نظام تحديد المواقع العالمي أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو عبارة عن شبكة من الأقمار الصناعية التي تدور في مدارات تستخدم لتحديد المواقع في أي مكان في الفضاء والعودة إلى الأرض. يمكن استخدام هذا النوع من التكنولوجيا في مجالات مختلفة مثل الاستخدام التجاري والخدمات العسكرية والمدنية في جميع أنحاء العالم. يمكن استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لهذه الأغراض: التوقيت المثالي ، وثلاثية الأبعاد ، وتحديد مواقع الأقمار الصناعية ، والاتصال بالخطأ. يمكن استخدام هذا النظام عالميًا لمدة 24 ساعة. قبل مناقشة مساعد السفر المعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للمكفوفين ، أخبرنا بمفهوم تقنية GPS .
نظام تحديد المواقع العالمي
مقدمة في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
ال نظام تحديد المواقع العالمي يتكون من ثلاثة أجزاء: مقطع فضائي (SS) وقطاع تحكم (CS) وقطاع مستخدم (الولايات المتحدة). يتم تطوير أجزاء التحكم والفضاء وتشغيلها وصيانتها بواسطة القوات الجوية الأمريكية ، ويشمل قطاع المستخدمين المستخدمين المدنيين والعسكريين ومعدات GPS الخاصة بهم.
نظام GPS
قطعة الفضاء
يتكون هذا الجزء من 24 قمراً صناعياً ، منها 21 مركبة فضائية ملاحية و 3 قطع غيار نشطة تدور على ارتفاع 11000 ميل بحري. هذه الأقمار الصناعية يمكن التنبؤ بها ومستقرة بسبب ارتفاعها العالي. يتكون هذا النظام من ستة مستويات مدارية تميل بزاوية 55 درجة وتوضع بالتساوي عند حوالي 60 درجة على المستوى الاستوائي.
جزء التحكم
وهي تتألف من محطة تحكم رئيسية ومحطة بديلة للتحكم في المحركات وست محطات مراقبة وأربعة هوائيات أرضية. توجد محطات المراقبة هذه في جميع أنحاء العالم ، لقياس الإشارة من المركبات الفضائية التي يتم دمجها في نموذج مداري لكل قمر صناعي. تستخدم الهوائيات الأرضية المخصصة لبث الإشارات إلى الأقمار الصناعية.
شريحة المستخدم
يتكون هذا النظام من أجهزة استقبال يمكن حملها باليد أو تثبيتها على الطائرات والسفن والغواصات والسيارات والشاحنات. يمكن لمستقبلات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) فك تشفير الإشارات إلى الأقمار الصناعية واكتشافها ومعالجتها. يمكن تغيير هذه الإشارات إلى الموضع والوقت والسرعة. يمكن استخدام هذا الجزء في تطبيقات مختلفة مثل تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية والشحن والجيش والمسح والتتبع.
يتعلق الأمر بتقنية GPS ، وكتطبيق لنظام GPS هذا ، نقدم هنا مشروعًا لتوجيه المكفوفين كنظام تنقل صوتي.
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نظام الملاحة الصوتية للمكفوفين
يشير مصطلح العمى إلى الأشخاص الذين ليس لديهم رؤية على الإطلاق أو الأشخاص الذين لديهم رؤية أقل. يحصل معظم المكفوفين على دعم من الكلاب المرشدة للمشي. نقوم بشرح نظام تحديد المواقع العالمي ونظام الملاحة الصوتية للمكفوفين. في هذا يقوم المكفوفين بإصدار الأوامر ثم استقبال الاستجابة باستخدام الإشارات الصوتية يستخدم مستقبل GPS لتلقي قيم خطوط الطول والعرض بشكل مستمر. مع التقدم في التكنولوجيا ، أصبح استخدام التعرف على الصوت أسهل لإرسال الأوامر المتعلقة بالاتجاهات إلى المكفوفين. كتطبيق لتقنية GPS هذه ، يتم شرح أنظمة التنبيه الصوتية القائمة على GPS للمكفوفين عمليًا في الفقرات اللاحقة.
رسم تخطيطي لنظام الملاحة الصوتية للمكفوفين
مكونات الأجهزة والبرامج المستخدمة
تم بناء نظام الملاحة الأعمى هذا مع المكونات الرئيسية مثل متحكم دقيق وجهاز استقبال GPS ووحدة التعرف على الصوت ووحدة تشغيل الصوت ومكبر الصوت ومستشعر الموجات فوق الصوتية و وحدة امدادات الطاقة . دعونا نلقي نظرة تفصيلية على كل هذه المكونات.
متحكم
وحدة التحكم هذه من معالج ARM LPC2148 ، الذي يجمع بين متحكم دقيق وذاكرة فلاش عالية السرعة تتراوح من 32 إلى 512 كيلوبايت. يحتوي على ذاكرة برنامج فلاش على الرقاقة وذاكرة RAM ثابتة على الرقاقة. لديها 10 بت المحولات من A إلى D. ويدعم نقل USB 2.0 بأقصى سرعة. نظرًا للتكلفة المنخفضة واستهلاك الطاقة المنخفض وسهولة المعالجة ، فإن هذا المتحكم الدقيق موثوق به لهذا المشروع.
مستقبل GPS
نظام تحديد المواقع العالمي أو مستقبل GPS المستخدم في هذا المشروع هو GR87 الذي يستخدم إشارات البث القادمة من أقمار GPS الصناعية. يوفر موقعًا ثلاثي الأبعاد مثل قيم خطوط الطول والعرض والارتفاع من كل موقع في هذا العالم في جميع الظروف الجوية. الميزات الرئيسية لهذا المستقبل هي انخفاض استهلاك الطاقة ، وذاكرة SRAM بسعة 1 ميجابايت على الشريحة ، ووقت إعادة اكتساب 0.1 ثانية ، وأجهزة تخفيف متعددة المسارات.
وحدة التعرف على الصوت
تكتشف هذه الوحدة كلمة المستخدم المنطوقة من خلال ميكروفون. ستجري هذه الوحدة تحليل الكلام بعد أخذ إشارة الإدخال الصوتية. يتكون هذا النظام من مرحلتين كمرحلة تدريب والأخرى هي مرحلة التعرف. أثناء مرحلة التدريب ، يجب على المتحدث إعطاء إشارات الكلام لتدريب النظام وفي المرحلة الأخرى ، يجب على مكبر الصوت إعطاء أوامر الكلام التي تتوافق بشكل أكبر مع الإشارات المخزنة أثناء تخزينها أثناء مرحلة التدريب. يستخدم هذا المشروع IC HM2007 كوحدة تمييز.
وحدة تشغيل الصوت
إنه ذو أداء عالٍ AP89085 IC مُصنَّع بمعالج CMOS مع 2 ميجابايت EPROM. إنه سجل صوتي وردود IC يمكنه تخزين الرسالة حتى 85 ثانية. يتم الاحتفاظ بهذا الصوت المسجل حتى بعد إزالة مصدر الطاقة ويكون هذا الصوت المعاد عالي الجودة مع أدنى مستوى من الضوضاء.
أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
يستخدم هذا المستشعر لكشف العوائق على طريق المكفوفين في هذا المشروع. ينقل هذا المستشعر انفجارًا فوق صوتيًا ويعطي في المقابل نبضًا ناتجًا بناءً على الوقت المطلوب لعودة صدى الانفجار إلى أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية . بهذه الطريقة يعتمد على عرض نبض الصدى ، يمكن بسهولة اكتشاف هدف المسافة وقياسه.
وحدة مكبر الصوت
يستخدم مكبر الصوت لتوجيه الأشخاص المعاقين بصريًا للتنقل بينهم بناءً على الإشارات أو الصوت المسجل لوحدة تشغيل الصوت.
ماكس 232
لتوفير الاتصال بين مستقبل GPS ووحدة التحكم الدقيقة ، يتم استخدام MAX 232. هذه وحدة ربط بيانات ثنائية تسلسلية قياسية بين محطة البيانات ووحدة اتصال البيانات. يتم تحويل إشارات مستوى RS232 من مستقبل GPS إلى إشارات مستوى TTL الخاصة بالمتحكم الدقيق بواسطة هذه الوحدة.
مكونات البرنامج
أدوات البرمجيات مثل جزءا لا يتجزأ من C ، كايل IDE ، و Uc-Flash تستخدم في هذا المشروع لبرمجة المتحكم الدقيق.
عمل نظام الملاحة الصوتية
يتم تشغيل الدائرة بأكملها بمصدر طاقة تيار مستمر منظم كما هو موضح في مخطط الكتلة. جهاز استقبال GPS المستخدم في هذا المشروع قادر على استقبال إشارات من 65 قمراً صناعياً لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يتم نقل هذه الإشارات المستقبلة إلى معلومات الموقع والتوقيت الدقيقة التي يمكن قراءتها من منفذ RS232 لهذا المستقبل. ترسل بيانات خطوط الطول والعرض والارتفاع والتوقيت هذه إلى وحدة التحكم الدقيقة MAX232 إيك . تتم معالجة هذه القيم بشكل مستمر في وحدة التحكم الدقيقة.
عمل نظام الملاحة الصوتية
تتعرف وحدة التعرف على الصوت على الكلمات المنطوقة للمستخدم وترسل في المقابل تلك الإشارات إلى وحدة التحكم الدقيقة. يقارن الميكروكونترولر قيم الأماكن المنطوقة (خطوط الطول والعرض والارتفاع) بالإشارات الواردة من مستقبل GPS. بناءً على هذه المقارنة ، يقوم الميكروكونترولر بتشغيل وحدة تشغيل الصوت لتوفير التنقل الصوتي للمستخدم. يتم تخزين الأصوات المحددة مسبقًا في هذه الوحدة كأوامر تنقل للمكفوفين. يمكننا تخزين قيم الوجهة لكل صوت من الأوامر المنطوقة في وحدة التحكم الدقيقة للتعرف على الوجهات. يكتشف المستشعر بالموجات فوق الصوتية العائق في طريق الوصول إلى الوجهة ، بحيث يحصل عليها المتحكم الدقيق وينبه الأشخاص المعاقين بصريًا.
يتعلق الأمر بنظام تحديد المواقع العالمي أو نظام الملاحة الصوتي المعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للأشخاص المكفوفين. آمل أن يكون لديك فهم أفضل لنظام تحديد المواقع العالمي باستخدام هذا التطبيق العملي. علاوة على ذلك ، أي مساعدة لتنفيذ هذا المشروع أو أي مشروع آخر مشاريع الإلكترونيات ، خاصة لتوصيل مستقبل GPS وعملية التكوين الخاصة به ، يمكنك ترك تعليقاتك أدناه.
