Rapport de projet de fin d\'étude: la localisation GPS avec la carte arduino PDF

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Summary

Rapport de PFELocalisation GPS à base d’ARDUINOPFE effectué parAZAMI HASSANI MehdiBEN AMAR ZakariaeNiveau - Filière2ème Année BTS – Système électroniqueProfesseur EncadrantMAnnée de formation2017/Ministère de l’Education Nationale et de la Formation Professionnelle Académie Régionale de l’Education ...

Description

Ministère de l’Education Nationale et de la Formation Professionnelle Académie Régionale de l’Education et de la Formation de Tanger – Tétouan – El Hociema Direction Régionale du Ministère de l’Education Nationale et de la Formation Professionnelle de Tanger - Assilah

Centre Lycée Moulay Youssef des Classes de Préparation du BTS TANGER

Rapport de PFE Localisation GPS à base d’ARDUINO

PFE effectué par

AZAMI HASSANI Mehdi BEN AMAR Zakariae Niveau - Filière

2ème Année BTS – Système électronique Professeur Encadrant

M.HILALI Année de formation 2017/2018

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[RAPPORT DE PFE -2EME ANNEE BTS] 1er juin 2018

Le présent rapport est exclusivement dédié : ❖ A nos parents qui nous aident spirituellement par leurs prières et qui Ont consacré leur vie pour nos études pour que nous puisse être à la hauteur, on les remercie et on leur souhaite une longue vie, pleine de prospérité et de bonne santé. ❖ A nos chers amis et collègues qui avec eux nous partageons les meilleurs moments. ❖ A nos chers professeurs qui consacrent tous leurs temps pour nous assurer une bonne formation, qui nous créent une curiosité et un esprit de recherche et nous aident par ses précieux conseils.

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❖ Nos remerciements à notre encadrant M.KAZI pour la disponibilité, la compréhension et la compétence dont il a fait preuve en nous fournissant l'aide pendant toute l’année. ❖ De même, nous n’oublierons pas de présenter nos chaleureux remerciements tout particulièrement à tous le membre de professeures de BTS pour ses efforts inoubliables pendant la durée de formation. ❖ Nous remercions aussi les Formateurs Qui nous assistons au long de cette formation. dont nous Citons Mr.Hilali et Mme.Moukris qu’ont était pour nous Une mine riche de connaissance pour notre future carrière professionnelle.

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[RAPPORT DE PFE -2EME ANNEE BTS] 1er juin 2018

Table des matières Dédicace ............................................................................................................................................................................................... 1 Remerciement .................................................................................................................................................................................... 2 Introduction .......................................................................................................................................................... 3 Partie I : Présentation de Projet ............................................................................................................................................. 5 Analyse fonctionnelle du besoin ................................................................................................................................................ 6 Objectif de Projet : ………………………………………………………………………………………………………………………………………..9 Principe de Fonctionnement de Projet : ………………………………………………………………………………………………………..9

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[RAPPORT DE PFE -2EME ANNEE BTS] 1er juin 2018 Matériel Utiliser :………………………………………………………………………………………………………………………………………….10 Diagramme d’articulation (les parties du projet)……………………………………………………………………..…………………..14 Partie II : réalisation de Projet …………………………………………………………………………………………………..15 COMMUNIQUER LE GPS NEO-6M À L'ARDUINO……………………………………………………………………………………………16 COMMUNIQUER Le Module GSM sim900a À L'ARDUINO………………………………….…………………………………………25 Communiquer Les deux Modules avec L'ARDUINO……………………………………………………………..……………………….33

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Le projet est conçu pour trouver l'emplacement exact de tout véhicule et intime la position à l'autorité concernée à travers un SMS. Ce système comprend un modem GPS qui récupère l'emplacement d'un véhicule en termes de longitude et de latitude. Ces données sont transmises a l’arduino qui est interfacé avec un modem GSM. L’arduino récupère les détails de l'emplacement à partir du GPS et les envoie à l'autorité concernée sous la forme d'un modem SMS sur GSM à des intervalles périodiques ainsi définis par l'utilisateur. L'adoption de cette technologie sera très utile aux entreprises de transport pour continuer à suivre leurs véhicules. Ce projet peut être encore amélioré en faisant un arrangement pour stopper l'allumage du véhicule par le propriétaire à distance en envoyant un SMS dans des situations de vol.

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Chapitre I: présentation du projet.

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Le système de localisation GPS à base du carte arduino à comme but principale repérer l’emplacement de la carte arduino sur Google. Maps à partir de n’importe qu’il endroit, en utilisant un smart phone.

1. Analyse fonctionnelle du besoin : 1.1: Diagramme de bête à cornes :

Utilisateur

Position GPS

Système de Localisation

Localiser un objet par GPS

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2.2-Diagramme de pieuvre :

Utilisateur

Position GPS FC1

FP1

Design

FC2

Système de Localisation

FC7

FC3

L’énergie

FC4 FC6 FC5

Sécurité

L’environnement

8

Poids

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FP1

Permettre a l’utilisateur de connaitre la position

FC1

Il doit être facile à utiliser

FC2

Il doit agir sur la position

FC3

Adapté à une alimentation indépendante (pile de 9v )

FC4

Il doit être facile à déplacer

FC5

Il doit résister aux différentes contraintes de l’environnement

FC6

Adapter à la norme de la sécurité

7FC7

Avoir une forme didactique

Diagramme S.A.D.T : Alimentation de Système

Un SMS pour demander La position

Programme arduino

Numéro Téléphonique

La position

Localiser la position d’un objet par GPS

(coordonnées GPS) Informations (Heure et date)

Système de Localisation à Base D’arduino

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2. Objectifs de projet : -localisation et tracking des objets perdus (exemple : localiser une personne perdue et surtout les enfants et les vieux personnes). -système antivol (ex : déterminer l’emplacement d’une voiture volée). - suivi de la traçabilité d’un objet (ex : envoyer un drone et suivre sa localisation.

3 Principe de fonctionnement du projet : Pour localiser l’emplacement de votre carte arduino, il suffit d’envoyer un SMS sous forme « AAAA » au module GSM connecté à la carte arduino ; le module reçoit l’SMS et envoie l’ordre à la carte arduino. L’Arduino envoie un ordre au module GPS connecté à la carte arduino pour qu’elle récupère sa localisation GPS, le module GPS donne des informations à la carte arduino sur son emplacement sous forme de ($GPGGA,093024.000,4337.9276,N,00350.7873,E,1,5,1.40,10.4,M,49.7,M,,*46) l’arduino s’occupe de décryptage des données pour avoir les coordonnées d’emplacement. L’algorithme d’arduino insère ces cordonnées (20h50'26'',17 (heure UTC) 49°09',2039 Nord 2°16',7468 Est Date : 02/01/09) dans un lien sous forme https://www.google.com/maps/place/Lyc%C3%A9e+Technique+Moulay+Youssef/@35.7744 015,-5.8040732,15z/data=!4m5!3m4!1s0x0:0xc825d91d66b790 1 !8m2!3d35.7744015!4d5.8040732 et envoie le lien au smart phone à travers le module GPS ? Après vous recevez un sms avec un lien, vous cliquez sur le lien, il vous envoie directement à Google.Maps pour visualiser l’emplacement exacte de votre Catre arduino.

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4 . Matériel Utiliser: ❖ Carte arduino uno Une carte Arduino est une petite (5,33 x 6,85 cm) carte électronique équipée d'un microcontrôleur. Le micro-contrôleur permet, à partir d'événements détectés par des capteurs, de programmer et commander des actionneurs ; la carte Arduino est donc une interface programmable.

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Caractéristiques : •

version: Rev. 3

•

alimentation: - via port USB ou - 7 à 12 V sur connecteur alim

•

microprocesseur: ATMega328

•

mémoire flash: 32 kB

•

mémoire SRAM: 2 kB

•

mémoire EEPROM: 1 kB

•

14 broches d'E/S dont 6 PWM

•

6 entrées analogiques 10 bits

•

intensité par E/S: 40 mA

•

cadencement: 16 MHz

•

bus série, I2C et SPI

•

gestion des interruptions

•

dimensions: 74 x 53 x 15 mm

❖ Module GSM (Sim900a) Le shield GSM/GPRS est basé sur un module SIM900 de SIMCOM, il est compatible avec Arduino et ses clones. Le shield GPRS permet à votre Arduino de communiquer en utilisant le réseau GSM. Ce shield permet d'envoyer des SMS, MMS, GPRS et d’Audio en envoyant des commandes AT à l'UART.

Figure : Sim900a.

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Caractéristique : • • • •

• • • • • • • •

Quadri-Bande 850 / 900/ 1800 / 1900 MHz - devrait fonctionner avec tous les réseaux GSM de tous les pays. GPRS multi-slot class 10/8 GPRS mobile station class B Conforme à GSM phase 2/2+ • Class 4 (2 W @ 850 / 900 MHz) • Class 1 (1 W @ 1800 / 1900MHz) Contrôle à l'aide de commandes AT - Commandes standard : GSM 07.07 & 07.05 | Commandes étendues: SIMCOM AT Commands. Messages SMS (Short Message Service) - Il est ainsi possible d'envoyer de petites quantités de données via le réseau mobile (ASCII ou données hexadécimales). Embarque une stack TCP/UDP - Permettant d'envoyer des données sur un serveur web. Support RTC. Port série sélectionnable. Prise pour micro et casque. Basse consommation - 1.5mA(en mode veille) Supporte la norme de température industrielle - -40°C a +85 °C

Idées d'applications : • • • •

Dialogue Machine to Machine (M2M). Commande d'appareils à distance. Réseau de senseurs à distance, station météo distante. Système de suivit de véhicule.

❖ Module GPS (NEO-6M-0-001) Ce shield GPS vous permet de connaitre avec précision votre altitude, votre position dans l'espace, votre vitesse ainsi que la date et l'heure UTC. Autant dire que ce genre de Shield Arduino est indispensable pour votre robot !

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Figure :NEO-6M-0-001.

Caractéristique : • • • • • • • • • • • •

Modèle : GY-GPS6MV2. Le modèle de batterie est MS621FE. Interface : RS232 TTL. Poids : 19g. Dimensions : (10,2*2 ,5*0,8) cm. Puissance : 3-5v Baud rate par défaut : 9600bps. Modèle avec antenne en céramique, signal fort. Des led de signalisation. Longue durée de vie grâce a une qualité fiable. Haute précision pour réponde a les demandes. Des marques claires pour faciliter la reconnaissance et l’application. Taille compacte pour une installation facile.

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5. Diagramme d’articulation (les parties du projet)

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Chapitre II: Réalisation De Projet. 16

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1- COMMUNIQUER LE GPS NEO-6M À L'ARDUINO

Étape 1: Préparation du matériel

Dans ce tutoriel, vous devrez préparer comme suit :

• • • •

Module GPS NEO-6M Carte Arduino Uno et USB Fil de connexion femelle-mâle Antenne GPS (facultatif, vous permettent d'obtenir le signal plus facilement)

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Étape 2: Détails du brochage

Vous pouvez voir le brochage marqué à l'arrière du module. Il a 4 broches qui sont : VCC, GND, RX, TX. VCC et GND sont pour l'alimentation électrique et RX et TX sont pour la communication série entre le l’arduino et le module GPS.

Étape 3: Connexion des broches

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Connectez le module GPS à Arduino UNO comme suit: • • • •

VCC à 5V GND à GND RX à 3 TX à 4

Ensuite, connectez votre carte Arduino UNO à votre ordinateur via un câble USB.

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Étape 4: Bibliothèques

Software Serial est une bibliothèque d'Arduino qui permet la communication de données en série à travers d'autres broches numériques d'Arduino. La bibliothèque reproduit les fonctions matérielles et gère la tâche de communication série. TinyGPS est une bibliothèque qui convertit tous ces messages NMEA en un format lisible en introduisant les séquences de caractères dans des variables. Pour pouvoir interfacer le module GPS avec arduino.

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Étape 5: Exemple de code source

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Étape 6: Modification de l'heure

Certains pays ont un fuseau horaire différent et d'autres partagent le même fuseau horaire. Ainsi, vous devez changer l'heure dans le code source de l'échantillon pour le rendre exactement le même avec le fuseau horaire de votre pays, sauf si vous venez de Malaisie ou de Singapour. En ce qui concerne la Malaisie, il s'agit de l'UTC +08: 00 (voir l'image ci-dessus). Ainsi, vous pouvez trouver le code ci-dessous dans l'exemple de code source à l'étape précédente.

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UTC est la norme de temps couramment utilisée à travers le monde. Vous pouvez consulter l'UTC + ##: ## de votre pays sur le fuseau horaire de votre ordinateur ou de votre téléphone.

Étape 7: Résultat

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2-COMMUNIQUER Le Module GSM sim900a À L'ARDUINO Étape 1: Préparation du matériel

Dans ce tutoriel, vous aurez besoin de:

1. GSM SIM900A 2. Carte Arduino Uno et USB 3. Fil de cavalier 4. Adaptateur d'alimentation 5V 5. Carte SIM 6. TESTLAB 26

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Étape 2: Démarrage de SIM900A

1. Insérez votre carte SIM dans le module GSM et verrouillez-la. (photo 1 et 2). 2. Allumez votre GSM en le connectant à 5V et GND d'Arduino (image 3). 3. Connectez l'antenne (image 4) . 4. Attendez maintenant quelques instants (disons 1 minute) et voyez le taux clignotant de 'LED d'état' ou 'LED réseau' (D6, voir image 5) // Le module GSM mettra du temps à établir la connexion avec le réseau mobile //

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[RAPPORT DE PFE -2EME ANNEE BTS] 1er juin 2018 5. Une fois la connexion établie, le voyant d'état / réseau clignote continuellement toutes les 3 secondes. Vous pouvez essayer d'appeler le numéro de portable de la carte SIM dans le module GSM. Si vous entendez une sonnerie, le module GSM a établi une connexion réseau.

Étape 3: Connexion des broches

Vous pouvez voir une broche TTL avec 3VR, 3VT, 5Vr, 5VT, VCC et GND sur votre sim900a près de votre broche d'alimentation. Vous devez connecter le 5VT du GSM à l'Arduino D9 et le 5VR du GSM au D10 de l'Arduino pour la communication série entre le module arduino et le module sim900a .

Étape 4: Commande AT de base 1. Pour changer le mode d'envoi des SMS : AT + CMGF = 1

2. Pour lire des SMS en mode texte: AT + CNMI = 2,2,0,0,0

3. Pour faire un appel: ATD + 60XXXXXXXXX; // remplacez X par le numéro que vous voulez appeler, remplacez +60 par votre code de votre pays

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4. Pour déconnecter / raccrocher appel: ATH

5. Pour recomposer: ATDL

6. Pour recevoir un appel téléphonique: ATA

Étape 5: Bibliothèque

Software Serial est une bibliothèque d'Arduino qui permet la communication de données en série à travers d'autres broches numériques d'Arduino. La bibliothèque reproduit les fonctions matérielles et gère la tâche de communication série. Pour pouvoir interfacer le module GSM avec arduino .

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Étape 6: Exemple de code source

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Étape 7: Moniteur en série

Une fois que vous avez téléchargé votre code source, ouvrez votre moniteur série. Le moniteur série s'affic...