Sistema embebido de georreferenciação e...
Transcript of Sistema embebido de georreferenciação e...
Sistema embebido de georreferenciação e controlo
Ricardo Alexandre Vaz Gomes20 de julho, de 2012
Estrutura da apresentação• 1. Introdução‐ Estrutura da apresentação;‐ Objetivos do projeto.
• 2. Estado da Arte‐ Produtos existentes no mercado;‐ Ponto de partida.
• 3. Arquitetura do sistema‐ Perspetiva geral do sistema;‐Módulos constituintes;
• 4. Desenvolvimento de Hardware‐ Alimentação do sistema e bateria;‐ Disposição de componentes na PCB;‐ Síntese do hardware do sistema.
• 5. Desenvolvimento de Software‐ Blocos de código;‐ Firmware.
• 6. Validação da solução‐ Testes realizados ao hardware;‐ Testes realizados ao software;
• 7. Conclusões e trabalhos futuros‐ Conclusões;‐ Trabalhos futuros.
Introdução 2
Objetivos
• Desenvolver um sistema moderno e atual de controlo elocalização de frotas automóveis;
• Adição de novas funcionalidades que permitamdiferenciar este produto de outros do mesmo género;
• Possibilidade de descarregar dados memorizados nosistema para um terminal através de uma interfacesem‐fios/sem custos;
• Obtenção de informações do barramento OBD2.
Introdução 3
Produtos existentes no mercado
Estado da arte 4
G959 GPS Tracker AT110 Vehicle Tracking HCT Pro Plus
Dimensões 91x65x28 mm 85x47x15 mm 104x93x26 mm
Tensão admissível 10‐35 V DC 7‐36 V DC 8‐30 V DC
Corrente máxima 140 mA 300 mA 680 mA
Módulos constituintes GPS, GSM GPS, GSM GPS, GSM
Entradas/Saídas Entradas e saídas digitais, entrada e
saída RJ45
Entradas e saídas digitais, 2 portasRS232, 2 entradas analógicas, CAN Bus
Entradas e saídas digitais, 1 entrada analógica, 1 porta RS232
Bateria 500 mAh Lionrecarregável
900 mAh Lionrecarregável
Não possui
Aspeto exterior
Ponto de partida
Estado da arte 5
UMI ‐ Unidade Móvel Inteligente
Dimensões 110x80,5x48,0 mm
Tensão admissível 8‐40V DC
Corrente máxima 400 mA
Módulos constituintes GPS, GSM
Entradas/saídas Entradas e saídas digitais, 4 entradas analógicas, 1 porta RS‐232
Bateria 150 mAh NiMH Recarregável
Perspetiva geral do sistema
Arquitetura do sistema 6
Módulos constituintes
Arquitetura do sistema 7
Alimentação do sistema e bateria
• Constituição do circuito de alimentação:
Desenvolvimento de Hardware 8
Alimentação do sistema e bateria
• Esquema do circuito de encravamento da bateria:
Desenvolvimento de Hardware 9
Disposição de componentes na PCB
Desenvolvimento de Hardware 10
NIBBLE®
Síntese do hardware do sistema
Sistema embebido de georreferenciação e controlo
Dimensões (sem caixa de proteção) 100x80x20 mm
Tensão admissível 8‐40 V DC
Corrente máxima 490 mA
Módulos constituintes GPS, GSM, Wi‐Fi, Unidade de Medição Inercial
Entradas/saídas Entradas e saídas digitais, 2 entradas analógicas, CAN Bus, Cartão MicroSD
Bateria 520 mAh Lion recarregável
Desenvolvimento de Hardware 11
Blocos de código
Desenvolvimento de Software 12
Firmware
Desenvolvimento de Software 13
Testes realizados ao hardware• Resultados do teste do circuito de alimentação:
• Resultados do teste do encravamento da bateria:
Validação da solução 14
Circuito de alimentação
Valor da tensão à saída do regulador de tensão 4,5 ± 0,1 V
Valor da tensão aos terminais da carga (bateria recurso) 4,0 ± 0,1 V
Valor da corrente máxima que o regulador de tensãopode fornecer (datasheet)
1,5 A
Valor da corrente aos terminais da carga 205 ± 9 mA
Circuito da bateria
Tensão fornecida à bateria quando descarregada (2,30 V) 4,0 ± 0,1 V
Corrente fornecida à bateria quando descarregada 212 mA
Tensão fornecida à bateria quando carregada (4,1 V) 3,7 V
Corrente fornecida à bateria quando carregada 100 mA
Testes realizados ao softwareTestes efetuados Componentes do microprocessador envolvidos
ADC DMA I/O SPI Systick Timer USART
Leitura e escrita em memória flash
Conversão de sinais analógicos
Comunicação com GPS
Comunicação com GSM
Geração de interrupções com periodicidade
definida
Validação da solução 15
Conclusões
• Processador de 32 bits com melhor desempenho e recursosacrescidos;
• Armazenamento de dados inclui suporte para cartõesMicroSD;
• Introdução de um sistema de comunicação sem‐fios (Wi‐Fi);
• Placa de circuito prevê a adição de um módulo de medição inercial;
• Recolha de dados do barramento OBD2 do veículo.
Conclusão e trabalhos futuros 16
Conclusões (cont.)Pontos fortes Pontos fracos
‐ Aquisição de experiência em contextoempresarial;
‐ Desenvolvimento de um produto comfins práticos;
‐ O firmware criado para omicroprocessador é portável paraoutros produtos que tenham utilizadomicroprocessadores AVR de 8 bits;
‐ Os objetivos do trabalho foramatingidos quase na totalidade, sendo aexceção protagonizada pelo móduloWi‐Fi que não ficou concluído.
‐ Software do módulo Wi‐Fi não foiconcluído;
‐ Impossibilidade de realizar testes naplaca de circuito impresso projetadadevido a alguns componentes teremprazos de entrega que não permitiramque estivessem disponíveisatempadamente.
Conclusão e trabalhos futuros 17
Trabalhos futuros
• Teste da recolha de dados do barramento OBD2 de umveículo;
• Finalização do software para a comunicação sem fios;
• Projeto de uma nova caixa de proteção;
• Adição de uma unidade de medição inercial que permitacontrolo sobre o estilo de condução.
Conclusão e trabalhos futuros 18