Rastreador vehicular GPRS/GPS con interfaz para tacógrafo

Desarrollo de un rastreador vehicular con tacógrafo

Este rastreador vehicular empezó a desarrollarse a comienzos de los años 2000, cuando buscaron a ECK para crear un sistema de rastreo destinado principalmente a camiones y vehículos comerciales.

El cliente tenía mucha experiencia en el desarrollo de tacógrafos, pero todavía no dominaba la tecnología necesaria para desarrollar un rastreador completo. Por eso, la participación de ECK incluyó no solo el desarrollo del producto, sino también el soporte y la capacitación del equipo de ingeniería del cliente.

El proyecto evolucionó a lo largo de distintas generaciones de hardware y firmware.

Primera generación: MSP430, GPS y GPRS

La primera versión usaba un microcontrolador MSP430, elegido principalmente por su bajo consumo de energía, junto con un módem celular y un receptor GPS.

El firmware embebido se desarrolló en ANSI C, lo que permitió mantener una arquitectura relativamente independiente del microcontrolador usado.

La comunicación con los servidores usaba UDP, con mecanismos de compresión para reducir el volumen de datos transmitidos por la red celular.

El sistema implementaba funciones como almacenamiento y recuperación de historial, posicionamiento GPS y geocerca.

Escalabilidad de la comunicación

Uno de los desafíos apareció cuando el sistema empezó a operar con una cantidad mucho mayor de rastreadores.

El lote piloto llegó a cerca de mil equipos, lo que generó una carga de comunicación que la infraestructura disponible al principio no podía procesar bien cuando muchos dispositivos intentaban transmitir al mismo tiempo.

Fue necesario desarrollar en el propio sistema embebido una estrategia para distribuir esas conexiones.

Los rastreadores obtenían en forma dinámica las direcciones disponibles y usaban cuatro servidores/IP, repartiendo los equipos entre ellos. La identificación del equipo permitía determinar a qué servidor debía enviar sus datos cada rastreador.

Esa arquitectura redujo la concentración de conexiones en un único punto y permitió que la infraestructura evolucionara para soportar una flota mayor de equipos.

Segunda generación: migración del MSP430 a Freescale

En la siguiente evolución del producto, el hardware se migró del MSP430 a un microcontrolador de Freescale.

El nuevo procesador permitía alcanzar niveles similares de consumo con un costo más competitivo en ese momento.

Como el firmware estaba estructurado en ANSI C, la migración pudo hacerse preservando gran parte de la arquitectura y del código desarrollado antes.

Esa etapa mostró una ventaja importante de separar bien la lógica de la aplicación de las particularidades del hardware.

Tercera generación: integración con el tacógrafo

La siguiente evolución integró al rastreador los datos provenientes del tacógrafo.

La propuesta pasó a combinar en un solo sistema información de posicionamiento, comunicación celular y datos operativos del vehículo.

Surgió, sin embargo, una limitación de hardware: el microcontrolador tenía solo dos interfaces seriales disponibles. Una ya estaba destinada al módem GPRS y la otra al receptor GPS.

La comunicación con el tacógrafo exigía una tercera interfaz.

La solución fue implementar una UART por software, lo que permitió agregar la comunicación necesaria sin cambiar el procesador ni modificar por completo la arquitectura electrónica existente.

Ingeniería y transferencia de tecnología

El trabajo de ECK no terminó con el desarrollo del equipo.

El cliente tenía un equipo de ingeniería propio y quería hacerse cargo de las futuras evoluciones del producto. Por eso, una parte importante del proyecto se dedicó a la transferencia de conocimiento.

Se hicieron capacitaciones y discusiones técnicas sobre desarrollo de firmware, organización del código, documentación, comentarios, control de historial y metodología de desarrollo.

Así, el proyecto dejó como resultado no solo un producto, sino también un equipo preparado para continuar su evolución.

Resultado

El rastreador pasó por distintas generaciones: empezó como un sistema GPS/GPRS de bajo consumo, recibió una nueva plataforma de procesamiento, hizo evolucionar su infraestructura de comunicación para atender a más equipos y finalmente incorporó la interfaz con el tacógrafo.

El proyecto es un ejemplo de cómo ECK puede actuar en distintos niveles de un desarrollo: hardware, firmware embebido, protocolos de comunicación, integración entre equipos, análisis de arquitectura y capacitación de la ingeniería del cliente. Vea también otros proyectos de ingeniería electrónica desarrollados por ECK.