LocaPet. Localizador Satelital para Mascotas OPCIÓN I PARA OPTAR AL TÍTULO DE: PRESENTAN:

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1 SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA LocaPet. Localizador Satelital para Mascotas OPCIÓN I TESIS PROFESIONAL PARA OPTAR AL TÍTULO DE: INGENIERO ELCTRÓNICO PRESENTAN: ÁNGEL RENÉ CANCHÉ UC JONATHAN ISMAEL MUKUL CHI MÉRIDA, YUCATÁN, MÉXICO 2013

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3 ÍNDICE DE CONTENIDO ÍNDICE DE IMÁGENES... V ÍNDICE DE TABLAS... VII Introducción... VIII Objetivos de la investigación... VIII Hipótesis... VIII Justificación... IX Delimitaciones y limitaciones... IX Impacto social, tecnológico y ambiental.... X Cronograma de actividades... XI CAPITULO 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS RED DE TELEFONÍA CELULAR GSM Arquitectura de la Red GSM Cómo funciona GSM? Servicio de mensajería corta (SMS) SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) Funcionamiento Fiabilidad de los datos Aplicaciones... 9 CAPITULO 2. ANTECEDENTES ANTECEDENTES Localizador vehicular GPS / GSM G Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP PROS Y CONTRAS DE LOS SISTEMAS MENCIONADOS ANTERIORMENTE Localizador vehicular GPS / GSM G Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP MEJORAS PRESENTES EN LocaPet III

4 CAPITULO 3. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN ELECCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL PRINCIPAL (HARDWARE) El Arduino Placa Arduino adquirida MÓDULO GPS Placa GPS adquirida, GY-GPS6MV NEO-6 series Descripción de la placa GPS GY-GPS6MV MÓDULO GSM/GPRS Placa GSM/GPRS adquirida, GPRS/GSM SIM Descripción de hardware de la placa GSM/GPRS COMENZANDO A TRABAJAR CON EL Iduino Y LA PLACA GSM/GPRS Paso 1: Creando una configuración de prueba para la placa GPRS Paso 2: Enviar un mensaje de texto (SMS) COMENZANDO A TRABAJAR CON EL Iduino Y LA PLACA GPS Interpretación de los códigos GPRMC y GPGGA Modos de conexión al Arduino Interpretación de los códigos GPRMC y GPGGA automáticamente con Arduino Distancia desde un punto geográfico específico hasta la posición actual del GPS FUNCIONAMIENTO EN CONJUNTO: Iduino, GPS Y GSM Resumen de funcionamiento El programa final Prototipo montado ANEXOS REFERENCIAS IV

5 ÍNDICE DE IMÁGENES Figura 1.1. Evolución de la comunicación celular Figura 1.2. Arquitectura de la Red de Telefonía Celular. [1]... 2 Figura 2.1. Interfaz web del Localizador GPS / GSM G Figura 2.2. Elementos del kit localizador vehicular GPS / GSM G-800. [5] Figura 2.3. Geocerca del Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP Figura 2.4. Elementos del kit Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP- 1. [6] Figura 3.1. Arduino Uno Rev Figura 3.2. Iduino Uno 328 Rev Figura 3.3. GY-GPS6MV1, chip GPS U-Blox NEO-6M Figura 3.4. Diagrama electrónico de la placa GPS GY-GPS6MV1. [11] Figura 3.5 y 3.6. GPRS/GSM SIM900 Shield board Arduino. [13] Figura 3.7. Descripción de elementos Figura 3.8. Encendido de la placa GPRS por hardware Figura 3.9. Localización del jumper JP Figura Encendido de la placa GPRS por software Figura Apagado de la placa GPRS por hardware Figura Apagado de la placa GPRS por software Figura Configuración de jumpers del puerto serial Figura Enlace serial entre PC y placa GPRS Figura Mensajes emitidos por la placa GPRS al encenderla Figura Comandos enviados manualmente a la placa GPRS para enviar un SMS Figura SMS recibido en el celular destino Figura Modo Gateway Arduino-GPS Figura Tramas obtenidas al alimentar el módulo GPS Figura Tramas GPS inválidas (sin posición) Figura Tramas GPS válidas (posición fijada) Figura Modo Normal Arduino-GPS Figura Datos obtenidos con código de programa simple_test V

6 Figura Coordenadas entregadas por el GPS, vistas satelitalmente Figura Información de latitud, longitud, fecha, hora (UTC) y el número de satélites Figura Mensajes mostrados por el programa cuando no se captan satélites Figura Mensajes mostrados por el programa captando satélites Figura Representación de la zona segura de la mascota Figura Programa corriendo mostrando la distancia e informando fuera de rango Figura Programa final mostrando la distancia e informando fuera de rango Figura Mensaje SMS recibido con el programa final de LocaPet Figura Vista lateral derecha del prototipo LocaPet Figura Vista lateral izquierda del prototipo LocaPet Figura Detalle de vista lateral derecha del prototipo LocaPet Figura Detalle de vista lateral izquierda del prototipo LocaPet Figura Detalle de vista frontal del prototipo LocaPet Figura Detalle de vista posterior del prototipo LocaPet VI

7 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Características de hardware del Arduino Tabla 2. Indicadores LED en la placa GPRS Tabla 3. Formato de datos RMC Tabla 4. Formato de datos GGA Tabla 5. Indicador de posición fija. [15] VII

8 LocaPet. Localizador Satelital para Mascotas Introducción Se pretende diseñar e implementar un prototipo de un sistema que se encargará de monitorear un área específica por medio de la tecnología GPS en donde se encuentre normalmente una mascota (zona residencial). Si ésta llegara a abandonar el área indicada (por cape, robo o extravío), el dispositivo emitirá una alerta hacia el dueño de la mascota mediante un mensaje de texto vía celular (GSM) conteniendo la ubicación geográfica de la mascota. Esto ayudará a la rápida localización del animal en cualquier parte, siempre y cuando haya cobertura de red celular GSM. Objetivos de la investigación Diseñar un dispositivo portátil que detecte vía GPS la posición de la mascota. Generar una señal GSM si la mascota se encuentra fuera del área especificada. Recibir el mensaje GSM en un dispositivo telefónico móvil. Hipótesis El GPS es un sistema global de navegación por satélite que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión habitual de unos pocos metros. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales de identificación y hora. Con base en estas señales, el aparato calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante VIII

9 "triangulación". Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa (coordenadas geográficas) respecto a los tres satélites. Mediante un dispositivo electrónico de control, los datos concernientes a la posición geográfica serán monitoreados y evaluados para corroborar que se encuentren dentro de un rango de coordenadas preestablecidas (área segura de la mascota). Si la mascota saliera de su área segura, el sistema enviará una alerta al dueño de la mascota mediante un mensaje de texto (SMS) a su número celular mediante un dispositivo GSM, conteniendo éste las coordenadas actuales de la mascota. Justificación Durante mucho tiempo se han observado casos de extravío de mascotas en la gran mayoría de las ciudades, lo cual genera preocupación y gastos enormes para encontrar a la mascota por parte de los dueños. Esto se podría evitar mediante la implementación de un sistema de monitoreo mediante GPS que envira una alerta de que la mascota esta fuera del área de monitoreo. Otros usos El concepto de este sistema también puede ser aplicado para personas que sufran alguna discapacidad mental, ya que es común leer en los periódicos que personas de estas características se extravían. Este sistema podría ser la solución a dicho problema social. Delimitaciones y limitaciones Se pretende hacer un prototipo a modo experimental de este sistema de localización, por lo mismo el sistema no será de dimensiones reducidas, por lo que difícilmente pueda ser usado en un principio en un perro pequeño o un gato. Además de que dichos animales muchas veces IX

10 están expuestos a la intemperie, por lo que el gabinete del sistema debería resistir condiciones difíciles; esto último no se implementará por el momento en este sistema propuesto. La precisión de la localización estará determinada por la precisión que tenga el módulo GPS, por lo cual habrá un margen de error en las coordenadas de posición que sean enviadas al celular del dueño de la mascota. Impacto social, tecnológico y ambiental. Impacto social: En la actualidad, las mascotas ocupan un lugar muy importante dentro de las familias, por lo que la pérdida de dicho ser querido puedes ser de gran impacto para la familia. Es muy angustiante no poder saber dónde se encuentre, si está bien físicamente, y qué tan lejos de casa pueda estar. Por lo mismo proponemos este sistema de localización, para poder ofrecer a las personas una opción que puede ser bastante efectiva para la recuperación de su mascota. Con este sistema de monitoreo el dueño de la mascota tendrá la tranquilidad de que su mascota será monitoreada y en el momento en que se salga del área se le notificara mediante un mensaje de texto al número celular que indique, para poder evitar su posible extravío y pérdida. Impacto tecnológico: En la actualidad ya existen sistemas similares al propuesto en este documento, pero dichos sistemas sólo proporcionan los datos de posición hasta que el dueño hace la petición de los mismos hasta que se entera de que se ha extraviado su mascota, lo cual puedes ser muchas horas después de que el animal haya salido de casa, con el consecuente riesgo implicado. X

11 Impacto ambiental: El sistema será amigable con el medio ambiente, ya que no generará residuos por que operará con pilas recargables con tecnología a base de Litio, que han probado durante muchos años ser fiables y duraderas. Tampoco generará contaminación electromagnética, ya que el sistema operará de modo intermitente, lo cual ayudará en gran medida a mejorar la duración de la pila. Cronograma de actividades ACTIVIDAD DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES 1 Búsqueda de antecedentes de proyectos similares. 2 Elección del módulo GSM apropiado. 3 Elección del módulo GPS apropiado. 4 Elección del sistema de control (PIC, Arduino, etc.). 5 Diseño y armado del sistema de control principal. 6 Diseño, dimensionamiento y armado de la fuente de alimentación. 7 Diseño de interconexión Módulo de Control-Módulo GSM. 8 Programación básica del sistema de control principal. 9 Prueba: Enviar y recibir un mensaje SMS. 10 Diseño de interconexión Módulo de Control-Módulo GPS. 11 Prueba: Extraer los datos de posicionamiento del GPS (latitud y longitud). 12 Diseño de interconexión Módulo de Control-Módulo GSM-Módulo GPS. 13 Prueba: Enviar datos GPS (latitud y longitud) por medio de SMS. 14 Delimitar el área geográfica a monitorear (área segura) mediante programación del controlador principal. 15 Prueba: Verificar la correcta delimitación del área. 16 Enviar un mensaje SMS con las coordenadas actuales, al salir el dispositivo del área delimitada. 17 Pruebas finales y ajustes. XI

12 Actividad CRONOGRAMA (semanas) x x x 2 x x x 3 x x x 4 x x x 5 x x x 6 x x x 7 x x 8 x x 9 x x 10 x x 11 x x 12 x x 13 x x 14 x x 15 x x 16 x x 17 x XII

13 CAPITULO 1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 1.1 RED DE TELEFONÍA CELULAR GSM Las tecnologías de comunicación inalámbrica se han ido desarrollando con el paso de los años, pero en los últimos tiempos han cobrado un mayor desarrollo, gracias al desarrollo de los sistemas de telefonía celular, lo cual se puede apreciar en la figura 1.1. Figura 1.1. Evolución de la comunicación celular Arquitectura de la Red GSM Los principales subsistemas que componen la arquitectura de la red GSM pueden ser identificados en la figura 1.2 1

14 Figura 1.2. Arquitectura de la Red de Telefonía Celular. [1] Cómo funciona GSM? Desde el punto de vista técnico, los terminales GSM suelen poder operar en al menos dos bandas de frecuencia, una casi el doble que la otra, lo que les da mejores posibilidades de comunicación. Las frecuencias hoy en uso son de 850 MHz y 900 MHz (frecuencias bajas, con hasta 2W de potencia) y 1.8 GHz y 1.9 GHz en frecuencias altas (con hasta 1W de potencia), no existiendo un uso de frecuencias común a todos los países (esto plantea una limitación de compatibilidad para terminales bi-banda o tri-banda, por lo que la tendencia es hacia módulos cuadri-banda). 2

15 GSM usa TDMA (en el que cada canal de RF de 200 KHz es dividido en 8 períodos de tiempo, permitiendo de este modo 8 conversaciones simultáneas en esa misma frecuencia de radio; también permite dividir ese tiempo en 16 rodajas (time-slots) con un régimen de datos inferior (half-rate). En las frecuencias bajas, para GSM se asignan 50 MHz de ancho de banda, 25 MHz para el enlace de subida (uplink) y otros 25 MHz para el enlace de baja (downlink), es decir 125 canales de subida y otro tanto de bajada; en las frecuencias altas se asignan 100 MHz, 50 MHz para el uplink y 50 MHz para el downlink, lo que resulta en el doble de canales disponibles. En GSM, la estación móvil (MS: Mobile Station) consiste en la terminal móvil y un módulo de memoria denominado SIM (Subscriber Identification Module) que contiene información básica del abonado y de la terminal. De este modo, un SIM puede ser pasado de una terminal a otra, que instantáneamente puede utilizar esa información. El equipo terminal es identificado por un código denominado International Mobile Equipment Identity (IMEI), que puede servir para identificar equipos robados, o de contrabando, en tanto que la tarjeta SIM contiene el código International Mobile Subscriber Identity (IMSI), utilizado para identificar al abonado en el sistema, claves secretas de autenticación y mucha otra información adicional. El diseño puramente digital de GSM y la forma dinámica de asignación de los time-slots permite ofrecer servicios no sólo de voz sino también de datos entrantes y salientes, como , fax, e internet, donde el flujo de datos no es instantáneo (como requiere una comunicación de voz) sino que puede ser en forma de paquetes que se almacenan y retransmiten múltiples veces para llegar desde el origen al destino. El ancho de banda limitado de estos enlaces de datos (en comparación a los enlaces de banda ancha disponibles en ADSL o CATV) determina el uso de variaciones de ciertos protocolos, tal es el caso del WAP 3

16 (Wireless Access Protocol) que permite la realización de páginas web simples de actualizar y aptas para pequeñas pantallas. Entre los servicios digitales típicos están: GPRS (General Packet Radio Service), que en función de los time-slots disponibles y la forma de modulación permiten enlaces de decenas de kbps (es normal hablar de regímenes máximos de más de 80 Kbps, y típicos de 10 a 20 Kbps). Como alternativa a GPRS, en GSM también existe la conmutación de circuitos (llamada CSD, por Circuit Switched Data), donde un canal de voz es empleado para transmitir datos, lo que suele permitir enlaces de hasta 14.4 Kbps, y donde se realiza control de errores y de retransmisión, es decir se establece un circuito virtual de datos. SMS (Short Message Service), apto para el envío y recepción de mensajes de hasta 256 caracteres empleando facilidades de GPRS o de CSD. Este es un servicio donde los mensajes son transportados en modo store-and-forward, es decir, dando saltos de computadora a computadora del sistema, desde que salen del origen hasta que llegan al destino. Estos mensajes pueden tener un único destinatario (punto a punto) o ser de información general (por ejemplo, información de tráfico o noticias). Los mensajes SMS forman parte de la información que puede ser almacenada en el módulo SIM para su posterior consulta. Otra especificación que hace al móvil es la llamada clase A, B o C: 1. Los de Clase A pueden usar servicios de voz y datos simultáneamente 4

17 2. En los de Clase B, se dispone de todos los servicios entre los que se puede conmutar dinámicamente, pero sólo un servicio puede ser usado a la vez, voz o datos, e incluso en el caso de datos, GPRS o SMS, pero no ambos simultáneamente 3. En los de Clase C, existe una asociación predeterminada a voz o datos, entre los que debe conmutarse manualmente. [2] Las funciones básicas del módulo GSM son las siguientes: Ejecución de acciones: Permiten escribir valores arbitrarios en objetos de comunicación KNX, mediante mensajes cortos SMS o llamadas perdidas. Esto permite actuar de forma remota sobre los dispositivos presentes en la instalación. Por ejemplo, puede encender la calefacción o apagar todas las luces con un mensaje SMS, o abrir la puerta del garaje cuando se acerca a su vivienda mediante una llamada perdida. Ejecución de escenas: Se puede activar cualquier escena mediante un mensaje SMS. Notificaciones: Es posible configurar el sistema para que envíe notificaciones al usuario (mensajes SMS) cuando se detecte una alarma técnica. Consultas de estado: Permiten consultar el valor actual de un objeto de comunicación, con lo cual se puede conocer el estado de los dispositivos presentes en la instalación Control de acceso: Se puede establecer un listado de números de teléfono autorizados y controlar los permisos asignados a cada uno de ellos. [3] 5

18 1.1.3 Servicio de mensajería corta (SMS) El servicio de mensajes cortos o SMS (Short Message Service), es un servicio que se encuentra disponible en la mayoría de teléfonos móviles y módems GSM, y que permite él envió/recepción de mensajes de texto de corta longitud alrededor de 140 a 160 caracteres. Una parte fundamental y adicional a la arquitectura anteriormente presentada para la red GSM, es el Centro de Servicio de Mensajes Cortos (SMSC), el mismo que se encarga de almacenar los sms, y reenviarlos al equipo móvil de destino, una vez que este se encuentre disponible. Se debe señalar que los sms pueden ser enviados independientemente de si existe una llamada en proceso. El servicio de mensajería corta está basado en los siguientes elementos: Entidades de Mensajería Corta (SMC o SME): Es una entidad que puede enviar o recibir mensajes cortos, como por ejemplo los teléfonos móviles o los módems GSM. Pueden encontrarse en la red de telefonía móvil o en cualquier otro centro de servicio. Centro de Servicios de Mensajería Corta (SMSC): Es responsable del almacenamiento y envió de los mensajes cortos entre los distintos SMC. SMS- Gateway: Está compuesto por dos entidades que permiten soportar el servicio de mensajería corta. El Gateway SMS-GMSC (Short Message Service Gateway Mobile Switching Center), se encarga de finalizar los SMS; en cambio el Gateway SMS-IWMSC (Short Message Service Inter-Working Mobile Switching Center) es el encargado de originar los sms. 6

19 El Gateway SMS permite hacer al momento de recibir un sms, hacer una consulta al HLR con el fin de obtener información que permita direccionar el mensaje al destino final. [1] 1.2 SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) El GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento global) o NAVSTAR-GPS1 es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y actualmente operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El sistema GPS está constituido por 24 satélites y utiliza la triangulación para determinar en todo del globo la posición con una precisión de más o menos metros. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a 20,200 Km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante "triangulación" (método de trilateración inversa), la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenada reales del punto de medición. También se 7

20 consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites Funcionamiento La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición se llama efemérides. En este caso cada satélite emite sus propias efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su hora atómica, información doppler, etc. Mediante la trilateración se determina la posición del receptor: Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor. Obteniendo información de dos satélites queda determinada una circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas en algún punto de la cual se encuentra el receptor. Teniendo información de un cuarto satélite, se elimina el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3D exacta (latitud, longitud y altitud) Fiabilidad de los datos Debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los EE. UU. Se reservaba la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio, que podía variar de los 15 a los 100 m. La llamada disponibilidad selectiva (S/A) fue eliminada el 2 de mayo de

21 Aunque actualmente no aplique tal error inducido, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Con un elevado número de satélites siendo captados (7, 8 ó 9 satélites), y si éstos tienen una geometría adecuada (están dispersos), pueden obtenerse precisiones inferiores a 2,5 metros en el 95% del tiempo. Si se activa el sistema DGPS llamado SBAS (WAAS-EGNOS-MSAS), la precisión mejora siendo inferior a un metro en el 97% de los casos. Estos sistemas SBAS no se aplican en Sudamérica, ya que esa zona no cuenta con este tipo de satélites geoestacionarios. La funcionabilidad de los satélites es por medio de triangulación de posiciones para brindar la posición exacta de los celulares, vehículos, etc Aplicaciones Civiles Navegación terrestre (y peatonal), marítima y aérea. Bastantes automóviles lo incorporan en la actualidad, siendo de especial utilidad para encontrar direcciones o indicar la situación a la grúa. Teléfonos móviles Topografía y geodesia. Construcción (Nivelación de terrenos, cortes de talud, tendido de tuberías, etc). Localización agrícola (agricultura de precisión), ganadera y de fauna. Salvamento y rescate. Deporte, acampada y ocio. Para localización de enfermos, discapacitados y menores. Aplicaciones científicas en trabajos de campo (ver geomática). 9

22 Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros usuarios. Para rastreo y recuperación de vehículos. Navegación deportiva. Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc. Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando el movimiento como cursor (común en los GPS Garmin). Sistemas de gestión y seguridad de flotas. Militares Navegación terrestre, aérea y marítima. Guiado de misiles y proyectiles de diverso tipo. Búsqueda y rescate. Reconocimiento y cartografía. Detección de detonaciones nucleares. [4] 10

23 CAPITULO 2. ANTECEDENTES En el presente capitulo se señalará algunas tecnologías comerciales existentes en la actualidad que podrían ayudar a desarrollar este proyecto, así como ver qué es lo que actualmente se oferta en el mercado relacionado a localización satelital de mascotas. Se mencionarán brevemente sus principales características, así como las debilidades que presentan dichas tecnologías y las mejoras que se podrían realizar para optimizarlas para el proyecto LocaPet. 2.1 ANTECEDENTES En la actualidad se pueden encontrar tecnologías dedicadas a la localización de vehículos. También se encuentran en el mercado otras opciones específicas para mascotas en el mercado. A continuación se mencionarán dos de estas opciones: Localizador vehicular GPS / GSM G-800 El sistema integra un módulo GSM y un módulo GPS. Por lo tanto, puede lograr muchas de las funciones a través de una página web tales como la ubicación en tiempo real del vehículo en la página web, reportes del historial en la pantalla de la página web, seguimiento y hablar a través del teléfono móvil, alarmas sobre una determinada zona (Geocercas) o control de la velocidad, activar el corte de corriente para apagar el motor, ayuda de emergencia, etc. SOS, y se le ha incorporado al módulo una batería recargable de polímero (2000mAh) para proteger a cortar el suministro de energía, también se localizar el vehículo por SMS y vincular función de localización, sin plataforma. 11

24 Con el sistema Genius GPS y GSM, el modulo rastreador envía la información de la ubicación actual a través de GPRS al servidor de Internet, para que el usuario visite el sitio web con el nombre del usuario y la contraseña asignada a través de cualquier computadora con internet, sin descargar ningún software. Se puede utilizar su teléfono móvil para visitar la página web con el nombre del usuario y la contraseña asignada, usted obtendrá la información de la última ubicación y localización en el mapa se mostrará en su teléfono móvil. Alarma de zona (Geo - Cerca alarma): Esta función se encuentra en la plataforma, después de iniciar sesión en el sitio web, haga clic en el "cerco regional" en el menú en las ventanas en la parte inferior a la derecha, busque y seleccione el primer vehículo, y haga clic en el "muro Agregar" del menú para añadir una cerca a un vehículo, en primer lugar seleccionar un módulo, y luego usar el botón izquierdo del ratón para definir el área y el botón derecho del ratón para terminar la definición, también se puede seleccionar en la zona de alarma o alarma a la zona, la información de la alarma se mostrará en la lista de alarmas. Figura 2.1. Interfaz web del Localizador GPS / GSM G

25 Entre las características del módulo (Localizador GPS / GSM G-800) están las siguientes: Alarma de control de velocidad: Enviar un SMS para localizar por enlace del mapa (no es necesario Plataforma) "SOS" de emergencia Antes de utilizar El equipo puede ser utilizado en vehículos de 12V y 24V, por favor primero y solicite el equipo para el voltaje de su vehículo. Figura 2.2. Elementos del kit localizador vehicular GPS / GSM G-800. [5] Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP-1 Los productos de huellas & patitas sirven para localizar de manera instantánea y sencilla la ubicación geográfica de tu mascota, de esta manera siempre podrás saber dónde se encuentra tu mascota las 24 horas y los 365 días del año. 13

26 Cómo funciona? El Localizador Satelital de huellas & patitas es un pequeño dispositivo electrónico, práctico y ligero que la mascota puede cargar en su collar sin impedirle realizar sus actividades preferidas como: correr, saltar y jugar. Enviará la ubicación exacta de tu mascota cada 15 minutos a nuestros servidores y podrás ver por Internet a través de el lugar específico donde se encuentra mediante detallados mapas y fotografías satelitales proporcionados bajo licencia por Google Maps a huellas & patitas. El punto exacto de la ubicación de tu mascota se mostrará en el mapa, donde podrás ver el nombre de las calles, los edificios aledaños y hacer acercamientos o alejamientos, el localizador tendrá una precisión de entre 0 a 5 metros del punto exacto donde se encuentre tu mascota. Si no cuentas con acceso a Internet o a una computadora, podrás llamar a nuestra Central de Localización de Mascotas, donde el operador te guiará telefónicamente hasta tu mascota, o bien, enviando un mensaje de texto con la palabra "BUSCA" y te responderemos con indicándote la dirección donde se encuentra tu mascota. Funciones disponibles en el Localizador Satelital de Mascotas: 1. Rastreo normal: Funcionamiento habitual del Localizador Satelital cuando está encendido. En esta modalidad el Localizador estará enviando a la Central, la ubicación de tu mascota cada 15 minutos y si ocurre alguna alarma te enviará a tu celular un mensaje de texto. 14

27 2. Rastreo de emergencia: Si tu mascota se ha extraviado, el localizador podrá ponerse en modalidad de emergencia. Esto le ordenará al Localizador que envíe la ubicación de tu mascota cada minuto, con esto lograrás encontrarla fácilmente. 3. Geocerca: Esta función del Localizador Satelital te permitirá definir el área en la que tu mascota puede moverse libremente y de manera segura. Si tu mascota sale de la Geocerca definida, el Localizador enviará inmediatamente una alerta a tu teléfono celular a través de un mensaje de texto para que puedas salir en su búsqueda. Figura 2.3. Geocerca del Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP Escucha perimetral: Podrás escuchar desde tu teléfono celular el sonido del área donde se encuentra tu mascota, así como también escuchar los sonidos emitidos por ella, lograrás evaluar el entorno y la situación donde se encuentra y junto con los mapas satelitales encontrarla fácilmente. 15

28 Planes de servicio El equipo cuenta con los siguientes planes de renta del servicio, en pesos mexicanos (MXN): El equipo incluye Cargador de baterías, de pared Cargador de baterías para auto Dos baterías de repuesto Sujetador para collar Cable USB Acceso ilimitado de rastreo Soporte técnico Ayuda telefónica personalizada Central de Localización de Mascotas Garantía de un año 16

29 Figura 2.4. Elementos del kit Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP-1. [6] 2.2 PROS Y CONTRAS DE LOS SISTEMAS MENCIONADOS ANTERIORMENTE Localizador vehicular GPS / GSM G-800 Como se puede observar en el dispositivo anterior (Localizador GPS / GSM G-800) el dispositivo está muy avanzado tecnológicamente y tiene muchas funciones que para el proyecto denominado LocaPet son innecesarios, por lo cual el costo de adquirir el producto sería muy elevado y muchas de sus funciones serán innecesarios, lo que significaría pagar por una tecnología de la cual se obtendría muy poco provecho. Entre los las características que no serían de utilidad se enumeran: 1. Alarma de control de velocidad: En el proyecto LocaPet el localizador está diseñado para la ubicación de animales, no tiene utilidad la integración de un módulo con la capacidad de controlar la velocidad. 17

30 2. Enviar un SMS para localizar por enlace del mapa (no es necesario Plataforma): Para poder realizar este apartado es necesario contar con un teléfono inteligente (SmartPhone). 3. "SOS" de emergencia: Los animales no podrán activar esta alarma para poder enviar la ubicación a algún teléfono de la lista, ya que este es un botón que se debe de presionar a consideración. 4. Voltajes de operación de 12V y 24V: La fuente de alimentación necesaria para este sistema sería bastante robusta, por lo que implica una complicación de espacio. Por las cuatro causas anteriores, las características del sistema anterior se vuelven muy sobrevaluado para la implementación de LocaPet. Localizador Satelital de Mascotas huellas & patitas, modelo HP-1 Esta opción comercial presenta todas las características que se buscan implementar en el proyecto LocaPet. Las desventajas que presenta este sistema frente a LocaPet es que requiere pagar a la empresa distribuidora huellas & patitas una renta de servicio para poder hacer uso del sistema de rastreo. 2.3 MEJORAS PRESENTES EN LocaPet Este proyecto pretende dotar de tecnología justa que sea capaz de cumplir con los objetivos principales de la localización de las mascotas, además de hacer los productos más bajos en coste para que un mayor número de personas lo puedan adquirir. No será necesario que el dueño de la mascota cuente con un teléfono inteligente y, si ya se tiene uno, es de poca importancia (aunque puede ser muy útil), ya que en el teléfono solo se 18

31 mandaran las coordenadas de la ubicación de la mascota para luego ubicar el lugar geográfico por medio de algún software computacional. La ventaja principal del sistema LocaPet es que no requerirá pagar una renta fija a ninguna empresa privada especializada en localización satelital. El único dinero en el que deberá invertir el dueño de la mascota será para mantener activo el chip SIM de la compañía que preste el servicio de telefonía celular, el cual se utilizará en el módulo GSM/GPRS para poder enviar los mensajes SMS al dueño de la mascota. 19

32 CAPITULO 3. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN En el presente capítulo se abordará todo lo relacionado con el sistema LocaPet, nos referimos a cuál será el sistema de control principal, cómo se conectará LocaPet a la red celular GSM y cómo se obtendrán y enviarán los datos GPS al dueño de la mascota. 3.1 ELECCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL PRINCIPAL (HARDWARE) En el mercado se encuentran disponibles varias opciones de control lógico, estas opciones pueden ser microprocesadores, microcontroladores, software computacional, circuitos digitales discretos, etc. Sin embargo nosotros preferimos usar un método de control que durante largo tiempo ha logrado demostrar su sencillez, robustez y confiabilidad; nos referimos a la interfaz de desarrollo Arduino El Arduino Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos. Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos hechos con Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a 20

33 un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo y comunicar con diferentes tipos de software (p.ej. Flash, Processing, MaxMSP). Las placas pueden ser hechas a mano o compradas montadas de fábrica; el software puede ser descargado de forma gratuita. Los ficheros de diseño de referencia (CAD) están disponibles bajo una licencia abierta, así pues eres libre de adaptarlos a tus necesidades. [7] Características de la placa Arduino UNO El Arduino Uno es una placa electrónica basada en el microprocesador Atmega328. Tiene 14 pines digitales de entrada/salida (de las cuales 6 se puede utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un resonador cerámico 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, una cabecera ICSP, y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar el microcontrolador, basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o alimentarlo con un adaptador AC-DC o batería para empezar. El Uno se diferencia de todas las placas anteriores en que ya que no utiliza el chip controlador FTDI USB-serial. En su lugar, se cuenta con el ATMEGA16U2 (Atmega8U2 hasta la versión R2) programado como convertidor USB a serie. Especificaciones Microcontrolador ATmega328 Voltaje de operación 5V Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V Voltaje de entrada (límites) 6-20V Pines digitales I/O 14 (de las cuales 6 proporcionan PWM) Pines de entrada analógica 6 Corriente DC por pin I/O 40 ma Corriente DC para el pin de 3.3V 50 ma 21

34 Memoria Flash SRAM EEPROM Velocidad de reloj cuales 32KB (ATmega328) de los 0.5 KB utilizado por gestor de arranque (bootloader) 2 KB (ATmega328) 1 KB (ATmega328) 16 MHz Tabla 1. Características de hardware del Arduino. Figura 3.1. Arduino Uno Rev. 3. Entradas y Salidas Cada uno de los 14 pines digitales en el UNO se puede utilizar como una entrada o salida, utilizando funciones digitalread(), pinmode() y digitalwrite(). Ellos funcionan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir un máximo de 40mA y tiene una resistencia pull-up interna (desconectada por defecto) de 20 a 50 kohm. Además, algunos pines tienen funciones especializadas: Serial: 0 (RX) y 1 (TX). Se utilizan para recibir (RX) y transmitir (TX) datos TTL en serie. Estos pines están conectados a los pines correspondientes del chip serial USB- TTL ATmega8U2. 22

35 Interrupciones externas: 2 y 3. Estos pines pueden ser configurados para activar una interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente, o un cambio en el valor. Ver la función attachinterrupt() para más detalles. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, y 11. Proporcionan una salida PWM de 8 bits con la función analogwrite(). SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines soportan la comunicación SPI usando la librería SPI. LED: 13. Hay un LED integrado a la placa conectado al pin digital 13. Cuando el pin es un valor alto, el LED está encendido, cuando el pin es bajo, está apagado. El UNO tiene 6 entradas analógicas, etiquetados A0 a A5, cada uno de los cuales proporcionan 10 bits de resolución (es decir, 1,024 valores diferentes). Por defecto se miden desde tierra a 5 voltios, aunque es posible cambiar el extremo superior de su rango con el pin AREF y la función analogreference(). Además, algunos pines tienen funciones especializadas: TWI: A4 o pin SDA y A5 o pin SCL. Soportan la comunicación TWI usando la librería Wire. Hay otro par de pines de la placa: AREF. Voltaje de referencia para las entradas analógicas. Se utiliza con analogreference(). RESET. Lleve esta línea BAJO para resetear el microcontrolador. Normalmente se utiliza para agregar un botón de reinicio para shields. [8] 23

36 3.1.2 Placa Arduino adquirida La placa Arduino UNO fabricada en Italia tiene un precio de $28.49 USD IVA no incluido. [9] Por lo anterior, el precio no resulta algo atractivo comparado con otros sistemas. Sin embargo, ya que el proyecto Arduino es libre (licencia abierta Creative Commons) éste pone a disposición del público en general todo lo relacionado al diseño de software y hardware de Arduino. Lo anterior posibilita que las tarjetas de desarrollo Arduino puedan ser producidas por fabricantes externos, abaratando esto mucho el precio de un sistema clónico Arduino. La placa elegida fue la Iduino UNO 328 modelo MIC-06664, de la firma General Electronics- Tech 2011 (GE tech, la cual presenta las mismas características que el Arduino UNO Rev. 3. Lo destacable de esta placa, aparte de ser lo mismo que el Arduino UNO fabricado en Italia, es que solamente cuesta $12.90 USD [10], y cuenta con las mismas características del Arduino UNO. Figura 3.2. Iduino Uno 328 Rev

37 3.2 MÓDULO GPS El módulo GPS será en encargado de recoger las coordenadas geográficas por medio de los satélites en órbita alrededor de la tierra. Estos datos serán procesados y verificará que las coordenadas se encuentren dentro del área segura preestablecida Placa GPS adquirida, GY-GPS6MV1 La placa elegida fue GY-GPS6MV1, con el chip GPS NEO-6M de la firma U-Blox 2013 (u-blox AG, Esta placa cuesta $26.88 USD [11], lo cual es un precio bastante accesible comparado con otros módulos GPS comerciales NEO-6 series La serie de módulos NEO-6 aporta un alto rendimiento del motor de posición u-blox 6 para el formato miniatura NEO. u-blox 6 ha sido diseñado con un bajo consumo de energía y bajos costos en mente. La gestión inteligente de la energía es un gran avance para las aplicaciones de baja potencia. Estos receptores se combinan un alto nivel de capacidad de integración con opciones flexibles de conectividad en un pequeño paquete. Esto los hace perfectamente adecuados para productos finales de mercado masivo con requisitos estrictos de tamaño y costos. Destacados UART, USB, DDC (compatible con I2C) e interfaces SPI Disponible en versiones de Crystal y TCXO 25

38 Onboard RTC cristal para arranques más rápidos Variantes en 1.8 V y 3.0 V Características u-blox 6 motor de posición: o Navegue a -162 dbm y -148 dbm arranque en frío o Adquisición más rápida con AssistNow Autonomous o Administración de energía configurable o Motor híbrido GPS/SBAS (WAAS, EGNOS, MSAS) o Tecnología anti-jamming (anti-interferencia) Fácil integración con módulos inalámbricos u-blox A-GPS: AssistNow Online y AssistNow Offline servicios, compatible con OMA SUPL Compatible con versiones anteriores (hardware y firmware), fácil migración de la familia NEO-5 o NEO-4S Paquete LCC para la fabricación fiable y rentable Compatible con la solución de GPS u-blox para Android Con base en los chips de GPS calificado según AEC-Q100 Fabricado en sitios ISO / TS certificados Calificado de acuerdo con la norma ISO [12] 26

39 3.2.3 Descripción de la placa GPS GY-GPS6MV1 Módulo u-blox GPS NEO-6M con antena y memoria EEPROM integrada. Este módulo es compatible con APM2 y APM2.5 y la EEPROM puede guardar todos los datos de configuración. Interface: RS232 TTL Alimentación: 3-5V Transmisión de datos por defecto: 9600bps Incluye antena Pila para respaldo de datos en memoria Indicador LED de señal Dimensiones del módulo: 23 x 30 mm Figura 3.3. GY-GPS6MV1, chip GPS U-Blox NEO-6M. 27

40 Figura 3.4. Diagrama electrónico de la placa GPS GY-GPS6MV1. [11] 3.3 MÓDULO GSM/GPRS Para lograr que el sistema LocaPet acceda a la red de telefonía celular es requerido que el sistema cuente con un módulo GSM/GPRS, el cual por medio de comandos AT se enviarán los datos de posición desde el sistema, por medio de la red GSM, hacia el dueño de la mascota Placa GSM/GPRS adquirida, GPRS/GSM SIM900 La placa elegida fue la GPRS/GSM SIM900 Shield board arduino compatible modelo WGW-06633, de la firma General Electronics-Tech 2011 (GE tech, 28

41 Esta placa cuesta $45.80 USD [13], lo cual es un precio bastante accesible comparado con otros módulos GSM/GPRS comerciales. Descripción de la Shield GPRS La placa GPRS se basa en el módulo SIM900 de SIMCOM y es compatible con Arduino y sus clones. La placa GPRS que proporciona una forma de comunicarse mediante la red de telefonía celular GSM. La placa permite lograr SMS, MMS, GPRS y audio a través de UART mediante el envío de comandos AT (GSM 07.07, y comandos AT SIMCOM mejorados). La placa también tiene 12 GPIOs, 2 PWMs y un ADC del módulo SIM900 (toda la lógica a 2.8V) presentes en la placa. Características Cuatri-Banda 850/900/1800/1900 MHz - funciona en las redes GSM en todos los países del mundo. GPRS multi-slot clase 10/8 Estación móvil GPRS clase B Cumple con la fase GSM 2/2+ Clase 4 850/900 MHz) Clase /1900MHz) Control vía comandos AT - Comandos estándar: GSM y Comandos mejoradas: comandos AT SIMCOM Servicio de mensajes cortos - de modo que usted puede enviar pequeñas cantidades de datos a través de la red (ASCII o hexadecimal bruto) 29

42 Pila TCP/UDP incorporada - le permite cargar datos en un servidor Web RTC soportado Puerto serial seleccionable Jacks para micrófono y auricular Bajo consumo de energía - 1.5mA (modo sleep) Rango de temperatura industrial C a +85 C Figura 3.5 y 3.6. GPRS/GSM SIM900 Shield board Arduino. [13] Precauciones Asegúrese de que la tarjeta SIM esté desbloqueada. El producto se suministra tal cual, sin un gabinete aislante. Tenga en cuenta las precauciones ESD, especialmente en clima seco (baja humedad). 30

43 La configuración predeterminada de fábrica UART para el Shield GPRS es bps 8-N-1. (Se puede cambiar con los comandos AT) Descripción de hardware de la placa GSM/GPRS Figura 3.7. Descripción de elementos. Selector de fuente de energía - seleccionar la fuente de alimentación para la placa GPRS (alimentación externa o 5V del Arduino) Jack de corriente - conectada a fuente de alimentación externa 4.8 ~ 5V Interfaz de la antena - conectado a una antena externa Selector de puerto serie - seleccione cualquiera de los puertos serie (software o Hardware) para conectarse a la placa GPRS Puerto serial por hardware - D0/D1 de Arduino Puerto serial por software - D7/D8 de Arduino 31

44 LED de estado - indica si el SIM900 está alimentado Luz Net - indica el estado acerca de SIM900 está enlazado a la red UART de SIM900 - pines UART de SIM900 Micrófono - para responder a la llamada telefónica Altavoz - para responder a la llamada telefónica GPIO, PWM y ADC de SIM900 - GPIO, PWM y los pines ADC del SIM900 Tecla de encendido - enciende y apaga el SIM900 Pines usados en el Arduino: o D0 - Sin usar si se selecciona el puerto serie por software para comunicarse con la placa GPRS o D1 - Sin usar si se selecciona el puerto serie por software para comunicarse con la placa GPRS o D2 - No utilizado o D3 - No utilizado o D4 - No utilizado o D5 - No utilizado o D6 - No utilizado o D7 - Se utiliza si se selecciona el puerto serie por software para comunicarse con la placa GPRS o D8 - Se utiliza si se selecciona el puerto serie por software para comunicarse con la placa GPRS o D9 - Se utiliza para el control por software del encendido o apagado del SIM900 o D10 - No utilizado 32

45 o D11 - No utilizado o D12 - No utilizado o D13 - No utilizado o D14 ( A0 ) - No utilizado o D15 ( A1) - No utilizado o D16 (A2 ) - No utilizado o D17 (A3 ) - No utilizado o D18 ( A4) - No utilizado o D19 ( A5 ) - No utilizado Nota: A4 y A5 están conectados a los pines I2C en el SIM900. El SIM900 sin embargo no se puede acceder a través del I2C. Indicadores LED Hay tres indicadores LED (PWR (verde), Status (red), NetLight (verde)) en el shield GPRS, los usuarios pueden conocer el estado de funcionamiento de la placa en base a los tres indicadores LED. Para información detallada por favor consulte la tabla siguiente: LED (color) Estado Descripción PWR (verde) ON Shield GPRS encendido OFF Shield GPRS apagado Staus (red) ON SIM900 encendido OFF SIM900 apagado 64ms On / 800ms Off SIM900 no registrado en red NetLight (verde) 64ms On / 300ms Off SIM900 registrado en red 64ms On / 300ms Off Comunicación GPRS OFF SIM900 no está funcionando Tabla 2. Indicadores LED en la placa GPRS. 33

46 Encendido y apagado de la placa GPRS Encendido La placa GPRS se puede activar de dos maneras: 1. Hardware. Pulse el botón ON/OFF aproximadamente por dos segundos. El escenario de encendido se ilustra en la siguiente figura: Figura 3.8. Encendido de la placa GPRS por hardware. Figura 3.9. Localización del jumper JP. 34

47 2. Software. Si utiliza este modo para encender la placa GPRS es necesario soldar el jumper JP (figura 3.8), entonces el pin Digital 9 del Arduino actuará como puerto de encendido por software y el pin digital 9 no se puede utilizar para otro propósito. Luego darle al pin Digital 9 un impulso para encender la placa GPRS. El escenario de encendido se ilustra en la siguiente figura: Figura Encendido de la placa GPRS por software. El siguiente código para Arduino ejecuta una subrutina para el encendido por software: void powerup() pinmode(9, OUTPUT); digitalwrite(9,low); delay(1000); digitalwrite(9,high); delay(2000); digitalwrite(9,low); delay(3000); Cuando el procedimiento de encendido se completa, el SIM900 enviará el siguiente código para indicar que el shield GPRS está listo para funcionar; cuando se establece como velocidad de transmisión fija, el SIM900 enviará el código: RDY. Este código no aparece si el auto baudrate está activo. 35

48 Apagado La placa GPRS se puede apagar de las siguientes maneras: 1. Procedimiento normal de apagado (hardware): Apagado de la placa GPRS utilizando hardware; pulse el botón ON/OFF por dos segundos. El escenario de apagado se ilustra en la siguiente figura: Figura Apagado de la placa GPRS por hardware. 2. Procedimiento normal de apagado (software): Si JP está soldado, a continuación dar un pulso de apagado al pin Digital 9 del Arduino (que actúan como apagador por software) para apagar la placa GPRS. El escenario de apagado se ilustra en la siguiente figura: Figura Apagado de la placa GPRS por software. 36

49 El siguiente código para Arduino ejecuta una subrutina para el apagado por software: void powerdown() pinmode(9, OUTPUT); digitalwrite(9,low); delay(1000); digitalwrite(9,high); delay(2000); digitalwrite(9,low); delay(3000); 3. Procedimiento normal de apagado (comandos AT): Apagado de la placa GPRS mediante el envío del comando AT "AT + CPOWD=1" al módulo SIM900. Cuando la placa GPRS se apaga con el procedimiento normal de apagado, el procedimiento permite que el SIM900 cierre la sesión en la red y permite que el software entre en un estado seguro y guarda los datos antes de desconectar completamente la alimentación. Antes de que se complete el procedimiento de apagado el SIM900 enviará el código resultante: NORMAL POWER DOWN. Comunicación por puerto serial (UART) La placa GPRS usa el protocolo UART para comunicarse con el Arduino; los usuarios pueden usar los jumpers para conectar (RX, TX) de la placa al puerto serial por software (D8, D7) o por hardware (D1, D0). Información más detallada se muestra en la siguiente ilustración: 37

50 Figura Configuración de jumpers del puerto serial. Notas: Los usuarios pueden usar el comando AT+IPR=? para ver el baudrate soportado, se responderá con una lista de velocidades soportadas. Los usuarios pueden usar el comando AT+IPR=x (x es el valor del baudrate soportado) para establecer una velocidad de transmisión fija y guardar la configuración en la memoria flash no volátil. 3.4 COMENZANDO A TRABAJAR CON EL Iduino Y LA PLACA GSM/GPRS El siguiente esquema configura al Arduino/clon Arduino como enlace serie entre la PC y la placa GPRS (jumpers puestos en el lado SWserial). El PC necesita un software de terminal serie para comunicarse con ella HyperTerminal de Windows, monitor serial del Arduino IDE, terminales seriales (sscom32) o Bray ++ Terminal. 38

51 Para hacer las pruebas se ha optado por el software de terminal serial Serial Terminals (sscom32) (disponible en: Paso 1: Creando una configuración de prueba para la placa GPRS Los comandos AT son comandos de texto simples enviados al módem GPRS a través de su interfaz serial (UART), para que pueda utilizar cualquier software de terminal serie para comunicarse con él. Así que se puede utilizar cualquier software de terminal serie para comunicarse con él. Nota: Casi todos los comandos AT deben enviarse seguido de retorno de carro y hay que seleccionar la opción "+CR" en la terminal del puerto serie. Para experimentar con los comandos AT, se requeriría una fuente de energía y la comunicarse con la placa GPRS. La mejor manera de hacer esto es utilizando una tarjeta Arduino Duemilanove. 1. En la placa GPRS, instale la antena y el chip SIM. 2. Asegúrese de que los jumpers GPRS_TX y GPRS_RX en la placa GPRS están montados en la posición SWSerial - es decir que queremos GPRS_TX esté conectado a D7 (RX) y GPRS_RX a D8 (TX). 3. Conecte el Arduino Duemilanove a la computadora mediante un cable USB. 4. El microcontrolador ATmega328P en la tarjeta Duemilanove tiene sólo un UART que se utiliza para la comunicación con el PC. Lo que necesitamos es un Sketch de Arduino que se ejecute dentro del ATmega328P que emule un segundo puerto serie (UART) utilizando el software en los pines digitales D8 y D7, y que pase a través de él toda la comunicación entre este segundo puerto serie por software y el puerto serie del hardware real. Al hacer esto, todos los datos procedentes de la computadora (conectada al hardware real UART) se enrutan a la placa GPRS (conectado al software UART) y 39

52 luego estaríamos en condiciones de emitir los comandos AT para controlar la placa GPRS. El diagrama de bloques para esbozar este esquema se muestra a continuación. Figura Enlace serial entre PC y placa GPRS. Para el desarrollo de este programa, se requiere utilizar la librería SoftwareSerial ya incluida en las librerías de Arduino 1.0, y el código de demostración se muestra a continuación: //Serial Relay - Arduino will patch a //serial link between the computer and the GPRS Shield //at bps 8-N-1 //Computer is connected to Hardware UART //GPRS Shield is connected to the Software UART #include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial GPRS(7, 8); unsigned char buffer[64]; // buffer array for data recieve over serial port int count=0; // counter for buffer array void setup() 40

53 GPRS.begin(19200); // the GPRS baud rate Serial.begin(19200); // the Serial port of Arduino baud rate. void loop() if (GPRS.available()) // if date is comming from softwareserial port ==> data is comming from gprs shield while(gprs.available()) // reading data into char array buffer[count++]=gprs.read(); // writing data into array if(count == 64)break; Serial.write(buffer,count); // if no data transmission ends, write buffer to hardware serial port clearbufferarray(); // call clearbufferarray function to clear the storaged data from the array count = 0; // set counter of while loop to zero if (Serial.available()) // if data is available on hardwareserial port ==> data is comming from PC or notebook GPRS.write(Serial.read()); // write it to the GPRS shield void clearbufferarray() // function to clear buffer array for (int i=0; i<count;i++) buffer[i]=null; // clear all index of array with command NULL 1. Cargar el Sketch a la placa Arduino (sin la placa GPRS conectada al Arduino). 2. Conecte la placa GPRS al Arduino (con el Arduino apagado y desconectado de la PC). 3. Descargue y ejecute la herramienta serial si usted no tiene uno. Seleccione el puerto COM correcto para Arduino, y establézcalo a operar a N-1 y haga clic en "Open Com". 4. Puede encender o apagar el SIM900 pulsando el botón aproximadamente 2 segundos. Tras el encendido, el LED rojo se enciende y el verde junto a él parpadeará y si la placa encuentra la red parpadea cada 3 segundos. Además, en el monitor serie debería ver los mensajes de la pantalla como: 41

54 RDY +CFUN: 1 +CPIN: READY Call Ready Si no puede ver los mensajes en el monitor serie, debe marcar la opción "SendNew" que agregará retorno del carro al final del comando AT y luego enviar el comando AT "AT+IPR=19200" con el botón "SEND" para ajustar la velocidad de transmisión del SIM900. Figura Mensajes emitidos por la placa GPRS al encenderla Paso 2: Enviar un mensaje de texto (SMS) Ahora que nuestro sistema de prueba está listo, vamos a jugar un poco con algunos comandos AT manualmente antes de pasar a programar al Arduino para que haga esto. Vamos a tratar de enviar un SMS para empezar. 42

55 1. Crear la configuración como se describe en el paso A través del software de terminal serie, envíe AT+CMGF=1 y pulse la tecla Enter. La placa GPRS puede enviar mensajes SMS en dos modos: el modo texto y el modo de PDU (o binario). Dado que queremos enviar un mensaje legible para las personas, seleccionaremos el modo de texto. La placa GPRS responderá con un OK. 3. Haga clic en la opción "SendNew" y enviar "AT+CMGS= ". Esto le dará instrucciones a la placa GPRS para empezar a aceptar el texto para un nuevo mensaje destinado al número de teléfono especificado (código de país -opcional dígitos. Sustituya el número con el número del teléfono de destino). La placa GPRS enviará un signo " > " para recordarle que escriba el mensaje. 4. Comience a escribir el mensaje y cuando haya terminado, marcar la opción "SendHEX" y luego envíe el Hex "1A" presionando la tecla Enter. El módem acepta el mensaje y responder con un OK. Unos momentos más tarde, el mensaje debe ser recibido en el teléfono cuyo número haya especificado. NOTA: Si a pesar de seguir los pasos como se indica más arriba, usted no puede recibir el mensaje en el teléfono de destino, entonces puede ser que usted necesite establecer el número del centro de mensajes SMS. Envíe el comando "AT+CSCA=número de centro de mensajes" y pulse la tecla Enter. Enviar este comando entre los comandos AT+CMGF y AT+CMGS. Usted puede obtener el número del centro de mensajes llamando al centro de atención al cliente del proveedor de servicios GSM y preguntar por ello. En nuestro caso, como el proveedor de servicio de telefonía celular es Telcel, los comandos AT a enviar a la placa GPRS son: AT+CMGF=1 AT+CSCA=" " AT+CMGS=" " //Enviar mensaje SMS //Centro de mensajes de Telcel //Número del teléfono destino 43

56 (Escribir mensaje y luego enviar el comando Hexadecimal "1A") Figura Comandos enviados manualmente a la placa GPRS para enviar un SMS. Figura SMS recibido en el celular destino. 44

57 Notas de la librería SoftwareSerial Con Arduino 1.0 debe ser capaz de utilizar la biblioteca SoftwareSerial incluida con la distribución (en lugar de NewSoftSerial). Sin embargo, debe ser consciente de que el búfer reservado para los mensajes entrantes están codificados fuertemente para 64 bytes en el encabezado de la biblioteca, "SoftwareSerial.h": 1.Define _SS_MAX_RX_BUFF 64 //RX buffer size. Esto significa que si el módulo GPRS responde con más datos, es muy probable que se pierdan con un desbordamiento de búfer! Por ejemplo, la lectura de un SMS desde el módulo con "AT+CMGR=xx" (xx es el índice del mensaje), es posible que ni siquiera se vea la parte del mensaje porque la información de la cabecera anterior (como el número de teléfono y la hora) ocupa mucho espacio. La solución parece ser la de cambiar manualmente _SS_MAX_RX_BUFF a un valor más alto ( pero razonable para que no utilice toda tu preciosa memoria!). [14] 3.5 COMENZANDO A TRABAJAR CON EL Iduino Y LA PLACA GPS Al igual que en el caso de la placa GPRS, extraeremos los datos de posición del módulo GPS y los visualizaremos por medio de un software de terminal serial Interpretación de los códigos GPRMC y GPGGA RMC - Recommended Minimum Specific GNSS Data Nota: Los campos en cursiva sólo se aplican a NMEA versión 2.3 (y versiones posteriores) en esta descripción del mensaje NMEA. La siguiente tabla contiene los valores para el siguiente ejemplo: $GPRMC, ,A, ,N, ,W,0.13,309.62,120598,,*10 45

58 Nombre Ejemplo Unidad Descripción ID de mensaje $GPRMC Cabecera del protocolo RMC Hora UTC hhmmss.sss Status A A=dato válido o V=dato no válido Latitud ddmm.mmmm Indicador N/S N N=north o S=south Longitud ddmm.mmmm Indicador E/W W E=east o W=west Velocidad 0.13 knots Curso grados Verdadero Fecha ddmmyy Variación magnética grados E=east o W=west Modo A A=Autonomous, D=DGPS, E=DR Checksum *10 <CR> <LF> Fin de terminación de mensaje Tabla 3. Formato de datos RMC. GGA - Global Positioning System Fixed Data Nota: Los campos en cursiva sólo se aplican a NMEA versión 2.3 (y versiones posteriores) en esta descripción del mensaje NMEA. La siguiente tabla contiene los valores para el siguiente ejemplo: $GPGGA, , ,N, ,W,1,07,1.0,9.0,M,,,,0000*18 Nombre Ejemplo Unidades Descripción ID de mensaje $GPGGA Cabecera del protocolo GGA Hora UTC hhmmss.sss 7 Latitud ddmm.mmmm Indicador N/S N N=north o S=south Longitud ddmm.mmmm 6W Indicador E/W W E=east o W=west Indicador de posición fija 1 Ver tabla 5 Satélites usados 07 Rango de 0 a 12 HDOP 1.0 Dilución de precisión horizontal Altitud MSL 9.0 metros Unidades M metros Separación Geoidal metros 46

59 Unidades M metros Edad de Diff. Corr segundo Campo nulo cuando no se usa DGPS ID estación Diff. Ref Checksum *18 <CR> <LF> Fin de terminación de mensaje Tabla 4. Formato de datos GGA. Valor Descripción 0 Punto no está disponible o no válido 1 Modo GPS SPS, punto válido 2 GPS diferencial, modo SPS, punto válido 3-5 No soportado 6 Modo Dead Reckoning, punto válido Tabla 5. Indicador de posición fija. [15] TinyGPS Para interpretar los datos que nos entrega el GPS haremos uso de la librería TinyGPS: Un analizador GPS/NMEA compacto para Arduino TinyGPS está diseñado para proporcionar la mayor parte de la funcionalidad del GPS NMEA. Me imagino que un usuario Arduino querría - posición, fecha, tiempo, altitud, velocidad y curso - sin el gran tamaño que parece acompañar a los cuerpos similares de código. Para mantener bajo el consumo de recursos, la librería evita cualquier dependencia de punto flotante obligatoria e ignora todos menos algunos campos clave de GPS. [16] NOTA: La librería viene comprimida en un archivo.rar llamado TinyGPS-13, al descomprimir su contenido se crea una carpeta con el mismo nombre. Esa carpeta debemos 47

60 renombrarla a TinyGPS y arrastrarla a la carpeta libraries (C:\Program Files\Arduino\libraries) para poder hacer uso de ella en la interfaz de programación de Arduino Modos de conexión al Arduino Modo Gateway: Lo primero que debemos hacer es anular a Arduino ya que tan solo usaremos la placa como una pasarela entre el GPS y nuestro ordenador. Esto lo podemos hacer retirando el integrado o bien haciendo un puente entre GND y Reset, también debemos prestar atención a la manera de conectar los pines Rx y Tx, ya que no nos vamos a comunicar entre Arduino y el GPS, uniremos Tx con Tx y Rx con Rx de Arduino y el módulo, de esta manera, si abrimos el monitor de puerto serie de nuestro IDE Arduino, o cualquier otro monitor de puerto serie, y lo configuramos a una velocidad de 9600 baudios (la de transmisión de datos del módulo) podremos visualizar directamente las tramas que recibimos de los satélites. [17] Figura Modo Gateway Arduino-GPS. 48

61 Usando este modo de conexión y el software de terminal seria sscom32 obtenemos los siguientes datos del GPS: Figura Tramas obtenidas al alimentar el módulo GPS. Figura Tramas GPS inválidas (sin posición). 49

62 Figura Tramas GPS válidas (posición fijada). Modo Normal: Este es el modo que lo vamos a conectar en nuestro proyecto, en este caso deberemos cruzar los Rx con los Tx para que se comuniquen Arduino y el módulo, ya que cuando uno habla el otro debe escuchar. [17] Usando el modo de conexión normal procederemos a cargar el Arduino con un programa que interprete los códigos NMEA que proporciona el GPS Interpretación de los códigos GPRMC y GPGGA automáticamente con Arduino Como primera prueba para interpretar los códigos NMEA del GPS usaremos el código ejemplo llamado simple_test que viene en la carpeta examples contenida en la librería del TinyGPS. De momento la única modificación que realizaremos a este código será la velocidad 50

63 de trasmisión del GPS (línea 16 del código), que en nuestro caso es de 9600 baudios, por lo que dicha línea quedaría: ss.begin(9600); El código usará los pines 4 como RX y el pin 3 como TX. Por lo que debemos realizar la conexión en Modo Normal como se explicó en el apartado (no olvidar las conexiones de alimentación a 5V). La conexión de los pines RX y TX se muestra a continuación: Figura Modo Normal Arduino-GPS El programa de ejemplo, ya con la pequeña modificación, se muestra a continuación: #include <SoftwareSerial.h> #include <TinyGPS.h> /* This sample code demonstrates the normal use of a TinyGPS object. It requires the use of SoftwareSerial, and assumes that you have a 51

64 */ 9600-baud serial GPS device hooked up on pins 4(rx) and 3(tx). TinyGPS gps; SoftwareSerial ss(4, 3); void setup() Serial.begin(115200); ss.begin(9600); //Velocidad de datos de nuestro GPS Serial.print("Simple TinyGPS library v. "); Serial.println(TinyGPS::library_version()); Serial.println("by Mikal Hart"); Serial.println(); void loop() bool newdata = false; unsigned long chars; unsigned short sentences, failed; // For one second we parse GPS data and report some key values for (unsigned long start = millis(); millis() - start < 1000;) while (ss.available()) char c = ss.read(); // Serial.write(c); // uncomment this line if you want to see the GPS data flowing if (gps.encode(c)) // Did a new valid sentence come in? newdata = true; if (newdata) float flat, flon; unsigned long age; gps.f_get_position(&flat, &flon, &age); Serial.print("LAT="); Serial.print(flat == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE? 0.0 : flat, 6); Serial.print(" LON="); Serial.print(flon == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE? 0.0 : flon, 6); Serial.print(" SAT="); Serial.print(gps.satellites() == TinyGPS::GPS_INVALID_SATELLITES? 0 : gps.satellites()); Serial.print(" PREC="); Serial.print(gps.hdop() == TinyGPS::GPS_INVALID_HDOP? 0 : gps.hdop()); gps.stats(&chars, &sentences, &failed); Serial.print(" CHARS="); 52

65 Serial.print(chars); Serial.print(" SENTENCES="); Serial.print(sentences); Serial.print(" CSUM ERR="); Serial.println(failed); if (chars == 0) Serial.println("** No characters received from GPS: check wiring **"); Mirando el monitor serial que incluye la interfaz de programación Arduino, observamos los siguientes mensajes: Figura Datos obtenidos con código de programa simple_test. Ingresando los datos de longitud y magnitud en Google Maps Google ( con el formato latitud, longitud, obtenemos que nos encontramos en el laboratorio de eléctrica-electrónica del Instituto Tecnológico de Mérida. 53

66 Figura Coordenadas entregadas por el GPS, vistas satelitalmente. El código de programa anterior no obtiene los datos de fecha y hora, por lo que usando el mismo programa, pero realizando unas modificaciones mayores, tomando como referencia el tercer programa ejemplo, test_with_gps_device, de la librería TinyGPS. El código se muestra a continuación: #include <SoftwareSerial.h> #include <TinyGPS.h> TinyGPS gps; SoftwareSerial ss(4, 3); static void imprimir_fechahora(tinygps &gps); void setup() Serial.begin(115200); ss.begin(9600); //Velocidad de datos de nuestro GPS Serial.print("Simple TinyGPS library v. "); Serial.println(TinyGPS::library_version()); Serial.println("by Mikal Hart"); 54

67 Serial.println(); void loop() bool newdata = false; unsigned long chars; unsigned short sentences, failed; // For one second we parse GPS data and report some key values for (unsigned long start = millis(); millis() - start < 1000;) while (ss.available()) char c = ss.read(); // Serial.write(c); // uncomment this line if you want to see the GPS data flowing if (gps.encode(c)) // Did a new valid sentence come in? newdata = true; if (newdata) float latitud, longitud; //Declaramos variables unsigned long age, fix_age; gps.f_get_position(&latitud, &longitud, &age); Serial.print("LATITUD="); Serial.print(latitud == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE? 0.0 : latitud, 6); //invalido cuando latitud=0.0 El 6 indica que colocara un punto con 6 dígitos después del punto Serial.print(" LONGITUD="); Serial.print(longitud == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE? 0.0 : longitud, 6); imprimir_fechahora(gps); //Llama a la subrutina "imprimir_fechahora" Serial.print(" # DE SATELITES="); Serial.print(gps.satellites() == TinyGPS::GPS_INVALID_SATELLITES? 0 : gps.satellites()); else Serial.print("Se ha desconectado el GPS o no capta senal... corrobore"); gps.stats(&chars, &sentences, &failed); Serial.println(); //Inserta un salto de línea (comentar si se usan las lineas de arriba) if (chars == 0) Serial.println("** No se reciben datos del GPS: revise el cableado **"); static void imprimir_fechahora(tinygps &gps) int year; 55

68 byte day, month, hour, minute, second, hundredths; unsigned long age; gps.crack_datetime(&year, &month, &day, &hour, &minute, &second, &hundredths, &age); if (age == TinyGPS::GPS_INVALID_AGE) Serial.print("********** ******** "); else char ab[16]; Serial.print(" FECHA="); //Imprime el mensaje sprintf(ab, "%02d/%02d/%02d", day, month, year); Serial.print(ab); char cd[16]; Serial.print(" HORA="); sprintf(cd, "%02d:%02d:%02d", hour, minute, second); Serial.print(cd); Este código extraerá la información que a nosotros más nos interesa: latitud, longitud, fecha, hora (UTC) y el número de satélites captados. Mirando el monitor serial que incluye la interfaz de programación Arduino, observamos los siguientes mensajes: Figura Información de latitud, longitud, fecha, hora (UTC) y el número de satélites. 56

69 Distancia desde un punto geográfico específico hasta la posición actual del GPS Ya que podemos obtener los datos más relevantes de sistema GPS, ahora en necesario implementar un sistema que permita medir la distancia desde un punto geográfico específico hasta donde se encuentre el módulo GPS. Para ello usaremos el programa ejemplo contenido en la carpeta examples de la librería TinyGPS llamado test_with_gps_device; el programa es similar al anterior, pero nos entregará muchos más datos. El programa arroja los siguientes datos: (Nota: no olvidar las recomendaciones del programa anterior y modificar el baudrate de nuestro GPS en la línea 30, en este caso 9600 bps). Figura Mensajes mostrados por el programa cuando no se captan satélites. 57

70 Figura Mensajes mostrados por el programa captando satélites. Lo que interesa principalmente de este programa es el hecho de que obtiene la distancia desde un punto geográfico hasta el punto donde se encuentra el GPS. Concretamente el programa mide la distancia desde un punto en Londres (latitud: , longitud: ) hasta el Laboratorio de Eléctrica-Electrónica en el Instituto Tecnológico de Mérida (latitud: , longitud: ), indicando una distancia de 8,163 Km entre ambos puntos geográficos. Aprovechando esta característica se hará que el sistema tome un circunferencia como área segura de la mascota, donde el radio r = a la distancia de la zona segura desde el punto de referencia. Figura Representación de la zona segura de la mascota. 58

71 Haciendo algunas modificaciones al programa ejemplo test_with_gps_device queda de la siguiente manera: #include <SoftwareSerial.h> #include <TinyGPS.h> TinyGPS gps; SoftwareSerial ss(4, 3); //RX pin 4, TX pin 3 static void smartdelay(unsigned long ms); static void print_float(float val, float invalid, int len, int prec); static void print_int(unsigned long val, unsigned long invalid, int len); static void print_distancia(unsigned long val, unsigned long invalid, int len); //Funcion para imprimir distancia static void print_date(tinygps &gps); //static void print_str(const char *str, int len); void setup() Serial.begin(115200); Serial.print("Testing TinyGPS library v. "); Serial.println(TinyGPS::library_version()); Serial.println("Prueba de distancia"); Serial.println(); Serial.println("Sats Latitud Longitud Fecha Hora (UTC) Distancia (m)"); Serial.println(" "); ss.begin(9600); void loop() float flat, flon; unsigned long age, date, time, chars = 0; unsigned short sentences = 0, failed = 0; static const double LONDON_LAT = , LONDON_LON = ; print_int(gps.satellites(), TinyGPS::GPS_INVALID_SATELLITES, 5); //satelites encontrados gps.f_get_position(&flat, &flon, &age); print_float(flat, TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE, 10, 6); //Llama a la funcion "print_float" para imprimir Latitud print_float(flon, TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE, 11, 6); //Llama a la funcion "print_float" para imprimir Longitud print_date(gps); //Llama a la funcion "print_date" para imprimir Fecha y Hora UTC print_distancia(flat == TinyGPS::GPS_INVALID_F_ANGLE? 0xFFFFFFFF : (unsigned long)tinygps::distance_between(flat, flon, 59

72 LONDON_LAT, LONDON_LON), 0xFFFFFFFF, 9); //Calcula la distancia en metros de la posicion actual con respecto a la referencia Serial.println(); smartdelay(1000); //Salto de línea static void smartdelay(unsigned long ms) unsigned long start = millis(); do while (ss.available()) gps.encode(ss.read()); while (millis() - start < ms); static void print_float(float val, float invalid, int len, int prec) if (val == invalid) while (len-- > 1) Serial.print('*'); Serial.print(' '); else Serial.print(val, prec); int vi = abs((int)val); int flen = prec + (val < 0.0? 2 : 1); //. and - flen += vi >= 1000? 4 : vi >= 100? 3 : vi >= 10? 2 : 1; for (int i=flen; i<len; ++i) Serial.print(' '); smartdelay(0); static void print_int(unsigned long val, unsigned long invalid, int len) char ab[32]; if (val == invalid) strcpy(ab, "**"); else sprintf(ab, "%ld", val); ab[len] = 0; for (int i=strlen(ab); i<len; ++i) ab[i] = ' '; if (len > 0) ab[len-1] = ' '; Serial.print(ab); smartdelay(0); static void print_distancia(unsigned long val, unsigned long invalid, int len) 60

73 char sz[32]; if (val == invalid) strcpy(sz, " *****"); else sprintf(sz, " %ld", val); Serial.print(sz); if (val > 8407) Serial.print(" smartdelay(0); //Distancia desde el punto mayor a Fuera de rango"); static void print_date(tinygps &gps) int year; byte month, day, hour, minute, second, hundredths; unsigned long age; gps.crack_datetime(&year, &month, &day, &hour, &minute, &second, &hundredths, &age); if (age == TinyGPS::GPS_INVALID_AGE) Serial.print("********** ******** "); else char sz[32]; sprintf(sz, "%02d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d ", month, day, year, hour, minute, second); Serial.print(sz); Y obtenemos los siguientes mensajes en pantalla: Figura Programa corriendo mostrando la distancia e informando fuera de rango. 61

74 Lo que hace este programa es muy similar al anterior, salvo que se le ha agregado una sección de comparación de distancia, el cual una vez siendo superada una constante que nosotros definimos (distancia en metros) el programa indicará que se ha sido superada esa distancia e informándolo en pantalla. 3.6 FUNCIONAMIENTO EN CONJUNTO: Iduino, GPS Y GSM Ya definido el proceso de obtención de datos GPS (posición, hora, fecha y distancia) podemos empezar a trabajar con los tres módulos en conjunto: Iduino, GPS y GSM Resumen de funcionamiento El Iduino está muestreando cada segundo las coordenadas entregadas por el GPS y comprobando si la mascota se encuentra dentro del área segura, la cual es una circunferencia cuyo radio es la distancia predefinida en el programa (se puede modificar). Los datos leídos pueden ser mostrados en pantalla conectando el Iduino al PC y por medio de un software de terminal serial visualizar los datos (@ baudios). Si la distancia desde el punto de referencia (centro de la circunferencia) hasta la posición actual del GPS supera el valor del radio preestablecido ( área segura ) durante cierto tiempo preestablecido (configurable), el sistema LocaPet lo interpretará como un fuera de área por lo que iniciará el proceso de notificar al dueño de la mascota por medio de un mensaje SMS. El mensaje SMS tiene el formato: Su mascota ha salido del area el dd/mm/aaaa, hh:mm AM/PM. Posicion actual XX.XXXXXX, XX.XXXXXX (latitud, longitud); a XXXX m del área segura. LocaPet 62

75 3.6.2 El programa final Ver código en Anexo 1. El código final incluye varias mejoras en cuanto a los programas anteriores. Estas mejoras y otras características se enumeran a continuación: 1. Se define un punto geográfico específico (Punto_Lat y Punto_Lon) 2. Se define una distancia máxima desde el punto geográfico específico (circunferencia). Esta es la que llamamos área segura (area_segura). Se configura según necesidades. 3. Se establece una tolerancia desde el límite del área segura y la posición actual del módulo GPS (tolerancia). Por default es 10 metros. 4. El programa posibilita indicar en el SMS las coordenadas actuales de la mascota, la distancia recorrida por la mascota fuera del área segura (metros_fuera), fecha y hora locales (UTC-6). 5. Se puede definir el tiempo, en segundos, en los que el sistema esperará antes de iniciar el proceso para enviar el mensaje SMS (tiempo_fuera). Se configura según necesidades. 6. Se puede definir el tiempo, en milisegundos, en los que el sistema esperará después de haber enviado un mensaje SMS (espera_sms). Se configura según necesidades. 63

76 Figura Programa final mostrando la distancia e informando fuera de rango. Figura Mensaje SMS recibido con el programa final de LocaPet. 64