XII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e VIII Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba

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SISTEMA DE RASTREAMENTO DE VEÍCULO DE TRANSPORTE PÚBLICO VIA SMS

Renato de Oliveira Nagy1, Diogo Vilela de Lima¹, Ricardo Ramalho de Campos

Ramos², José Ricardo Abalde Guede¹

1Universidade do Vale do Paraíba/FEAU, Av. Shishima Hifumi 2911

2Mectron/Técnico, Av. Brigadeiro Faria Lima 1399

Resumo – Esse artigo propõe um novo sistema de rastreamento de veículos de transporte publico. Setor este que ainda é um grande problema na maioria das cidades do Brasil e muitas pessoas dependem desse meio para se locomover. Poucas cidades dispõem aos usuários informações sobre os ônibus em tempo real. Desenvolveremos um projeto que utilize um sistema GPS que possibilite rastrear e obter informações de distância, tempo estimado de chegada e outros parâmetros de posicionamento global de veículo de transporte público e enviá-las através de SMS para um celular solicitante do serviço em tempo real, para que os usuários possam a qualquer hora e em qualquer lugar saber a exata localização do seu transporte publico, evitando atrasos e economizando tempo. Palavras-chave: Posicionamento global, Telefonia móvel, Transporte Urbano Área do Conhecimento: III- ENGENHARIAS Introdução

Segundo a Associação Nacional de Empresas de Transporte Urbano – NTU (NTU, 2006), no Brasil, os sistemas de transporte coletivo urbano atendem 59 milhões de passageiros diariamente, ou aproximadamente 60% dos deslocamentos mecanizados. Cerca de 90% desta demanda é atendida por via rodoviária, através de uma frota de aproximadamente 95.000 ônibus nas 437 cidades com mais de 60.000 habitantes. O setor movimenta cerca de 1% do PIB e emprega 500.000 pessoas.

No Brasil existem poucos sistemas de transportes urbanos que possibilita aos usuários saber a exata localidade do transporte ao qual deseja utilizar. No mês de maio deste ano, a cidade de São Paulo implantou um sistema de rastreamento de transporte urbano, através de painéis instalados em alguns pontos de ônibus onde é possível o usuário saber a localização de uma determinada linha de ônibus. Isso é possível devido ao sistema GPS (do acrônimo do inglês Global Positioning System) estar ativos em ônibus possuidores desse sistema.

Diversas cidades ao redor mundo também possuem um modelo de sistema de rastreamento de transporte público. Cidades como Berlin, que possui monitores em todos os pontos, estão ligados 24 horas mostrando a localização dos ônibus através de mapas da cidade. Esse método de rastreamento é o mais adequado pois utiliza interfaces gráficas, ficando mais fácil identificar a localização e melhor visualização da rota do transporte.

Nas cidades brasileiras, porém, devido ao alto custo de um sistema equivalente ao europeu, necessitaria de altos investimentos, principalmente com relação aos custos dos equipamentos eletrônicos. Outro fator que possibilitaria a inviabilidade se deve aos altos índices de vandalismo que se vem obtendo atualmente nos grandes centros urbanos. Devido a esses fatores, propomos a utilização de modelo a partir da telefonia móvel e implementar um modelo de monitoramento para o transporte público.

No mês de abril deste ano, o Brasil registrou um crescimento de 1,24% do numero de novas habilitações de telefonia móvel em comparação com o mesmo período em 2007, totalizando 127 milhões de linhas telefônicas móveis (ANATEL, 2008). Estes dados mostram que, de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 69% da população brasileira está em contato direto com a tecnologia móvel (IBGE, 2007). Esse recurso possibilita abranger grande parte da população brasileira quanto ao uso do sistema por meio de celulares.

O enfoque do projeto é desenvolver um sistema que possibilite ao usuário de transporte urbano receber informações das linhas de transporte público disponíveis na cidade através do telefone celular. As informações serão recebidas via SMS (Short Message Service, DE SOUZA e RIBEIRO, 2003), e possibilitará aos usuários saber o tempo de chegada e a distância de um determinado ônibus até o ponto em que o usuário solicitante do serviço se encontra.

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O sistema foi elaborado para funcionar com o uso de um módulo GPS, um módulo GPRS/GSM que receba e envie SMS e um microcontrolador.

O uso do GPS vem se tornando muito popular, sendo utilizado em diversos segmentos como em localização pessoal, localização de veículos furtados, em transportes de navegação e na também na aviação.

Figura 1 – Esquema ilustrativo do projeto

Metodologia

As informações desejadas são obtida de

velocidade, posicionamento global e hora que são fornecidas pelo módulo GPS, e servem para base de cálculos e para informar aos usuários de transporte urbano qual a distância e o tempo de chegada de um determinado ônibus ao um ponto requisitado pelo usuário .

O desenvolvimento do projeto é fundamentado em um ônibus e em sua rota. É necessário a criação de um banco de dado baseada na rota do ônibus contendo informações de latitude e longitude de cada ponto de parada que está programada para um ônibus realizar.

O módulo GPS tem o papel de enviar para o microcontrolador os parâmetros de localização em coordenadas geodésicas, referentes ao sistema WGS84 (DEPT. OF LAND AFFAIRS, 2008) como latitude, longitude e velocidade, utilizando o protocolo NMEA 183 (DEPRIEST, 2008) via interface RS-232 (STRANGIO, 2006). O microcontrolador através de seu código firmware faz a interação entre o módulo GPS e o módulo GPRS/GSM e também tem a função de processar os dados de cálculos de distância e tempo de chegada conforme os parâmetros recebidos pelo módulo GPS. A função do módulo GPRS/GSM é receber o SMS de um usuário solicitante do serviço e também a de enviar as informações processadas pelo microcontrolador como resposta ao usuário.

A ativação do sistema é dada através do SMS enviado pelo usuário contendo no corpo da mensagem o número da linha do transporte público juntamente com o ponto de ônibus que o usuário gostaria de receber a informação. Após alguns minutos o usuário receberá a informação

de distância e tempo de chegada ao ponto solicitado pelo usuário.

Ao iniciar o projeto, decidiu-se por simular os módulo, separadamente. Optou-se então fazer uso do ambiente de desenvolvimento gráfico LabVIEW® 8.5 (National Instruments) para realizar tais testes com os módulos GPS e GPRS/GSM.

Para o primeiro teste para verificação, realizado com o módulo GPS, conectou-se ao cabo de comunicação do módulo à porta serial COM1 de um PC e sendo alimentação através da porta USB (cuja alimentação é de 5V). O objetivo deste teste é se a verificação das informações de longitude, latitude, hora e data universal, velocidade e número de satélites identificados pelo módulo estavam corretas. A verificação se deu através de uma lógica que permitisse a obtenção dessas informações através dos protocolos NMEA 183. Ao final da verificação obtivemos êxito recebendo todas a informações esperadas deste módulo.

Figura 2 – Tela do aplicativo para teste do módulo GPS desenvolvido em ambiente LabVIEW 8.5

O segundo teste realizado com o módulo

GPRS/GSM foi definido através de uma lógica que permitisse que o módulo recebesse um SMS contendo em seu corpo de texto um cálculo somatório entre de 2 números, por exemplo “2+2=“, provenientes de um celular qualquer, e posteriormente o resultado seriam enviados para o mesmo número de celular que solicitou a operação de soma. A comunicação entre o PC e o módulo GPRS/GSM foi realizada através dos protocolos de comunicação pertencentes ao dispositivo, cabo de comunicação RS-232 e alimentação através de uma fonte de 12V. Após verificar o envio e recebimento de SMS através módulo GPS constatou-se a correta comunicação com o dispositivo.

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O dispositivo em desenvolvimento deve estar localizado dentro do ônibus para que o módulo GPS receba as informações de localização dos satélites que compões todo o sistema GPS. Após o recebimento de um SMS de um telefone celular qualquer, o módulo GPRS/GSM informa ao microcontrolador através do SMS recebido qual é a linha e ponto de ônibus que estão identificados no corpo da mensagem. O microcontrolador então consulta o banco de dados, obtém os parâmetros de posição (latitude e longitude), tempo (horário universal) e velocidade (parâmetros que serão fornecidos pelo módulo GPS) e realiza os cálculos necessários para obtenção das informações de distância (km) e tempo de chegada (hh:mm:ss). Neste momento então é feita uma comparação das coordenadas de localização do ponto que o usuário solicitou com as coordenadas localização do ônibus em tempo real. Por fim, o módulo GPRS/GSM envia um SMS ao usuário que solicitou o serviço contendo as informações do ônibus desejado.

O banco de dados dos pontos de ônibus fornecerá os dados de posicionamento global (latitude, longitude e altitude) de cada ponto da rota a ser percorrida, servindo de parâmetro para calcular a distância do ônibus até o ponto em que o usuário se encontra. Este banco de dados servirá como guia para que o sistema não forneça ao usuário a distância mais curta do ônibus até o ponto de ônibus e sim, a distância real do trajeto.

São utilizados os seguintes componentes para confecção do projeto: PIC18F4520, módulo GPS, módulo GPRS/GSM, capacitores, cristal, placa de circuito impresso, resistores, memória EEPROM, conversores MAX232 e fonte de alimentação 12V. Resultados

O sistema é projetado para facilitar a vida dos usuários de transporte urbano, fazendo com de sua própria residência ele possa descobrir onde se encontra a linha de ônibus que deseja utilizar através do simples envio de um SMS de seu celular, fazendo com que o usuário não se atrase e se programe melhor sem sair as pressas de casa. Toda a população da cidade poderá usufruir desse sistema.

O aspecto físico do projeto é leve, resistente e compacto, com alta precisão nas informações e de fácil manutenção, assim não ocorrerão defeitos devido a trepidação dos ônibus, evitando manutenções repetitivas e não causando transtornos aos usuários, não deixando ficarem sem utilizar do sistema em nenhuma momento. O sistema tem baixo custo e rentável para as empresas de transporte público comparados aos demais existentes.

O sistema fornece ao destinatário informações claras, para que o usuário saiba a posição do

ônibus, para que não lhe cause atraso. Qualquer celular que possua tecnologia SMS poderá receber essas informações. Discussão

Optamos pelo uso do GPS no sistema de

transporte público quando descobrimos a precariedade do sistema de transporte urbano no Brasil e a quantidade de pessoas que utilizam desse transporte diariamente. Pesquisamos sobre como poderíamos facilitar a vida dos usuários de transporte público e optamos pelo uso do celular, então, os dois módulos que compõe nosso projeto foram adquiridos o módulo GPS e o módulo GSM. Optamos pelos dois módulos pois eram compactos, leves, precisos e que atendiam as necessidades do projeto de receber informações do satélite (coordenadas geográficas, velocidade e hora) e repassar via SMS, e sendo assim, adquirimos os módulos do mesmo fabricante e realmente atenderam nossas expectativas.

O foco desse projeto é auxiliar todas as pessoas que utilizam transporte publico, fazendo com que a pessoa não perca ônibus, ou não se atrase em compromissos e se programe com antecedência. Com a atuação do serviço ela poderá saber onde o ônibus está e quanto tempo levará para chegar ao seu ponto.

Durante o início do desenvolvimento do projeto, deparamos com algumas dificuldades relacionadas à definição do banco de dados que iriam nos servir de referência, para ser possível traçar o exato percurso do ônibus, então foi preciso pegar o maior número de coordenadas geográficas durante o trajeto. Outra dificuldade foi programar o banco de dados para realizar os cálculos necessários para obtermos as informações em tempo utilizando as coordenadas geográficas. Conclusão

O conhecimento adquirido durante as pesquisas, desenvolvimento e execução do projeto nos tem agregado grande valor. Estudos relacionados a posicionamento global de satélites, funcionamento de transmissão e recepção de sinais GPS, projetos já existentes no mercado, projetos que estão sendo desenvolvidos nesta mesma linha de pesquisa, nos tem permitido aumentar nosso conhecimento e nos tem auxiliado perante uma definição de maior objetividade ao projeto, para que assim possamos criar um novo sistema de rastreamento preciso, com maior facilidade e maior abrangência entre os usuários de transporte público.

No futuro poderemos implementar ainda mais ao projeto. A idéia de criar um modelo de servidor que armazenaria um banco de dados inteligente e

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que forneceria dados ainda mais precisos aos usuários, possibilitaria um maior poder de utilização do sistema e em maior escala. Esse servidor permaneceria localizado em uma central interligada 24 horas e estariam à disposição de todas as linhas de ônibus cadastradas no sistema e teria, através do sistema que desenvolvemos, a interação ao sistema de transporte, assim quando solicitado. A existência de um servidor central permite maior dinamismo ao sistema, o tornando ainda mais ágil, mais preciso e maior poder de processamento.

Referências - NTU (Associação Nacional das Empresas de Transportes Urbanos). Pesquisa Mobilidade da População Urbana realizada em agosto de 2006. Disponível em: http://www.ntu.org.br/publicacoes/ Rel_Mobilidade2006.pdf. Acesso em 11 mai. 2008. - ANATEL, Agência Nacional de Telecomunicações. Disponível em: http://www.anatel.gov.br/Portal/exibirPortalNoticias.do?acao=carregaNoticia&codigo=16063. Acesso em 26 abr. 2008. - IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. A base de cálculo de porcentagem corresponde a razão entre o numero de habitantes indicados nas pesquisas realizadas em 2007 pelo instituto (183.987.291 de habitantes em todo o território nacional) e o número de habilitações concedidas pela ANATEL para telefonia móvel. ftp://ftp.ibge.gov.br/Contagem_da_Populacao_2007/Populacao.zip. Acesso em 26 abr. 2008. - DE SOUZA, CRISTIANO F. e RIBEIRO, RAFAEL O., Mensagens Multimídia – do SMS ao MMS. 2003. 26f. Dissertação (Graduação em Engenharia de Telecomunicações) – Departamento de Engenharia de Telecomunicações, Universidade Federal Fluminense - UFF, 2003. - DEPT. OF LAND AFFAIRS, REPUBLIC OF SOUTH AFRICA. World Geodetic System 1984 (WGS84). Disponível em: http://w3sli.wcape.gov. za/Surveys/Mapping/wgs84.htm Acesso em 15 mar. 2008. - STRANGIO, CHRISTOPHER E., The RS232 Standartd – A tutorial with signal names and definitions, 2006, Disponível em: http:// www.camiresearch.com/Data_Com_Basics/RS232_standard.html. Acesso em 28 mar. 2008

- DEPRIEST, DALE., Navigation and GPS Articles. Disponível em: http://www.gpsinformation. org/dale/nmea.htm. Acesso em 29 mar. 2008.