تطوير لوحة GPS مخصصة من التصميم إلى الإنتاج الكمي

بالنسبة إلى شركات تصنيع أجهزة تتبع GPS ومقدمي حلول إنترنت الأشياء ومصنعي المعدات الصناعية، فإن أجهزة GPS القياسية لا تستطيع دائماً تلبية جميع متطلبات المشاريع.

فقد تختلف المتطلبات من حيث حجم اللوحة، عمر البطارية، طريقة الاتصال، الواجهات، مقاومة الماء، دقة تحديد الموقع والتكلفة.

ولهذا السبب تبحث العديد من الشركات عن حلول Custom GPS PCB.

ولا يعني تطوير لوحة GPS مخصصة مجرد تركيب وحدة GNSS ووحدة 4G وبطارية على لوحة واحدة، بل يتطلب تطويراً متكاملاً يشمل:

GNSS + الاتصالات + إدارة الطاقة + RF + الهوائي + Firmware + Server + التصميم الميكانيكي

ما هي Custom GPS PCB؟

هي لوحة إلكترونية يتم تصميمها خصيصاً حسب متطلبات منتج التتبع.

يمكن تخصيص:

• 
  حجم PCB
  
• 
  شكل اللوحة
  
• 
  GPS/GNSS
  
• 
  4G LTE / Cat.1 / LTE-M / NB-IoT
  
• 
  LoRa / LoRaWAN
  
• 
  Wi-Fi
  
• 
  Bluetooth
  
• 
  SIM/eSIM
  
• 
  البطارية
  
• 
  دائرة الشحن
  
• 
  زر SOS
  
• 
  ACC
  
• 
  RS232 / RS485 / UART
  
• 
  GPIO
  
• 
  Relay
  
• 
  أجهزة الاستشعار
  
• 
  هوائي GNSS
  
• 
  OTA
  
• 
  بروتوكول الاتصال
  
• 
  Firmware
  

لماذا تحتاج الشركات إلى لوحة GPS مخصصة؟

الحجم

يختلف تصميم جهاز GPS للسيارات عن شارة GPS للموظفين أو طوق GPS للماشية.

يمكن مثلاً تصميم لوحة بحجم:

45 × 35 mm

أو لوحة طويلة وضيقة لتناسب طوق الحيوانات.

عمر البطارية

يمكن أن تكون متطلبات الإرسال:

• 
  كل 10 ثوانٍ
  
• 
  كل 5 دقائق
  
• 
  النوم عند عدم الحركة
  
• 
  الاستيقاظ عند اكتشاف الحركة
  
• 
  الإرسال عدة مرات فقط يومياً
  
• 
  العمل لأشهر طويلة
  

ومن خلال تصميم Custom GPS PCB يمكن تحسين استهلاك MCU وGNSS و4G وLoRa وأجهزة الاستشعار.

تصميم GNSS

يمكن دعم:

• 
  GPS
  
• 
  BeiDou
  
• 
  GLONASS
  
• 
  Galileo
  
• 
  QZSS
  

للمنتجات العالمية يفضل استخدام:

GPS + BeiDou + GLONASS + Galileo

تصميم الهوائي

تصميم هوائي GNSS من أهم أجزاء المشروع.

قد تؤدي المشاكل التالية إلى ضعف تحديد الموقع:

• 
  قرب هوائي LTE من هوائي GNSS
  
• 
  وضع البطارية تحت الهوائي
  
• 
  تصميم Ground غير مناسب
  
• 
  مسار RF غير صحيح
  
• 
  تأثير الغلاف الخارجي
  

وقد ينتج عن ذلك:

• 
  بطء تحديد الموقع
  
• 
  GPS drift
  
• 
  عدد أقمار صناعية قليل
  
• 
  انخفاض الدقة
  
• 
  فقدان الإشارة
  

اتصالات 4G

تستخدم أجهزة GPS الحديثة عادة:

• 
  4G Cat.1
  
• 
  LTE Cat.1 bis
  
• 
  LTE-M
  
• 
  NB-IoT
  

وقد يتطلب الجهاز العالمي نطاقات مثل:

B1 / B2 / B3 / B4 / B5 / B7 / B8 / B20 / B28 / B66

ويجب اختيار الوحدة حسب الدولة وشبكات الاتصالات.

LoRa GPS PCB

للمزارع والمصانع والمناجم يمكن استخدام:

GPS Device → LoRa/LoRaWAN → LoRa Gateway → Server

ومن تطبيقاته:

• 
  أطواق GPS للأبقار
  
• 
  أطواق GPS للأغنام
  
• 
  شارات تتبع الموظفين
  
• 
  تتبع الأصول
  
• 
  تتبع معدات المزارع
  

ويمكن دعم:

EU868، US915، AU915، AS923، IN865، RU864، CN470.

إدارة الطاقة

قد يحتاج مودم 4G إلى تيار لحظي مرتفع أثناء الإرسال.

إذا لم يتم تصميم الطاقة بشكل صحيح، فقد يحدث:

• 
  إعادة تشغيل 4G
  
• 
  انقطاع SIM
  
• 
  فشل GNSS
  
• 
  Reset للـ MCU
  
• 
  إيقاف تشغيل الجهاز
  

لذلك يجب حساب Peak Current وليس فقط متوسط الاستهلاك.

التصميم منخفض استهلاك الطاقة

يمكن استخدام حالات:

Active → Idle → Sleep → Deep Sleep

ويتحكم Firmware في GPS و4G وLoRa وأجهزة الاستشعار حسب حالة الجهاز.

الواجهات

يمكن إضافة:

• 
  UART
  
• 
  RS232
  
• 
  RS485
  
• 
  CAN
  
• 
  GPIO
  
• 
  ADC
  
• 
  I2C
  
• 
  SPI
  
• 
  ACC
  
• 
  SOS
  
• 
  Relay
  
• 
  مراقبة الوقود
  

مراحل تطوير Custom GPS PCB

المراحل الشائعة هي:

تحليل المتطلبات → تصميم النظام → Schematic → PCB Layout → Prototype → RF Test → Firmware → Server Integration → Reliability Test → Mass Production

ويفضل قبل الإنتاج الكمي المرور بمراحل:

EVT → DVT → PVT → Mass Production

Custom GPS PCB Manufacturer China

يمكن لشركة Shenzhen Jinshengchang Technology توفير حلول OEM/ODM لأجهزة GPS وIoT، ومنها:

• 
  تصميم GPS PCB
  
• 
  تطوير GNSS
  
• 
  تطوير 4G GPS
  
• 
  تطوير LoRa GPS
  
• 
  LoRaWAN
  
• 
  حلول منخفضة استهلاك الطاقة
  
• 
  تصميم RF
  
• 
  تحسين الهوائي
  
• 
  تطوير Firmware
  
• 
  بروتوكولات مخصصة
  
• 
  ربط منصات GPS
  
• 
  APP/API
  
• 
  تصنيع PCBA
  
• 
  تطوير الهيكل الخارجي
  
• 
  تصنيع النماذج الأولية
  
• 
  الإنتاج الكمي
  

وتناسب هذه الحلول أجهزة GPS للسيارات والموظفين والماشية والحيوانات الأليفة والأصول والحاويات وغيرها من أجهزة IoT.