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tesis del sistema de alerta sismica por comunicación gsm.
Resumen
En el presente avance de tesis se realiza el diseño del Sistema de alerta
sísmica por comunicación GSM en el que se hará uso de la tarjeta SHIELD
sim900 para para la integración de cada una de las etapas del sistema que se
han desarrollado en avances anteriores y se implementó .
INDICE1. INTRODUCCIÓN............................................................................................4
2. OBJETIVOS...................................................................................................5
2.1. Objetivo General.........................................................................................5
2.2. Objetivos Particulares.................................................................................5
3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PARA CADA EVALUACIÓN................6
3.1. Grafica propuesta del proyecto...................................................................7
4. MARCO TEÓRICO.........................................................................................8
4.1. Especificaciones de ARDUINO R3.............................................................8
4.2. Características De ARDUINO R3:...............................................................8
4.2.1. Energía de E/S.........................................................................................9
4.2.2. Memoria.................................................................................................10
4.2.3. Entrada y Salida.....................................................................................11
4.2.4. Comunicación........................................................................................12
4.2.5. Programación.........................................................................................13
4.2.6. Automático (Software) Restablecer.......................................................14
4.2.7. Protección multifunción USB.................................................................14
4.2.8. Características Físicas...........................................................................15
4.3. Características del SHIELD GSM sim900.................................................15
4.3.1. Especificaciones....................................................................................16
4.3.2. Precauciones.........................................................................................16
4.3.3. Hardware Diagrama...............................................................................17
5. DESARROLLO.............................................................................................19
6. RESULTADOS.............................................................................................20
7. MATERIAL....................................................................................................21
8. CONCLUSIÓN..............................................................................................22
9. REFERENCIAS............................................................................................23
1. INTRODUCCIÓN
En las siguientes páginas se presentara el proyecto Alarma por
comunicación GSM, hoy en día debemos estar en comunicación en tiempo
real con la gente como medida de seguridad en cuestiones de catástrofes
naturales, accidentes dentro de las escuelas y como resultado salvar vidas.
La tecnología es muy fundamental hoy en día ya que podemos desarrollar
proyectos que den beneficios de seguridad a la sociedad, teniendo la
posibilidad de alertar oportunamente a la comunidad estudiantil,
administrativos y docentes de cualquier contingencia que pudiera existir,
tomar medidas de prevención y evitar accidentes, ya que no sabemos la
magnitud y consecuencias dichas emergencias que puede traer por tal
motivo tener una repuesta inmediata.
Aunque parece un sistema un poco complicado, en la realidad es uno de los
sistemas de alarma de alta eficacia y eficiencia ya que con estos tipos de
dispositivos permite una alerta inmediata y una evacuación anticipada del
personal.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
Diseñar e implementar una alarma por medio de una comunicación GSM
en complemento de un controlador Arduino para accionar alarmas
sonoras y luminosas contando con una respuesta inmediata de seguridad
vía satelital en situaciones de sismos, incendios y/u otros fenómenos
naturales.
2.2. Objetivos Particulares
El estudio de estrategias para prevenir cualquier contingencia.
Estudios de comunicación del Módulo GSM.
Adquisición de materiales para elaboración de prototipo.
Aplicación de este sistema de alerta sísmica
Ensamble del prototipo del sistema de alerta sísmica
Publicación de Resultados.
Escritura de la tesis
3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PARA CADA EVALUACIÓN.
Actividades Enero/ Febrero
Febrero/Marzo
Marzo/abril
Estudios de comunicación del Módulo GSM. X
Estudios de lenguajes de programación para control Arduino.
x
Adquisición de materiales para elaboración de prototipo.
x
Aplicación de este sistema de alerta sísmica xEnsamble del prototipo del sistema de alerta sísmica x
Publicación de Resultados (pruebas). xEscritura de la tesis. x
Los avances propuestos para la tesis son los siguientes:
Objetivos específicos Porcentaje logrado
Porcentaje propuesto
Pruebas experimentales 80% 90%
Publicación de los resultados. 80% 100%
Escritura de la tesis 40% 80%
3.1. Grafica propuesta del proyecto.
Fig1
4. MARCO TEÓRICO
4.1. Especificaciones de ARDUINO R3.
Microcontroladores ATmega328
Tensión de funcionamiento 5V
Voltaje de entrada
(recomendado)
7-12V
Voltaje de entrada (límites) 6-20V
Digital pines I / O 14 (de las cuales 6 proporcionan salida PWM)
Pines de entrada analógica 6
Corriente DC por Pin I / O 40 mA
Corriente DC de 3.3V Pin 50 mA
Memoria Flash 32 KB ( ATmega328 ) de los cuales 0,5 KB
utilizado por el gestor de arranque
SRAM 2 KB ( ATmega328 )
EEPROM 1 KB ( ATmega328 )
Velocidad del reloj 16 MHz
Longitud 68,6 mm
Ancho 53,4 mm
Peso 25 g
4.2. Características De ARDUINO R3:
El Arduino Uno es una placa electrónica basada en el ATmega328 ( ficha
técnica ). Cuenta con 14 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 6
pueden utilizarse para salidas PWM), 6 entradas analógicas, un 16 MHz resonador
cerámico, 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 el
poder con un adaptador de CA o la batería a CC para empezar.
El Uno es diferente de todas las placas anteriores en que no utiliza el chip controlador de USB a serial FTDI. En lugar de ello, cuenta con la Atmega16U2 ( Atmega8U2 hasta la versión R2) programado como convertidor USB a serie.
Pin out: SDA añadido y pines SCL que están cerca al pin AREF y otros dos
nuevos pasadores colocados cerca del pin RESET, la instrucción IOREF que
permiten a los escudos para adaptarse a la tensión suministrado desde la
pizarra. En el futuro, escudos serán compatibles tanto con el tablero que utiliza el
AVR, que funciona con 5V y con el Arduino Debido que funciona con 3.3V. El
segundo es un pin no está conectado, que se reserva para usos futuros.
Circuito de realme fuerte.
ATmega 16U2 sustituir el 8U2.
"UNO" en italiano y se nombra para conmemorar el próximo lanzamiento de
Arduino 1.0. El Uno y la versión 1.0 serán las versiones de referencia de
Arduino, moviéndose hacia adelante. El Uno es el último de una serie de
placas Arduino USB y el modelo de referencia para la plataforma
Arduino; para una comparación con las versiones anteriores.
4.2.1. Energía de E/S.
El Arduino Uno puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una
fuente de alimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona
automáticamente.
Potencia (no USB) externo puede venir con un adaptador de CA a CC (pared-
verruga) o la batería. El adaptador se puede conectar al conectar un enchufe de
2.1mm centro-positivo en el conector de alimentación de la placa. Los cables
desde una batería se pueden insertar en los cabezales de pin GND y Vin del
conector de alimentación.El tablero puede funcionar con un suministro externo de
6 a 20 voltios. Si se suministra con menos de 7V, sin embargo, el pin de 5V puede
suministrar menos de cinco voltios y la junta puede ser inestable. Si se utiliza más
de 12 V, el regulador de voltaje se puede sobrecalentar y dañar la placa. El rango
recomendado es de 7 a 12 voltios.
Los pines de alimentación son como sigue:
VIN. El voltaje de entrada a la placa Arduino cuando se trata de utilizar una fuente
de alimentación externa (en oposición a 5 voltios de la conexión USB u otra fuente
de alimentación regulada). Usted puede suministrar tensión a través de este pin, o,
si el suministro de tensión a través de la toma de alimentación, acceso a él a
través de este pin.
5V. Este pin como salida una 5V regulada del regulador en el tablero. El tablero
puede ser alimentado ya sea desde la toma de alimentación de CC (7 - 12 V), el
conector USB (5V), o por el pin VIN del tablero (7-12V). El suministro de tensión a
través de los pines de 5V o 3.3V no pasa por el regulador, y puede dañar su
tablero. No aconsejamos ella.
3V3. Un suministro de 3,3 voltios generada por el regulador de a bordo. Sorteo de
corriente máxima es de 50 mA.
GND. Pines de tierra.
Instrucción IOREF. Este pin de la placa Arduino proporciona la referencia de
tensión con la que opera el microcontrolador. Un escudo configurado puede leer el
voltaje pin instrucción IOREF y seleccione la fuente de alimentación adecuada o
habilitar traductores de voltaje en las salidas para trabajar con el 5V o 3.3V.
4.2.2. MemoriaEl ATmega328 tiene 32 KB (con 0,5 KB utilizan para el gestor de
arranque). También cuenta con 2 KB de SRAM y 1 KB de EEPROM (que puede
ser leído y escrito con la librería EEPROM ).
4.2.3. Entrada y SalidaCada uno de los 14 pines digitales en el Uno se puede utilizar como una
entrada o salida, utilizando pinMode () ,digitalWrite () , y digitalRead
() funciones. Funcionan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir un
máximo de 40 mA y tiene una resistencia de pull-up (desconectado por
defecto) de 20 a 50 kOhm. Además, algunos pines tienen funciones
especializadas:
Serial: 0 (RX) y 1 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y transmitir datos en serie (TX)
TTL. Estos se encuentran conectadas a los pines correspondientes
del ATmega8U2 USB-to-TTL chip de serie.
Interrupciones externas:. 2 y 3 Estos pines pueden configurarse para activar una
interrupción en un valor bajo, un flanco ascendente o descendente, o un cambio
en el valor. Ver el attachInterrupt () función para más detalles.
PWM:. 3, 5, 6, 9, 10, 11 y proporcionar una salida PWM de 8 bits con
el analogWrite () función.
SPI:. 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Estos pines admite la
comunicación SPI utilizando la librería SPI .
LED:. 13 Hay un LED incorporado conectado al pin digital 13. Cuando el pasador
es de alto valor, el LED está encendido, cuando el pasador es bajo, es apagado.
El Uno tiene 6 entradas analógicas, etiquetado A0 a A5, cada uno de los cuales
proporcionan 10 bits de resolución (es decir, 1.024 valores diferentes). Por defecto
se miden desde el suelo a 5 voltios, aunque es posible cambiar el extremo
superior de su rango usando el pin AREF y la analogReference función
(). Además, algunos pines tienen funciones especializadas:
TWI:. Pin A4 o A5 o SDA y SCL pin comunicación Apoyo TWI utilizando
la librería Wire .
Hay un par de patas de la placa:
AREF. Voltaje de referencia para las entradas analógicas. Se utiliza
con analogReference ().
Restablecer. Traiga esta línea BAJO para reajustar el
microcontrolador. Normalmente se utiliza para añadir un botón de reinicio para
escudos que bloquean el uno en el tablero.
Ver también el mapeo entre los pines de Arduino y puertos ATmega328 . La
asignación para el Atmega8, 168, y 328 es idéntico.
4.2.4. Comunicación
El Arduino Uno tiene una serie de instalaciones para comunicarse con un
ordenador, otro Arduino u otros microcontroladores. El ATmega328 ofrece UART
TTL (5V) de comunicación en serie, que está disponible en los pines digitales 0
(RX) y 1 (TX). Un ATmega16U2 en los canales de mesa esta comunicación en
serie a través de USB y aparece como un puerto com virtual para el software en el
ordenador. El "firmware 16U2 utiliza los controladores USB COM estándar, y no se
necesita ningún controlador externo. Sin embargo, en Windows, es necesario un
archivo .inf . El software de Arduino incluye un monitor de serie que permite a los
datos textuales sencillos para ser enviados hacia y desde la placa Arduino. Los RX
y TX LED en el tablero parpadean cuando se están transmitiendo datos a través
del chip y USB conexión de USB a serie al ordenador (pero no para la
comunicación en serie en los pines 0 y 1).
Una biblioteca SoftwareSerial permite la comunicación en serie en cualquiera de
los pines digitales del Uno.
El ATmega328 también es compatible I2C (TWI) y SPI. El software de Arduino
incluye una biblioteca de alambre para simplificar el uso de la I2C bus; consulte
la documentación para obtener más información. Para la comunicación SPI, utilice
la librería SPI .
4.2.5. Programación
El Arduino Uno se puede programar con el software de Arduino
( download ). Seleccione "Arduino Uno de laHerramientas> Junta de menú (de
acuerdo con el microcontrolador en su tablero). Para obtener más información,
consulte la referencia y tutoriales .
Los ATmega328 en la Arduino Uno viene precargado con un gestor de
arranque que le permite cargar nuevo código a él sin el uso de un programador de
hardware externo. Se comunica usando el original STK500 protocolo
( referencia ,archivos de cabecera C ).
También puede pasar por alto el gestor de arranque y programar el
microcontrolador a través del ICSP (In-Circuit Serial Programming) cabecea
utilizando Arduino ISP o similar; ver estas instrucciones para más detalles.
El ATmega16U2 (o 8U2 en el rev1 y tableros Rev2) código fuente del firmware
está disponible. El ATmega16U2 / 8U2 se carga con un cargador de arranque
DFU, que puede ser activado por:
En las placas Rev1: conectan el puente de soldadura en la parte posterior de la
placa (cerca del mapa de Italia) y luego reiniciar el 8U2.
En las placas Rev2 o posteriores: hay una resistencia que tirando de la línea 8U2 /
16U2 HWB a tierra, por lo que es más fácil poner en modo DFU.
A continuación, puede utilizar el software de Atmel FLIP (Windows) o
el programador DFU (Mac OS X y Linux) para cargar un nuevo firmware. O puede
utilizar el encabezado de ISP con un programador externo (sobrescribir el gestor
de arranque DFU). Ver este tutorial aportado por los usuarios para obtener más
información
4.2.6. Automático (Software) RestablecerEn lugar de requerir una prensa física del botón de reinicio antes de que una
carga, el Arduino Uno está diseñado de una manera que permite que sea
restablecido por el software que se ejecuta en un ordenador conectado. Una de
las líneas de control de flujo de hardware (DTR) de la ATmega8U2 / 16U2 está
conectado a la línea de restablecimiento de losATmega328 a través de un
condensador de 100 nanofaradios. Cuando esta línea se afirma (tomada bajo), la
línea de restablecimiento pasa el tiempo suficiente para restablecer el chip. El
software de Arduino utiliza esta capacidad para permitir que usted cargue código
con sólo pulsar el botón de subida en el entorno Arduino. Esto significa que el
gestor de arranque puede tener un tiempo de espera más corto, ya que el
descenso de DTR puede ser bien coordinada con el inicio de la subida.
Esta configuración tiene otras implicaciones. Cuando el Uno está conectado ya
sea a un ordenador con Mac OS X o Linux, se restablece cada vez que se realiza
una conexión a la misma desde el software (a través de USB). Para el siguiente
medio segundo o así, el gestor de arranque se ejecuta en el Uno. Mientras que
está programado para ignorar los datos malformados (es decir nada, además de
una carga de nuevo código), se interceptará los primeros bytes de datos enviados
a la junta después de abrir una conexión. Si un funcionamiento boceto en el
tablero recibe la configuración de una sola vez u otros datos cuando se inicia por
primera vez, asegúrese de que el software con el que se comunica espera un
segundo después de abrir la conexión y antes de enviar estos datos.
El Uno contiene un rastro que se puede cortar para deshabilitar el reinicio automático. Las almohadillas a ambos lados de la traza se pueden soldar juntos para volver a habilitarlo. Ha marcado "RESET-ES". También puede ser capaz de desactivar el reinicio automático mediante la conexión de una resistencia de 110 ohmios de 5V a la línea de reposición;ver este hilo del foro para más detalles.
4.2.7. Protección multifunción USB
El Arduino Uno tiene una poly fuse reajustable que protege a los puertos USB de su ordenador desde pantalones cortos y sobre corriente. Aunque la mayoría de las
computadoras ofrecen su propia protección interna, el fusible proporciona una capa adicional de protección. Si hay más de 500 mA se aplica al puerto USB, el fusible se rompe automáticamente la conexión hasta que el corto o se elimina la sobrecarga.
4.2.8. Características Físicas
La longitud máxima y la anchura del PCB Uno son 2,7 y 2,1 pulgadas,
respectivamente, con el jack conector USB y el poder que se extiende más allá de
la dimensión anterior. Cuatro orificios de los tornillos que la Junta pudiera estar
unido a una superficie o caso. Tenga en cuenta que la distancia entre los pines
digitales 7 y 8 es de 160 milésimas de pulgada (0,16 "), no un múltiplo par de la
separación de 100 milésimas de pulgada de los otros pasadores.
4.3. Características del SHIELD GSM sim900
Fig2
El shield GPRS se basa en el módulo SIM900 de SIMCOM y compatible con
Arduino y sus clones. El shield GPRS le proporciona una manera de comunicarse
mediante la red de telefonía celular GSM. El escudo le permite lograr SMS, MMS,
GPRS y audio a través de UART mediante el envío de comandos AT (GSM 07.07,
07.05 y SIMCOM realzada Comandos AT). El shield también tiene los 12 GPIO, 2
PWM y un ADC del módulo SIM900 (Son toda lógica 2V8) presentes a bordo.
4.3.1. Especificaciones
Quad-Band 850/900/1800/1900 MHz - funcionaría en redes GSM en todos los
países de todo el mundo.
GPRS clase 10/8 multi-slot
GPRS estación móvil de clase B
Cumple con GSM fase 2/2 +
Clase 4 (2 W @ 850/900 MHz)
Clase 1 (1 W @ 1800 / 1900MHz)
Control a través de comandos AT - Comandos estándares: GSM 07.07 y 07.05 |
Enhanced Comandos: Comandos AT Simcom.
Servicio de mensajes cortos - de manera que usted puede enviar pequeñas
cantidades de datos a través de la red (ASCII o hexadecimal prima).
Embedded pila TCP / UDP - le permite cargar los datos en un servidor web.
RTC compatible.
puerto serie seleccionable.
jacks para altavoces y auriculares
Bajo consumo de energía - (modo de reposo) 1,5 mA
Rango de temperatura industrial - -40 ° C a 85 ° C
Ideas de aplicación
M2M (Machine 2 Machine) Applicatoions.
Control remoto de electrodomésticos.
Estación meteorológica remota o una red de sensores inalámbricos.
Sistema de seguimiento de vehículos con un módulo GPS.
4.3.2. Precauciones
Asegúrese de que su tarjeta SIM está desbloqueado.
El producto se proporciona tal cual y sin un recinto aislante. Tenga en cuenta las
precauciones ESD especialmente en (baja humedad) seco clima.
La configuración predeterminada de fábrica para el GPRS Escudo UART es
19200 bps 8-N-1. (Se puede cambiar mediante comandos AT).
4.3.3. Hardware Diagrama
Fig2.1
• Poder seleccionar - seleccione la fuente de alimentación para el escudo GPRS (poder o 5v de arduino externa)
• Toma de alimentación - conectado a la fuente de alimentación externa 4,8 ~ 5 V CC
• Interfaz de la antena - conectado a la antena externa
• Puerto serie seleccione - seleccionar cualquiera de los puertos serie del software o un puerto serie hardware estar conectado a GPRS shield
• Serial Hardware - D0 / D1 de Arduino
• serial Software - D7 / D8 de Arduino
• LED de estado - dice si el poder de SIM900 es en
• La luz neta - dirá el estado acerca SIM900 ligarse a la red
• UART de SIM900 - pines UART ruptura de SIM900
• Micrófono - para responder a la llamada de teléfono
• altavoz - para responder a la llamada de teléfono
• GPIO, PWM y ADC de SIM900 - GPIO, pines PWM y ADC ruptura de SIM900
• Tecla de encendido - el poder arriba y hacia abajo para SIM900
• uso Pins, en Arduino
• D0 - Unused si selecciona el puerto serie de software para comunicarse con GPRS Escudo
• D1 - Unused si selecciona el puerto serie de software para comunicarse con GPRS Escudo
• D2 - Unused
• D3 - Unused
• D4 - Unused
• D5 - Unused
• D6 - Unused
• D7 - si se selecciona el puerto serie de software para comunicarse con GPRS Escudo.
• D8 - si se selecciona el puerto serie de software para comunicarse con GPRS Escudo.
• D9 - Se utiliza para el control de software de la energía para arriba o abajo de la SIM900.
• D10 - Unused
• D11 - Unused
• D12 - Unused
• D13 - Unused
• D14 (A0) - Unused
• D15 (A1) - Unused
• D16 (A2) - Unused
• D17 (A3) - Unused
• D18 (A4) - Unused
• D19 (A5) - Unused
• Nota: A4 y A5 están conectados a la Pines I2C en el SIM900. El SIM900 sin embargo no se puede acceder a través del I2C.
5. DESARROLLO
6. RESULTADOS
7. MATERIAL
8. CONCLUSIÓN
9. REFERENCIAS