gps system · redes GPS y GSM. Se compone de una unidad remota (a instalar en el vehículo) y de...

Innovador sistema de localizaciónremota de vehiculos mediante las

redes GPS y GSM. Se compone deuna unidad remota (a instalar en

el vehículo) y de una estación baseportátil o fija. La unidad remota,equipada con un receptor GPS yel moderno módem celular Sony

Ericsson GM47, incluye un sistema de memorización de datos

y un circuito de captación deaudio para escucha ambiental. La

estación base móvil secomplementa con un ordenadorpalmar conectado a un teléfonocelular y una cartografía digital

de elevado nivel de detalle.

ace ya bastante tiempo que en IberFutura nosocupamos de los sistemas de localización remota

basados en lectores de coordenadas GPS, utilizando lared GSM como vía de comunicación inalámbrica, sinlímites prácticos de alcance donde haya cobertura. Envarias ocasiones hemos publicado aplicaciones equipa-das con módulos Falcom, Wawecom, Garmin, e inclu-so teléfonos móviles comerciales Siemens. En el casoque hoy nos ocupa hemos incorporado en la unidadremota un módem GSM Sony Ericsson GM47.

Describiremos dos unidades base diferentes, una de lascuales, provista de un ordenador palmar, es una nove-dad absoluta. Curiosamente, hasta ahora no hemosencontrado ningún fabricante ni catálogo que propongaun producto similar: podría pensarse que se debe a quela cosa no interesa lo bastante, pero no parece lógico, ala vista de las ventajas técnicas que aporta esta solu-ción. También es posible que, si alguna oficina de dis-eño ha pensado en visualizar en tiempo real la posiciónde un vehículo en un mapa detallado contenido en la

gps systemgps system

por Boris Landoni y Arsenio Spadoni

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2 n.02 - In Electronics

In Electronics

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palma de la mano, pudiendo además escuchar cuanto sehabla a bordo del vehículo, haya descartado la ideadudando que pueda interesar a alguien. O bien habránconsiderado que tiene más interés técnico que comer-cial y que no vale le pena iniciar una producción enserie. En todo caso, ambas posibilidades interesan aIberFutura. Para los lectores poco familiarizados con elGPS y el GSM, explicaremos brevemente el funciona-miento de estos sistemas, apoyándonos en el gráficoadjunto. En el vehículo se instala una unidad (remota)

compuesta básicamente de un receptor GPS y unmódem GSM, eventualmente completados con algunoscircuitos de gestión. El receptor GPS lee las señalestransmitidas por los satélites del sistema GPS, decobertura mundial, determina la posición geográficadel vehículo (en ciertas condiciones, con diabólica pre-cisión) y envía los datos por teléfono celular, medianteel módem GSM, a la estación base. Ésta, que puededepender de un módem GSM, un teléfono celular o unmódem normal de línea telefónica fija, recibe los datos

In Electronics - n. 02 3

U n i D A DU n i D A D r e m o t a g p s / g s mr e m o t a g p s / g s m

P r i n c i p i o d e f u n c i o n a m i e n t oP r i n c i p i o d e f u n c i o n a m i e n t oSatélites GPS

Red GSM

Unidad remotaGPS/GSM

MódemGSM

OrdenadorPersonal

Celular PC Palmar

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Características Eléctricas GeneralesAlimentación 12 V en c.c.Consumo en reposo: 110 mA (GPS activo)Consumo en conexión: 380/480 mADatos en memoria: hasta 8.192 puntosSensibilidad microfónica máx -70 dBDimensiones: 35 x 70 x 125 mm (excluida antena GPS)Sensor de movimento de vapor de mercurio

Funciones Totalmente configurable a distanciaPassword de accesoFuncionamento en tiempo real Memorización de datos a distancia (8.192 puntos)Tiempo de "polling" ajustableSensor de movimiento programableActivación GPS programableAlarma SMS arrancada por sensor de movimientoControl de batería con envío de SMS de alarmaEscucha ambiental configurable a distancia

Sección GPSReceptor GPS de 12 canales, con antena activaTecnología SiRF II Low PowerSensibilidad - 170 dBWSalida serie a 4.800 bpsProtocolo NMEA0183 V2.2Tiempo de (re)adquisición 38 u 8 (re) segundos Dimensiones 59 x 47 x 21 mm Consumo inferior a 90 mATensión de alimentación 5 V en c.c.Batería de back-up internaTemperatura de trabajo -40°C / + 80°C

Sección GSMMódulo GSM/GPRS GM47Bandas 900/1800 MHz Clase 4 (2W @ 900 MHz) Clase 1 (1W @ 1800 MHz) Alimentación 3,6 V en c.c.Consumo en reposo 5 mAConsumo en comunicación 250/350 mAShort Messages Service (SMS)Circuito asíncrono datos no transparente hasta 9,6 kbps Temperatura de trabajo -25°C to +55°CDimensiones 50 x 33 x 7,2 mm Peso 18,5 g

y los transmite a un ordenador per-sonal, en donde un software ade-cuado los elabora de manera que laposición del vehículo pueda inte-grarse en un mapa digital suficien-temente detallado. Obviamente,

para recibir datos, la Estación Baseestá obligada a establecer conexiónGSM con la Estación Remota.Pero, ¿a quién puede interesar estetipo de sistemas? Las dos aplicacio-nes más extendidas son: la alarma

antirrobo de automóviles y yates derecreo y el seguimiento de flotas detransporte/distribución para optimi-zar su gestión (trazado del recorridoóptimo, control de kilometraje, pla-nificación de turnos de conducto-res, corrección de rutas durante lajornada, etc.). Una aplicación nopor poco usual menos espectaculares el seguimiento de sospechosospor parte de los Cuerpos y Fuerzasde Seguridad del Estado en el cum-plimiento de su deber. La oportuni-sta instalación de estos sistemas enel vehículo de la persona a seguirpermite a los agentes mantenerse aprudente distancia sin por ello per-der el contacto. Los aficionados a laelectrónica puede integrarlo sindificultad en su vehículo aprove-chando la instalación de alarma exi-stente: al dispararse ésta, o al dar elencendido, se pondrá a trabajar,permitiendo al propietario seguir lapista de su coche robado. En el recuadro adjunto se reúnenlas principales características delsistema. La sección receptora GPSse basa en un pequeño pero eficaz ysensible receptor de 12 canalesintegrado con su antena activa en lamisma cajita. El circuito receptorutiliza un chipset SiRF de bajo con-sumo. La sección GSM se apoya enun módulo bibanda GM47. El siste-ma dispone de una memoria conuna capacidad de 8.192 puntos geo-gráficos, lo que permite seguir muy

Especificaciones de la Unidad Remota

de cerca el recorrido del vehículosin necesidad de conexión continua.Los datos memorizados pueden"descargarse" una vez al día, ocuando haga falta, y permitenreconstruir paso a paso la actividad


E s q u e m a e l È c t r i c oE s q u e m a e l È c t r i c o


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{ prtf ("Volume %s \n",livello);if (livello[0]=='0'){ comandoat="AT*E2EAMS=4,0";

result=inviacomandoat(comandoat); }if (livello[0]=='1'){ comandoat="AT*E2EAMS=1,1"; /*si nivel = 1 compongo el comando at correspondiente al ajuste de volumen*/

result=inviacomandoat(comandoat); /*voy a la función 'inviacomandoat' para enviar el ajuste al celular*/prtf ("Esecuzione %s = %d \n",comandoat,result); /*visualizo el resultado del ajuste*/comandoat="AT*E2EAMS=4,2";result=inviacomandoat(comandoat); prtf ("Esecuzione %s = %d \n",comandoat,result); }

if (livello[0]=='2'){ comandoat="AT*E2EAMS=1,2";

result=inviacomandoat(comandoat); prtf ("Esecuzione %s = %d \n",comandoat,result);comandoat="AT*E2EAMS=4,2";result=inviacomandoat(comandoat); prtf ("Esecuzione %s = %d \n",comandoat,result); }







comandoat="AT*E2EAMS=255";/*Memoriza el perfil actualmente en uso en la memoria no volátil */result=inviacomandoat(comandoat); prtf ("Esecuzione %s = %d \n",comandoat,result);comandoat="AT&W";result=inviacomandoat(comandoat); prtf ("Esecuzione %s = %d \n",comandoat,result);return(3);

}inviacomandoat(char *comandoat)

{int aterr;int resCmdSize;char resCmd[100];prtf("Comando inviato: %s \n",comandoat);aterr = atsnd (comandoat, resCmd, slen(comandoat) , 100, &resCmdSize); /*comando para enviar el comando at al celular*/prtf("Risultato salvataggio: %s %d\n",comandoat,aterr);prtf ("sent AT command = %s\n", resCmd);return(aterr); /*muestro el resultado de la operación*/

G M 4 7 : G M 4 7 : listado listado DELDEL programa programa PARAPARA ajuste ajuste DEDE LALA sensibilidsensibilidad ad microFÓnICAmicroFÓnICA

Esta sección del programa implementado en el GM47 muestra la forma en que se ajusta la sensi-bilidad del micrófono mediante mensajes SMS enviados desde el celular desde donde se realiza laescucha.


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del vehículo durante el tiempodeseado. Para mejorar la cosa,puede añadirse a la unidad remotaun sensor inercial, o de "puesta enmarcha": es lógico que, si el vehí-culo permanece parado varias horasen un punto dado, no vale la penamantener el sistema en marcha.Este mismo sensor puede dispararel envío de un mensaje SMS cuan-do arranca el coche, dando al usua-rio la posibilidad de activar la cone-xión en tiempo real. También se haprevisto un control de la tensión dealimentación (es decir, del estadode carga de la batería del coche)que avisa cuando ésta desciende deun nivel dado. Y, finalmente, se haaprovechado el canal de transmi-sión de voz del módulo GM47 paraincorporar a la unidad remota unpequeño micrófono que da la posi-bilidad de escuchar las conversacio-nes mantenidas por los ocupantesdel vehículo. Sin embargo, la trans-misión de voz y la de datos no soncompatibles: debe elegirse cada vezentre una u otra. Todas las funcio-nes son teleconfigurables, es decirque desde la unidad base puedenmodificarse los diversos paráme-tros, por ejemplo: el periodo deregistro de datos, la modalidad defuncionamiento del sensor de movi-miento, etc. También puede pregun-tarse el estado de los ajustes, visua-lizarse el número de puntos memo-rizados, modificarse la password,etc. No hay que olvidar que paraacceder a la unidad remota y atodas sus funciones debe introdu-cirse la password correcta (pordefecto es 123456). Al observar el esquema eléctrico, laprimera sensación es de una extre-ma sencillez: efectivamente, estácompuesto casi exclusivamente porel microcontrolador U3 y el módu-lo GSM1. Todas las informacionesprocedentes del receptor GPS sedirigen a estos dos componentes, loque evidencia la importancia delfirmware implementado en ellos.

La tensión de alimentación (com-prendida entre 9 y 15 voltios) seaplica al regulador integrado U1, acuya salida aparecen los 5 V estabi-lizados que precisan el microcon-trolador y las memorias. La tensiónprocedente de la batería se lleva (através de un divisor adecuado) a laentrada RA0 (patilla 2) del micro-controlador, que es el acceso a unconvertidor Analógico/Digitalinterno dedicado a medir la tensióny detectar cuándo ésta ha descendi-do por debajo de un valor dado,

generando entonces una señal quepermite emitir un mensaje SMS deaviso. El módulo GSM se alimentacon la tensión de 3,6 V de un segun-do regulador de tensión (U2); éstepuede ser rebasculado desde lapatilla 3 (RA1) del microcontrola-dor para apagarlo/encenderlo endeterminadas ocasiones, por ejem-plo, si se queda "bloqueado". Por loque se dice, este problema aparecemuy frecuentemente en muchosmódulos GSM disponibles en elmercado, aunque en el Sony


Ericsson no lo hemos visto nunca.Por si acaso, se ha incluido estaprecaución que permitiría eldesbloqueo si algún día llegara aproducirse. Para detectar si el

módulo se ha "congelado", elmicrocontrolador lo "explora" porla patilla 33 y lanza el "reset" cuan-do es necesario. La señal delmicrófono accede a los terminales

59 y 60 del GM47: la red de entra-da adapta el nivel de señal de lacápsula al que utiliza el módulo. Latarjeta SIM "cuelga" de las patillas15 a 19. La puerta serie núm. 3 del

dd ii aa gg rr aa mm aadd ii aa gg rr aa mm aa DD EEDD EE mm oo nn tt aa jj eemm oo nn tt aa jj ee

R1: 200 KOhm 1%R2: 100 KOhm 1%R3: 4,7 KOhmR4: 1 KOhm R5: 470 Ohm R6: 470 OhmR7: 100 KOhm 1%R8: 10 KOhm 1%R9: 22 KOhmR10: 330 KOhmR11: 4,7 KOhmR12: 1 KOhm R13: 4,7 KOhmR14: 4,7 KOhmR15: 470 Ohm R16: 100 KOhm

R17: 4,7 KOhmR18: 4,7 KOhmR19: 4,7 KOhmR20: 4,7 KOhmR21: 1 KOhmR22: 4,7 KOhmR23: 100 KOhmR24: 4,7 KOhmR25: 2,2 KOhmR26: 22 KOhmR27: 4,7 KOhm R28: 100 KOhmC1: 100 nF multicapaC2: 470 µF 35VL elect.C3: 100 nF multicapaC4: 1000 µF 16VL elect.

C5: 100 nF multicapaC6: 1000 µF 16VL elect.C7: 1 µF 100VL elect.C8: 100 nF multicapaC9: 100 nF multicapaC10: 1 µF 100VL elect.C11: 10 pF cerámicoC12: 10 pF cerámicoC13: 100 nF multicapaC14: 1 µF 100VL elett.C15: 220 nF 63VLpoliésterC16: 3,3 nF 100VL polié-sterD1: 1N4007D6: BAT85

D7: BAT85DZ1: zener 5,1 VLD1: led 3mm bicolorU1: 7805U2: MIC2941AU3: PIC16F876 (MF521A)U4: 24LC256U5: 24LC256U6: 24LC256U7: 24LC256U8: BD136GSM1: Módulo Sony EricssonGM47 programado (MF521B)T1: BC557T2: BC557T3: BC547S1: sensor de vapor de mercurioQ1: 20 MHzMIC: micrófono preamplificadoGPS: GPS910

Varios:- regleta 2 polos - zócalo 4 + 4 (2 ud.)- zócalo 14 + 14 - conector SIM tipo libro- conetor 60 polos SMD - cable conexión antena GSM- distanciador 2MA 5 mm (4 ud.)- tornillo 2 MA 10 mm (4 ud.)- tuerca 2 MA (4 ud.)- disipador ML26 (2 ud.)- tornillo 3 MA 10 mm (2 ud.) - tuerca 3 MA (2 ud.)- contenedor plástico Teko Coffer 2- panel serigrafiado - antena GSM plana - circuito impreso.

LISTA DE COMPONENTES:

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I M a g e n I M a g e n D ED E l a s p i s t a s l a s p i s t a s D ED E l l a d ol l a d oD ED E s o l d a d u r a s s o l d a d u r a s D E LD E L c i r c u i t o i m p r e s oc i r c u i t o i m p r e s o

módulo (RD3/TD3, patillas 43 y44) queda unida a las líneas RC4 yRC5 del microcontrolador a travésdel sencillo convertidor de nivelorganizado alrededor de T1 y D6:esta interfaz es necesaria porque elmicrocontrolador trabaja con nive-les de tensión de I/O de 0 a 5 voltiosy el módulo GSM lo hace entre 0 y3,6 V. Esta línea serie, de momento,queda inutilizada y se ha reservapara posibles futuras aplicaciones.La salida IO1 (patilla 21) se utilizapara indicar al microcontrolador(RB4, patilla 25) que está entrandouna llamada; el comando inverso("responder llamada") pasa del ter-minal RB5 (patilla 26) del micro alIO2 (patilla 22) del GM47. Para elintercambio de los datos de posi-ción y de los comandos AT se utili-za la primera interfaz serie delmódulo GM47 que se encamina alos terminales TD (patilla 41) y RD(patilla 42). También aquí debeadaptarse el nivel de tensión antesde T2 y D7. La patilla 34 del módu-lo entrega la tensión de 3 voltiosutilizada por estos adaptadores. Elterminal 33 (led) del GM47 señalacon una secuencia determinada queel módulo está normalmente "enred" y que funciona correctamente.Esta información se aprovecha en elcircuito de reset si conviene apagarmomentáneamente el módulo encaso de anomalías. En el circuito seencuentra también un led bicolorcontrolado por las puertas RB6 yRB7 del microcontrolador: informadel estado del dispositivo y permiteverificar que todo funciona de laforma prevista. Al encender el cir-cuto, el led genera tres destellos decolor verde y, mientras verifica elcelular, emite un relámpago rojopara luego encenderse en verde. Sise detecta alguna irregularidad delfuncionamiento, el led quedaencendido permanentemente enrojo. Durante el funcionamientonormal, parpadea en verde mien-tras; mientras existe conexión con

la estación base se mantiene enverde con breves destellos en rojo.Al llegar una llamada (datos o voz)el color del led pasa de verde anaranja. Al activarse el sensor de

movimiento, emite flashes rojos.intercalando de vez en cuando unimpulso verde (que corresponde ala memorización de un dato). Elbanco de memoria está formado por>


cuatro integrados 24LC256 y estácontrolado por una línea I2C-Busconectada a las puertas RA2 y RA3del microcontrolador. Este conjuntopermite memorizar hasta un máxi-mo de 8.192 puntos. Y puede dupli-carse la capacidad utilizandomemorias integradas del tipo24LC512 y modificando ligera-mente el firmware de U3. El sensor

de movimiento (o cualquier otrosensor de disparo de alarma) seconecta al terminal 21 (RB0): utili-za una resistencia de pull up internay está conectado al interrupt delmicrocontrolador; con esto se evitatener que verificar continuamenteel estado de la entrada. A la entradaRC3 (patilla 4) del microcontrola-dor llegan los datos procedentes del

diminuto receptor GPS, el cualcomprende su propia antena activa.Obviamente, la proximidad entreantena y receptor (en la misma cáp-sula) acorta la distancia entreambos y, por tanto, en la prácticaelimina las pérdidas debidas alcable, mejorando la sensibilidad.Como consecuencia, el cable desalida transporta exclusivamentelos datos relativos a la posición delvehículo, ya elaborados. La veloci-dad de transferencia de los datos deeste receptor es de 4.800 baud, a laque, obviamente, debe ajustarse lavelocidad de la puerta del micro.Gracias a su salida RB2 (patilla 23)el microcontrolador está en condi-ciones de cortar la alimentación yapagar el GPS. Esta opción tienegran importancia a los efectos delahorro energético; efectivamente,en ausencia de conexión GSM elconsumo del equipo es de unos 110mA, de los cuales unos 90 pertene-cen al receptor GPS. Así, si seapaga éste cuando el vehículo estádetenido por un cierto periodo detiempo (elegible), se obtiene una>

p i s t a s d e l l a d o d e c o m p o n e n t e s p i s t a s d e l l a d o d e c o m p o n e n t e s d e l c i r c u i t o i m p r e s od e l c i r c u i t o i m p r e s o

La estación portátil querecibe los datos

transmitidos por la remota está compuesta

por un PC palmar con cartografía vectorial y unteléfono celular corriente

con cable serie.


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importante reducción del consumototal. La complejidad del firmwareimplementado en el microcontrola-dor y en el GM47 no aconseja pre-sentar aquí los listados; incluimos,sin embargo, el protocolo de comu-nicaciones completo con el cual ellector avisado y experimentadopodrá realizar el software de cone-xión y gestión a implementar en elPC de la estación base. También sepresenta una sección del programa

C Ó m o p r o g r a m a r l a e s c u c h a a m b i e n t a l . . .C Ó m o p r o g r a m a r l a e s c u c h a a m b i e n t a l . . .

Todas las funciones de la escucha ambiental pueden ajustarse a distancia mediante mensajes cortos (SMS) desde cualquierteléfono celular: pueden habilitarse números de teléfono, eliminarse teléfonos habilitados o borrar toda la memoria y, cómo no,regular el volumen de escucha. Para la gestión de números habilitados, la sintaxis general del SMS a enviar es la siguiente: <#cmnd><risp><numero telefonico>*<pswd>#donde <cmnd> identifica la orden, <risp> es una flag que indica si se desea recibir un SMS de confirmación (0 = no respuestay 1 = enviar respuesta); <número telefónico> representa el número a añadir o eliminar de la lista y debe consignarse com-pleto, incluyendo el prefijo de país (la orden de borrar toda la memoria no prevé el prefijo); finalmente, <pswd> es el código deseguridad que corresponde a las cifras 10 a 14 del código IMEI del módulo GM47 incorporado a la unidad remota (en este casose trata del 39020, señalado en amarillo en la imagen adjunta). Por ejemplo: el SMS necesario para borrar toda la memoria, con mensaje de confirmación, sería:

#Z1*39020#Para habilitar para la escucha el número 6201234567, con mensaje de confirmación, la orden sería:#A1+346201234567*39020#Para borrar de la lista este mismo número, con mensaje de confirmación, habría que teclear: #C1+346201234567*39020#También pueden añadirse números de red fija; por ejemplo: el 9327654321 se habilitaría con la orden (sin SMS de confirma-ción): #A0+34937654321*39020#Para regular el volumen del sonido, el texto a enviar debe respetar el formato siguiente: #Vr#l*ppppp# donde r es el flag de confirmación, l indica el nivel del volumen de escucha (valor comprendido entre 0, mínimo, y 5, máximo)y ppppp representa la password de seguridad. Por ejemplo: el comando #V1#5*39020# fija el volumen al nivel máximo y solicita un SMS de confirmación. Los mensajes de confirmación a los diferentes comandos se envían en forma de SMS al celular que ha enviado la orden. Suformato general es:

- el número <número telefónico> ha sido habilitado- el número <número telefónico> ya estaba habilitado - ¡Atención! Memoria llena - el número <número telefónico> ha sido deshabilitado - ejecutado el borrado total - volumen regulado al nivel núm. <l>


utilizado por el GM47, justamenteel que se refiere a la gestión de lasensibilidad del micrófono; estasección aclara cómo se regulaenviando SMS desde cualquierteléfono celular. El software extra-pola el dato contenido en el SMS(una cifra comprendida entre 0 y 5,los seis niveles de sensibilidad) ycrea una línea AT de ajuste que seenvía al módulo con la funciónenviacomandoat, la cual informadel estado final de la operación. La

línea AT*E2EAMS=1,x permitemodificar la ganancia de la segundaetapa de amplificaciópn microfóni-ca desde -2,5 dB (nivel 1 ) a +7,5dB (nivel 5). La línea de comandoAT*E2EAMS=4,0 deshabilita laentrada de audio mientras que laAT*E2EAMS= 4,2 fija una ganan-cia de 34 dB para la primera etapaamplificadora. Para memorizar losajustes de audio en la memoria novolátil de la sección de audio delGM47 debe enviarse la final la

Durante la conexión entre la estación base y la unidad remota pueden modificarse las funciones del localizador enviando las órde-nes listadas en esta sección. A partir de esta información, el lector podrá diseñar un software de conexión personalizado en VisualBasic o Delphi. Las órdenes permanecen activas incluso durante la conexión en tiempo real, es decir, mientras la unidad remotatransmite continuamente datos de la posición en norma NMEA. Cada diez líneas transmitidas, la unidad remota envía un carácterde petición de comando (F?): si no recibe respuesta continúa con otro nuevo grupo de diez líneas; pero si recibe un comando eje-cuta previamente la operación que se le ha ordenado. A continuación relacionamos la lista completa de órdenes y preguntas deorden que pueden intercambiar la unidad remota y la base.

C? Solicitud de passwordSe efectúa por la unidad remota al inicio de cada conexión. A esta pregunta la unidad de control debe respondercon la siguiente línea: */123456, siendo 123456 las seis cifras de password de la unidad remota.

F? Solicitud de orden de funciónPregunta que la unidad remota realiza a la base, a la cual ésta debe adjuntar una de las líneas que prevé el protocolo

de comunicación para generar la función que se desea activar o desactivar. */0 Activar el envío de datos NMEA en tiempo real */1 Desactiva el envío de datos NMEA en tiempo real */2 Cancelar la memoria de datos

Esta orden borra todos los datos grabados en la memoria de la unidad remota. */3 Pregunta de capacidad de memoria

La unidad remota responde informando del número de puntos memorizados en la propia unidad. */4 Pregunta de intervalo de "polling"

Tiempo (en segundos) que transcurre entre la memorización de un dato y del siguiente. */5 Elección del tiempo de "polling"

A esta orden la unidad remota propone que se elija un nuevo tiempo de "polling"; deben enviarse trescifras (de 000 a 999) que definen el nuevo intervalo en segundos.

*/6 Verificación de PasswordMuestra la password de la unidad remota.

*/7 Modificar PasswordAbre la posibilidad de cambiar la password. A la propuesta de modificación procedente de la unidad remota deberesponderse con las seis cifras de la nueva password.

*/8 Descarga de datos memorizados (download)Tras dos segundos de la recepción de esta orden, la unidad remota comienza a transmitir los datos presentesen memoria, aunque sin borrarlos (para ello debe utilizarse la orden */2).

*/G Consulta de tiempo de espera para apagar el GPS por inactividad Permite verificar el ajuste de este parámetro (extpresado en minutos).

*/H Elección del tiempo de espera para apagar el GPS por inactividadA estra orden, la unidad remota responde pidiendo un valor comprendido entre 00 y 60 minutos, que es el tiempo deapagado del GPS tras la desactivación del sensor de movimiento (99 = GPS siempre encendido). Con el GPS apagado no se memoriza ningún dato de posición.

*/I Consulta de tiempo de grabación tras activación por el sensor de movimiento Permite verificar el ajuste deeste parámetro (expresado en minutos).

Protocolo de comunicaciProtocolo de comunicaci ÓÓ n n


*/L Elección del tiempo de grabación tras activación por el sensor de movimientoA esta orden, la unidad remota responde pidiendo el valor del tiempo de grabación desde la activación por el sensorde movimiento (entre 02 y 60 minutos; 00 significa que el sistema graba de forma permanente y, por tanto, que el GPS no se apaga nunca). Conviene subrayar el significado de las funciones */L y */H: la primera indica el tiempo que debe continuar activa la salida del detector de movimiento tras el último impulso generado por el sensor y la segundaindica el tiempo que debe transcurrir desde este último instante para que se apague el GPS.

*/M Consulta sobra la tensión de alimentación (de la batería)Permite controlar el valor de la tensión que alimenta el dispositivo, que equivale a la tensión real de la batería

del vehículo (en milivoltios). */O Ajustar el umbral de alarma referente a la tensión

Permite establecer el valor de tensión que dispara el envío de un mensaje de alarma. La unidad remota proponetres cifras para indicar un valor expresado en décimas de voltio. Por ejemplo: 9,5 V = 095; 11,0 voltios = 110. La alarma

de tensión se activa cuando la tensión de la bataería desciende algunos segundos por debajo del umbral elegido.Las caídas de corta duración (por ejemplo, al arrancar el motor) no se toman en consideración.

*/S Consulta del umbral de alarma referente a la tensión Permite verificar el valor de este parámetro (dato en milivoltios).

*/P Activación/desactivación de la alarma de tensiónPermite cancelar el envío de un SMS de aviso. A la subsiguiente demanda de la unidad remota debe respondersecon un 0 si no se desea mensaje de alarma o con un 1 en caso contrario.

*/R Activación/desactivación de la alarma de movimentoPermite cancelar el envío del SMS de aviso de entrada en función del sensor de movimiento. A la subsiguientedemanda de la unidad remota debe responderse con un 0 si no se desea mensaje de alarma o con un 1 encaso contrario.

*/N Elección del número donde enviar el SMS de alarmaOrden para memorizar en la unidad remota el número telefónico donde avisar en caso de alarma de tensión o demovimiento (si estas opciones están activas). El número debe escribirse en el formato internacional (ej: +346272440172*) seguido por un asterisco. Para sustituir el número memorizado basta con cursar la misma orden indicando el nuevo número.

*/U Consulta del número memorizado donde enviar los SMS de alarmaPermite conocer qué número telefónico está memorizado en la unidad remota.

*/Q Elección del tiempo de inhibición para enviar los SMS de alarma de movimientoPermite decidir cuánto tiempo debe inhibirse el envío del SMS una vez se ha enviado el primer mensaje de alarma. Evita recibir un SMS cada vez que el sensor entra en funcionamiento. La unidad remota solicita tres cifras (de 000 a 480) que indican los minutos de inhibición.

*/T Consulta del tiempo de inhibición para enviar los SMS de alarma de movimientoPermite verificar el ajuste de este parámetro, expresado en minutos.

*/A Línea de verificación Si todo funciona correctamente, la unidad remota responde OK.

*/F Fin de comunicación Tras la recepción de esta orden, la unidad remota corta la conexión GSM.


U S O D E U N p C P A L M A Rp C P A L M A R C O M O

U N I D A D B A S E P O R TU N I D A D B A S E P O R T áá T I LT I L

Para visualizar en un PDA (Personal Digital Assistant, nombregenérico que designa un PC palmar) la posición del vehículoremoto se necesita tener instalado un software de localizaciónprovisto de los mapas necesarios; también se precisa que el pal-mar esté conectado a un módem GSM que pueda establecer la

conexión GSM con la unidad remota. Así, los datos recibidos porel módem se envían a la puerta serie del PDA para ser interpre-tados por el software. Aparentemente, muy sencillo. Pero en lapráctica el proceso resulta más complicado: por algo será que este tipo de sistemas no existe en el mercado, siendo aparentemen-te muy deseado por las fuerzas del orden y los investigadores privados. Antes de entrar en la descripción del sistema, conviene plantear algunas consideraciones de tipo general. Como es conocido, hacemás de un año que existen en el comercio dispositivos que integran un PDA y un celular. Por ejemplo: el Qteck 2020 distribuido porVodafone. Estos sistemas, denominados XDA, deberían ser la solución ideal para esta aplicación. Otra posibilidad son los llamados"Jacket GSM", que se montan sobre el dorso del PDA para constituir un XDA algo voluminoso. A la hora del diseño hemos descar-tado ambas soluciones debido a su elevado coste y la dificultad para "hacer ver" el GSM al software de localización instalado en elpalmar. El coste de un XDA o de un PDA con Jacket GSM es del orden de 1.000 euros (software aparte), mientras que la soluclónaquí descrita viene a salir por la mitad, o aún menos si se pueden encontrar los componentes principales en el mercado de segun-da mano. Para dar forma a nuestra propuesta hemos elegido un PDA Compaq iPAQ 3950 con salida provista del tipo de cable seriehabitual en los ordenadores personales. En este PAD se ha cargado un excelente software localizador/navegador específico parapalmares, el Tom Tom Navigator, que comprende los mapas de la península ibérica. El espacio que ocupa es de unos 160 Mb, loque hace preferible cargar solamente las regines que interesa, a razón de mapas de 16 ó 32 Mbits. Al PDA se ha conectado un celu-lar normal, un Siemens S45, provisto también de cable serie. Para interconectar ambos elementos se ha utilizado un adaptadorDB9/DB9 macho en ambos extremos (tanto el cable serie del PDA como el del S45 terminan en conector DB9 hembra). En esteadaptador se cruzan (lógicamente) los terminales TX y TX, con el terminal 2 del primer conector al 3 del segundo y el 2 de éste al 3de aquél. Los contactos de masa (patilla 5) se conectan entre sí. Para llamar a la unidad remota se precisa, ante todo, configurar elpalmar y crear una nueva conexión con el procedimiento siguiente (el software del PDA elegido está en inglés)

- en el menú START seleccionar la opción SETTING; - de los tres menús disponibles (Personal, System, Connections), seleccionar CONNECTIONS;- de los iconos visualizados elegir CONNECTIONS;- la pantalla brinda tres posibles tipos de conexión: seleccionar la seguna y elegir la opción NEW del menú desplegable;- se pide un nombre para la conexión: insertar el nombre deseado con el teclado y seleccionar la opción MODEM; - clicar sobre el texto NEW;- definir un nombre para la modalidad de conexión (no puede ser igual al elegido antes para la conexión) y, como módem,

seleccionar Hayes Compatible on COM1; - en la casilla Baud Rate seleccionar la velocidad de comunicación del celular (19.200 o 9.600 según el aparato utilizado).Los celulares más modernos disponen de la función Baud Rate, en cuyo caso ese ajuste no tiene importancia:Para visualizar en unPDA (Personal Digital Assistant, nombre genérico que designa un PC palmar) la posición del - de las Connection Preferences,seleccionar:


instrucción AT*E2EAMS=255,mientras que con la instrucciónAT&W el perfil queda memorizadode forma permanente. El Manualdel GM47 contiene más informa-ción sobre la regulación de la sensi-bilidad de entrada. Y pasemos a larealización práctica del circuito.

Data Bits = 8, Parity = none, Stop Bits = 1,Flow Control = none;

- en los ajustes del terminale seleccionar Enter DialingCommands Manually;

- clicar el OK de arriba, a la derecha, y clicar sobre Next; - deseleccionar las dos opciones visualizadas en esta página:

Cancel Call if not Connected within120 seconds y Wait for Dial Tone before Dialing;

- clicar sobre Finish: aparecerá la página de las conexiones disponibles. El número telefónico no se muestra (sólo aparece +0), ya que se ha seleccionado la modalidad de llamada manual.

- elegir OK arriba, a la derecha. Aquí termina la fase de configuración de los parámetros de la conexión; ahora veremoscómo realizar en la práctica la conexión con la unidad remota: - en la página de las conexiones seleccionar la que acabamos de crear

y clicar sobre Connect;- aparece la página Network Log On y se pregunta el nombre del

usuario, la password y el dominio: dejar vacíos estos campos y clicar OK.- aparece un aviso de "conexión en curso": cerrarlo clicando

sobre END; aparecerá una especie de terminal con la pantalla en la parte superiory en la inferior un teclado con el que dar al celular los comandos AT necesarios;

- escribir en mayúsculas AT y pulsar "Enter"; el celular responderá "OK"; - para realizar la llamada con el teclado virtual escribir ATD seguido

del número de teléfono de la unidad remota (p.ej., ATD3355760988) y pulsar "Enter"; - esperar que el celular establezca conexión con la unidad remota

(aparecerá el rótulo CONNECT 9600/RPL); normalmente el tiempo deconexión es de unos 20 ó 30 segundos;

- el localizador exigirá la password (C?): deberá teclearse */ seguido de las 6 cifras del código (recuérdese que es 123456 por defecto).

- el sistema (si la password es correcta) pedirá insertar una función (F?): para entrar en conexión directa teclear */1.

Los datos del GPS empezarán a llegar desde este momento y podremos salir del termi-nal y abrir el software Tom Tom Navigator (la comunicación no se corta). Entrar en lasconfiguraciones de este navegador y seleccionar la puerta SERIAL CABLE ON COM1 yelegir el GPS NMEA0183V2 19200 (la velocidad debe sere del mismo orden que la decomunicación del celular). La conexión es un poco pesadita, pero el proceso se "suavi-za" con un poco de práctica. En vista de esta pequeña dificultad, en un próximo artículopublicaremos un sencillo software específico para Pocket PC que simplificará enorme-mente este proceso.

Para el prototipo se ha diseñado unaplaca de circuito impreso a doscaras con taladros metalizados dedimensiones francamente reducidasque puede consituirse en un serioobstáculo para el lector que optepor no adquirir el kit. Todos loscomponentes van soldados en la >


misma cara, excepto la puerta SIM.El único componente de montaje unpoco delicado es el conector de 60polos donde se inserta el móduloGSM, que se atornilla a la placa condos tornillos con separador. En elkit se incluyen zócalos para losintegrados, aunque es preferible

Leído en un gran diario europeo en Octubre 2003: "Esposos y esposas infieles, empleados habituados a los cafetitos enhoras de trabajo, tener cuidado con lo que hacéis ... ". Así se iniciaba un largo artículo que informaba al gran público dela existencia de un nuevo sistema de localización a través del celular llamada LSB (Location Based Service). Esta tecno-logía, y sus servicios asociados, están apuntando una rápida expansión y, a decir de los expertos, experimentará un autén-tico boom en los próximos años, si los límites de la privacidad personal no lo impiden. Pero, ¿puede conocerse la posi-ción de un teléfono GSM sin ayuda de un localizador GPS? Sí. Todos los teléfonos móviles están conectados por radiocon la célula más cercana de las que conforman la red GSM. Conociendo en cada momento a qué célula está conecta-do, la distancia entre el teléfono y la antena de la célula (calculada a partir del tiempo empleado en en recorrido teléfono-célula) y la orientación desde la que la señal de radio alcanza la antena de la célula, un algoritmo adecuado puede deli-mitar la zona en la que se encuentra el móvil (fig. 1). Bueno, la precisión no es extrema, pero permite situar el teléfono enel barrio de Santa Cruz o en los alrededores de El Grove. Esta técnica, conocida como Cell-ID&Timing Advance, se hamejorado mucho con el método Enhance Observer Time Difference, que mide la distancia relativa entre el móvil y por lomenos tres células. Esto es posible porque la señal del móvil suele recibirse en más de una célula (fig. 2) y el sistemaelige automáticamente la que dispone de mejor señal (que suele ser la más próxima); una simple triangulación da la situa-ción del móvil con un margen de error que, en las difíciles áreas urbanas, puede estar entre 50 y 300 metros. Sguramenteesta precisión puede bastar para la mayor parte de aplicaciones: la demostración es que están apareciendo como hon-gos (sobre todo en el extranjero) empresas de vigilancia telefónica que ofrecen servicios basados en esta tecnología. Laintervención de las compañías operadoras se limita a proporcionar la información a estas empresas, que son las que danel servicio por Internet o el celular a los contratantes. Los abonados, con un simple "click", pueden conocer el horario de

Más allá del GPS: el Location Based Service

los cines más cercanos en cada momento, la situación de los aparcamientos del entorno, obtener un plano de la ciudadpara establecer un itinerario desde el punto actual, localizar la parada de autobús, metro o taxi más cercana, etc. Paratener un atisbo de lo que puede ser este tipo de servicios pueden consultarse algunas webs británicas como www.m-spa-tial.com, www.fleetonline.net, www.verilocation.com, etc.; en el Reino Unido estos servicios están popularizándose muyrápidamente porque las tarifas que se aplican son bastante económicas. Pero en cualquier país, hoy en día la única limi-tación a su desarrollo está relacionada con la privacidad: el propietario del celular debe autorizar expresamente su locali-zación y el contratante del servicio debe ser el único en poder acceder al mismo. Dos condiciones claramente difíciles desatisfacer. Obviamente, en el caso de abonos prepagados, móviles de empresa, teléfonos regalados al cónyuge o a loshijos, etc., no siempre el usuario de un teléfono con el servicio LSB activo está debidamente informado de ello. Puede quesea por este motivo que en España es difícil encontrar compañías que ofrezcan este servicio, que las hay, pero con la dis-creción del caso. Los sistemas que se está aplicando en Europa se basan en la técnica Cell-ID & Timing Advance y visua-lizan en un mapa bastante detallado un círculo sombreado en cuyo interior seguramente puede encontrarse el teléfonobuscado. Por ahora, no sabemos cómo han resuelto el problema de la privacidad legal. Pero si, por ejemplo, una empre-sa contrata varios teléfonos con LSB para sus comerciales y el empresario regala dos aparatos a su mujer y su hija, ¿cómopueden éstas defenderse de las posibles inquietudes "espiantes" de su marido/padre? Eso sí, en caso de robo del móvil,

BaseStation

Base Station

BaseStation

SSeerrvv iinngg CCeell llIIDD

Dd Fig. 2Fig. 1


rá fácil "trincar" al caco. La técnica utilizada actualmentepodrá mejorarse en breve a base de incorporar el métodoEnhance Observer Time Difference que, seguramente,obligará a sustituir todas las tarjetas SIM por los nuevosmodelos de 128 k. En cualquier caso, conviene recordarque el sistema GSM permite localizar la ubicación delcelular que llama a números nacionales de emergencia(012, 112, 061, etc.), como exige la reglamentación euro-pea de 24 de Julio de 2003 que obliga a las operadoras alocalizar al llamante y a entregar esta información a loscentros de emergencia. Un informe publicado reciente-mente precisa que el 60 % de avisos realizados desdeteléfonos móviles en demanda de ayuda a los servicios deemergencia no permite la localización precisa del teléfonollamante. En ciertos casos, obviamente los más graves,esta limitación puede retardar la prestación de socorro evi-tando, según estima la Comisión Europea, que puedansalvarse 5.000 vidas al año y ahorrarse más de 5 millar-dos de euros en atención médica y otros costes sociales. Todas estas consideraciones provocan una inquietantepregunta: los nuevos sistemas de localización GSM ¿lle-garán a suplantar al clásico procedimiento GPS? Larespuesta no es fácil ni inmediata. Voces autorizadas anti-cipan que probablemente los dos sistemas se integrarán,dotando cada teléfono móvil de un receptor GPS paramejorar la precisión de la red GSM en zonas de pocacobertura mientras que en aquellas áreas donde el GPSaumenta su error (zona urbana y locales cerrados) seaprovecharían los datos de la red GSM. En el Artículo del Mes que publicaremos en Julio próximopresentaremos la estación base conectable a un PC desobremesa y el programa Futuratech para la conexión y elcontrol remoto del sistema, desarrollado a medida. El con-junto se completa con el programa de gestión cartográficaFugawi 3.0 y los mapas oportunos.


soldarlos directamente en la placapara que soporten mejor las solici-taciones mecánicas a que sin dudaquedará sometido. Los dos regula-dores de tensión van provistos dedisipadores térmicos que evitaránsobrecalentamientos si finalmenteel circuito se monta en un lugar conpoca ventilación. Las dimensionesde la placa se adaptan a la caja TekoCoffer2. En un extremo de la caja,un taladro permite emerger loscables de alimentación y, en el

opuesto, se fija la toma FME para laantena GSM, y un corto coaxial conconector MMCX a 90º la lleva almódulo GM47. Junto al conectorFME se han previsto dos taladrospara los cables del micrófono y elGPS. Como se sueldan directa-mente a la placa, deben cortarse loscables y eliminar el conector. Elcablecillo rojo se soldará al termi-nal positivo, el verde a la entrada dedatos (resistor R26) y la malla y elcablecillo negro irán a masa. El

cablecillo blanco (entrada dedatos GPS) no se conecta, por loque deberá quedar debidamenteaislado. En el primer encendido, el recep-tor GPS necesita unos 30 ó 40minutos para calcular las coorde-nadas. Tras esta "iniciación" eltiempo de encendido es realmentecorto, del orden de unas decenasde segundo. Además de montarpasacables de goma, es aconseja-ble sellar la caja con silicona para

dar al conjunto una buena protec-ción contra el polvo y la humedad.Por supuesto, antes de cerrar hayque colocar en su alojamiento latarjeta SIM, que debe estar habilita-da para transferencia de datos, ade-más de voz. Cada compañía opera-dora tiene sus propias soluciones,incluso en prepagados, así que esaconsejable tantear el mercadoantes de comprar la tarjeta o elabono. Ya sólo queda tratar del pro-tocolo de comunicaciones y losmodos de control de la sección deescucha ambiental. En los recua-dros adjuntos se han reunido todaslas funciones de control disponi-bles, que pueden enviarse manual-mente y reciben respuesta en tiem-po real, con programas tipo HyperTerminal, aunque seguramenteresulta más práctico operar con pro-gramas diseñados a propósito enVisual Basic o Delphi. Y la escuchaambiental es posible desde cual-quier teléfono autorizado. La pro-gramación (habilitar números, eli-minarlos, modificarlos) puedehacerse a distancia con sencillosmensajes SMS, igual que la regula-ción de la sensibilidad microfónica.El mes que viene presentaremos unprograma que hemos desarrollado amedida para esta aplicación, asícomo una estación base del sistemaque utiliza un PC de sobremesa, unmódem y un software de gestión

cartográfica con los mapas corre-spondientes. (Fugawi3). La versiónmóvil de la estación base que sedescribe este mes prevé el uso de unteléfono celular y un PC palmarprovisto del software de localiza-ción Tom Tom Navigator 2. Por loque sabemos, esta configuración esuna novedad absoluta a nivel mun-dial. Pero no podría existir sin elpaquete Tom Tom Navigator que,entre otras aplicaciones, resultaadecuado como navegador paraautomóvil: basta conectar al palmarun receptor GPS e instalar el con-junto resultante a bordo del auto-móvil. Este programa, comparadocon otros más económicos comoCitymaps o Routeplanner, presentaniveles muy superiores en lo querespecta a soporte vocal en castella-

no y de recálculo automático de laruta. Se instala con suma facilidad ysólo ocupa 5 Mb del palmar y pre-cisa de 5 Mb de RAM para funcio-nar adecuadamente. Los mapaspueden instalarse de diferentes for-mas, según las exigencias, con lafinalidad de optimizar la memoriadisponible. La cartografía completade la península ibérica ocupa unos120 Mb; si la memoria del palmarresulta insuficiente puede cargarseen bloques de 16 ó 32 Mb. El mane-jo del programa es sencillo y muyintuitivo: los mapas, de origenTeleAtlas, llegan en ciertos casos aldetalle de ¡el número de las fincasen la calle! En resumen, este es unprograma excepcional a un preciofrancamente asequible (todaEuropa, unos 200 euros).

Este kit puede adquirirse en: IberFutura, S.L. Passatge Gomis, 5, 08023 Barcelona, mediante el formato depedido que aparece en la web www.iberfutura.es, o a través del teléfono 934 887 971 o el fax 934 187 075.

MATERIALLa unidad remota de localización GPS/GSM con escucha ambiental está disponible en kit para montar (Cód.521K) al precio de Eur 480,00. El kit comprende el microcontrolador y el módulo GSM debidamente progra-mados, la antena plana GSM, el receptor GPS910 con antena incorporada, el micrófono preamplificado y todoslos componentes, así como el software de conexión Futuratech, a instalar en la unidad base. Pueden adquirirse por separado el microcontrolador programado (Cód. MF521A, a Eur 28,00), el módulo SonyEricsson programado (MF521B, a Eur 195,00), la antena (Cód. ANTGSMPBF, a Eur 34,00) y el receptor GPS(Cód. GPS910, a Eur 183,00). El software para gestión cartográfica Fugawi 3,0 puede adquirirse a Eur 175,00(sin mapas) y el software Tom Tom Navigator, en castellano, con mapas vectoriales de España, sale a Eur190,00. Todos los precios incluyen el IVA.


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