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Sistema embebido de georreferenciação e controlo
Ricardo Alexandre Vaz Gomes20 de julho, de 2012
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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
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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
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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
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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
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Perspetiva geral do sistema
Arquitetura do sistema 6
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Módulos constituintes
Arquitetura do sistema 7
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Alimentação do sistema e bateria
• Constituição do circuito de alimentação:
Desenvolvimento de Hardware 8
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Alimentação do sistema e bateria
• Esquema do circuito de encravamento da bateria:
Desenvolvimento de Hardware 9
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Disposição de componentes na PCB
Desenvolvimento de Hardware 10
NIBBLE®
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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
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Blocos de código
Desenvolvimento de Software 12
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Firmware
Desenvolvimento de Software 13
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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
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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
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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
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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
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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