TrackMe GPS - mcelectronics

(GPS) 

Aplicaciones GSM/GPS con 

MCUs Microchip 

© 2010 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 1

Introducción 

En esta clase aprenderemos a establecer la comunicación entre 

un microcontrolador PIC y módulos GSM y GPS. 

Además veremos los comandos básicos de operación de un 

módulo GSM y la trama de un módulo GPS. 

Esto nos va a permitir realizar telemetría y control remoto a 

través de la red celular. 

Es posible transmitir la posición, velocidad, aceleración y 

temperatura en tiempo real por medio de GPRS o a demanda por 

medio de GSM. 


Diagrama en bloques del sistema 

Conexión de los dispositivos 

Dispositivos analógicos de Microchip 

Agenda 

Características especiales del PIC18F26J50 

Módulo GSM SIM900 de SIMCOM 

Comandos básicos de funcionamiento 

Consideraciones importantes de montaje 

Módulo GPS MN5515HS de Micro-Modular 

Trama NMEA del GPS 

Antena y filtrado de la señal 


Otros dispositivos 

Sensor de aceleración y sensor de luz 

Tarjeta microSD por SPI 

Demostraciones 

Agenda (cont.) 

Activar un LED cuando se envía un SMS a la placa 

Enviar la trama NMEA por SMS cuando se presiona un botón 

Enviar un link de GoogleMaps por SMS cuando se presiona un botón 

Responder con la posición actual cuando se envía un comando por 

SMS desde un celular 

Herramientas de desarrollo 

TrackMe (GPS) de mcelectronics 


PIC18F26J50 

28 Pin, Low-Power, 

High-Performance 

USB Microcontroller 

with nanoWatt XLP 

Technology 

(*) Las dos USART están 

implementadas por 

hardware y la segunda se 

debe habilitar mediante 

pines remapeables. 

Diagrama en bloques 

PIC 

18F26J50 

12 MIPS 

64 KB Flash 

3.8 KB RAM 

2 USART * 

1 USB Full Speed 

2v < VDD < 3.6v 

XLP 


ANT 

GSM 

SIM900 

SIM CARD 


USART1 

TX 

RX 

PIC 

18F26J50 



ANT LNA ANT 

GSM 

SIM900 

SIM CARD 

USART1 USART2 

TX 

RX RX 

GPS 

PIC 

18F26J50 

MN5515HS 

© 2010 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. Slide 7 

TX * 

(*) TX del PIC en el 

módulo GPS se 

utiliza para solicitar 

otras tramas o variar 

el intervalo de 

recepción.

TC1262-3.3 

Dispositivos analogicos 

de Microchip 

Regulador de tensión de 3.3v - 500 mA. Mínima tensión de entrada 

VIN = 3.5 v @ 300mA. Muy importante cuando se utiliza en sistemas 

con batería. 

MCP73831 

Cargador para baterías de Li-ion de una celda. Incluye censado de 

corriente y protección contra descarga inversa. 

TC1047 

Sensor de temperatura analógico. 10mV/C. 


VIN 

MCP73831 

Cargador de batería: 

puede cargar la 

batería mientras se 

alimenta el resto del 

circuito. 

Ver diagrama a 

continuación 


VBAT 

PIC 

18F26J50 

ANALOG 

TC1262-3.3 

TC1047 


3.3v 

VBAT 

3.3v 

Sensor de temperatura 

analógico 10mV/C

VIN 

MCP73831 

Cargador de batería: 

puede cargar la 

batería mientras se 

alimenta el resto del 

circuito. 


VBAT 


Características especiales 

del PIC18F26J50 

// Assign RX2 To Pin RP0 

//*************************** 

_asm 

MOVLW 0X00 

MOVWF RPINR16, BANKED 

_endasm 

// Assign TX2 To Pin RP1 

//*************************** 

_asm 

MOVLW 0X05 

MOVWF RPOR1, BANKED 

_endasm 

USART1 USART2 

PIC 

18F26J50 


D+ 

D- 

USB

Módulo GSM SIM900 

de SIMCOM 


Peso: 3.4g 

Características generales 

3 mm 

Quad-band : GSM850, 

EGSM900, DCS1800, 

PCS1900 

GPRS multi-slot : Class 10 / 

Class 8 

Noise Suppression 

Echo Cancellation 

Input voltage: 3.4~4.5V 

Sleep mode current 

consumption: 1.5mA 




PWRKEY 

También 

conectar VDD 

(VBAT) y todos 

los pines de 

GND ! 


TX RX 

STATUS RFIN 

SIM CARD (5 pins) 


NET

PIC 

ANT 


RFIN 

TX 

RX 

PWRKEY 

STATUS 

GSM 

SIM900 

SIM BUS 

1,8 - 3v 

SIM CARD 

Encapsulado de 

68 pines 

USART 

SPI 

I2C 

PWM 

GPIO 

ADC 


NET

PWRKEY 

STATUS 


Low > 1s. Delay > 2s. 

El módulo se apagará automáticamente (STATUS = low) cuando se 

detecte tensión de alimentación fuera del rango 3.3 < VBAT < 4.6 o 

cuando la temperatura este por encima de 85°C. Sin embargo 0.1v 

antes de los limites envía warnings por la USART. 


Comandos básicos 

El módulo GSM se maneja por medio de comandos a 

través de la USART. 

Estos comandos se denominan comandos AT. 

Los comandos AT permiten realizar llamadas, enviar SMS, 

consultar los parámetros del modulo, medir la señal 

celular y realizar todas las configuraciones del SIM900. 

Comunicación tipo conversación. Siempre se debe 

esperar la respuesta antes de enviar el próximo comando. 

AT (Atención) 



Por defecto esta autobauding habilitado. Para sincronizar la velocidad 

del PIC con el SIM900 se debe enviar A y esperar de 3 a 5 segundos. 

Luego enviamos el comando AT antes de iniciar la comunicación… Una 

vez sincronizados el SIM900 responde OK. 

PIC 

18F26J50 

A 

OK 


AT 

GSM 

SIM900 

Rango de Autobauding: 1200 bps a 115200 bps (N,8,1)


ATI 

SIMCOM_Ltd 

SIMCOM_SIM900 

Revisión:1008B10SIM900S32_(SPANSION)SIMCOM_Ltd 

AT+CREG? // Pregunto las opciones (help) 

+CREG: 0,1 // Estado de la RED GSM 

OK 

AT+GSN // número IMEI del SIM900 

355117001512899 

OK 

AT+CSQ // Nivel de señal [rssi,ber] 

rssi (0= -113dBm o 1= -111dBm o 2 a 30= -109dBm a -53dBm o 31= -51dBm 

o >/99 no se conoce). ber (En % bit error rate) 

[17,0] 



ATA 

Contestar un llamado (VOZ: OK/NO CARRIER - DATOS: CONNECT) 

ATD // Origina una llamada de voz, datos o fax 

ATD12345678; (;) diferencia entre voz y datos 

RTAs: NO DIALTONE/BUSY/OK/CONNECT 

Si se genera otra llamada, la primera es puesta en espera 

automáticamente. (estado de las llamadas AT+CLCC) 

ATDL 

Rediscado del último número. 

ATH 

Desconectar o colgar conexión existente. 

ATS0 

Configura el número de RINGS antes de autocontestar (0=deshabilitado/1 

a 255 habilitado). 



ATD51065802; Realizar una llamada - SIM900 disca 51065802 

AT+CLIP=1 // Mostrar el numero de la llamada entrante (Caller ID) 

OK 

RING 

+CLIP: “51065802",129 // Número de llamada entrante 51065802 

OK 

ATH // Colgar 

Configurar el canal de audio 

AT+CHFA=0 // Audio Principal 

Atender una llamada entrante 

RING 

ATA 

OK 


Envío de SMS al 51065802 


AT+CMGF=1 // Selecciono modo texto 

AT+CMGS=“51065802” // Numero de teléfono y 0x0d 

> SU MENSAJE // Escriba el mensaje y 0x1a 

Devuelve la posición en la memoria de enviados 

OK 

+CMGS: 123 


Envío de SMS al 51065802 


AT+CMGF=1 // Selecciono modo texto 

AT+CMGS=“51065802” // Numero de teléfono y 0x0d 

> SU MENSAJE // Escriba el mensaje y 0x1a 

Devuelve la posición en la memoria de enviados 

OK 

+CMGS: 123 

printf("AT+CMGS=\" 51065802\""); 

delay_ms(200); 

putchar(0x0d); 


puts(mensaje); // mensaje guardado en una variable 


putchar(0x1a); 


Recepción de SMS 


AT+CMGF=1 // modo texto 

AT+CNMI=2,2,0,0,0 // no lo guarda en memoria lo envia por USART 

Al llegar un mensaje lo envía por TXD automáticamente ! 

+CMT: ”12345678”,,”28/05/10,11:20:28+32” 

Hola Mundo 


Consideraciones 

Importantes de 

diseño 


Power 

Supply 

3.4 ~ 4.5 v 


Importantes 

GSM 

SIM900 

La fuente debe 

proveer una tensión 

estable entre 3.4 y 

4.5 v. 

Además debe 

poder entregar 2A 

durante los 

periodos de 

transmisión. 


4.5 v 

400 mV 


Importantes 

Transmisión Transmisión 

VBAT 

La caída de tensión durante una 

comunicación no debe superar los 400mV. 

Sino se reinicia el módulo. 

La fuente debe 

proveer una tensión 

estable entre 3.4 y 

4.5 v. 

Además debe 

poder entregar 2A 

durante los 

periodos de 

transmisión. 



Importantes 

NRESET 

SIM SOCKET 

Detecta cuando no 

esta la SIM CARD y 

pone al SIM900 en 

HOLD 


ANT 

λ = 16 cm 

L = 0.5 cm 

L 

GND 

GND 


Importantes 

GSM 

SIM900 

La línea de 

transmisión desde la 

antena al PAD del 

módulo debe tener 

una impedancia de 

50 ohm. 

Sin embargo puede 

hacerse L


Importantes 

La línea de 

transmisión desde la 

antena al PAD del 

módulo debe tener 

una impedancia de 

50 ohm. 

Sin embargo puede 

hacerse L

No colocar BIAS 

debajo de los 

test points ni del 

PAD de la 

antena. 


Importantes 


Módulo GPS MN5515HS 

de Micro-Modular 



15 mm 

2.9 mm 

15 mm 

Receptor GPS basado en el 

SIRFstarIII - 20 canales 

Consumo menor a 80 mW 

Protocolos NMEA o SiRF 

Adquisición rápida de 

satélites 

Alimentación: 3.2~3.6V 

Sensibilidad de tracking: 

-159dBm 




ANT LNA 

PIC 


RFIN 

TX 

RX 

ON 


MN5515HS 

Almacena los 

parámetros para 

arranque rápido y 

recarga la batería. 

Encapsulado de 

16 pines 

USART 

RFIN 

VANT 

VRF = 2.85v 

ON-OFF 

3.0 < VBK < 3.6 v 



NMEA 0183 es un protocolo a través del cual los instrumentos de 

navegación marítima y terrestre pueden comunicarse. Ha sido definido, 

y está controlado, por la organización estadounidense National Marine 

Electronics Association. 

En la trama NMEA tenemos información como posición, velocidad, 

dirección de desplazamiento, hora UTC, posición de los satélites, 

intensidad de la señal que se recibe y datos de control. 

La cantidad de información que se transmite desde el GPS depende si 

pudo encontrar la posición o no, es decir la longitud de la trama NMEA 

es variable. 



Trama NMEA 0183 capturada del MN5515HS con el HyperTerminal. Por 

defecto el baud rate es de 4800. (Se puede configurar a través de RX) 







La trama $GPRMC contiene la información básica de rastreo y es la que 

vamos a utilizar para determinar la posición y demás datos como 

velocidad, dirección y hora. 

$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200804,,*1A 


A 

N 

W 

Recommended 

Minimum 

Message. 

Hora UTC 

04:03:02.663 AM 


$GPRMC,040302.663,A,3939.7,N,10506.6,W,0.27,358.86,200810,,*1A 

A = Activo (por lo menos 3 satélites), V = Invalido 

N = Norte, S = Sur 

W = Oeste, E = Este 

Latitud 39°39.7' 

Longitud 105°06.6' 

Velocidad medida 

en Knots 

Dirección de 

movimiento 

(azimuth) 358.86° 

*1A 

Fecha 20/08/10 

Checksum 

1 knots = 1.85200 kilometers 


Antena y Filtrado 

de la señal 

Es necesario un LNA (Low Noise Amplifier) próximo a la 

antena para amplificar la señal del GPS. 1.57542 GHz 

ANT LNA 

La antena SL1204 de Sarantel incluye el LNA 

(es una antena activa). Debe ser conectada al 

modulo con una línea de 50 ohm. 


Antena y Filtrado 

de la señal 

Las antenas activas deben ser alimentadas para energizar el 

amplificador. El GPS puede alimentar la entena a través del 

mismo pin por el que recibe la señal (RFIN) 

ANT LNA 

RFIN 


MN5515HS 

VANT (IN) 

VRF (OUT) = 2.85 v 


Otros dispositivos 


Acelerómetro 

Sensor de aceleración y 

sensor de luz 

Se puede agregar un acelerómetro al sistema para 

medir la aceleración en cada eje. Si utilizamos uno 

analógico, necesitamos 3 canales A/D del PIC y un 

PIN digital para G-SELECT. 

Acelerómetro + LDR + Temp. para monitoreo de paquetes 


X 

Z 

Y

SD 


Almacenar los datos en la tarjeta SD es útil cuando no hay señal 

celular para transmitir la información. Se puede utilizar como 

datalogger. 

SD CARD 

SPI 

SDI 

CS 

SDO 

CLK 

PIC 

18F26J50 









Activar un LED cuando se envía un SMS a la placa 

El objetivo de esta práctica es recibir un mensaje de texto, 

decodificarlo y realizar una acción utilizando comandos AT. 

Vamos a enviar el mensaje LED al número de la placa para 

activar el led conectado al RB2. 


1


Enviar la trama NMEA por SMS cuando se presiona un 

botón 

El objetivo de esta práctica es leer los datos del GPS y 

enviarlos a través de un mensaje de texto. 

Para esto debemos activar las 2 USART del PIC, almacenar 

los datos en un vector y utilizar comandos AT para enviar el 

mensaje. 


2


Enviar la trama NMEA por SMS cuando se presiona un 

botón 

Mensaje de texto con 

la trama $GPGGA sin 

decodificar. 


2


Enviar un link de GoogleMaps por SMS cuando se 

presiona un botón 

El objetivo de esta práctica es decodificar la trama NMEA y 

darle el formato de GoogleMaps para ver la posición en un 

mapa. 

http://maps.google.com/maps?q=LAT,LON+TEXTO 

http://maps.google.com/maps?q=-34.60174863074147, - 

58.36406350135803+(TrackMe+está+aquí) 


3


Enviar un link de GoogleMaps por SMS cuando se 

presiona un botón 

Mensaje de texto con 

la trama $GPRMC 

decodificada y con el 

formato de 

GoogleMaps. 


3


Responder con la posición, velocidad y hora actual 

cuando se envía un comando por SMS 

El objetivo de esta práctica es decodificar la trama NMEA para 

obtener mayor información del GPS. 

Mensaje de texto con la trama 

$GPRMC decodificada mostrando la 

información pedida. 


4

Herramientas de 

Desarrollo 


TrackMe (GPS) by 

mcelectronics 

PIC18F26J50 

GSM SIM900 

GPS MN5515HS 

Sensor de temperatura 

Cargador de batería 

USB 

Acelerómetro 

LDR 

microSD 

Compatible con PICKIT3 o 

ICD3 (Para ICD3 requiere 

adaptador) 

USD 199 


TrackMe (GPS) by 

mcelectronics 

www.mcelectronics.com.ar/trackme 


Trademarks 

The Microchip name and logo, the Microchip logo, dsPIC, KeeLoq, KeeLoq logo, 

MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, PIC 32 logo, rfPIC and UNI/O are registered 

trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other 

countries. 

FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, 

SEEVAL and The Embedded Control Solutions Company are registered trademarks 

of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. 

Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, 

dsPICDEM.net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI- 

TIDE, In-Circuit Serial Programming, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified 

logo, MPLIB, MPLINK, mTouch, Octopus, Omniscient Code Generation, PICC, 

PICC-18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rfLAB, Select Mode, 

Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock and ZENA are trademarks of 

Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries. 

SQTP is a service mark of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. 

All other trademarks mentioned herein are property of their respective companies. 

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TrackMe GPS - mcelectronics

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