作ってみる”移動体確認システム”
 Back to USAGE Page Last Update:'03/12/08

最近、何も作っていないなぁと思い、SPA社さんへクリスマスイルミネーションを発注するついでに、”何かないですか?”とたずねたところこんなものを紹介いただきました。
簡単に言えば携帯電話に繋がったGPSのデータを、基地からコールすることで得るものですね。
”おーい、どこだ?”と聞くと”ここだよ”と返してくれるシステムです。
使い方によっては、どこか、スパイのツールみたいでドキドキしますが、グライダーの運行管理にちょっと使ってみようかな?と思っています。

■動作確認


GPSの単独動作確認 (GPS位置のデータがきちんと出ない場合もこのチェック)

  1. 接続/設定

    • GPSの接続:
      廃熱口側のRJ45モジュラーにGPS16を刺す。
    • PCとの接続:
      NMEAデータ入出力コネクタに付属のRS232C(DB9)-2.5mmΦケーブを刺し、DB9をPCへ刺す。
    • 外部DC電源コネクタ:
      12V(芯+12V) ただし、充電が十分であれば接続は不用。
    • DIPスイッチ:
      [1]ON/[2]OFF/[3]OFF/[4]ON ( SPA社での推奨動作[1]ON/[2]OFF/[3]OFF/[4]OFF )
      上記の設定のポイントは"[1]ON"としてGPSを連続動作にして確認している点。
  2. PCのターミナルソフトで確認

    • DB9を刺したCOM端子のCOM番号でハイパーターミナルを設定する。




    • ハイパーターミナルの設定を済ませ、NMEAのデータが下記のように流れればOK。
      また、"$GPRMC,??????,A・・・"と言うように"V"から"A"になることを確認する。
      20分以上測位させても"A"にならないようなら測位条件が悪いなどのことが考えられるので、きちんと測位できるようにする。


リモート追跡動作確認

  1. 接続/設定

    • GPSの接続:
        廃熱口側のRJ45モジュラーにGPS16を刺す。
    • 外部DC電源コネクタ:
        12V(芯+12V) ただし、充電が十分であれば接続は不用。
    • DIPスイッチ:
        [1]OFF/[2]ON/[3]OFF/[4]ON ( SPA社での推奨動作[1]OFF/[2]OFF/[3]OFF/[4]OFF )
        GPS:リモートの時のみON/携帯電話充電:OK/コール発信:NO/着信検地フィルター:アナログ&ソフト検知
    • GPSと反対側のRJ45モジュラーソケットにに携帯電話のモジュラーを刺し、携帯電話を接続する。
      (今回はテストと言うことで、vodafineのプリペイド携帯のV101D(J-07Dと同等)を用いた。)

  2. PCでの付属prGPSドライバソフトで確認

    • マニュアルP5以降の内容にもとづいて設定する。
    • PCからは通常のアナログモデムを用い、携帯電話経由でのNMEAを受信し、上記と同様に測位の状態を確認する。
      (携帯電話のモデムによっては通信速度を9600bpsにしないと通信が上手く出来ないものがある)
    • 位置が出ていればOK。
    • 呼び出しの段階でGPSが通電され測位動作が始まるが、測位環境が悪い場合は、
        $GPRMC,??????,A・・・
      と言うように、呼び出し中の通電では測位状態にならないことがある。そのような場合は測位が完了して位置が出るまで通信状態を維持する。
    • 全く測位状態にならないようであれば、GPSへ電源が行っていない可能性があるので、ジャックや結線を確認する。
    • 測位の判断はドライバパネルの上段にも状態が表示されるのでそれで判断しても良い。
    • 再呼び出しは1分以上空けてから行う。

  3. 以降マニュアルに添って、使用する地図を設定してリモート追跡する。



リモート追跡動作
  1. きちんと動作することが確認できたら、地図を選択して位置を確認する。


■小型化の試み〜GPS15Lを使う


標準のGPS16は少々大きいので、GARMNのOEM GPSコアで3.3-5V駆動のGPS15Lを用いる。ポイントはRJ45のI/Fケーブル作りだけなので、そのあたりを紹介する。
ただし、RJ45の加工は専用の締め具が必要で、これが4,000円以上するため、むしろSPA社で販売している[マース15用 ハーネス(RJ45コネクタ付き)商品番号 MARS15HAR」を購入したほうが安上がり。
GPS15L(SPA社ではマース15)を購入する際に、一緒に購入したほうが良いだろう。
また、推奨GPSのGPS16または今回紹介するGPS15Lの設定については、"GPS15を使う"を参照ください。


●結線

    結線はGPS16に準拠しているが、一部異なる。

    異なるのは;
      WHITE : BACKUP POWER
      ORANGE : RF BIAS

    この2線のうち、RF BIASはGPS側では対応しておらず不使用の線。 BACKUP POWERに関しては、GPS16ではコントロールに使われているため、そう言った用途のある機器には使えない。

    また、SPA社で販売しているI/FケーブルはSPA社の機器と接続するため、PPSとPORT 2 DATA INと入れ替わっているので注意する。

<結線等の私的なメモ> ePlug RJ45# Cable color & assignment(GPS16準拠) ------------------------------------------------------------------------- + BLUE :+3V IN 1 RED : POWER IN (+5V) - BLACK :GND 2 BLACK : GROUND 3 WHITE : BACKUP POWER IN (GPS16ではREMOTE POWER) I WHITE :TxR 4 BULE : PORT1 DATA IN O RED :TxD 5 YELLOW : PORT1 DATA OUT 6 GRAY : PPS OUT 7 GREEN : PORT2 DATA IN (DGPS) 8 ORANGE : RF BIAS OUT (GPS16ではPORT2 DATA OUT) GPS15L(Cable color & assignment) ---------------------------------- 1 WHITE : BACKUP POWER IN 2 BLACK : GROUND 3 RED : POWER IN (+5V) 4 YELLOW : PORT1 DATA OUT 5 BULE : PORT1 DATA IN 6 ORANGE : RF BIAS OUT 7 GRAY : PPS OUT 8 GREEN : PORT2 DATA IN (DGPS)


●大きさの比較

    左が純正の状態でのGPS16で使った場合とGPS15Lで構成した場合の様子です。
    GPS15LをprGPSに組み込んでしまうと言う手もコンパクトで良いかと思います。

    5Vで動くコンパクトなマウスタイプのGPSがあればもっと小型化が出来ます。


ここまでのポイント
  • GPSの測位と通信の確立
    1. GPSがきちんと測位しないと意味が無いので、しっかり確認します。また、携帯電話での通信も移動体で使用しますので、安定した状態になるように、COMのスピードなどを確認して静止状態なら100%の確率で通信が出来るようにします。
  • PC-携帯電話用PDCモデム
    1. 通信の規格がPDCと言うこともあって、基地局にAirH"のような常時接続のパケット通信が使えません。いまさら、携帯用のモデムカードを探してくるのもちょっと癪なので・・・と思ったら、中古で結構安く出回っており、970円(PCACIMカードタイプ)-2500円(USB現行商品,長野市内中古販売店)で購入できました。最近はPCと携帯電話繋いで通信するよりPHSや無線LANのホットスポットを使うのが主流になっているせいか、こう言った商品が中古で安く手に入るようです。
  • 地図ソフト
    1. 使い慣れたプロアトラスにしようと販売店へ行ったところプロアトラスW2全国版はDVDの2枚組なんですね。ちょっと、暴力的な容量ですね。CD版は入れ替えが大変なくらいのCDの枚数なので、これにもびっくりしました。
    2. 地図ソフトを使う上でDATUMには注意をします。プロアトラスもGPSドライバのデフォルトが”Tokoy"なので、通常のGPSをデフォルトで使うと位置がずれます。こう言った場合は、プロアトラス・GPSドライバのDATUMの設定を変更します。このとき、prGPSのドライバにはDATUMを変更するメニュがないので困ってしまうことがあるかもしれませんが、モデム->prGPSドライバ-(OEL)->プロアトラスGPSドライバと言うデータの流れなので、プロアトラス・GPSドライバのDATUMの設定変更で済むわけです。

      1. GPSの設定:
          • DATUM:WGS84
          • WAAS:OFFまたはRTCM Only
      2. 地図ソフトの設定:
          • プロアトラスW/W2
            [GPS]-[GPSの設定]-[表示・操作]-[測地系の設定]-"WGS84(世界測地系)"にチェック
          • スーパマップルデジタル
            (? Tokyo固定、WGS84->Tokoy変換をprGPSで用意している)

■グライダーで使う


今日(’03/12/07)のテストは準備不足もあって、少々難ありでしたが、一応動作が出来ることを確認しました。

<問題点>
GPSの設置;
グライダーへ確実にセットすることが出来ず、測位に非常に難儀しました。(この問題はprGPSの問題ではない)
通信の問題;
上空を高速(90-120Km/hr)で移動するため、通信のネゴシエーションに失敗して、切断することが多発しました。ダイヤルと同時にGPSモデムに給電が始まる設定だと、条件が良くても有効なデータが届くまでに1分程度かかるので、電源が許せばGPSへの給電を常時ONにしたいところです。


    これが装置のフルセット。
      左から;
      GPSアンテナ
      GPSモデム/GPS15L
      移動局側携帯電話
      基地局側ノートPC
      基地局側携帯電話


    測位が完了して位置を表示させた様子。
    乗用車の助手席グローブボックスを机代わりに基地局をセットしているが、まさに探偵物の様相。


つづく




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