GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie

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GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie
Kommunikation ■ GPS-GSM-Telemetrie

                                                                                                       Als Hardware nutzt man dabei ein

              GPS-Daten per GSM                                                                     GSM-Modul (auch GSM-Modem ge-
                                                                                                    nannt). Abgesehen von der fehlenden
                                                                                                    Tastatur und Anzeige verfügen solche

                      übertragen                                                                    GSM-Module über die gleichen Eigen-
                                                                                                    schaften wie Handys und sind durch
                                                                                                    robuste Metallgehäuse geschützt. Der
                                                                                                    SMS-Absender kann dank der mit über-
  Praxis der GPS-Telemetrie im Mobilfunknetz – eine Vielzahl                                        mittelten Telefonnummer jederzeit
                        jetziger und künftiger Anwendungen                                          identifiziert werden.
                                                                                                       GSM-Modems werden mit ähnli-
                                                                                                    chen Kommandos wie traditionelle
    Immer öfter werden heute die von einem GPS-Satellitennavigations-Gerät                          Festnetz-Modems angesteuert. Diese
      ermittelten Positionsdaten über das GSM-Netz per SMS an eine Zentrale                         AT-Befehle sind in den GSM-Spezifika-
                                                                                                    tionen 07.07 und 07.05 spezifiziert,
gesandt, um beispielsweise einen Überblick über den Standort von Fahrzeugen
                                                                                                    wobei natürlich die Implementierung
   zu gewinnen. Wie das funktioniert, welche GSM-Module es hierfür gibt und                         dieser Protokolle von Hersteller zu Her-
                          welche Möglichkeiten sie bieten, zeigt dieser Artikel.                    steller variieren kann. Die Verarbei-
                                                                                                    tung und Filterung der GPS-Daten bzw.
                                                           Von Jean-Marie Zogg
                                                                                                    die Ansteuerung des GSM-Modems
                                                                                                    wird durch einen externen Controller
                                                                                                    (oder Mikroprozessor) übernommen,
                                                                                                    welcher zwischen GPS-Empfänger und

               B
                      ei immer mehr Anwendungen            definierte Distanz oder das Erreichen    GSM-Modem geschaltet ist. Neu auf
                      müssen heutzutage die ermittel-      einer Geschwindigkeits-Begrenzung.       dem Markt sind GPS-Empfänger, die
                      ten GPS-Informationen (geografi-                                              GSM-Module direkt, d.h. ohne Zwi-
               sche Länge und Breite, Höhe bzw. Zeit)      ◗ Warum nicht GPS-Daten                  schenschalten eines Controllers, an-
               von einem zum anderen Ort übermit-            per GSM-Netz übertragen?               steuern können. Dank dieser Integra-
               telt werden, meistens zu einer Logistik-                                             tion werden die Systemkosten und der
               Zentrale – eine typische Telemetrie-        Um die Übermittlung der Messwerte        benötigte Platzbedarf auf ein Minimum
               Aufgabe, also die Fern-Übermittlung         bzw. die GPS-Funktions-Steuerung         reduziert.
               von Messdaten. Gleichzeitig muss die        über längere Distanzen oder auch lan-
               Zentrale über die Möglichkeit verfü-        desweit zu ermöglichen, eignet sich      ◗ Typische Applikationen der
               gen, den GPS-Empfänger fernzusteu-          das bestehende Mobilfunk-Netz (GSM-        GPS-Telemetrie
               ern. Der GPS-Empfänger kann in die-         Netz, Global System for Mobile Com-
               sem Fall von der Zentrale ein- bzw.         munication) hervorragend. Meistens       ● Flottenmanagement: Mit einem Flot-
               ausgeschaltet und programmiert wer-         wird zur Übertragung der Daten der so    tenmanagement-System, bestehend aus
               den, beispielsweise so, dass GPS-Daten      genannte SMS-Dienst (Short Message       GPS-Ortung und Datenübertragung via
               erst nach vordefinierten Ereignissen        Service) verwendet, bei dem sich pro     GSM (Bild 1), hat die Zentrale rund um
               übermittelt werden. Auslöser der Über-      Nachricht 160 alphanumerische Zei-       die Uhr den Überblick, wo sich jeder
               mittlung sind z.B. der Ablauf einer fest-   chen senden lassen, was zur Übermitt-    einzelne LKW des Fuhrparks befindet.
               gelegten Zeitspanne, die Änderung der       lung der GPS-Informationen völlig aus-   Bei kurzfristigen Anfragen wird schnell
               geografischen Position um eine vor-         reicht.                                  reagiert: Die Zentrale weiß jederzeit,
                                                                                                    welcher Fahrer sich in nächster Nähe
                                                                                                    eines Kunden befindet. Auf diese Weise
                                                                                                    werden Routen optimal geplant und
                                                                                                    Fahrzeuge besser ausgelastet.
                                                                                                    ● Sicherheits-Ortung: Geldtranspor-
                                                                                                    ter, Limousinen, Lastwagen mit wert-
                                                                                                    voller oder gefährlicher Ladung etc.
                                                                                                    sind dabei mit einem GPS-Empfänger
                                                                                                    ausgerüstet, der dann über GSM auto-
                                                                                                    matisch einen Alarm per SMS auslöst,
                                                                                                    wenn das Fahrzeug die vorgeschriebe-
                                                                                                    ne Route verlässt („Geofencing“). Der
                                                                                                    Alarm lässt sich allerdings auch durch
                                                                                                    den Fahrer per Knopfdruck auslösen.
                                                                                                    ● Diebstahlsicherung: Bei einer Dieb-
               Bild 1. Prinzip der Ortung mit GPS und Datenübertragung mit GSM.                     stahlsicherung sind die überwachten

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GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie
GPS-GSM-Telemetrie ■ Kommunikation

Objekte mit GPS-Empfängern und
GSM-Modems ausgestattet. Sobald die
Zentrale das vorprogrammierte SMS-
Signal erhält (zum Beispiel, wenn das
Fahrzeug einen bestimmten Radius ver-
lässt), kann per Fernsteuerung die elek-
tronische Wegfahrsperre auslöst wer-
den.
● Automatischer Notruf: Eine weitere
Funktion, die das GPS/GSM-Duo aus-
führen kann, ist der automatische Not-
ruf. Diese Idee wurde von namhaften
Autofirmen zur Marktreife entwickelt:
                                                                                                                                     Bild 2.
Das Signal eines Crash-Sensors löst eine                                                                                             Prinzip-Aufbau
Alarmierung aus, und im Notfall wird                                                                                                 einer GPS-Teleme-
die durch den GPS-Empfänger gemes-                                                                                                   trie-Anlage.
sene Position per SMS an eine Notruf-
zentrale gesendet. Die Zentrale kann         Sichtkontakt zu vier Satelliten beste-         tern. Zum Beispiel müssen aus dem
nun Rettungsmaßnahmen einleiten. Da-         hen. In einem früheren Artikel [1] wur-        NMEA-RMC-Datensatz
durch lassen sich Unfallfolgen mindern,      den die Funktion von GPS-Modulen
und die andern Verkehrsteilnehmer            und verschiedene Produkte ausführlich          $GPRMC,101009.626,A,4717.1109,
können frühzeitiger gewarnt werden.          erläutert. Über die Schnittstelle zum          N,00833.9140,E,0.01,107.34,
● Personenüberwachung: Häftlinge,            Controller werden die Daten entweder           071200,,*04
die leichte Delikte begangen haben,          nach dem NMEA-Protokoll oder nach
werden mit einem GPS-Sender ausge-           einem individuellen, hersteller-pro-           Position und Zeit herausgefiltert wer-
stattet und unter bestimmten Ein-            prietären Format ausgegeben. Über die          den:
schränkungen in die Freiheit entlassen.      gleiche Schnittstelle steuert der Con-
Jeder Häftling wird dann ständig über-       troller das GPS-Modul und bestimmt             Länge: 8°33,9140’ östlich;
wacht. Verlässt er ohne Erlaubnis ein        das Ausgabeformat (NMEA oder pro-              Breite: 47°17,1109’ nördlich;
bestimmtes Gebiet, erfolgt ein Funk-         prietär) bzw. die Wahl des gewünsch-           Zeit: 10h10m9,626s
Alarm.                                       ten Datensatzes (RMC, GGA, binär
                                             etc.). Einige GPS-Module können vom                Der Controller übernimmt je nach
◗ Realisierung eines                         Controller in einem so genannten Low-          GPS-Modul verschiedene Kontrollfunk-
  GPS/GSM-Systems                            Power-Mode gesteuert werden. In die-           tionen (Auslesen und Interpretieren
                                             sem Modus wird durch zeitweise Ab-             der Daten, Steuern des GPS-Moduls,
Eine GPS-Telemetrieanlage ist typi-          schaltung des Moduls der Stromver-             Wählen des Ausgabeformats etc.) und
scherweise gemäß dem Blockschema             brauch massiv reduziert.                       leitet die Informationen zum GSM-Mo-
in Bild 2 aufgebaut. Das GPS-Modul              Der Controller empfängt die Roh-            dem weiter bzw. empfängt und verar-
bestimmt die Position (Länge, Breite         Daten vom GPS-Modul und muss aus               beitet sie. Das GSM-Modem wird vom
und Höhe) und die exakte Zeit. Um            den ankommenden Datensätzen die                Controller über so genannte AT-Befeh-
diese Funktion zu gewährleisten, muss        wesentlichen Informationen herausfil-          le gesteuert und sendet bzw. empfängt

Elektronik 6/2001                          Für schnelle Anfragen: Elektronik-Leserservice Seite 138 verwenden                                101
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Kommunikation ■ GPS-GSM-Telemetrie

                                                               hat die Möglichkeit, eine Short Messa-                      ● PDU-Mode: Analog zum Text-
       Befehl                 Mögliche Antworten
                                                               ge direkt an ein Faxgerät, einen Pager                      Mode bringt man auch beim PDU-
       AT+CPIN=          +CME ERROR: 
                                                               oder eine E-Mail-Adresse zu senden.                         Mode die Short Message Entity mit
       AT+CPIN?               +CPIN: 
                              +CME ERROR:                    Der ETSI-Standard GSM 07.05 [2]                          einem entsprechenden AT-Befehl
       AT+CPIN=?              Keine                            definiert die Interface-Protokolle zur                      (AT+CMGF=0) in den gewünschten
                                                               Benutzung von SMS-Funktionen einer                          Modus. Steuerkommandos erfolgen
      Tabelle 1. Absetzen einer TPDU-Sequenz                   Short Message Entity (SME) mit asyn-                        ebenfalls in Form von AT-Befehlen. Im
                                                               chroner Schnittstelle. Weit verbreitet                      Unterschied zum Text-Mode müssen
       Befehl                 Mögliche Antworten               sind der Text-Mode und der PDU-Mo-                          alle benötigten Parameter sowie die
       AT+CSCA=           Keine                           de (Protocol Data Units Mode). Eine
                                                               Short Message Entity (SME) ist ein                            Befehl                Mögliche Antworten
       AT+CSCA?                +CSCA: 
       AT+CSCA=?               Keine                           Gerät, das Short Messages senden und                          AT+CMGF=        Keine
       Die Eingabe der Service Center Adresse  er-        empfangen kann. Die SME kann in ei-                           AT+CMGF?              +CMGF: 
                              „„                                                                                             AT+CMGF=?             +CMGF: list of supported
       folgt in Hochkomma ( ) mit der internationalen          nem Fest- oder Mobilnetz sein; im Mo-
       Vorwahl (+49171..., +49172..., +49179...                                                                                                    
                                                               bilnetz sind dies SMS-fähige Handys
       oder +4179...).                                         und GSM-Modems.                                               Mögliche Werte für 

      Tabelle 2. Der SMS-AT-Befehl „Address                       Mit AT-Befehlen [3] wird die Short                                         Bedeutung
      Service Center“                                          Message Entity in einen gewünschten                           0                   PDU-Mode, Default-Wert
                                                               Zustand versetzt. Je nach Transfer-Mo-                        1                   Text-Mode
      Nachrichten über das 900- oder 1800-                     dus sind die Befehle ein Teil des V.25ter-                    Die Angabe von  erfolgt ohne
      MHz-Band.                                                Standards [4]. Der V.25ter-Standard                           Hochkomma.
                                                               kennt einen Command Status und ei-                          Tabelle 4. Der SMS-AT-Befehl „PDU-Mode
      ◗ Details zur Arbeitsweise                               nen On-Line Command Status. Im                              einstellen“
        eines GSM-Modems                                       Command Status kann die Short Mes-
                                                               sage Entity ankommende und abge-                            Nachricht im Hexadezimalformat ein-
      Das digitale Mobilfunksystem GSM bie-                    hende Verbindungen verarbeiten.                             gegeben werden. Dies erfolgt durch Er-
      tet neben dem Sprach- und Datenaus-                      Während der Übertragung einer SMS                           zeugen einer Protocol Data Unit des
      tausch auch die Möglichkeit zur Über-                    befindet sich die Short Message Entity                      Transfer-Layer (TPDU). Die fertige
      tragung von Textnachrichten. Diese                       im On-Line Command Status.                                  TPDU wird mittels AT-Befehl übermit-
                                                                                                                           telt. Wie beim Text-Mode kehrt die
       Befehl                                             Mögliche Antworten                                               Short Message Entity nach Abschluss
       AT+CNMI=,,,,               + CMS:                                                       der Übertragung automatisch wieder in
       AT+CNMI?                                          +CNMI: ,,,,                                den Command Status zurück.
       AT+CNMI =?                                        +CMGF: list of supported ; ; ; ; 
       Die einzelnen Parameter werden durch Kommata getrennt. Die Werte für die Parameter werden in den
       einschlägigen Normen erklärt. Voraussetzung für die Benutzung dieses Befehls ist, dass das DTR-Signal (Data         ◗ Die wichtigen AT-Befehle
       Terminal Ready) auf der seriellen Schnittstelle verwendet wird.
                                                                                                                           AT-Befehle ermöglichen es, Short Mes-
      Tabelle 3. Der SMS-AT-Befehl „Anzeigen neuer Nachrichten“                                                            sage Entities mit serieller Schnittstelle
                                                                                                                           via Terminal oder Controller zu steu-
      Textnachrichten werden als „Short                        ● Text-Mode: Mit dem entsprechen-                           ern. Diese Befehle bewerkstelligen den
      Message Service“ (SMS) bezeichnet.                       den AT-Befehl (AT+CMGF=1) kann                              Wechsel vom Command- in den On-
      Short deshalb, weil die maximale Län-                    die Short Message Entity in den Text-                       Line-Modus und lassen sich unterteilen
      ge einer Nachricht derzeit auf 160 Zei-                  Mode versetzt werden. Sämtliche                             in „Generelle AT-Befehle“, „GSM-AT-
      chen, im 7-bit-ASCII-Code, beschränkt                    benötigten Kommandos zum Versen-                            Befehle“ und „SMS-AT-Befehle“. Je
      ist. SMS-Nachrichten können zwischen                     den oder Empfangen einer Short Mes-                         nach Art des Befehls wird er ein- oder
      Mobilteilnehmern einerseits und zwi-                     sage werden mittels AT-Kommandos                            mehrmals in einer Sitzung benutzt.
      schen Mobilteilnehmer und Festnetz                       ausgeführt. Die zu übermittelnde Nach-
      andererseits ausgetauscht werden. Im                     richt wird in 7-bit-ASCII-Code-Zeichen                      Generelle AT-Befehle
      Festnetz kommen verschiedene Ein-                        eingegeben und anschließend übertra-                        Sie lassen sich benutzen, um via Ter-
      richtungen in Frage, so können über                      gen. Nach Abschluss der Übertragung                         minal mit der Short Message Entity zu
      unterschiedliche Gateways auch SMS-                      kehrt die Short Message Entity auto-                        kommunizieren. Der aktuelle Status
      Nachrichten per Internet verschickt                      matisch wieder in den Command Sta-                          kann abgerufen oder Parameter kön-
      werden. Eine andere Möglichkeit ist                      tus zurück.                                                 nen verändert werden (z.B. „Echo
      der Einsatz einer speziellen Software
      für den PC, so dass sich über dessen                       Befehl                                              Mögliche Antworten
      Modem SMS-Nachrichten an Mobilteil-                        AT+CMGS= TPDU                   Fehlerfrei gesendet: +CMGS: ;
                                                                                                                     Fehlerfall: +CMS: 
      nehmer schicken lassen. In umgekehr-
                                                                 AT+CMGS=?                                           Keine
      ter Richtung funktioniert der SMS-
      Dienst ebenfalls: Ein Mobilteilnehmer                    Tabelle 5. Der SMS-AT-Befehl „Absetzen der TPDU“

102                                                                                                                                                Elektronik 6/2001
GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie
GPS-GSM-Telemetrie ■ Kommunikation

                                                                                                   AT+CMGF ermöglicht den Wechsel
                               Siemens        Falcom             Wavecom        Ericsson
                                                                                               der Short Message Entity in den PDU-
 Parameter                     M20T           A2D-1              WMOi3          GM25           Mode. Dies ist die Voraussetzung, um
                               (Bild 3) [5]   (Bild 4) [6]       (Bild 5) [7]   (Bild 6) [8]   die Short Message im TPDU-Format
 Band (MHz)                    900            900/1800           900/1800       900/1800       senden und empfangen zu können (Ta-
 Abmessungen L×B×H (mm)        107×63×31      115×54×33          46×64×12       105×50×10      belle 4).
 Masse (g)                     145            160                80             60             ● SMS-AT-Befehl „Absetzen der TP-
 Betriebsspannung (V)          12/24          10,8 bis 31,2      5              5                 DU“
 Sendestrom (mA) bei (U)       200 (12 V)     210 (12 V)         310 (5 V)      500 (5 V)          Der Befehl AT+CMGS ermöglicht
 Ruhestrom (mA) bei U = 12 V   45             40                 22             12
                                                                                               das Absetzen einer berechneten Trans-
 Ausgangsleistung (W)          2/–            2/1                2/1            2/1
                                                                                               fer-Layer-PDU. Zusätzlich zum Befehl
 900/1800 MHz
                                                                                               wird der Parameter  benötigt.
Tabelle 6. Parameter ausgewählter GSM-Modems

aus“). Eine Liste der Befehle befindet         ETSI GSM 07.07 sowie in den Modul-
sich im Standard ITU-T V.25ter und in          Handbüchern.
den Handbüchern der GSM-Hersteller.
                                               SMS-AT-Befehle
GSM-AT-Befehle                                 Durch die SMS-AT-Befehle lassen sich
Mit den GSM-AT-Befehlen lassen sich            spezielle Einstellungen an der Short
GSM-spezifische Einstellungen am Mo-           Message Entity für den Betrieb mit
                                               SMS-Nachrichten vornehmen, z.B. Ver-
                                               setzen der Short Message Entity in den
                                               PDU-Mode, Einstellen der Service-Cen-
                                               ter-Adresse, Angabe, wie mit ankom-             Bild 5. Das Wavecom-WMOi3-Modul.
                                               menden SMS-Nachrichten verfahren
                                               wird oder Übertragung der TPDU etc.              gibt die Anzahl der benutz-
                                               Einige Befehle dazu sind in den nach-           ten Oktette im Feld TP-User-Data in
                                               folgenden Beispielen aufgeführt. Zu-            dezimaler Form an (Tabelle 5)
                                               sätzliche Befehle befinden sich im Stan-
                                               dard ETSI GSM 07.05 und in den ent-             ◗ Beispiel: SMS verschicken
                                               sprechenden Hersteller-Handbüchern.               im Text- und PDU-Mode
                                               ● SMS-AT-Befehl „Adresse Service
                                                  Center“                                      Die verschiedenen Modi werden im
Bild 3. Das GSM-Modul Siemens M20T.               Der Befehl AT+CSCA teilt der Short           Folgenden in einem Beispiel erklärt.
                                               Message Entity mit, an welches Servi-           Annahme: Die mit einem GPS-Modul
dem vornehmen. So kann beispielswei-           ce Center die Short Message geschickt           gemessene Länge, Breite und Zeit soll
se mit dem Befehl AT+CPIN der PIN-             wird, d.h. welche Nummer gewählt                an eine bestimmte Empfänger-Adresse
Code für die SIM-Karte eingegeben              werden muss (Tabelle 2).                        versandt werden.
werden. Der für ein Absetzen einer             ● SMS-AT-Befehl „Anzeigen neuer                 Gemessene Länge (Longitude):
TPDU nötige Befehl ist in Tabelle 1               Nachrichten“                                    8°33,91’
aufgeführt. Weitere Befehle finden sich           Durch den Befehl AT+CNMI lässt               Gemessene Breite (Latitude):
im Standard                                    sich einstellen, wann und wie neue                 47°17,11’
                                               Nachrichten angezeigt werden.                   Zeit der Messung (UTC):
                                               AT+CNMI setzt sich aus fünf Parame-                12h 41min 11s
                                               tern zusammen.  regelt die Be-            Information, welche versendet wird:
                                               handlung von unerwarteten Result Co-               Long=8.33,91 Lat=47.17,11
                                               des,  bestimmt, ob Nachrichten                 UTC=12.41.11
                                               zwischengespeichert werden,                 SMS-Service-Center-Nr. (Swisscom):
                                               legt das Anzeigen von Cell-Broadcast-              +41794999000
                                                  Meldungen (CBM) fest,  hat               Empfänger-Adresse:
                                                           die Aufgabe, Status-Report-            +41792941632
                                                             Nachrichten zu bedie-
                                                              nen, und  be-
                                                              stimmt das Löschen von
                                                            gespeicherten Result Co-
                                                      des (Tabelle 3).                                                          Bild 6.
                                                       ● SMS-AT-Befehl „PDU-Mode                                            Das Modul
Bild 4. Das Falcom-A2D-Modul.                            einstellen“                                                   Ericsson GM25.

Elektronik 6/2001                                                                                                                         103
GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie
Kommunikation ■ GPS-GSM-Telemetrie

                       Event/Trigger          Bedingung                                                                           Der Fall 3 wird im Folgenden an-
                       Timer                  Zeitintervall ist abgelaufen.                                                    hand eines Beispiels demonstriert. In-
                       Area                   Die aktuelle Position befindet sich inner- bzw. außerhalb eines vordefinierten   formation, Empfänger-Nr. und Service-
                                              Rechtecks.                                                                       Center-Nr. sind die gleichen wie im
                       Movement               Die Distanz zur letzten gültigen Position ist größer als der definierte Wert.    Text-Mode, codiert wird 7 bit breit.
                       Speed                  Die Geschwindigkeit ist oberhalb einer definierten Schwelle. Der Event kann      Die Ermittlung der vollständigen SMS-
                                              periodisch abgesetzt werden, wenn die Geschwindigkeit über der Schwelle liegt.   Information ist aufwendig und soll des-
                       I/O                    Ein I/O-Pin wird länger als eine Sekunde auf logisch 1 gehalten.                 halb hier nicht weiter erläutert wer-
                       External               Wird über die serielle Schnittstelle ausgelöst.                                  den.
                      Tabelle 7. Vordefinierte Events
                                                                                                                               Einstellungen des GSM-Modems:
                      Die SMS verschicken im Text-Mode                     che im SIM-Speicher gespeichert war,                AT+CMGF=0
                      Text-Informationen können auf zwei                   versandt.                                              Umschalten in PDU-Mode
                      verschiedene Arten in die SMS-Nach-                  3. Information und Nummer des Ser-
                      richt eingebunden werden:                            vice-Centers werden direkt in die SMS-              AT+CSMS=0
                      1. Die Information kann direkt in die                Nachricht eingegeben und versandt.                    Umschalten auf Implementierung
                      SMS-Nachricht eingegeben und dann                    4. Die Nummer des Service-Centers                     der Service-Center-Adresse in der
                             versandt werden.                              wird vorgängig eingegeben. In einem                   Nachricht
                                   2. Die Information wird                 zweiten Schritt wird die Information
                                        zuerst aus dem SIM-                direkt versandt.                                    SMS versenden:
                                         Speicher herausge-                    Die Informationen lassen sich in                at+cmgs=48
                                         lesen und erst                    allen vier Fällen entweder mit 7 oder                  Länge der gesamten SMS in byte
                                        nachträglich ver-                  8 bit codieren.                                        (ohne Service-Center-Adresse)
                                      sandt.

                                          Das folgende Beispiel il-
      Bild 8.                       lustriert das direkte Aussen-
    Das GPS-Modul                 den (Fall 1) der Information.
  GPS-MS1E-AT mit
integriertem GSM-     Einstellungen des GSM-Modems:
         Controller
  AT-Software von     AT+CSCA=“+41794999000“
            µ-blox.      Eingabe der Service-Center-Adresse
                      AT+CMGF=1
                        Umschalten in Text-Mode
                      AT+CSMP=17,167,0,0
                        Text-Mode-Parameter (17=default;
                        167=1 Tag; 0=default; 0=default
                        alphabet)
                      SMS versenden:
                                                                           Bild 7. Blockschaltung einer Telemetrie-Anlage ohne Controller.
                      AT+CMGS=“+41792941632“
                        Empfänger-Adresse
                      Long=8.33,91 Lat=47.17,11 UTC=
                      12.41.11 CTRL+Z
                         Nachricht, Abschluss mit
                         +

                      SMS verschicken im PDU-Mode
                      Im PDU-Mode können SMS auf ver-
                      schiedene Art und Weise verarbeitet
                      und versandt werden (Fall 2):
                      1. Die Information wird aus dem SIM-
                      Speicher herausgelesen und mit Anga-
                      be des Service-Centers in der Nach-
                      richt versandt.
                      2. Die Nummer des Services-Centers
                      wird zuerst eingegeben. In einem zwei-               Bild 9. Interner Aufbau des GPS-Moduls in Bild 8 mit der integrierten GSM-Controller-
                      ten Schritt wird die Information, wel-               AT-Software.

    104                                                                                                                                          Elektronik 6/2001
GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie
GPS-GSM-Telemetrie ■ Kommunikation

Vollständige SMS-Information einge-           Aktion         Beschreibung                 plikationen mit einem gewaltigen Zu-
ben:                                          Data SMS       Eine SMS im PDU-Mode wird    wachs der benötigten Stückzahl zu
07911497949900F011000B9114979                                versandt.                    rechnen. GPS und Telekommunikation
21436F20000FF26CCB7FBDCC3B96                  Data Call      Eine Datenverbindung wird    werden letztlich weiter zusammen-
633562E066286E93DDACD15BBB16                                 aufgebaut.                   wachsen. In baldiger Zukunft werden
23150953AECC5642E5ACC158B01                   Voice Call     Eine Sprachverbindung wird   kombinierte GPS/GSM-Funktionen in
                                                             aufgebaut.                   einem Mini-Modul und bald sogar in
CTRL+Z                                        RX             Das GSM-Modem wird           einem Chip auf dem Markt erhältlich
  Nachricht, Abschluss mit                                   eingeschaltet.               sein.                             ha
  +                                 Tabelle 8. Mögliche Aktionen nach einem
                                             Event
◗ Auswahl der GSM-Modems                                                                  Literatur
                                             dul angesteuert werden kann, auch ent-       [1] Zogg, J.-M.: Empfangsmodule für GPS.
Auf dem Markt werden verschiedene            fällt der zusätzliche Controller (Bild 7).       Elektronik 1999, H. 25, S. 48 bis 54.
GSM-Modems angeboten. Einige Mo-             Diese GPS-Empfänger (Bild 8) entspre-        [2] European Telecommunications Standards
delle, die in ein Gehäuse eingebaut          chen in der Größe (30 × 30 mm2) und              Institute (ETSI) GSM 07.05: Digital cellular
                                                                                              telecommunication system (Phase 2); Use
sind und bei denen der SIM-Kartenle-         der GPS-Funktion den Standard-Emp-               of Data Terminal Equipment- Data Circuit
ser integriert ist, sind in Tabelle 6 auf-   fängern. Die Software lässt sich über            terminating Equipment interface for Short
gelistet. Die Module unterscheiden           die serielle Schnittstelle konfigurieren         Message Service (SMS) and Cell Broadcast
sich u.a. bezüglich des AT-Befehlssat-       (Bild 9); alle Einstellungen werden in           Service (CBS).
zes. Die meisten spezifizierten Befehle      nicht-flüchtigem Speicher (Flash-Me-         [3] European Telecommunications Standards
                                                                                              Institute (ETSI) GSM 07.07: Digital cellular
gemäss AT-Hayes GSM07.07 und                 mory) abgelegt.
                                                                                              telecommunication system (Phase 2); AT
GSM07.05 sind in allen Modems im-                Verschiedene       Auslösekriterien          command set for GSM Mobile Equipment
plementiert.                                 (Events) lassen sich auswählen und mit           (ME).
                                             einer Aktion verknüpfen. Die Events          [4] International Telecommunication Union
                                                                                              (ITU-T): V.25ter Data Communication over
◗ Die Lösung ohne                            können sowohl Informationen sein, die
                                                                                              the telephone network (Serial asynchro-
  zusätzlichen Controller                    aus den GPS-Daten (Position, Zeit) ab-
                                                                                              nous automatic dialling and control).
                                             geleitet werden, sie können auch über        [5] Siemens Information and Communication
Seit kurzer Zeit existiert auf dem Markt     die serielle Schnittstelle oder digitale         Mobile, www.ic.siemens.com/mobile/gg/
ein neuer und innovativer Ansatz, um         Input-/Output-Pins (I/O) ausgelöst               wm/index.htm
Größe, Stromverbrauch und Entwick-           werden (Tabelle 7). Ist ein Ereignis         [6] Falcom GmbH (Deutschland):
                                                                                              www.falcom.de/
lungszeit noch weiter zu senken. Die         (Event) aufgetreten, sind diverse Aktio-
                                                                                          [7] Wawecom:
Firma µ-blox [9], Hersteller von minia-      nen möglich (Tabelle 8).                         www.wavecom.com/home.html
turisierten GPS-Modulen, bietet die              Aufgrund der flexiblen Architektur       [8] Ericsson: www.ericsson.com/
Möglichkeit, die gesamte Controller-         des Programms kann der Anwender              [9] µ-blox: www.u-blox.ch/
Software auf ihre Module GPS-MS1E-           ein Standardprodukt an seine Bedürf-
AT zu integrieren (Option: AT-Com-           nisse anpassen, ohne zusätzliche Soft-
mand Software). Dies bedeutet, dass das      ware entwickeln zu müssen. So kön-
GSM-Modem nun direkt vom GPS-Mo-             nen leistungsfähige Systeme schnell
                                                                und effizient auf den
                                                                Markt gebracht wer-
                                                                den. Um auf einfache
                                                                Art die GPS-GSM-
                                                                Module anzusteuern,
                                                                zu konfigurieren und
                                                                fernzubedienen wird
                                                                die Kontrollsoftware
                                                                µ-tracker angeboten                    Jean-Marie Zogg,
                                                                (Bild 10).                         diplomierter FH-Ingenieur,
                                                                                                 ist Dozent an der Hochschule
                                                                                               für Technik und Wirtschaft Chur
                                                               ◗ Wie geht es                      (HTW Chur). Er unterrichtet
                                                                 weiter?                        Elektronik und Elektrotechnik
                                                                                                an der Abteilung Telecom und
                                                               In immer mehr An-                 beschäftigt sich u.a. mit dem
                                                               wendungen werden                 Gebiet der GPS-Satellitennavi-
                                                               kombinierte GPS/                   gation. Neben seiner Dozen-
                                                                                                 tentätigkeit bildet er sich zur
                                                               GSM-Module einge-                   Zeit in der Industrie weiter
                                                               setzt. Vor allem ist bei             und absolviert ein Nach-
Bild 10. Bedienoberfläche von µ-tracker.                       Straßenverkehrs-Ap-                       diplomstudium.

Elektronik 6/2001                                                                                                                            107
GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie GPS-Daten per GSM bertragen - Kommunikation n GPS-GSM-Telemetrie
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