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