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