TRACKBOX2
GPS-Tracker zur Übertragung von GPS-Standortdaten über GSM-Netze
Ein Selbstbauprojekt
Version vom 9. Mai 2007

   Home constructer project  for sending  SMS  containing  GPS navigation data to any GSM or E-Mail address. Used format can be standard NMEA (  RMC protocols ) or HTTP. Latter is for E-Mail mode only and is giving direct access to GOOGLE Maps by simply clicking onto received message text.
The System is using SMS text mode as default, but for sending SMS to GSM adresses, also a software version using PDU mode is available. 


Abb.1  GPS-Tracker "TRACKBOX2" ( Blockschaltbild )

Geräte zu Fernabfrage von Standortdaten werden im englischen Sprachgebrauch üblicherweise als "TRACKER" bezeichnet. Da hierbei in der Regel die von einem GPS-Empfänger stammenden Daten verwertet werden, findet man auch die Bezeichnung "GPS-TRACKER". Zur Übertragung der Navigationsdaten an eine auswertende Stelle ist eine geeignete Funkverbindung erforderlich. Dabei scheidet der Aufbau eines eigenen Funknetzes in der Regel schon aus übertragungstechnischen ( mangelnde Reichweite ) und zulassungsrechtlichen Gründen aus. Somit bleibt in den meisten Fällen nur die Nutzung öffentlicher ( GSM- ) Netze. Nur auf diese Weise kann mit einiger Sicherheit die üblicherweise gewünschte räumliche Abdeckung ( weltweit ) erreicht werden.
Zur Übertragung der gewünschten Navigationsdaten innerhalb der Netze gibt es grundsätzlich mehrere Möglichkeiten. Neben einer Nutzung des SMS-Dienstes ist auch eine Verwendung von GSM-Datenkanälen möglich. Man spricht in diesem Fall von CSD ( Circuit Switch Data  ). Nicht zuletzt aber aufgrund der sich dabei durch Aufbau einer ständigen Datenverbindung ergebenden hohen  Leitungskosten spielt diese Betriebsart aber inzwischen kaum noch eine Rolle und wurde zunehmend durch die Betriebsart GPRS abgelöst. Letztere bietet den Vorteil einer  paketweisen Abrechnung und dürfte somit zumindest bei hohen Übertragungsfolgen die wirtschaftlichste Lösung darstellen. Nachteilig ist dabei allerdings, daß dabei immer auch noch ein zusätzlicher Internet-Server bereitstehen muss. Für Anwendungen mit geringer Datenübertragungsfolge ( z.B. bei Diebstahlssystemen ) dürfte dagegen ein SMS sendendes System immer noch die einfachste und günstigste Lösung darstellen.   
Von der Industrie werden verschiedene GPS-Tracker angeboten. Darüberhinaus gibt es Systeme, die zu ihrem Betrieb nur eine auf einem handelsüblichen Handy bzw. PDA's zu installierende Software benötigen und die auszusendenden Navigationsdaten dabei üblicherweise von einem separaten, per Bluetooth-Funk verbundenen GPS-Empfänger erhalten. Sie sollen hier allerdings nicht weiter beachtet werden, da sie m.E. für robuste Anwendungen nicht infragekommen. Ein auch dem rauhen Langzeitbetrieb gewachsener GPS-Tracker ist zumindest nach meinem Verständnis eine Art "Blackbox", die nach Anlegen ihrer Versorgungsspannung selbständig in den Betriebszustand geht und dabei keinerlei weitere Bedienvorgänge erfordert. Das dürfte auf die vorgenannten Lösungen kaum zutreffen. Der Markt bietet allerdings durchaus auch geeignete eigenständige Geräte. Sie sind in der Preisklasse ab etwa Euro 500 zu finden.

Zum Thema: Selbstbau

Ein Tracker-Selbstbau macht m.E. nur Sinn, wenn die dabei aufzuwendenden Kosten deutlich unter denen von Fertiggeräten liegen und man dennoch zu vergleichbaren Ergebnissen kommt. Nachdem ich mich bereits seit einigen Jahren mt diesem Thema beschäftige und mindestens 100 Exemplare der unter  http://www.kh-gps.de/trackbox.htm  beschriebenen TRACKBOX erfolgreich nachgebaut wurden, war es an der Zeit, die dabei gewonnenen Erfahrungen auszuwerten und in ein Nachfolgeprojekt einfließen zu lassen. Dabei waren auch die inzwischen erfolgten Entwicklungen des Marktes und speziell auch des Handysektors zu berücksichtigen. So gibt es inzwischen kaum noch neue Geräte, die mit einer zur Ablaufsteuerung benötigten klassischen seriellen Schnittstelle ausgestattet sind. Eine Verbindung von Handy und Steuereinheit über z.B. Bluetooth-Funk schien mir dann doch nicht die richtige ( weil nicht ausreichend betriebssichere ) Lösung zu sein. Speziell bei Langzeiteinsätzen hatten sich die handelsüblichen Handys ohnehin als Schwachpunkt erwiesen. Das hing vorallen auch damit zusammen, daß diese Geräte nicht für einen dauerhaften unterbrechungslosen Ladebetrieb ausgelegt waren.
Auch bezüglich des Leistungsbedarfs der Gesamtanordnung: GPS-Empfänger, Steuerelektronik und GSM-Modem ( bzw. Handy ) galt es einiges zu verbessern. So war es z.B. verschwendete Energie, wenn Datensignale an einer Stelle von TTL-Pegel auf RS232 und wieder zurück nach TTL gewandelt wurden. Das Ganze machte seinerzeit nur deshalb Sinn, weil verschiedene Handytypen dadurch mithilfe handelsüblicher Datenkabel adaptiert werden konnten und sich der Nachbau damit erheblich vereinfachte. Bei der Tiny-Version der TRACKBOX  wurde auf diese Pegelwandlung bereits verzichtet, wodurch sich allerdings der Nachteil ergab, daß jeweils eine typenspezifische Adaption des verwendeten Handys erforderlich wurde. Nachdem inzwischen aber sowohl die geeigneten Gerätetypen, als auch die seriellen Datenkabel weitgehend vom Markt verschwunden sind, ist es m.E. an der Zeit, sich an dieser Stelle von der Handynutzung zu verabschieden. Für die Verwendung mit GSM-Trackern ist stattdessen den speziellen GSM-Modems der Vorzug zu geben. Sie haben den Vorteil, daß ihre Betriebsbereitschaft, wie schon oben erwähnt, durch einfaches Anlegen der Versorgungsspannung erreicht werden kann und sie nach wie vor auch die zur Adaption einer Microcontollereinheit erforderliche serielle Datenschnittstelle besitzen.

"TRACKBOX2" Ein neues Tracker-Konzept

Wie wir bereits gehört haben, setzt sich ein GSM-Tracker im Wesentlichen aus drei Hauptkomponenten zusammen: GPS-Empfangsteil incl. ( Aktiv- ) Antenne, GSM-Modem plus Antenne und Steuerelektronik ( Microcontrollereinheit ). Somit ist es verständlich, wenn besonders solche GSM-Modemtypen interessant sind, die bereits einen GPS-Empfänger beinhalten und damit bewirken, daß diese wichtige Teilkomponente nicht noch separat zur Verfügung gestellt werden muß. Derartige Bausteine gibt es z.B. von den Firmen Siemens, Wavecom und Telit. Meine Wahl fiel auf das neu auf den Markt gekommene Modell GM862-GPS letztgenannten Herstellers ( Bezug über: http.//www.roundsolutions.de ). Auschlaggebend dafür waren der  attraktive Preis und die Tatsache, daß mit einer weitgehend identischen GPS-losen Version dieses Modemtyps bereits praktische Erfahrungen vorlagen. Ein Problem, welches sich den meisten Hobbyelektronikern bei diesem und allen ähnlichen modernen Bausteinen stellen dürfte, ist die Nutzung der extrem kleinen vielpoligen ( hier: 50 poligen ) Anschlussleisten. Wie weiter unten noch zu beschreiben sein wird, wurde aber zumindest für das gewählte Modul eine passende Lösung gefunden.
Zur Realisierung der Ablaufsteuerung eines neu zu konzipierenden Trackers hätte man auch die internen Programmiermöglichkeiten des verwendeten Modems mit der dabei zur Anwendung kommenden Sprache PHYTON nutzen können. Um aber wesentliche, bereits existierende und bewährte Soft- und Hardwareelemente der TRACKBOX weiter verwenden zu können ( und nicht auch noch die genannte Programmiersprache erlernen zu müssen :-), wurde im Sinne einer schnellen Lösung zumindest vorerst auf diese Möglichkeit verzichtet. Stattdessen wurde auf die überarbeitete Version des bereits vorhandenen Boards der  TINY-TRACKBOX  zurückgegriffen. Nach entsprechender Hard- und Softwareanpassung  kommt es hier wieder zum Einsatz ( siehe unten ).
Obwohl das benutzte GSM-Modul von Haus aus bereits auch die Betriebsart GPRS unterstützt, wurde erst einmal nur eine SMS-Version realisiert. Analog zur alten TRACKBOX gibt es auch bei der TRACKBOX2 weiterhin zwei Möglichkeiten zur Initialisierung einer Message-Aussendung:
1: Durch Betätigung der ( Alarm- ) Taste oder
2. Durch Aussenden eines ( Abfrage- ) Rufes in Richtung Tracker.

Softwareversionen
Für die TRACKBOX2 existieren zwei unterschiedliche Softwareversionen:

"TB1"
Diese Version lehnt sich an die auch schon mit der Vorgängerversion  der TRACKBOX benutzte Software an. Auf ( Alarm- ) Tastendruck oder im Anschluss an einen ankommenden Ruf werden hierbei SMS-Messages an eine vom Anwender festzulegende GSM-Rufnummer versandt. Dabei kommen NMEA-Protokollinhalte des Typs "RMC" ( oder auf Anfrage: "GGA" ) zur Aussendung.

Was die Visualisierung via SMS übertragener Navigationsdaten auf Online-Karten betrifft, so bietet  http://www.gpstrack.xtremeweb.de/  eine sehr einfach zu handhabende Möglichkeit. Dazu müssen die Short-Messages lediglich an die zugehörige Rufnummer: +4915156914243 gesandt werden. Der auswertende Server sucht in den übertragenen SMS nach NMEA-Protokollen der Typen RMC und GGA. Im Erfolgsfall werden sie nach Aufruf der Webseite angezeigt und in die zum  Aufruf verschiedener Online-MAP-Programme benötigten Formate gewandelt.  Für die Ansicht der übermittelten Positionsdaten reicht dann ein einfacher Tastendruck. Die Auswertung kann entweder für Jedermann offen oder auch nur verdeckt nach Eingabe eines Passwortes erfolgen.   
Weitere Programmfeatures ( wie z.B. E-Mailverarbeitung ) sind der Homepage der Firma zu entnehmen.

"TB2"
Alternativ zu "TB1" gibt es jetzt zusätzlich auch noch eine neue Version, bei der die SMS stattdessen an eine ( beliebige ) E-Mailadresse versandt ( siehe unten ) werden. Die Navigationsdaten werden dabei in einem zum Direktaufruf von Google-Map-Seiten geeigneten HTTP-Format übertragen. Das hat den großen Vorteil, daß es zum Aufruf des Kartenprogrammes und Visualisieren der übertragenen Standortdaten genügt, die vom auswertenden Browser ( z.B. MS-OUTLOOK ) in Verbindung mit der empfangenen Message automatisch erzeugte Hyperlink anzuklicken ( siehe Abb.2).
Im Gegensatz zu den meisten GPS-Empfängern, die nach Unterbrechung eines ausreichenden Satellitenkontaktes auch weiterhin die letzten gültig erfassten Navigationsdaten ( mit entsprechend gesetztem INVALID-Flag ) liefern, ist das bei dem im Modem "GM862-GPS" integrierten Empfänger leider nicht der Fall. Gerade aber bei Verwendung als GPS-Tracker ist das sehr ungünstig, da es oft hilfreich sein kann, wenn man nach Verlagerung des Gerätes an eine Stelle ohne ausreichenden GPS-Empfang auch noch weiterhin die letzten vorher erfassten Navigationsdaten zur Verfügung hat. Aus genanntem Grund wird diese Aufgabe inzwischen zusätzlich vom Steuerprogramm "TB2" übernommen. Sobald nicht länger aktuelle Navigationswerte empfangen werden, führt das im Falle eines Datenabrufs zur Aussendung der letzten im Flash-Speicher des Microcontrollers abgelegten Werte. Sie lassen sich daraufhin  in gewohnter Weise mithilfe des Programmes GOOGLE-Maps visualisieren. Um sie aber als "ungültige" bzw. "nicht aktuelle" Daten zu kennzeichnen, wird der zusammen mit den Navigationsdaten übertragene Kennungstext dabei mit dem Anhang "-INV" ( für "INVALID" = "UNGÜLTIG" ) versehen.
PS: Für die Softwareversion "TB1" ist eine entsprechende Programmerweiterung  auch in Vorbereitung.


Abb.2  Beispiel für eine eingegangene E-Mail mit Navigationsdateninhalten 

Anschliessend kann zwischen Karten-, Satelliten- oder Hybrid-Darstellung ( Kombination aus Karte- und Luftbild ) gewählt werden ( siehe Abb.3 ). Zusätzlich kann jeweils im Rahmen des für die betreffende Region zur Verfügung stehenden Kartenmaterials gezoomt werden ( siehe Abb.4 ). Oftmals sind dabei bis in den Detailbereich gehende Ansichten ( z.B. bis auf Strassenniveau ) möglich. 

         
(C) 2006 Google-Kartendaten  und  (C) 2006 TeleAtlas
Abb.3                                                         Abb.4

Zur Nutzung der neuen Software ist der Processorchip "U1" mit der SW-Version "TB2" zu programmieren ( siehe auch unter: NACHBAU ). 

Typische SMS-Messages an E-Mailadressaten sehen etwa folgendermaßen aus:
( hier mit Standortdaten vom Frankfurter-Kreuz )
  <Emailadresse><Space>http://maps.google.com/maps?q=50.05286,8.60415(FFM-KREUZ)&t=k&iwloc=A
Beispiel 1 : Message zum Aufruf von GOOGLE-Maps im Luftbildformat ( Schalter JP4="offen" )

        <Emailadresse><Space>http://maps.google.com/maps?q=50.05286,8.60415(FFM-KREUZ)&iwloc=A 
Beispiel 2 : Message zum Aufruf von GOOGLE-Maps im Kartenformat ( Schalter JP4 = geschlossen )

Die Funktion von GOOGLE-Maps kann bei Bedarf auch ohne spezielle Hard- oder Software getestet werden. Dazu ist nur eine der oben angegebenen ( und ggf. mit anderen Breiten- und Längengraddaten modifizierten ) HTTP-Zeilen in das Adressenfenster des Browsers einzutippen und <ENTER>  zu betätigen. Alternativ dazu lässt sich auch die angezeigte Textzeile markieren und per DRAG- und DROP-Funktion in das Adressfenster kopieren.
Innerhalb der HTTP-Zeile finden wir im Anschluß an die Zeichenfolge "q=" die Daten für Längen- und Breitengrade. Bei Nutzung der TRACKBOX2 werden die hier benutzten Navigationsdaten vom GPS-Empfänger des Bausteins: GM862-GPS geliefert. "FFM-KREUZ" ist das Beispiel für einen neben der Positionsmarke erscheinenden Kennungstext. Die TRACKBOX2 sendet hierbei eine im Rahmen der  Konfigurationseinstellungen frei festlegbare Zeichenfolge ( siehe weiter unten ).  Der Befehl "t=k" in erstem Beispiel bewirkt den Direktaufruf der Satellitendarstellung. Lässt man dieses Kommando dagegen weg ( wie in Beispiel 2 ), so erfolgt eine Kartenaufruf. Grundsätzlich kann die Auswahl zwischen den verschiedenen Darstellungsformaten aber auch noch nach erfolgtem Aufruf des Kartenprogrammes getroffen werden.

Die Komponenten der TRACKBOX2


Abb.5  NEU: Spannungsteiler am seriellen Dateneingang des Modems


Abb.6 NEU: Spannungsteiler am seriellen Eingang des Modems

Wie aus Abb.5 und Abb.6 ersichtlich ist, besteht die TRACKBOX2 im Wesentlichen aus dem GSM/GPS-Modul GM862-GPS incl. Basisplatine und einem separaten Steuerungsboard. Hierfür wurde eine leicht verbesserte Version des auf einer anderen Seite bereits beschriebenen Boards der Tiny-Trackbox ( http://www.kh-gps.de/trackbox.htm ) verwendet. Die schon angesprochene, das GSM-Modul betreffende Adaptionsproblematik wurde bei mir durch Verwendung einer aus den USA von http://www.sparkfun.com  fertig erhältlichen  Adapterplatte gelöst ( siehe Abb.7). Für das gleiche Board sei alternativ noch eine ( nicht getestete ) französische Bezugsquelle genannt: http://www.lextronic.fr  ( Art.-Bez: PL-862 )

    
Abb.7  GM862-Adapterboard von Fa. SparkFun                       Abb.8  Beschaltung des Boards* ( bei Bedarf anklicken )

* Die GPS-Version des Modembausteins GM862 existierte zur Zeit der Entwicklung dieses Boards noch nicht. Somit konnte die Belegung der seriellen Ein- und Ausgänge des GPS-Teils  in Abb.8 noch keine besondere Berücksichtigung finden. Die vom Modem ausgehenden NMEA-Daten liegen an JP1 Pin18 an, während eine im Bedarfsfall erforderliche Konfiguration der GPS-Parameter über JP1 Pin21 erfolgen kann. Gearbeitet wird hierbei mit der NMEA-Standarddatenrate 4800bps.

Die Zusammenschaltung der beiden, die TRACKBOX2 bildenden Boards, geht ansonsten aus Abb.5 hervor. Der zur Aktivierung des Modems benötigte Startpuls steht an Pin "H" zur Verfügung.
Das Modul GM862-GPS ist neben seiner 50pol.-Anschlussleiste noch mit zwei MMCX-Miniaturbuchsen ausgestattet. Sie dienen zum Anschluss der GSM- und GPS-Antenne. Auf dem Markt gibt es dazu geeignete Typen ( z.B. bei http://www.roundsolutions.de ). Während die GSM-Antenne üblicherweise nur passiv arbeitet, verwendet man zum GPS-Empfang vorzugsweise aktive Antennen ( mit einem im Antennengehäuse integrierten Vorverstärker ). Hierbei ist darauf zu achten, daß diese in dem auch für das GSM-Modul benutzten Spannungsbereich arbeiten kann ( Es gibt z.B. Antennen, die nur für den Spannungsbereich von 3.0-3.6V spezifiziert sind. Da bei geladenem Akku aber bis zu 4.2V an der Antenne anliegen


Abb.9  NAVILOCK AT-65

können, sind Probleme an dieser Stelle nicht auszuschliessen. ). Die beste Lösung ist deshalb eine Antenne, die im gesamten Spannungsbereich von 3.0-5.0V betrieben werden kann ( z.B. NAVILOCK AT-65 mit MMCX-Stecker ).

Umfangreiche Informationen über die TELIT-GSM/GPS-Modembausteine "GM862-GPS" kann man von den Seiten der Firma "RoundSolutions" ( http://www.roundsolutions.de ) herunterladen.

WICHTIG! *** NEU im Mai 2007 *** WICHTIG! :
Ein aufmerksamer Leser meiner Seite hat mich zu Recht darauf hingewiesen, daß die bisherige Zusammenschaltung von Modem und TRACKBOX-Board zu einer Überlastung des seriellen Dateneinganges JP2, Pin 16 führen kann. Gemäss Modem-Handbuch sind hier nur Pegel mit max. 2.7Vss zulässig. Obwohl mir an dieser Stelle bisher noch keine Probleme bekannt geworden sind, ist es doch ratsam, den zulässigen oberen Spannungswert nicht zu überschreiten. Abhilfe kann ein einfacher Spannungsteiler zwischen dem seriellen Trackbox-Ausgang und dem Modemeingang bewirken ( siehe überarbeitete Version der Abb. 5 und 6. Da seine exakte Dimensionierung von der tatsächlichen Versorgungsspannung der TRACKBOX abhängig ist, können die angegeben Widerstandswerte nur als Richtwerte angesehen werden.

Die Energieversorgung

Für das GSM-Modul GM862-GPS ist ein Arbeitsspannungsbereich von 3.4-4.2V angegeben. Nachdem auch die auf dem Tiny-Trackbox-Board angeordneten Bauteile in diesem Bereich arbeiten können, liegt es nahe, die gesamte Anordnung aus einer einzelligen 3.7V- Li-Ion- oder Li-Po-Batterie zu betreiben, wobei deren Kapazität üblicherweise im Bereich von etwa 800-1600mAh liegen dürfte. Der jeweilige Kapazitätswert bestimmt die maximale Betriebszeit der Gesamtanordnung. Hierbei muss von einer durchschnittlichen Stromaufnahme von etwa 100mA ausgegangen werden.
Das GM862-GPS ist bereits standardmäßig mit einem Ladeanschluss ausgestattet ( Modul direkt: Pin 8; Spark-Fun-Board JP2 Pin 22 ). Über diesen Pin kann eine an die üblichen Versorgungspins des Bausteins angeschlossene einzellige Li-Ion- oder Li-Polymer-Batterie geladen werden. Dazu ist an den Ladeanschluss lediglich eine ( auf max. 400mA Stromentnahme begrenzte ) Spannung im Bereich von 5.0 bis 7.0V anzulegen.
Wer stattdessen die Verwendung einer separaten Ladeeinrichtung vorzieht, dem sei die Verwendung des Bausteins MAX1555 empfohlen. Er besitzt Spannungseingänge für den Bereich von 3.7-6.0V bzw 3.7-7.0V. Ein auf max. 100mA begrenzter Eingang ist dabei vorzugsweise zur Speisung durch einem USB-Anschluss gedacht. Bei Verwendung von Batterien mit höherer Kapazität ergeben sich dabei allerdings sehr lange Ladezeiten. Günstiger ist da schon der zweite, für einen Ladestrom von bis etwa 300mA ausgelegte Eingang. Als sehr hilfreich hat sich die bestehende Möglichkeit zum Anschluß einer LED als Ladeanzeige erwiesen. Die beschriebene Anordordnung gibt es auch fertig aufgebaut bei  http://www.sparkfun.com : LiPoly Charger - Single Cell 3.7V Input SKU#: Batt-CG-MAX1555 . Das zugehörige Schaltbild findet man hier.
Einen geeigneten Ladebaustein gibt es ebenfalls im Programm der Firma ELV: Lithium-Ionen/Litium-Polymer-Ladegerät für 1-4 Zellen  Art-Nr.: 68-621-18 ( als Bausatz ) oder  Art.-Nr. 68-626-78 ( als Fertiggerät )
Gute Erfahrungen habe ich auch mit dem Lipo-Steckerlader für 1 Zelle 3.7V ( Art.-Nr.230275-62 ) von Fa. Conrad  gemacht. Für wenige Euros bekommt man hierbei ein Gerät, welches  aufgrund seines hohen Ladestromes ( 1.2A ) die Akkus in kürzester Zeit wieder auflädt.

Zum Laden darf nur ein für den jeweiligen Batterietyp geeignetes Ladegerät verwenden. Ansonsten besteht Explosionsgefahr!.


Abb.10  Ein auf dem Baustein MAX1555 basierendes LiPoly-Charger-Board von Fa. SparkFun

Wer den Tracker aus z.B. einer 12V-Quelle ( Fahrzeugbatterie  ) versorgen will, der muss beachten, daß die Stromaufnahme des GM862-GPS kurzzeitig bei bis zu 2A liegen kann. Bei der Wahl einen geeigneten Spannungsreglers ist das zu berücksichtigen. Obwohl bereits in seinem Grenzbereich betrieben, wurde der 1.5A-Typ  LM117  von National Semiconductors schon erfolgreich eingesetzt. Auf der sichereren Seite ist man aber z.B. mit dem 3A-Typ  LT1528  von LinearTechnologies ( siehe Abb.11 ). Wer stattdessen einen Schaltregler bevorzugt, der sollte sich einmal die technischen Parameter der ADJ-Versionen des LM2576 von National Semiconductors ansehen.


Abb.11 Für ein "Uout" von 4.0V ist der Wert von R1 = 68Ohm

Die Konfigurationsanordnung


Abb.12

Um mit der TRACKBOX2 arbeiten zu können, ist es erforderlich, daß zuvor einige Betriebsdaten im EEPROM "U2" auf der Tiny-Trackbox-Platine abgelegt wurden. Dazu gehören:
1. die PIN-Nummer der verwendeten SIM-Karte ( falls die PIN-Abfrage nicht vorher deaktiviert wurde )
2. die Rufnummer des zur E-Mailübertragung benutzten Provider-Gateways
3. die Ziel-E-Mailadresse
4. der neben einer Positionsmarke auf der später angezeigten Google-Map erscheinende Begleittext
Zur Eingabe dieser Daten ist ein mit dem Tiny-Trackbox-Board zu verbindender PC zu benutzen und hier ein Terminal-Programm ( wie z.B. das Programm "HyperTerminal" ) mit 19200bps zu starten. Das Problem dabei ist allerdings, daß unser Board keine RS232-Schnittstelle besitzt. Man kommt also nicht darum herum, einen separaten Pegelwandler zur Durchführung der genannten Einstellungen zu benutzen. Im Prinzip ist dazu jeder beschaltete Baustein "MAX232" verwendbar. Sehr einfach macht man es sich,  wenn man den für wenige Euros bei ELV als Bausatz erhältlichen "TTL- nach RS-232-Umsetzer" ( Art.-Nr. 68-384-39 ) entsprechend  Abb.12 ( Ansicht ) und Abb.13 ( Schaltbild ) einsetzt.


Abb.13 TTL nach RS232-Umsetzer  (C) ELV

Die Zusammenschaltung der Tiny-Platine mit dem Pegelwandlerboard geht aus Abb.13 hervor. Zu beachten ist, daß der Baustein MAX232 nur für den Spannungsbereich von 4.5V-5.5V spezifiziert ist. Die einfachste Lösung dürfte darin bestehen, die gesamte Anordnung während des Konfigurationsvorgangs aus einer 5V-Quelle zu versorgen. Soll stattdessen eine Versorgungsspannung unter 4.5V benutzt werden, so ist der "MAX232" durch den im Spannungsbereich von 3.0V bis 5.5 V einsetzbaren, aber ansonsten pin-kompatiblen "MAX3232" zu ersetzen.
Was aber tun, wenn der benutzte PC nur USB-Anschlüsse bereitstellt?  Auch in diesen Fällen lässt sich das Tiny-TRACKBOX-Board konfigurieren. Dabei besteht sogar noch der Vorteil, daß es sich während dieses Vorgangs sehr einfach über die USB-Schnittstelle versorgen lässt und somit keine separate Energiequelle benötigt wird.

  
    Abb. 14a-14b  Lösungen für seriell  ( TTL )  zu USB-Wandlern ( Abb.14a bei Bedarf anklicken )

Auf dem Markt gibt es verschiedene zur Umsetzung von seriellen Datensignalen auf USB geeignete Bausteine. Abb.15a zeigt eine Anwendung mit dem Baustein "SDM-USB-QS-S" der Firma "LINX" ( Bezugsquelle: http://www.mcselec.com ) . Eine nur wenige zusätzliche Verbindungen erfordernde Lösung stammt wiederum von der Fa. SparkFun ( siehe Abb.14b ). Sie arbeitet mit dem Baustein FT232RL der Firma FTDI. Bastelfreaks können sich einen derartigen Wandler aber auch komplett selbst aufbauen. Hier ist ein Schaltbild zu finden, das den Einsatz des genannten Bausteins in absoluter Minimalkonfiguration zeigt.
Für alle genannten Lösungen müssen von den Seiten der Hersteller zusätzlich auch noch die notwendigen Treiber ( Wichtig: VCP-Version wählen ) heruntergeladen und auf dem zur Konfiguration benutzten PC installiert werden. 

Die Konfigurationeinstellungen

Um die TRACKBOX2 mit der neuen Software "TB2" verwenden zu können, sind folgende Konfigurationseinstellungen vorzunehmen:
* verbinde das TINY-TRACKBOX-Board über einen RS232- bzw. USB-Adapter mit dem PC
* starte am PC eine Terminal-Software wie z.B. das bei WINDOWS mitgelieferte "HyperTerminal" mit einer Datenrate von 19200bps.
* schliesse Schalter "J1" auf der TINY-TRACKBOX-Platine
* lege Betriebsspannung an Platine TINY-TRACKBOX an ( Die Konfigurations-Startmessage muss auf dem PC-Bildschirm erscheinen )
* gebe den zur SIM-Karte gehörenden vierstelligen PIC-Code ein ( wenn Abfrage deaktiviert, gebe beliebigen viersteilligen Code, wie z.B. "1234" ein; beende Eingabe mit Zeichen "#"
* gebe die Rufnummer des providerabhängigen Gateways ein ( siehe Gateway-Liste weiter unten ); beende Eingabe mit Zeichen "#"
* gebe E-Mail-Zieladresse ein ( benutze Charakter "*" ( Stern ) anstelle von "@" ); beende Eingabe mit Zeichen "#"
* gebe den Text ( ohne Leerstellen ) ein, der auf einer angezeigten Karte neben der Positionsmarke erscheinen soll ( z.B.: MYLOC );  beende Eingabe mit Zeichen "#"
* öffne den Schalter "J1"
* entferne Betriebsspannung von Platine TINY-TRACKBOX
* entferne Verbindung zwischen TINY-TRACKBOX-Platine und PC
* verbinde stattdessen das GSM-Modem mit der TINY-TRACKBOX-Platine gem. Abb.5
* lege die Betriebsspannung an Anordnung TRACKBOX2 an
Danach ist die Einheit betriebsbereit

Beispiele für die Karten- und  Luftbilddarstellung ausgewerteter
Navigationsdaten mithilfe des Online-Kartenprogrammes "GOOGLE-Maps"

   
(C) 2006 Google-Kartendaten  und  (C) 2006 TeleAtlas 
Abb.15a-15b  ( bei Bedarf anklicken )

Nachbau        

Für Nachbau-Interessierte sind vom Verfasser kleine Mengen der verwendeten Spezialbauteile auf privater Basis erhältlich. Dazu gehören programmierte Prozessoren "U1", sowie passende EEPROMS, Quarze und gebohrte Platinen "TinyTrackbox".
Nicht verfügbar sind dagegen: GSM/GPS-Bausteine incl. Trägerplatine, Antennen, Batterien, Ladegeräte usw. und auch  Programmcode.

Softwareversionen:
TB1:
sendet Original-RMC- oder GGA-Protokolle via SMS an eine vom Nutzer festlegbare GSM-Rufnummer
TB2: sendet auf Google-Maps abgestimmte HTTP-Zeilen via SMS an eine vom Nutzer festlegbare E-Mailadresse

PS: Bei SMS-Aussendungen nutzen die Softwareversionen "TB1" und "TB2" den sog. "TEXT-Modus". Das setzt aber voraus, daß diese Betriebsart vom verwendeten GSM-Modem bzw. Handy auch unterstützt wird. Nach meinem Wissen trifft das jedoch auf alle handelsüblichen GSM-Modems zu, während bestimmte Handys, wie z.B. fast alle SIEMENS-Geräte nur im sog. PDU-Mode arbeiten können. Geräte von SONY/ERICSSON arbeiten dagegen auch im Text-Mode ( alle?). Ein Gerät des Typs "T630" konnte auf jeden Fall schon erfolgreich verwendet  werden. Nutzer von SIEMENS-Handys bleibt somit nur die Verwendung einer PDU-geeigneten Softwareversion, wie sie z.B. auch hier benutzt wurde.
Zum Testen der jeweils verfügbaren Betriebsarten kann der AT-Befehl: "AT+CMGF=x" benutzt werden. Wurden ein PC mit aktiviertem Terminalprogramm und ein Modem/Handy miteinander verbunden, dann sollte das Modem nach PC-Tastatatureingabe von "AT<Enter>" mit der Rücksendung von "OK" antworten und damit die bestehende Datenverbindung signalisieren. Durch Aussendung des Befehls "AT+CMGF=1" kann anschließend versuchsweise der Text-Modus aufgerufen werden. Antwortet das Modem wiederum mit "OK", so wird dieser Modus unterstützt. Anderenfalls würde eine Fehlermeldung kommen. Mit "AT+CMGF=0" kann analog dazu bei Bedarf auch der Aufruf des PDU-Modes getestet werden.

Kontakt


Für eventuelle Folgeschäden, die sich durch die Anleitungen auf meinen Seiten ergeben, kann ich keine Haftung übernehmen.

ANHANG: SMS-E-Mail-Gateways

LAND
PROVIDER
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Deutschland D1
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International* eXcell.to +393334774753

xtremeweb
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Angaben ohne Gewähr
( Quelle: http://www.teammessage.de/sms/index.html )
 
* Diese Gateway-Rufnummer kann z.B. für grenzüberschreitende Anwendungen benutzt werden. Das kann z.B. bei der Verwendung des Trackers als Diebstahlsicherung von Bedeutung sein .
Das bei E-Mail-Aussendungen via SMS zu benutzende Format: <E-Mailadresse><Leerstelle><Messageinhalt> ; bei der E-Mailadresse ist das Zeichen "@" durch "*" zu ersetzen