM900D-Moduls anlöten, müssen Sie mit einer Nadel einen Tropfen Flussmittel auftragen (ich verwende F-2000), ohne dass es schwierig ist, diese Kontakte zu löten. Widerstände R15 und R17 – C1-4-0,125 W, der Rest – P1-12 Größe 1206. Oxidkondensatoren – TECAP, Keramik – GRM32 X7R. Das Gerät ist für die Wahl der Elementwerte nicht entscheidend, mit Ausnahme der Widerstände R14, R15, R17 in der 2,8-V-Spannungsstabilisierungseinheit. Es können nahezu alle Widerstände und Kondensatoren geeigneter Größe verwendet werden. Gleiches gilt für Bipolartransistoren. Die notwendigen Oxidkondensatoren finden sich in alten Mobiltelefonen, es gibt auch Ionistoren und Dioden mit Schottky-Barriere BAT20J. Diese Dioden können durch andere mit einem geringen Durchlassspannungsabfall ersetzt werden. Germaniumdioden D2B und dergleichen funktionieren gut. Die IRF7343-FET-Baugruppe kann durch zwei separate FETs des entsprechenden Kanaltyps ersetzt werden. Die einzige Voraussetzung für sie ist, dass die Schwellenspannung innerhalb von 1,5 ... 2 V liegen muss. Taste SB1 – Ein-/Ausschalter vom Mobiltelefon „Nokia“. Es empfiehlt sich, den SIM-Kartenhalter 5190006-008-R genau so einzubauen, andernfalls muss die Platine erneuert werden. Die AP22B-Antenne wird mit einem ADA-900-000-Adapterkabel an das SIM115D-Modul angeschlossen. Hier können Sie einen anderen Antennentyp für die Mobilfunkkommunikation verwenden. Schema und Design der Basiseinheit Das grundlegende Blockdiagramm ist in Abb. dargestellt. 4. Es funktioniert gemäß dem im Speicher des Mikrocontrollers DD1 gespeicherten Programm. Durch Drücken der SB1-Taste im Standby-Modus werden die RXD- und TXD-Leitungen des GSM-Modems mit den entsprechenden Leitungen des Bluetooth U1-Moduls verbunden. Dadurch kann das Modem über ein Terminalprogramm gesteuert werden, das auf einem Computer läuft, der über Bluetooth mit der Basiseinheit verbunden ist. Wenn sich die Basiseinheit im Modus zum Übertragen von Informationen vom Beacon an den Computer befindet, kann mit derselben Taste der Modus verlassen werden, ohne den GLONASS/GPS-Signalempfänger im Beacon auszuschalten.
Wenn Sie im Standby-Modus die SB2-Taste drücken, gelangen Sie in den Informationsübertragungsmodus, in dem diese Taste zum Verlassen des Modus bei ausgeschaltetem GLONASS-/GPS-Empfänger verwendet wird. Durch Drücken der SB3-Taste beantworten sie einen eingehenden Anruf und fordern den Beacon auf, Informationen über den aktuellen Zustand des Objekts zu übermitteln. Es dient auch zum Auflegen nach einer Kommunikationssitzung. Bitte beachten Sie, dass das Programm des DD1-Mikrocontrollers eine Freigabe des Beacons nicht erkennt und daher am Ende der Kommunikationssitzung manuell erfolgen muss. Andernfalls beendet das GSM-Modem die Verbindung und der DD1-Mikrocontroller bleibt möglicherweise in einem unbestimmten Zustand. Jeder Tastendruck wird von einem Tonsignalgeber HA1 begleitet. Es ist zu beachten, dass sich der DD1-Mikrocontroller die meiste Zeit im „Schlaf“-Zustand befindet und alle 1 Sekunden „aufwacht“, um die Tasten abzufragen und zu steuern, um die Energie der G2-Batterie im Standby-Modus zu schonen Batteriespannung. Wenn Sie eine Taste drücken, während der Mikrocontroller „schläft“ oder eine Aufgabe ausführt, die nicht mit der Abfrage der Tasten zusammenhängt, wird der Befehl möglicherweise übersprungen. Daher muss die gedrückte Taste gehalten werden, bis ein Bestätigungstonsignal empfangen wird, und erst dann losgelassen werden. SA1 – Netzschalter des Geräts. Durch Schließen des SA2-Schalters wird das System in den Scharfschaltmodus geschaltet, der insbesondere den Empfang von Sprachnachrichten der Bake gewährleistet. Darüber hinaus ertönt mit Hilfe des Transistors VT2 und des Schallsenders HA1 im Alarmfall ein Rufsignal. Der SA3-Schalter schaltet das U1-Modul ein, um seine Funktionsfähigkeit zu überprüfen und die Verbindung mit dem Endgerät (Computer) zu debuggen. Der dynamische Kopf BA1 dient zum Abhören von Sprachnachrichten der Bake. Der Tonsender HA1 gibt Signale beim Drücken von Tasten und informiert über eingehende Anrufe. Wenn der Akku G1 auf 1 % seiner Kapazität entladen ist, blinkt die HL80-LED kurz, wenn er auf 40 % entladen ist, piept der Sender HA1. Während der Akku geladen wird, blinkt die HL1-LED kurz, danach leuchtet sie dauerhaft, bis das Ladegerät vom XS1-Anschluss oder vom Stromnetz getrennt wird. Gemäß den Anweisungen für das im GSM-Modem verwendete SIM900D-Modul muss der G1-Akku ein Lithium-Ionen-Akku sein. Laut Informationen im Internet ist es optimal, einen solchen Akku maximal bis zu 70 % seiner Kapazität entladen zu lagern. Darauf aufbauend werden die Anzeigemodi ausgewählt. Die HL2-LED leuchtet auf und bestätigt den Verbindungsaufbau im Datenübertragungsmodus und im Modemsteuerungsmodus über das Bluetooth-Modul. Die HL3-LED zeigt den Status der Verbindung des Modems zum Mobilfunknetz an und HL4 zeigt den Status des Bluetooth-Moduls an. Der Multiplexer 74HC4052D (DD2) schaltet die RXD- und TXD-Leitungen des Modems abhängig vom Status der Eingänge A und B in die erforderliche Richtung: A=0, B=0 - das Modem ist mit dem Mikrocontroller DD1 verbunden, der es steuert; A=1, B=0 - vom Modem empfangene Informationen werden an das Bluetooth-Modul gesendet. A=0, B=1 – das Modem wird vom Bluetooth-Modul gesteuert (dies ist hauptsächlich ein Debugging-Modus, er wird auch zum Empfang von USSD-Daten benötigt). In diesem Modus ist es bequem, von jedem auf dem Computer laufenden Terminalprogramm aus direkt mit dem GSM-Modem zu arbeiten, ich bevorzuge das Programm COM Port Toolkit 3.9. Kurz zum HC-07-Modul. Im einfachsten Fall handelt es sich um eine Bluetooth-RS-232-Brücke – eigentlich um einen COM-Port-Funk-Extender. Alles ist sehr einfach und leicht in Systeme zu integrieren, die über die RS-232-Schnittstelle arbeiten. Im Angebot finden Sie viele ähnliche Module unter den Namen HC-04, HC-05, BC04, BC05, BC06, RF-BT0417C, BT0417 und vielen anderen. Alle basieren auf dem BC417143B-Controller. Diese Lösung heißt BlueCore4, alle darauf basierenden Module entsprechen dem Bluetooth 2.0-Protokoll und sehen sogar sehr ähnlich aus. Ihre Abmessungen betragen 27x13 mm, sie werden mit einer Spannung von 3,3 V betrieben, sie verbrauchen beim Verbindungsaufbau einen Strom von bis zu 30 mA, der bei stabiler Verbindung auf 12 mA sinkt. Die Geschwindigkeit der darin integrierten seriellen Schnittstelle wird durch AT-Befehle im Standardbereich von 1200–115200 Baud eingestellt (standardmäßig 9600 Baud, acht Datenbits ohne Parität und ein Stoppbit). Im Bridge-Modus kann das HC-07-Modul kein Verbindungsinitiator (Master), sondern nur ein Slave sein. Da die Informationsübertragungsrate im Mobilfunkkanal 9600 Baud beträgt, müssen keine Moduleinstellungen geändert werden. Die Anzeige des Betriebsmodus (HL4-LED) blinkt bei fehlender Kommunikation über den Funkkanal häufig und leuchtet bei hergestellter Verbindung dauerhaft. In der Basiseinheit befinden sich zwei Leiterplatten – die Hauptplatine und die oben besprochene GSM-Modemplatine. Die gedruckten Leiter auf der Hauptplatine des Geräts sind in Abb. dargestellt. 5 und die Position der Teile darauf - in Abb. 6. Übergangslöcher, in die Sie blanke Drahtstücke oder Anschlussdrähte auf beiden Seiten einführen und anlöten müssen, sind gefüllt dargestellt.
Die Elementbasis ist die gleiche wie beim Modem. Der Mikrocontroller DD1 ist zur einfachen Programmierung und Einstellung im Panel installiert. Die Anschlüsse der Widerstände R1, R3, R8 (C1-4-0,125 W) werden direkt auf die Pads gelötet, ohne Löcher in die Platine zu bohren. Dynamischer Kopf BA1 - vom Mobiltelefon „Nokia-3410“, möglicherweise gibt es aber auch einen anderen mit einem Schwingspulenwiderstand von 32 Ohm. Die Montage erfolgt direkt am Blockkörper. Tasten SB1-SB3 - TS-A1PS-130. Schalter SA2 und SA3 – gepaarte DIP-Schalter VDM1-2. Schallsender HA1 – ohne eingebauten Generator, wie er in alten Mobiltelefonen, Druckerplatinen usw. zu finden ist. Der Block ist in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 165x65x20 mm montiert. Die Platine wird so in das Blockgehäuse eingebaut, dass sich die Tasten und LEDs auf der Vorderseite des Gehäuses befinden. Eine Ansicht der Installation des Geräts mit entfernter unterer Abdeckung ist in Abb. dargestellt. 7.
Der Schalter SA1 muss für einen Strom von mindestens 2 A ausgelegt sein (es wird der Schiebeschalter KVV70-2P2W verwendet). Die Montage erfolgt direkt am Blockkörper. Am Gehäuse ist auch der XS1-Anschluss zum Anschluss eines Ladegeräts von einem Mobiltelefon verbaut. Akku G1 - BP-6M mit den Abmessungen 40x40 mm vom Mobiltelefon „Nokia“. Das Ladegerät dafür muss eine stabilisierte Ausgangsspannung von nicht mehr als 6 V haben. Schema und Design des Leuchtturms Der Beacon verfügt über ein GSM-Modem, das völlig identisch mit dem in der Basiseinheit verwendeten ist. Wir werden sein Schema und Design nicht noch einmal untersuchen, aber wir werden andere Knoten in Betracht ziehen, die auf separaten Leiterplatten montiert sind, bevor wir zum vollständigen Schema und Design des Leuchtturms übergehen. Das Schema des GLONASS/GPS-Empfängers ist in Abb. dargestellt. 8. Es basiert auf dem Modul SIM68V (U1), das Signale von beiden Satellitennavigationssystemen empfangen und verarbeiten kann. Die Zusammensetzung der vom Modul an die serielle Schnittstelle ausgegebenen Navigationsdaten entspricht dem NMEA-0183-Protokoll, beschrieben beispielsweise im Artikel von V. Vashchenko „Auto-GSM-Signalgerät mit Positionsbestimmung“ („Radio“, 2009, Nr. 8, S. 28, 29; Nr. 9, S. 41-43). In diesem Fall werden nur $GPRMC-Nachrichten verwendet, die grundlegende Informationen über die Koordinaten des Objekts enthalten.
Der Kaltstart des Empfängers dauert bei Verwendung einer aktiven Antenne ca. 15 s. Dies ist weniger als erforderlich, um die Bake über den GSM-Kanal mit der Basiseinheit zu verbinden. Der aus der 3,3-V-Spannungsquelle entnommene Strom beträgt maximal 100 mA. Die Spannung von 2,8 V zur Versorgung der aktiven Antenne wird im Modul erzeugt. Wenn eine solche Antenne nicht verwendet werden soll, muss die Induktivität L1 ausgeschlossen werden. Der Knoten am Transistor VT1 und die LED HL1 dienen dazu, den Betrieb des Empfängers zu signalisieren. Wenn es funktioniert, blinkt die LED kurz im Takt der vom Empfänger generierten zweiten Zeitstempel. Die Platine des GLONASS/GPS-Empfängers ist in Abb. dargestellt. 9. Alle darauf installierten Elemente sind für die Aufputzmontage vorgesehen.
Auf Abb. 10 zeigt das Diagramm des Ladegeräts. Dabei handelt es sich um einen Impulsspannungsstabilisator, der die Bordnetzspannung des Fahrzeugs auf 5 V senkt. Diese Spannung wird für die Batterieladeeinheit im GSM-Modem des Beacons benötigt, die das Modem selbst und andere Beacon-Einheiten versorgt.
Die Leiterplatte des Ladegeräts ist in Abb. dargestellt. 11. Oxidkondensatoren C1, C2 – jeder Typ, passende Größe. Der Magnetkreis des Induktors L1 ist ein Ferritring mit den Maßen 12x6x6 mm, der einem alten Computer-Netzteil entnommen wurde. Darauf sind 20-30 Windungen isolierter Draht mit einem Durchmesser von 0,7 ... 0,8 mm gewickelt. Sie können auch einen großen Ring verwenden, zum Beispiel 17x10x8 mm. Die Windungszahl der Wicklung muss jedoch geändert werden, damit die Induktivität des Induktors gleich der im Diagramm angegebenen bleibt.
Beim Betrieb der Basiseinheit wurde festgestellt, dass der Knoten des im Modem verbauten SIM900D-Moduls, das die Batterieladung steuert, manchmal (ein- bis zweimal im Monat) „einfriert“. Um dieses Phänomen zu beseitigen, können wir empfehlen, den LM2575S-5.0-Chip im Ladegerät durch einen LM2575S-ADJ mit der Möglichkeit zur Anpassung der Ausgangsspannung zu ersetzen. Nachdem die Ausgangsspannung des Ladegeräts auf 4,1...4,2 V eingestellt wurde, sollte sein Ausgang direkt an die Batterie des Geräts angeschlossen werden, sodass keine Ladesteuerung über das SIM900D-Modul erfolgt. Eine solche Weiterentwicklung ermöglicht auch die Verwendung eines einpoligen Netzschalters für die Basiseinheit. Das vollständige Diagramm des Leuchtturms ist in Abb. dargestellt. 12. Alle Hauptfunktionen werden vom Mikrocontroller PIC16F726-E / SP (DD1) gemäß dem darin aufgezeichneten Programm ausgeführt. Es empfängt Befehle von einem GSM-Modem und Navigationsinformationen von einem GLONASS/GSM-Empfänger und generiert Nachrichten zur Übertragung über einen Mobilfunkkommunikationskanal, einschließlich Sprachnachrichten mithilfe des Sprachaufzeichnungs- und Wiedergabechips ISD5116ED (DD3).
Der Selector-Multiplexer DD2 schaltet die seriellen Ports des Mikrocontrollers, des Modems und des Bluetooth-Moduls je nach Richtung der Informationsübertragung zwischen ihnen um. Der integrierte Stabilisator DA3 versorgt den GLONASS/GPS A3,3-Empfänger und den DD3-Sprachaufzeichnungs- und Wiedergabechip mit einer Spannung von 3 V. Bei Verwendung der Bake als Sicherheitsgerät wird ihr XP1-Stecker gemäß dem in Abb. 13 gezeigten Diagramm an die Stromkreise des geschützten Objekts (Fahrzeugs) angeschlossen. 1. Hier ist SA1 ein Sicherheitsschalter, der an einem geheimen Ort versteckt ist (zum Beispiel im „Torpedo“ eines Autos). Die HA1-Sirene befindet sich unter der Haube und die HL1-LED ist an einer bequemen Beobachtungsstelle in der Kabine angebracht. Die LED zeigt den Verbindungsstatus des GSM-Modems des Beacons mit dem Mobilfunknetz an. Jumper S2 im Modem muss in diesem Fall auf Position 3-XNUMX eingestellt werden (im Gegensatz zu seiner Position im Modem der Basiseinheit).
Wenn die Sirene nicht verwendet wird, können der Transistor VT1 und die Widerstände R15, R17 nicht in die Bake eingebaut werden. Wenn Sie sich weigern, die Zündung einzuschalten, sind die Elemente R9, C5, VD2 nicht erforderlich, aber Pin 9 des DD1-Mikrocontrollers muss über einen 1-kΩ-Widerstand mit einem gemeinsamen Kabel verbunden werden. Die R6R16C3-Schaltung erzeugt ein Signal zum Auslösen eines im Auto installierten Bewegungssensors (ich habe einen Pyronyx ColtX8-Sensor verwendet). Wenn der Sensor nicht verwendet wird, muss dieser Stromkreis ausgeschlossen werden und Pin 11 des Mikrocontrollers sollte über einen 1-kΩ-Widerstand mit einem gemeinsamen Kabel verbunden werden. Die Elemente R3, R12, R18, C4 dienen zur Steuerung der Spannung der Autobatterie, die an Pin 5 des XP1-Steckers angelegt wird. Der Trimmerwiderstand R18 stellt die Spannung an Pin 4 des DD1-Mikrocontrollers auf 1,05 V bei der minimal zulässigen Batteriespannung ein (ich habe 11,2 V). Wenn keine Überwachung der Autobatterie erforderlich ist, kann diese Schaltung zur Überwachung der G1-Batteriespannung in der Bake selbst verwendet werden. Trennen Sie dazu den linken Ausgang des Widerstands R3 vom Kontakt des XP1-Steckers und dem Eingang des Ladegeräts A2 und verbinden Sie ihn mit dem +4,2-V-Kreis. Reduzieren Sie den Wert dieses Widerstands auf 7,5 kOhm und erhöhen Sie den Wert des Widerstands R12 auf 10 kOhm. An Pin 8 des XP1-Steckers in der Bake ist ein Signalgenerator für die Standard-Autoalarmanlage angeschlossen, bestehend aus einem Transistor VT2, einer Diode VD1, Widerständen R1, R10, R19, R20 und einem Kondensator C2. Wenn Sie die Übertragung eines Alarms durch die Bake bei Auslösung eines Standardalarms verweigern, können die aufgeführten Elemente ausgeschlossen werden, und Pin 13 des DD1-Mikrocontrollers wird über einen 1-kΩ-Widerstand mit einem gemeinsamen Draht verbunden. Das BM1-Mikrofon ist für das Abhören der Klangumgebung in einer geschützten Einrichtung aus der Ferne konzipiert. Es ist sowohl über den in der Basiseinheit installierten dynamischen Kopf (durch Eingabe des entsprechenden Befehls) als auch durch Anrufen des Beacons mit einem Mobiltelefon zu hören. Das Mikrofonsignal wird vor dem Anlegen an das GPS-Modem vom Operationsverstärker DA1 verstärkt. Das Mikroamperemeter PA1 dient als Beacon-Schwingsensor und als Objekt, auf dem es installiert ist. Es wird die EMF verwendet, die im Rahmen des Mikroamperemeters induziert wird, wenn seine Nadel durch äußere mechanische Einwirkung schwingt. Für eine höhere Empfindlichkeit wird am Pfeil eine Ladung aus mehreren Tropfen Lot angebracht. Solche Sensoren wurden wiederholt in der Zeitschrift Radio beschrieben. Das Signal verstärkt den Operationsverstärker DA2. Wenn der Schwingungssensor nicht benötigt wird, können das Mikroamperemeter, der Operationsverstärker DA2 und zugehörige Teile von der Bake ausgeschlossen werden. In diesem Fall muss Pin 26 des Mikrocontrollers über einen 4,2-kΩ-Widerstand mit dem +1-V-Stromkreis verbunden werden. Eine Zeichnung der gedruckten Leiter der Hauptplatine des Beacons ist in Abb. 14 dargestellt. 46 verfügt es über einen 73x2 mm großen Eckausschnitt zum Einbau einer GSM-Modemplatine, die mit drei M5-Schrauben auf XNUMX mm hohen Isolierpfosten auf der Hauptplatine befestigt wird.
Die Position der Elemente auf der Beacon-Platine ist in Abb. dargestellt. 15. Via-Löcher sind gefüllt dargestellt. Darauf wird der Schwingsensor (PA1-Mikroamperemeter) mit einer Halterung befestigt und in der Platine ein Ausschnitt für den hervorstehenden Teil seines Gehäuses angebracht. Der Li-Ionen-Akku G1 LC18650 mit einer Kapazität von 3800 mAh wird mit einer Metallhalterung und zwei Schrauben an die Platine gedrückt. Stecker XP1 - DRB-9MA (gewinkelt).
Die GLONASS/GPS-Empfängerplatine (siehe Abb. 9) wird auf den gleichen Racks wie das Modem installiert. Die Verbindung zur Hauptplatine erfolgt über Drähte. Die Ladeplatine (siehe Abb. 11) wird über der Hauptplatine auf sechs hartverzinnten Kupferdrahtstücken mit einem Durchmesser von 0,8 mm platziert, über die auch die notwendigen elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Die Löcher auf der Hauptplatine, in die diese Segmente eingelötet werden, sind innen durch Punkte gekennzeichnet. Der Leuchtturm ist in einem Metallgehäuse mit den Maßen 152 x 120 x 35 mm montiert. Die Gesamtansicht bei geöffnetem Deckel ist in Abb. dargestellt. 16. Im Inneren des Gehäuses befindet sich auf Racks mit einer Höhe von 3...5 mm eine Leiterplatte des Beacons mit einem darauf befestigten Modem, einem GLONASS/GPS-Empfänger und einem Ladegerät. Die Anschlüsse für Modem und Empfängerantenne sind an der Vorderwand des Gehäuses angebracht. Das BM1-Mikrofon ist auf seiner abnehmbaren Abdeckung befestigt.
Systembetrieb im Navigationsdaten-Übertragungsmodus Um die Koordinaten eines Objekts vom Beacon über das GSM-Netz an die Basiseinheit zu übertragen, wurde das CSD-Protokoll gewählt, bei dem der Kommunikationskanal wie bei einer normalen Sprachverbindung für die gesamte Dauer der Sitzung mit digitalen Informationen belegt ist. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 9600 Baud. Heutzutage liegen die Kosten einer solchen Übertragung in der Regel nahe bei den Kosten eines Gesprächs gleicher Dauer, also relativ gering, wenn auch teurer als bei der Verwendung des GPRS-Protokolls. Der unbestreitbare Vorteil von CSD gegenüber GPRS besteht darin, dass keine statische IP-Adresse erforderlich ist, was ziemlich teuer ist, und kein Server eines Drittanbieters zum Speichern und Senden von Informationen erforderlich ist, was die Zuverlässigkeit des Systems insgesamt verringert. Die Dauer einer Informationsübertragungssitzung ist durch nichts begrenzt, außer durch die Kosten für die Dienste eines Telekommunikationsbetreibers. Die Übertragung einer nennenswerten Menge davon (zum Beispiel zur Aufzeichnung der Bewegungsspur eines Objekts) ist jedoch selten erforderlich, da die Hauptaufgabe des Systems darin besteht, die aktuelle Position des Objekts zu bestimmen. Um Batteriestrom zu sparen, befindet sich die Bake zunächst im Ruhezustand. In der Basiseinheit sind bei geschlossenem SA1-Schalter das GPS-Modem und das Bluetooth-Modul U1 ausgeschaltet, der DD1-Mikrocontroller befindet sich im Schlafmodus. Um in den Datenübertragungsmodus zu gelangen, drücken Sie die SB2-Taste. Anschließend wacht der Mikrocontroller mit dem HA1-Soundsender auf, gibt einen kurzen Piepton ab und schaltet das GSM-Modem und das Bluetooth-Modul ein. Die LEDs HL3 und HL4 beginnen zu blinken. Solange das Modem nicht im Netzwerk registriert ist, blinkt die LED lange mit kurzen Pausen. Nach erfolgreicher Registrierung ändert sich die Art des Blinkens: Die Blitze werden verkürzt und die Pausen deutlich verlängert. Der Mikrocontroller sendet einen Befehl an das Modem, sich im Datenübertragungsmodus mit dem Beacon zu verbinden. Wenn die Verbindung hergestellt ist, wird dies durch die blinkende LED HL2 signalisiert. Der Verbindungsaufbau im Datenübertragungsmodus dauert ca. 30 Sekunden (je nach Mobilfunkanbieter), während dieser Zeit ist es notwendig, die Kommunikation zwischen dem Bluetooth-Modul der Basiseinheit und einem Endgerät, beispielsweise einem Computer, herzustellen. Wird als Endgerät ein Mobiltelefon mit dem Navigationsprogramm Navitel 3.5.0 verwendet, wird nach dem Start der Datenübertragung eine Bluetooth-Verbindung hergestellt und das Navigationsprogramm gibt eine Sprachnachricht aus: „Kommunikation mit Satelliten ist hergestellt.“ Wenn eine Bluetooth-Verbindung besteht, leuchtet die HL4-LED immer. Die HL2-LED blinkt bis zum Beginn der Datenübertragung, danach leuchtet sie ebenfalls dauerhaft. Wenn innerhalb einer Minute keine Verbindung besteht, gibt der Mikrocontroller dem Modem einen Auflegebefehl, erzeugt ein kurzes Signal vom HA1-Soundsender und wechselt in den Wartemodus für eine zweite Anfrage. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Navigationsdaten-Übertragungsmodus zu verlassen: - Drücken Sie die SB2-Taste erneut, die Bake kehrt in ihren ursprünglichen Zustand zurück und der darin enthaltene GLONASS/GPS-Empfänger wird ausgeschaltet; - Drücken Sie die Taste SB1, wodurch auch der Beacon zurückgesetzt wird, der GLONASS/GPS-Empfänger funktioniert jedoch weiterhin darin. Dies ist bei schlechten Satellitenempfangsbedingungen nützlich, wenn es lange dauert, bis der Empfänger einen Almanach generiert. Wenn Sie den Datenübertragungsmodus verlassen, werden auch das GSM-Modem und das Bluetooth-Modul der Basiseinheit ausgeschaltet. Durch Schließen des SA2-Schalters können Sie die Zeit für den erneuten Einstieg in die Kommunikationssitzung verkürzen, da das Bluetooth-Modul und das GSM-Modem der Basiseinheit die ganze Zeit eingeschaltet bleiben, der durchschnittliche Stromverbrauch der Einheit jedoch sinkt die batterie wird erhöhen. Der Datenübertragungsmodus ist sowohl bei aktiviertem als auch bei deaktiviertem Schutz möglich. Systembetrieb im scharfgeschalteten Modus Bei der Bake wird der Scharfmodus durch ein Signal des Standard-Sicherheitsalarms des Objekts oder manuell durch den „geheimen“ Schalter SA1 aktiviert (siehe Abb. 13). Um die Bake an die serienmäßige Sicherheitsalarmanlage des Fahrzeugs anzuschließen, wird ihr zusätzlicher Ausgang verwendet. Normalerweise handelt es sich dabei um ein blaues Kabel, dessen Zustand im Scharfmodus gemäß den Anweisungen für den Alarm eingestellt wird. In diesem Fall ist es erforderlich, dass bei Scharfschaltung des Objekts dieser Draht mit dem gemeinsamen Draht („Masse“) des Fahrzeugs verbunden wird und in diesem Zustand bleibt, bis der Alarm auftritt oder der Alarm ausgeschaltet wird. Nach dem Einschalten des „geheimen“ Schalters ist der Scharfschaltmodus in etwa einer Minute eingestellt. Die Bake gibt mit einer Sirene (HA1 in Abb. 13) ein kurzes Tonsignal über den Scharfschaltmodus aus und führt einen Testanruf an ein Mobiltelefon oder eine Basisstation durch, der nicht beantwortet werden sollte. Im Sicherheitsmodus werden der Zustand der Bewegungs- und Schaukelsensoren, die Funktion des Standardalarms, die eingeschaltete Zündung und die Ladung (Verfügbarkeit) der Autobatterie überwacht. Jeder der Sensoren sowie der Scharfschaltmodus selbst können ausgeschlossen werden, und die Teile, die ihren Betrieb gewährleisten, können aus dem Beacon entfernt werden, und es sind keine Änderungen im Programm seines Mikrocontrollers erforderlich. Der Empfang von Alarmmeldungen und die Übermittlung von Anfragen zum aktuellen Zustand des Objekts ist sowohl mit Hilfe der Basiseinheit als auch eines Mobiltelefons möglich. Alarmsprachmeldungen werden im Beacon aus einer Reihe von Phrasen gebildet, die im ISD5116-Sprachaufzeichnungs- und Wiedergabechip (DD3 in Abb. 12) gespeichert sind. Diese Funktion ist optional. Ohne den dD3-Chip oder bei einer Fehlfunktion wird anstelle einer Sprachnachricht ein sich wiederholendes Tonsignal an den Kommunikationskanal gesendet. Meldungen über den aktuellen Zustand des Objekts werden durch einen eingehenden Anruf an die Bake von der Basiseinheit oder von einem Mobiltelefon ausgegeben. Das in der Bake vorhandene Mikrofon ermöglicht das Abhören der Geräuschumgebung am Schutzobjekt. Wenn einer der Sensoren ausgelöst wird, wählt das Beacon die Nummer der Basiseinheit (oder des Mobiltelefons), meldet die aktuelle Situation und wartet zwei Minuten lang auf einen eingehenden Anruf von demselben Teilnehmer, an den die Nachricht gesendet wurde. Wenn der erforderliche Anruf während dieser Zeit nicht erfolgt, gibt die HA1-Sirene (siehe Abb. 13) 15 kurze Pieptöne ab, woraufhin der Tracker einen Anruf an die Reservenummer tätigt. Ausgehende Anrufe werden fortgesetzt, bis die Bake einen eingehenden Anruf empfängt, der den Empfang des Alarms bestätigt. Danach stoppt die Bake ihre Anrufe, schaltet aber weiterhin in regelmäßigen Abständen die HA1-Sirene ein, während der ausgelöste Sensor in diesem Zustand bleibt. Der Sicherheitsmodus wird erst verlassen, nachdem der Standard-Sicherheitsalarm ausgeschaltet und der „geheime“ Schalter SA1 geöffnet wurde (siehe Abb. 13). Die verwendeten Telefonnummern müssen im Format, das im verwendeten Netz akzeptiert wird, auf der im GSM-Modem des Beacons installierten SIM-Karte unter den folgenden Namen (in lateinischen Buchstaben) vorab gespeichert sein: Mno – ein Teilnehmer, dem das Haupttelefon gehört, an das Alarmmeldungen gesendet werden und von dem Informationen über den aktuellen Zustand des Objekts angefordert werden können; Pqr - ein Dienst, der per SMS über den aktuellen Kontostand des Abonnenten informiert; T – Teilnehmer, dessen eingehender Anruf als Befehl dient, den Restbetrag des SIM-Karten-Teilnehmerkontos des Beacons anzufordern; Wxy – ein Teilnehmer (normalerweise eine Basiseinheit), ein eingehender Anruf, von dem der Verfolgungsmodus für die Koordinaten des Objekts aktiviert wird. Einige Nummern können übereinstimmen, müssen aber dennoch unter den entsprechenden Namen auf die SIM-Karte geschrieben werden. Alle aufgeführten Namen und die entsprechenden Nummern müssen auf der Karte vermerkt sein, auch wenn der Scharfmodus nicht verwendet wird. Die im GSM-Modem des Beacons installierte SIM-Karte muss die Telefonnummer des Beacons unter dem Namen Wxy enthalten. Die PIN-Abfrage muss auf beiden Karten deaktiviert sein. Mikrocontroller-Programme enthalten keine Informationen über Telefonnummern, prüfen aber die Rufnummer des Anrufers und ignorieren den Anruf, wenn diese von denen auf der SIM-Karte abweicht. Beim Empfang eines eingehenden Anrufs von Teilnehmer T generiert der Beacon eine Anfrage an Teilnehmer Pqr und sendet die empfangene Antwort in Form einer SMS-Nachricht an Teilnehmer T. Als Reaktion auf einen eingehenden Anruf eines Mno-Teilnehmers meldet der Beacon den aktuellen Status des geschützten Objekts. Beim Empfang eines Anrufs von einem Wxy-Teilnehmer im Format eines Datenübertragungsbefehls schaltet das Beacon den Verfolgungsmodus für die Koordinaten des Objekts ein. Für eingehende Sprachanrufe desselben Teilnehmers gilt dieser Modus nicht. Grundgerät aufstellen Bevor mit der Einstellung des Geräts fortgefahren wird, muss dessen Installation sorgfältig überprüft werden. Legen Sie dann, ohne die Stromversorgungskreise an das GSM-Modem und das Bluetooth-Modul anzuschließen und ohne den DD1-Mikrocontroller im Panel zu installieren, eine Spannung von 4,2 V aus einer separaten Quelle an die Blockplatine an. Zum ersten Mal sollte es über ein Milliamperemeter und einen dazu in Reihe geschalteten 0,5 ... 1 kOhm-Widerstand gespeist werden. Erst nachdem Sie sichergestellt haben, dass keine Probleme vorliegen, können Sie den Strom direkt anlegen. Prüfen Sie, ob am Ausgang des DA3,3-Stabilisators eine Spannung von +1 V anliegt. Dies muss durch vorübergehendes Anschließen eines Lastwiderstands mit einem Widerstand von 1 ... 5 kOhm an den Ausgang des Stabilisators erfolgen. Verfolgen Sie die Spannungsänderungen an den Buchsen des DD1-Mikrocontroller-Panels in Abhängigkeit von der Position der Schalter und Tasten. Dieses Verfahren vermeidet viele der mit Installationsfehlern verbundenen Schwierigkeiten. Überprüfen Sie die Funktion der HL1- und HL2-LEDs, indem Sie an die entsprechenden Buchsen auf dem Mikrocontroller-Panel eine Spannung anlegen, die die LEDs einschaltet. Nachdem Sie sichergestellt haben, dass alles in Ordnung ist, installieren Sie den Mikrocontroller im Panel, in dessen Speicher die Codes aus der Datei main.hex geladen werden, die sich im Ordner „Base Block“ der Anwendung befindet. Schließen Sie nach dem Einschalten des Moduls U1 den Schalter SA3. Die HL4-LED sollte blinken. Versuchen Sie, über Bluetooth eine Verbindung zu Ihrem Computer herzustellen. Wenn Sie dies zum ersten Mal versuchen, müssen Sie möglicherweise auf Aufforderung des Computers das Passwort 1234 eingeben. Wenn die Verbindung hergestellt ist, sollte die HL4-LED dauerhaft leuchten. Verbinden Sie den +4,2-V-Stromkreis der Hauptplatine mit dem entsprechenden Ausgang des Modems und versorgen Sie das Modem mit Strom. Nach dem Einschalten sollte das Modem im passiven Zustand bleiben und der vom Gerät aufgenommene Strom sollte nicht um mehr als einige Milliampere ansteigen. Schalten Sie den Strom wieder aus, legen Sie die SIM-Karte in das Modem ein und schließen Sie die Antenne daran an. Schalten Sie dann den Strom wieder ein. Danach sollten die HL3- und HL4-LEDs eine Weile blinken. Wenn die HL3-LED nicht aufleuchtet, müssen Sie prüfen, ob sich der Jumper S1 im Modem in Position 1-2 befindet. Nach Abschluss der Verfahren zum Einschalten, Überprüfen der Funktionsfähigkeit und Registrieren des Modems im GSM-Netz schaltet das DD1-Mikrocontrollerprogramm das Modem und das Bluetooth-Modul aus und der Mikrocontroller selbst wird in den Ruhemodus versetzt. Jetzt müssen Sie das Modem konfigurieren, indem Sie ihm ein paar AT-Befehle geben. Die Reihenfolge der Aktionen ist wie folgt: - Drücken Sie die SB1-Taste (in diesem Fall sollten die LEDs HL3 und HL4 zu blinken beginnen), das Modem und das U1-Modul werden eingeschaltet und ihre seriellen Ports werden direkt über den DD2-Multiplexer verbunden; - Stellen Sie über Bluetooth eine Verbindung zwischen dem Computer und der Basiseinheit her, indem Sie das Eigenschaftenfenster der erstellten Verbindung auf dem Computerbildschirm öffnen und die Nummer des im Betriebssystem erstellten virtuellen COM-Ports ermitteln. - Führen Sie ein Terminalprogramm auf dem Computer aus, geben Sie diese Portnummer an und stellen Sie die Geschwindigkeit auf 9600 Baud mit acht Datenbits ohne Parität und einem Stoppbit ein. - Geben Sie dem Modem den AT-Befehl (in lateinischen Großbuchstaben ohne Parameter), der für die automatische Geschwindigkeitserkennung erforderlich ist. Wie jedes andere muss es mit einem Wagenrücklauf und einem Zeilenvorschub enden. Wenn die Verbindung hergestellt ist, antwortet das Modem mit OK. Weitere Befehle können in beliebigen Buchstaben eingegeben werden, und Sie können den nächsten Befehl nicht erteilen, ohne darauf zu warten, dass das Modem den Empfang bestätigt und den vorherigen Befehl ausführt. - Deaktivieren Sie den Echomodus mit dem Befehl ATE0; - verwenden Sie den Befehl AT&W, um diese Einstellung im nichtflüchtigen Speicher des Modems zu speichern; - Verwenden Sie den Befehl AT+IPR=9600, um eine feste Kommunikationsgeschwindigkeit von 9600 Baud einzustellen; - Verwenden Sie den Befehl AT+CLIP=1, um die automatische Erkennung der eingehenden Rufnummer zu aktivieren; - Verwenden Sie den Befehl AT+CMGF=1, um den Textmodus einzuschalten. Standardmäßig blinkt die an das Modem angeschlossene LED (HL3 gemäß Basiseinheitsschema) bei fehlender Registrierung im Netzwerk mit einer Dauer von 53 ms und Pausen von 790 ms. Nach ihrer Ausführung erhöht sich die Dauer der Pausen bis 2990 ms. Bei Bedarf können Sie mit den Befehlen AT+SLEDS=X,XZ die Art des LED-Blinkens ändern. In jedem dieser Befehle werden die folgenden Parameter eingestellt: Modusnummer (1 – keine Registrierung, 2 – im Netzwerk registriertes Modem, 3 – GRPS-Modus, wird im betrachteten System nicht verwendet); Y – Blitzdauer, ms; Z – Pausendauer, ms. Ich verwende zum Beispiel eine Folge von Befehlen: AT+SCHLITTEN=1,700,53; AT+SCHLITTEN=2,200,2990; AT+SCHLITTEN=3,200,600. Nach Abschluss der beschriebenen Vorgänge ist das Modem betriebsbereit. Zur Kontrolle können Sie ihn mit dem Befehl ATD<Nummer> (es werden nur die Nummern der Nummer ohne spitze Klammern und Leerzeichen eingegeben, ggf. mit vorangestelltem „+“-Zeichen und der Landesvorwahl) veranlassen, die angegebene Nummer anzurufen . Das Modem sollte mit OK antworten und das Telefon, dessen Nummer im Befehl angegeben wurde, sollte klingeln. Wählt man am Telefon die Nummer der im Modem der Basisstation verbauten SIM-Karte, gelangt man in das Fenster des Terminalprogramms RING +CLIP: "<Nummer>",145,""„"<Name>",0 Dabei ist <Nummer> die Telefonnummer, deren Anruf vom Modem angenommen wurde; <Name> – der Name des Teilnehmers, unter dem diese Nummer auf der SIM-Karte des Modems gespeichert ist. Mit dem Befehl AT+CPBF="W" können Sie die Nummern aller auf der SIM-Karte des Modems eingetragenen Teilnehmer ermitteln, deren Namen mit W beginnen. Das Modem sollte antworten: Für den normalen Betrieb des Systems muss die Teilnehmernummer mit dem Namen Wxy auf der SIM-Karte gespeichert sein. Um den Modemtestmodus zu verlassen, drücken Sie erneut die Taste SB1. Die HL3- und HL4-LEDs erlöschen und die Basiseinheit wechselt in den Standby-Modus. Um den Betrieb der Basiseinheit im Scharfmodus zu überprüfen, schließen Sie den SA2-Schalter. Die LEDs HL3 und HL4 blinken. Wenn das Modem im Netzwerk registriert ist, drücken Sie die SB3-Taste. Das Gerät wählt die Teilnehmernummer Wxy. Nachdem Sie dies sichergestellt haben, geben Sie den Befehl zum Beenden des Anrufs, indem Sie dieselbe Taste erneut drücken. Überprüfen Sie den Empfang eines eingehenden Anrufs im scharfgeschalteten Modus, indem Sie vom Telefon des Wxy-Teilnehmers die SIM-Kartennummer der Basiseinheit anrufen. Im Lautsprecherkopf BA1 sollte ein sich wiederholender Ton ertönen. Nehmen Sie den Anruf an, indem Sie die SB3-Taste drücken. Um die Kommunikationssitzung zu beenden, drücken Sie dieselbe Taste erneut. Sollte die Verbindung mit dem Computer über Bluetooth aus irgendeinem Grund nicht funktionieren, kann das Modem vorübergehend mit einem Pegelwandler an den COM-Port des Computers (physisch oder erstellt über einen USB-COM-Adapter) angeschlossen werden, dessen Diagramm in Abb . 17. Gleichzeitig wird der DD1-Mikrocontroller aus dem Panel entfernt und an die gemeinsame Leitung seiner Buchsen 12 und 13 angeschlossen, die den Adresseingängen A und B des Schalters 74HC4052 zugeordnet sind. Die RXD- und TXD-Schaltkreise des Konverters werden an die Buchsen 7 und 8 des Mikrocontroller-Panels angeschlossen. Nachdem ein Terminalprogramm auf dem Computer gestartet wurde, werden außerdem alle oben beschriebenen Vorgänge ausgeführt.
Leuchtturm errichten Im Gegensatz zur Basiseinheit muss das GSM-Modem im Beacon ständig betriebsbereit sein, damit die Stromversorgung des Modems im Betriebsmodus nicht abschaltet. Bei Einstellarbeiten ist es jedoch erforderlich, die Batterie abklemmen zu können. Zu diesem Zweck ist der Schalter SA1 vorgesehen. Die Empfehlungen für die erste Stromversorgung sind die gleichen wie für die Basiseinheit – versorgen Sie alle Knoten in Reihe mit Strom und kontrollieren Sie dabei den Stromverbrauch. Die Codes aus der Datei gps_main.hex im Ordner „Lighthouse“ der Anwendung müssen in den Speicher des im Beacon installierten Mikrocontrollers eingegeben werden. Als nächstes müssen Sie das GSM-Modem konfigurieren, den GLONASS/GPS-Empfänger einrichten und Sprachnachrichten im DD3-Chip aufzeichnen (sofern dieser verwendet wird). GSM-Modem Der Beacon kann konfiguriert werden, indem er anstelle eines ähnlichen Modems vorübergehend an die Platine der Basiseinheit angeschlossen wird. In diesem Fall muss das Modem mit einer SIM-Karte ausgestattet sein, die für die Verwendung im Beacon vorgesehen ist. Der Modem-Setup-Vorgang unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen nur dadurch, dass am Ende der Befehl AT+CSCLK=2 gegeben werden muss, um den Energiesparmodus zu aktivieren. Jetzt geht das Modem nach 5 Sekunden Inaktivität in den Schlafmodus. Das Modem verlässt es, wenn auf den seriellen Portleitungen Aktivität herrscht, ein eingehender Anruf eingeht oder eine SMS eingeht. Der erste Befehl führt nach einer Leerlaufzeit von mehr als 5 s nur dazu, dass das Modem den Energiesparmodus verlässt, der zweite und die folgenden werden ausgeführt. Im konfigurierten Modem muss vor dem Anschluss an die Beacon-Platine der Jumper S1 von Position 1-2 auf Position 2-3 verschoben werden. Das Modem kann separat konfiguriert werden oder durch Installation im Beacon, indem seine TXD- und RXD-Leitungen über den zuvor beschriebenen Adapter mit dem COM-Port des Computers verbunden werden (Abb. 17). GLONASS/GPS-Empfänger (Knoten A3) basiert auf dem SIM68V-Modul, das standardmäßig Navigationsinformationen mit einer Rate von 115200 Baud bereitstellt. Sie muss auf 9600 Baud reduziert werden, da mit dieser Rate Informationen über das GSM-Netz übertragen werden. Leider bietet das SIM68V-Modul nicht die Möglichkeit, dies mit einfachen Befehlen zu tun, und die einzige Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu ändern, besteht darin, ein neues Programm zu laden. Das Dienstprogramm hierfür und das Programm selbst finden Sie im Ordner „SIM68V“ im Anhang des Artikels. Der Vorgang erfordert keine Kenntnis der Softwarefunktionen des Moduls und ist in wenigen einfachen Schritten durchgeführt. Um den Empfänger an den COM-Port des Computers anzuschließen, wird der oben beschriebene Pegelwandler (Abb. 17) verwendet. Verbinden Sie seine Leitungen TXD und RXD mit den gleichen Leitungen des Knotens A3. Gehen Sie als Nächstes wie folgt vor: - Öffnen Sie die Archive PowerFlash_Simcom.zip im Ordner „SIM68V“ der Anwendung (enthält ein Computerprogramm zur Neuprogrammierung) und B03V11SIM68V_96.rar (enthält Informationen zum Schreiben auf das Modul); - Führen Sie das Programm PowerFlash_Simcom.exe aus, klicken Sie auf die Schaltfläche „Verbinden“ und dann auf die Schaltfläche „Test“. Auf dem Computerbildschirm wird eine Fehlermeldung angezeigt. - Schließen Sie das Programm, öffnen Sie mit einem Texteditor die Datei Powerflash.ini und ändern Sie den Wert des ComSelect-Parameters darin von eins auf die Nummer des COM-Ports, an den der A3-Knoten über einen Pegelwandler angeschlossen ist, und speichern Sie dann Datei; - Nachdem Sie das Programm erneut gestartet haben, klicken Sie auf die Bildschirmschaltfläche „Download Agent“, wählen Sie die Datei B03V11SI M68R_96_Al lInOne_DA_MT333 3_MP.BIN aus, klicken Sie dann auf die Bildschirmschaltfläche „Download ROM“ und wählen Sie die Datei B03V11SIM68R_96.bin aus; - Drücken Sie die Bildschirmtaste „Test“. Nachdem das Programm erfolgreich auf den Receiver heruntergeladen wurde, erscheint ein grüner Kreis auf dem Computerbildschirm. Der Empfänger gibt nun Navigationsinformationen mit 9600 Baud aus. Das Einzige, worauf Sie achten sollten, sind die an sie weitergeleiteten Zeilen $GRPMC,181212,... Dem Wert der aktuellen Zeit (in diesem Fall 18 Stunden 12 Minuten 12 Sekunden UTC) sollte der Buchstabe A folgen. Der Buchstabe V an seiner Stelle bedeutet, dass die Daten ungültig sind. Dies ist in der Regel auf unbefriedigende Empfangsbedingungen für Satellitensignale (z. B. in Innenräumen) oder eine unzureichende Anzahl von Satelliten im Empfangsgebiet zurückzuführen. Einstellung der Tonbaugruppe muss abgeschlossen sein, bevor der DD3-Chip (ISD5116ED) auf der Beacon-Platine installiert wird. Dazu muss ein konfiguriertes Modem an den Beacon angeschlossen und der programmierte Mikrocontroller des Beacons in dessen Panel eingebaut werden. Schalten Sie den Beacon ein und rufen Sie von Ihrem Mobiltelefon aus die Nummer der im Beacon installierten SIM-Karte an. Wenn ein Anruf von einer auf der SIM-Karte des Beacons unter dem Namen Mno gespeicherten Nummer getätigt wird, sollte als Antwort darauf (bei Vorhandensein eines DD3-Chips) ein Satz zu hören sein, der den Zustand des Beacons und des Objekts, auf dem er sich befindet, charakterisiert installiert, und wenn Sie von einer Nummer anrufen, die nicht auf der SIM-Karte ist, wird der Satz „Nummer nicht erkannt“ angezeigt. Fehlt jedoch der DD3-Chip oder ist er defekt, erzeugt der Beacon-Mikrocontroller ein Tonsignal und sendet es über den GSM-Kanal. Der Trimmerwiderstand R29 ist erforderlich, um eine optimale Wiedergabe durch das Telefon zu erreichen, von dem aus der Anruf getätigt wurde. ISD5116ED-Chip-Programmierung (DD3) wird nach der Installation auf der Beacon-Platine durchgeführt. Es ist notwendig, alle Sprachnachrichten, die das Beacon in verschiedenen Situationen übertragen soll, in den Speicher der Mikroschaltung einzugeben. Hierbei handelt es sich um Informationen über die aufgetretenen Ereignisse und den aktuellen Zustand der Sensoren sowie den Zustand der Fahrzeugbatterie. Der Sprachaufzeichnungs- und Wiedergabechip ISD5116ED wird über Befehle gesteuert, die auf der I-Schnittstelle eingegeben werden2C. Um es zu programmieren, müssen Sie einen COM-I-Adapter erstellen2C, dessen Diagramm in Abb. dargestellt ist. 18 und laden Sie die Codes aus der Datei i2c_rs2.hex im Ordner „ISD232“ der Anwendung in den Speicher des darin enthaltenen DD5116-Mikrocontrollers. Dieser Mikrocontroller ist mit einem Hardware-Controller I ausgestattet2C. Es wandelt die vom COM-Port des Computers zum XS1-Anschluss kommenden Informationen in Signale dieser Schnittstelle um und überträgt sie an den im Beacon installierten ISD5116ED-Chip. Wie in Abb. gezeigt. 18, es muss auch an den Line-Ausgang der Audiokarte des Computers angeschlossen und daran ein Steuer-UMZCH angeschlossen werden, der als aktiver Computer-Audiolautsprecher verwendet werden kann. Zum Zeitpunkt der Programmierung des DD3-Chips sollte der Beacon-Mikrocontroller (DD1) aus dem Panel entfernt werden.
Für die Aufnahme in eine Mikroschaltung ist es notwendig, mit einem Mikrofon und einer Computer-Soundkarte Tondateien vorzubereiten, die die erforderlichen Phrasen in jedem für einen Computer zugänglichen Format enthalten. Es ist praktisch, das Programm Sound Forge 9.0 zu verwenden, mit dem Sie beliebige Parameter von Klangfragmenten ändern, sie zusammenführen und unnötige Abschnitte ausschneiden können. Um den Speicherbedarf zu reduzieren, sollten Sie auch die Pausen am Anfang und Ende jeder Phrase entfernen. Alle Phrasen, die auf den Chip geschrieben werden müssen, sind in der Tabelle aufgeführt. Es zeigt auch ihre ungefähre Dauer und die Adressen an, an denen sie im Speicher des Chips beginnen. Bei der Aufnahme sollten diese Adressen unbedingt beachtet werden, da das Programm des Beacon-Mikrocontrollers anhand dieser nach den benötigten Tonfragmenten sucht. Sollten einzelne Phrasen zu lang sein und es nicht möglich sein, sie in den vorgesehenen Platz einzufügen, müssen Sie Änderungen am Programm vornehmen. Die Adressen, an denen sich darin die Adressen der Phrasenanfänge befinden, sind in derselben Tabelle verfügbar. Beim Schreiben von Phrasen auf den Chip werden die folgenden Befehle verwendet, bei denen es sich um Bytefolgen handelt: EE 82 44 2F 83 00 C1 ED - Aufnahmekonfiguration, Audiosignaleingang AnA IN (Pin 18 der Mikroschaltung), AUX OUT-Ausgang (Pin 20); EE 82 24 26 83 59 D1 ED – Wiedergabekonfiguration, Audioausgang AUX OUT (Pin 20); EC 91 HH LL ED – Schreibbefehl, HH – High-Byte der Adresse des Anfangs der aufgezeichneten Phrase, LL – sein Low-Byte; EC A9 HH LL ED – Wiedergabebefehl, HH – High-Byte der Adresse des Anfangs der abgespielten Phrase, LL – ihr Low-Byte; EB – Befehl zum Stoppen der Aufnahme oder Wiedergabe (im letzteren Fall ist dies nicht erforderlich, die Wiedergabe stoppt automatisch, wenn das Ende der Phrase erreicht ist); EF - Befehl zum Lesen des Zustands der Mikroschaltung. Diese Befehle unterscheiden sich von denen im Benutzerhandbuch des IC, da einige der Bytes vom Mikrocontroller des Adapters verwendet werden. Wenn beispielsweise das EF-Byte empfangen wird, wird es über die Schnittstelle I erstellt und übertragen2C-Real-Befehl zum Lesen des Zustands des Chips. Das Terminalprogramm, das Befehle ausgibt, sollte für den Betrieb bei 19200 Baud mit acht Datenbits ohne Parität und einem Stoppbit konfiguriert sein. Die Aufnahme erfolgt in der folgenden Reihenfolge: - Es wird ein Befehl zur Aufnahmekonfiguration gegeben, wonach die vom Computer abgespielte Tondatei über den an den AUX OUT des ISD5116ED-Chips angeschlossenen Steuer-UMZCH angehört werden kann; - Es wird ein Aufnahmebefehl mit der Startadresse der Phrase gegeben und mit minimalem Zeitverlust die Wiedergabe der gewünschten Phrase durch den Computer gestartet; - Sobald die Phrase endet, wird der Befehl zum Stoppen der Aufnahme gegeben; - Geben Sie einen Befehl zum Lesen des Status des ISD5116ED-Chips, auf den eine Antwort von drei Bytes empfangen werden soll. Das zweite davon ist das Senior-Byte und das dritte das Low-Byte der Adresse des ersten nach der aufgezeichneten Phrase, das zum Schreiben in die Speicherzelle der Mikroschaltung frei ist. Diese Adresse darf nicht größer sein als die Startadresse der nächsten Phrase in der in der Tabelle angegebenen Reihenfolge. Tabelle
Es empfiehlt sich, die aufgenommene Aufnahme durch Anhören mit der Steuerung UMZCH zu überprüfen. Dazu müssen Sie einen Wiedergabekonfigurationsbefehl senden, dann einen Wiedergabebefehl mit der Startadresse der Phrase und nach dem Erklingen den Zustand der Mikroschaltung lesen. Durch Wiederholen des beschriebenen Zyklus werden alle erforderlichen Sätze in die Mikroschaltung geschrieben. Gesteinssensor-Baugruppe Passen Sie es an, indem Sie den Eingang des Oszilloskops mit dem Ausgang des Operationsverstärkers DA2 verbinden. Trimmer R2 setzt diesen Ausgang auf einen hohen Logikpegel. Als nächstes bestimmen Sie experimentell die Position des Widerstandsschiebers. Beim Schütteln des Sensors (PA1-Mikroamperemeter, dessen Pfeil mit einem Stück Lot beschwert ist) sollte sich der Pegel am Ausgang des Operationsverstärkers im Takt der Pfeilbewegung ändern. Die letzte Einstellung erfolgt am Fahrzeug. Die Batteriestatus-Steuereinheit wird angepasst, indem eine Spannung gleich der minimal zulässigen Batteriespannung (ich habe 5 V) an Pin 1 des XP11,2-Steckers der Bake angelegt wird. Stellen Sie den Trimmerwiderstand R18 auf eine Spannung von 1,05 V am Eingang RA2 des Mikrocontrollers ein. Das Ergebnis ist leicht zu überprüfen. Stellen Sie die Spannung an Pin 5 des XP1-Steckers auf 12...13 V ein und reduzieren Sie diese langsam, warten Sie auf einen Anruf mit der Meldung „Batterie schwach“. Dies sollte bei einer bestimmten Mindestspannung geschehen. Die restlichen Komponenten des Leuchtturms bedürfen keiner Anpassungsarbeiten. Dateien von Leiterplatten im Sprint Layout 6.0-Format und alle für den Betrieb und die Einrichtung des Systems erforderlichen Programme können unter ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/06/beacon.zip heruntergeladen werden. Autor: S. Polozov
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