UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” TIMIŞOARAFACULTATEA DE INGINERIE HUNEDOARA

DEPARTAMENTUL DE INGINERIE ŞI MANAGEMENT

PROIECT DE DIPLOMĂSISTEME DE MONITORIZARE AUTO PRIN GPS. SISTEME DE AVERTIZARE OPTICĂ ŞI ACUSTICĂ

PENTRU AUTOVEHICULE SPECIALE

Coordonator: Ş.L.dr.ing. RAŢIU SORIN Absolvent: IULIAN COSMIN

Hunedoara 2012

Modernizarea si dezvoltarea constructiei de autovehicule in special a echipamentului electric, electronic axiliar, a dus la montarea pe autovehicule a unor sisteme GPS si a unor sisteme auxiliare de avertizare optica si acustica destinate autovehiculelor cu regim special.

.

Sistemul de poziţionare globală (GPS), reprezintă unul dintre cele mai performante sisteme de navigaţie globală, funcţie ce îi conferă

numeroase aplicaţii atât în sfera civilă cât si în cea militară.Sistemul GPS are la baza semnale codate si receptionate simultan de la

4 sateliti (cei mai “vizibili”), pentru pozitionarea intr-un sistem de coordonate

X, Y si Z

Funţionarea sistemului GPS este organizată pe module interconectate între ele prin linii radio de transmisii de date, lucru ce asigură utilizarea sistemului.

Aceste module sunt:

• modulul „spaţiu” – constituit din reţeaua de sateliţi;

• modulul „control” – cuprinzând staţiile de sol;

• modulul „utilizator” – reprezentând fiecare beneficiar al sistemului.

Semnalele transmise de satelit către receptorul GPS sunt constituite din două trenuri de undă purtătoare:

- L1 (1572,42 MHz) – destinată serviciului de poziţionare standard SPS

- L2 (1227,60 MHz) – destinată serviciului de poziţionare precisă SPP

Sistemul de poziţionare globală, GPS, poate da anumite erori, erori care se manifestă mai puternic în cazul aplicaţiilor civile şi a căror sursă este important a fi cunoscută pentru a putea determina limitele sistemului. Erorile pot fi datorate mai multor cauze: dificultăţi de recepţie, reflexii, întârzieri, erori orbitale, de elevaţie, Doppler, degradare intenţionată a semnalului, etc.

Diverse aplicatii ale sistemului GPS. Punerea la punct a unui sistem pentru determinarea precisă a poziţiei pe glob, a făcut posibilă deschiderea unor noi domenii de aplicare,

în afara celor folosite.

►Localizare – determinarea exacta a poziţiei unui punct pe glob;►Navigaţie – determinarea poziţiilor succesive în cursul deplasării;►Monitorizare – urmărirea parcursului unei entităţi mobile;►Cartografiere – execuţie set de hărţi digitale necesare navigaţiei;►Sincronizare – posibilitatea măsurării precise a evenimentelor pe glob.

Pentru a putea folosi o aplicaţie de tip GPS, în memoria calculatoarelor trebuie încărcat un program digital de configurare/utilizare a hărţilor necesare teritoriului pe care se efectuează deplasarea. În memoria destinată hărţii digitale pot fi introduse şi zone mai detaliate.

MONITORIZAREA AUTO În domeniul autovehiculelor, poziţionarea globală prin satelit s-a impus în principal pe trei direcţii, constituindu-se în aplicaţii vizând atât exploatarea cât şi cercetarea în domeniu.

Astfel vom avea: ◘ Aplicaţii vizând traficul autoturismelor;

◘ Aplicaţii privind exploatarea parcurilor auto;

◘ Aplicaţii vizând comportarea / încercarea / cercetarea autovehiculelor.

CARACTERISTICI TEHNICE A SISTEMULUI „SafeFleet” Mecanice:Cutia: grad de protecţie IP65;Dimensiuni: Lungime = 111 mm, lăţime = 83 mm, înălţime = 45 mm;Greutate: 670 grame. Electrice:Alimentare: Tensiune: min: 6 Vcc…max: 32 Vcc/Curent: tipic: 60 mA, vârf: 200 mAÎn starea de stand–by, consumă mai puţin de 1mA;Sistem avansat de management pentru reducerea consumurilor.Unitatea centrală: Tensiune: 3.6 Vcc, Curent: 25 mA AntenaSistemul conţine antena GSM/GPS, care se poate monta uşor in orice locaţie.Dimensiuni: 65mm (Ø) x 10mm (H), Cablu: RG 174 (4 metri).Frecventa: potrivita modemului 1575.42 MHz,Câştig: 1.7dB …27dB nom. SafeFleet utilizează o noua platforma telematica avansata ce foloseşte GPRS ca mod de comunicaţie.

A fost proiectat pentru a putea fi instalat practic in orice tip de autovehicul care dispune de alimentare 6V, 12V sau 24 V. Utilizând ultimul modem dual-band GSM / GPRS, SafeFleet poate opera in oricare din frecventele 900MHz / 1800MHz. El poate urmări simultan până la 12 sateliţi pentru a determina locaţia (amplasamentul), viteza, direcţia de deplasare precum şi alte date referitoare la vehicul. Acest sistem SafeFleet are in componenta sa o cutie de mici dimensiuni, montată în autovehicul. Acest modul de numeste FM4200.

Teltonika FM4200

FM4200 este un terminal cu GPS si conectivitate GSM, care este capabil să determine euro coordonatele ys şi a le transfera prin reţeaua GSM. Pentru conectarea la reteau GSM este necesara o cartel SIM. FM4200 este conceput pentru a obţine înregistrări şi de a le trimite la un server. Înregistrări contin date GPS si informaţii.

Montarea acestui dispozitiv se realizeaza intr-un loc ascuns, fiind un sistem universal, nu are un stas de montare, depinzand de marca si modelul de autovehicul pe care se monteaza, cu atentia de a nu afecta, bruia alte componente ale autovehiculului. Locatia aleasa sa fie ferita de riscurile de a fi afectat de umezeala (in nici un caz in habitaclu motor) si sa nu fie in imediata apropiere a calculatoarelor ce se afla pe autovehicule. Amplasarea echipamentului se poate realiza in habitaclu.

Functiile sistemului “SafeFleet”

Sistemul SafeFleet permite raportarea in format PC a principalelor date necesare monitorizării instantanee sau de durată a deplasării autovehiculului. Datorită sistemului GPS, se poate urmări mişcarea si parametrii autovehiculelor 24 de ore pe zi. Iar cu ajutorul interfeţei se pot optimiza sarcinile şi din mers. Pe hartă se pot viziona poziţiile actuale ale autovehiculelor. Totodată pot fi precizate şi sarcinile care urmează a fi executate, acestă opţiune fiind de un mare ajutor la organizarea mai rapidă şi mai bună a activităţii.

Traseele pot fi vizualizate pe hartă şi la cerere pot fi redate (ca un videoclip) separat sau împreună cu toate graficele aferente.

Datele traseului sunt prelucrate instantaneu şi pot fi accesate. Se pot întocmi rapoarte grupate pe: nume de stradă, număr de casă, locaţie sau companie. Raport activitate a autovehiculului (Foaie de parcurs)

Pentru a putea realiza controlul total al combustibilului trebuie urmărit traseul acestuia de la alimentare şi până la consumare.

Pentru a se realiza controlul total al combustibilului se pot opta la mai multe solutii complexe de monitorizare. Alegerea lor se face dupa timpul si modelul de autovehicul pe care se monteaza aceste sisteme de control. La autovehiculele mai vechi, care prin constructia lor nu dispun de un sistem ECU se foloseste sistemul de monitorizare (LLS sensor) Senzori analogici de nivel a lichidului. Iar la autivehiculele care au sistemul ECU monitorizarea se face prin (CAN) Controller Area Network.

LLS Sensor LLS sunt o serie de senzori de nivel, care sunt dispositive semiconductoare fata piese in miscare. Sistemul LLS Sensor este format din: un senzor tub montat in rezorvorul autovehiculului, care masoara cantitatea de combustifil care se afla in rezervor. Si inca doi senzori, montati pe conductele de alimentare, tur si retul, dintre rezervor si motor. Acesti doi senzori monitorizeaza cantitatea de combustibil care merge spre motor si care se intoarce in rezervor iar apoi face o medie .

Conexiunea Controler Area Network (CAN) La autovehiculele de generatie mai noua, care prin costructia lor au un sistem ECU, controlul total si monitorizarea combustibilului si face cu ajutorul conexiunii Control Area Network (CAN). Aceasta conexiune a sistemului sub numele de protocol CAN. Conexiunea la autovehicul prin CAN, se realizeaza prin conectarea pe magistrala principala a sistemului ECU, care transmite datele spre mufa de diagnoza OBD. De exemplu Protocol CAN pe modele de autovehicule din Grupul Volkswagen este: CAN(SAE J2284), conexiunea realizanduse pe PIN6 si PIN14.

Toate aceste date monitorizate de LLS si prin CAN, sunt transmise prin sistemul GPS catre utilizator si pot fi listate, caz în care programul va arăta: locul alimentării, ora alimentării, nivelul combustibilului la începutul şi sfârşitul alimentării, cantitatea alimentată. Datele cu privire la combustibil pot fi vizualizate şi sub formă de raport zilnic, caz în care se vor putea vedea: numărul de kilometri parcurşi, numărul alimentărilor, totalul alimentărilor, consumul mediu pentru 100 de km.

Datorită flexibilităţii sistemului, cardurile existente deja în legislaţia transporturilor rutiere, pot fi introduse in sistemul GPS, pentru identificarea persoanei care conduce autovehiculul. Cu ajutorul funcţiei de urmărirea evenimentelor chiar şi marfa vrac poate fi în siguranţă, adică prin urmărirea sarcinii pe axă, a basculării si a presiunii. Monitorizarea temperaturii si a umidităţii pot dovedi, în caz de nevoie, că deteriorarea mărfii nu s-a produs în timpul transportului. Datorită apariţiei totalizate a datelor pe hartă pot fi urmărite cu exactitate evenimentele şi deschiderea uşilor, iar prin urmărirea funcţionării compresorului de exemplu, putem să ne dăm seama de motivele defecţiunilor cauzate de temperatură. Unitatea GPS este capabilă să gestioneze concomitent mai multe tipuri de traductoare şi senzori.

SISTEME AUXILIARE DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA A AUTOVEHICULUI

Acest sistem auxiliar se poate monta pe orice model, marca de autovehicul si deserveste pentru munca operative a anumitor istitutii publice. De regula aceste autovehicule pe care se monteaza acest sistem se numesc autospeciale. Rolul montarii sistemului auxiliar de avertizare optica si acustica pe autovehicule este, cum spune si numele, de a avertiza ceilalti participanti la trafic, aparitia unui autovehicul cu regim special, prioritar. Exista o multitudine de tipuri de autospeciale: autospeciale care deservesc: Ministerul Administratiei si Internelor (MAI)(1), Ministerul Apărării Naţionale (MApN), Ministerul Sanatatii (MS)(2), convoiurilor agabaritice(ADR)(3), in constructii si in alte servicii (ADR)(4), transportul marfurilor periculoase (ADR Speciale)(5).

• Diferite, tipuri de autovehicule speciale

In componenta sa, sistemul auxiliar de avertizare optica si acustica poate avea: rampa luminoasa (EDGE) sau un singur Girofar, Difuzor/Sirena(SA40), modulul de comanda (HHS2200), priza de +12V sau +24V, cabluri speciale de conectare intre componentele sistemului si o baterie suplimentara,

• Rampa luminoasa (EDGE) sau un singur Girofar.

• Difuzor/Sirena(SA40)

• Modulul de comanda (HHS2200)

• Baterie suplimentara

Pentru o cat mai buna functionalitate, in toate conditiile, sistemul auxiliar de avertizare are si un sistem baterie suplimentara. Echipamentul de baterie suplimentara este destinat a alimenta independent echipamentele specifice ale autovehicului. Acumulatorul se incarca in timpul functionarii motorului autovehicului de la generator (alternator), prin conectarea in paralel cu bacteria principala a autovehicului. Functie de starea de incarcare a bateriei, curentul de incarcare poate fi de maxim 12A. Se poate monitoriza starea de functionare/incarcare a echipamentului de baterie suplimentara prin intermediul unui indicator cu LED multicolor ce se afla instalat pe consola centrala a autovehicului. Pentru a asigura incarcarea corecta a bateriei suplimentare este necesar ca motorul sa functioneze un timp suficient, 50% din timpul fiecarei utilizari a sistemului auxiliar.