Системы электронного мониторинга для контроля за перемещением объектов

Глобальная система позиционирования (GPS) – это спутниковая навигационная система, состоящая по меньшей мере из 24 спутников. GPS работает в любых погодных условиях, в любой точке мира, 24 часа в сутки, без абонентской платы или платы за установку.

Спутники GPS дважды в день облетают Землю по точной орбите. Каждый спутник передает уникальный сигнал и орбитальные параметры, которые позволяют GPS-устройствам декодировать и вычислять точное местоположение спутника. GPS-приемники используют эту информацию и трилатерацию для вычисления точного местоположения пользователя. По существу, GPS-приемник измеряет расстояние до каждого спутника по количеству времени, которое требуется для приема передаваемого сигнала. С помощью измерений расстояния от нескольких других спутников приемник может определить положение пользователя и отобразить его.

Чтобы рассчитать 2-D положение (широту и долготу) и отслеживать движение, GPS-приемник должен быть заблокирован на сигнал по крайней мере 3 спутников. Имея в поле зрения 4 или более спутников, приемник может определить трехмерное положение (широта, долгота и высота) приемника. Как правило, GPS-приемник отслеживает 8 или более спутников, но это зависит от времени суток и того, где находится приемник на земле.

Как только ваше положение будет определено, GPS-устройство может вычислить другую информацию:

• •    Скорость

• •    Направление

• •    Дистанцию проделанного пути

• •    Расстояние до пункта назначения

Спутники GPS передают по меньшей мере 2 маломощных радиосигнала. Сигналы перемещаются по прямой видимости, то есть они проходят через облака, стекло и пластик, но не проходят через большинство твердых объектов, таких как здания и горы. Однако современные приемники более чувствительны и обычно могут отслеживать через дома [1, 2].

Сигнал GPS содержит 3 различных типа информации:

• •    Псевдослучайный код - это идентификационный код, который определяет, какой спутник передает информацию. Можно определить и посмотреть, с каких спутников получен сигнал, на странице спутников устройства.

• •    Данные эфемериды необходимы для определения положения спутника и дают важную информацию о работоспособности спутника, текущей дате и времени.

• •    Справочные данные сообщают GPS-приемнику, где должен находиться каждый спутник GPS в любое время суток, и показывают орбитальную информацию для этого спутника и каждого другого спутника в системе.

Исходя из описанного можно точно сказать, как устроены навигационные системы, но также данную систему можно организовать для системы электронного мониторинга для контроля за перемещением объектов.

Логика работы системы заключается в принятии GPS-приемником информации о местоположении по долготе и широте, и отправка сообщения с данными, приемником на сервер. Структурная схема системы электронного мониторинга для контроля за перемещением объектов показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема

Для этого будет необходимо использовать модуль GPS NEO-6M для принятия сообщений со спутника, SIM модуль для передачи сообщений с координатами GPS-приемника на сервер, сервер и пользовательский интерфейс.

Пользовательский интерфейс может быть разработан как в виде мобильного приложения с использованием MQTT протокола [3, 5], так и в виде сайта с использованием API сайта для получения данных [4].

Данную технологию так же можно использовать для организации комплексных систем безопасности [6], что даст возможность следить за объектом при его перемещении.