Click here to load reader

SPREMLJANJE LOKACIJE VOZILA IN NJEGOVE STATISTIKE Spremljanje lokacije vozila in njegove statistike motorja preko dlančnika – strojni del 3 3 OBDII 3.1 Kaj je OBDII OBD je standard

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of SPREMLJANJE LOKACIJE VOZILA IN NJEGOVE STATISTIKE Spremljanje lokacije vozila in njegove statistike...

  • Matej Zorko

    SPREMLJANJE LOKACIJE VOZILA IN

    NJEGOVE STATISTIKE MOTORJA PREKO

    DLANČNIKA – STROJNI DEL

    Diplomsko delo

    Maribor, maj 2012

  • SPREMLJANJE LOKACIJE VOZILA IN NJEGOVE

    STATISTIKE MOTORJA PREKO DLANČNIKA – STROJNI

    DEL

    Diplomsko delo

    Študent: Matej Zorko

    Študijski program: UN SP Računalništvo in informacijske tehnologije

    Smer: /

    Mentor: red. prof. dr. Matjaž Colnarič

    Somentor: asist. mag. Rok Ostrovršnik

  • i

  • ii

    ZAHVALA

    Zahvaljujem se mentorju Matjažu Colnariču za

    izkazano pomoč in vodenje pri opravljanju

    diplomskega dela. Prav tako se zahvaljujem

    somentorju Roku Ostrovršniku.

    Posebna zahvala staršem, ki so mi omogočili študij.

  • iii

    Spremljanje lokacije vozila in njegove statistike

    motorja preko dlančnika – strojni del

    Ključne besede: sledenje, GPS, Bluetooth, dlančnik, OBDII, mikrokrmilnik, ARM,

    Cortex-M3, GCC, OpenOCD, statistika motorja, GPRS, vgrajeni sistemi, C++, brezžična

    komunikacija, zajemanje podatkov, USB, VCP, microSD.

    UDK: 629.11:621.395.44+004.45(043.2)

    Povzetek

    Delo podrobno predstavi razvoj prototipnega strojnega vmesnika za spremljanje lokacije

    vozila in njegove statistike motorja. Podrobno opiše strojne značilnosti, samo aplikacijo,

    uporabljena razvojna okolja in knjižice, vmesnike ter implementacije vseh protokolov, ki so

    potrebni za komunikacijo v takšnem sistemu.

    Sistem je zgrajen okrog ARM-ovega mikrokrmilnika Cortex-M3, ki podatke iz avtomobila

    pridobiva preko standardiziranega vmesnika OBDII. Sistem podatke obdela in jih

    posreduje dlančniku preko brezžične povezave Bluetooth, po mobilnem omrežju GPRS za

    sledenje vozilu v realnem času, jih beleži na spominsko kartico microSD ali posreduje po

    vmesniku USB.

  • iv

    Tracking a vehicle’s location and its engine

    statistics via PDA – hardware part

    Key words: Tracking, GPS, Bluetooth, PDA, OBDII, microcontroller, ARM, Cortex-

    M3, GCC, OpenOCD, engine staticstics, GPRS, embedded systems, C++, wireless

    communication, data acquisition, USB, VCP, microSD.

    UDK: 629.11:621.395.44+004.45(043.2)

    Abstract

    This diploma thesis presents the development of a prototype hardware device that

    interfaces with a vehicle via an OBDII interface and is able to collect engine statistics and

    track its location. The thesis thoroughly describes the hardware features of the device, the

    application, used development tools and libraries, and presents all the interfaces and

    implementations required for communication in such a system.

    The system is built around an ARM Cortex-M3 microcontroller, which acquires data from

    a vehicle through the standardized OBDII interface. The system processes the data and

    forwards it to the PDA via Bluetooth, mobile network for tracking in real-time, records

    them on the microSD memory card or transfers them through USB.

  • v

    VSEBINA

    1 UVOD ..................................................................................................................... 1

    2 PREGLED STANJA ............................................................................................. 2

    3 OBDII ..................................................................................................................... 3

    3.1 KAJ JE OBDII .......................................................................................................... 3

    3.2 KAKO DELUJE .......................................................................................................... 4

    3.3 PROTOKOLI IN VMESNIKI .......................................................................................... 5

    4 STROJNA OPREMA ........................................................................................... 7

    4.1 TISKANO VEZJE IN BLOK SHEMA............................................................................... 7

    4.2 POSAMEZNI GRADNIKI ........................................................................................... 10

    4.2.1 Osrednji procesor ARM Cortex-M3 .............................................................. 10

    4.2.2 Diamex DXM – vmesnik OBDII .................................................................. 11

    4.2.3 Bluetooth ....................................................................................................... 11

    4.2.4 GPS ................................................................................................................ 12

    4.2.5 GPRS ............................................................................................................. 13

    4.2.6 USB 2.0 ......................................................................................................... 13

    4.2.7 Spominska kartica microSD .......................................................................... 14

    4.2.8 Napajanje SMPS ............................................................................................ 15

    5 RAZVOJNO OKOLJE ...................................................................................... 16

    5.1 PROGRAMSKA IN STROJNA OPREMA ....................................................................... 16

    5.2 VZPOSTAVITEV RAZVOJNEGA OKOLJA ................................................................... 18

    5.2.1 Nameščanje orodij ......................................................................................... 18

    5.2.2 Minimalno izvršilno okolje za C++ ............................................................... 23

    5.2.3 Povezovalna skripta – Linker script .............................................................. 27

    5.2.4 Eclipse ........................................................................................................... 29

    6 PROGRAMSKA OPREMA (ANGL. FIRMWARE) ...................................... 33

  • vi

    6.1 OPERACIJSKI SISTEM .............................................................................................. 33

    6.2 PRIDOBIVANJE PODATKOV PREKO VMESNIKA OBDII IN POVEZAVA Z DLANČNIKOM

    .............................................................................................................................. 38

    6.3 USB IN NAVIDEZNA KOMUNIKACIJSKA VRATA – VCP ........................................... 41

    7 REZULTATI IN TESTIRANJE ....................................................................... 45

    8 SKLEP ................................................................................................................. 47

    9 VIRI, LITERATURA ......................................................................................... 48

    10 PRILOGE ............................................................................................................ 50

    10.1 SEZNAM SLIK ......................................................................................................... 50

    10.2 SEZNAM TABEL ...................................................................................................... 51

    10.3 NASLOV ŠTUDENTA................................................................................................ 52

    10.4 KRATEK ŽIVLJENJEPIS ............................................................................................ 52

    10.5 ZGOŠČENKA Z IZVORNO KODO IN NAČRTI .............................................................. 52

  • vii

    UPORABLJENI SIMBOLI

    V volt (enota za napetost)

    A amper (enota za tok)

    Hz herz (enota za frekvenco)

    KHz kiloherz (enota za frekvenco)

    MHz megaherz (enota za frekvenco)

  • viii

    UPORABLJENE KRATICE

    ADC analogno-digitalni pretvornik (angl. Analog to Digital Converter)

    ARM napredne naprave RISC (angl. Advanced RISC Machines)

    AT ukazni nabor

    CAN protokol za sporazumevanje v omrežju (angl. Controller Area Network)

    CDC komunikacijski razred za naprave (angl. Communication Device Class)

    CPU centralno-procesna enota (angl. Central Processing Unit)

    EOBD evropski OBD

    EPA Agencija za zaščito okolja (angl. Environmental Protection Agency)

    FAT32 datotečni sistem, tabela za dodeljevanje datotek (angl. File Allocation

    Table)

    FLASH bliskovni pomnilnik

    GCC zbirka razvojnih orodji GNU (angl. GNU Compiler Collection)

    I2C protokol za serijsko komunikacijo (angl. Inter-Integrated Circuit)

    IDE integrirano razvojno okolje (angl. Integrated Development Environment)

    JTAG industrijsko združenje (angl. Joint Test Action Group)

    LDO napetostni regulator z nizkim padcem (angl. Low Drop-Out Regulator)

    LED svetleča dioda (angl. Light Emitting Diode)

  • ix

    MPU enota za zaščito spomina (angl. Memory Protection Unit)

    NMEA Nacionalno pomorsko združenje elektronikov (National Marine

    Electronics Association)

    OBD On-Board Diagnostics

    PID identifikacijska številka parametra (angl. Parameter ID)

    PLL fazno ujeta zanka (angl. Phase Lo

Search related