IoT GAT: Система отслеживания активов

2019

Описание проекта

GAT (Global Assets Tracker) - компактное устройство, для отслеживания GPS координат и передачи их в облако посредством GSM \ GPRS \ USSD.

Компании используют GPS системы для повышения производительности и качества обслуживания, а также для сохранности груза и транспорта.

Область применения GPS трекера:

Отслеживание автотранспорта
Мониторинг доставки грузов и посылок
Контроль персонала
Отслеживание домашних и сельскохозяйственных животных

Используемое железо\технологии

База

Микроконтроллер STM32 (в прототипе — плата Blue Pill на STM32F103C8, ядро ARM Cortex-M3); в поздней линии прошивки — ATmega328.

Функционал

Отслеживание GPS данных и отправка их через GSM, GPRS или USSD осуществляется при помощи модуля SIM808.

Облачный сервис и Мобильное приложение для отображения собранных данных.

Питание

Литиевый аккумулятор.

Автономная работа в режиме непрерывной отправки данных - около 10 часов.

В режиме энергосбережения GAT способен прожить 2.2 года.

Это наша собственная R&D-линия для трекинга животных и активов. Устройство остаётся прототипом.

Инженерные решения

Три линии прошивки, пять репозиториев, 266 коммитов. STM32 на плате Blue Pill с SIM808 и TinyGSM; отдельная прошивка для A9G на Ai-Thinker C SDK (GPS, MQTT, USSD, SMS и управление питанием); линия на ATmega328, которую вели до апреля 2024 года.
Модемы и компоненты питания сравнили до финальной платы. SIM868, SIM808 и A9G, затем прототип на SIM800 + GPS L80-R с таймером TPL5110 для пробуждения с ультранизким потреблением.
Отключение питания узлов. Плата на ATmega328 включает линии GPS и GSM отдельными MOSFET. Прошивка на STM32 так же обесточивает модем между отправками.
GSM спит, пока GPS ищет спутники. Модем регистрируется, отправляет накопленные тревоги и засыпает до 2D/3D-фикса. Регистрация в соте потребляет больше всего, поэтому прошивка делает её один раз за цикл.
Источник пробуждения и восстановление. Прерывания акселерометра ADXL345 (активность и неактивность) будят МК, 8-секундный аппаратный watchdog охраняет сон, а настройки и последний шаг программы лежат в EEPROM, поэтому после сброса устройство продолжает работу. Режимы «на охране» и «снято» используют разные интервалы отправки.
Четыре канала связи. MQTT, USSD через шлюз Emnify, SMS и HTTP POST. Время доставки по USSD мы сравнили с 3G и MQTT.
Бэкенд и приложение. NestJS 7, TypeORM, MySQL, Socket.IO и Swagger (105 коммитов); приложение на React Native 0.63 с картой (93 коммита).
Объём. Около 712 часов инженерной работы с декабря 2019 по июль 2022 года. Ёмкость аккумулятора рассчитывали на 6 и 12 месяцев при одной отправке в сутки, потребление мерили в нескольких сценариях (около 63 часов).