DATN_Dieu Khien Thiet Bi Tu Xa Bang Dtdd Dung Sms

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

----- -----

BỘ MÔN : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI :

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG

ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG DÙNG SMS

GVHD : PGS.TS Trần Thu Hà

SVTH : Phan Hiếu Nhân 06117049

Hà Thị Thu Hòa 06117026

TP.HCM, Tháng 1 năm 2011

Phần A

GIỚI THIỆU

Đồ án tốt nghiệp trang ii

Giới thiệu “Ngôi nhà thông minh” là một cụm từ không còn xa lạ đối với nền công

nghệ phát triển hiện nay. Lúc đầu, ý tưởng được thực hiện nhờ vào tia hồng

ngoại để điều khiển từ xa, nhưng khoảng cách bị hạn chế. Về sau, nhiều nghiên

cứu nhằm cải tiến khoảng cách điều khiển mang lại nhiều thành công và có ý

nghĩa thực tiễn như điều khiển thông qua đường dây điện, đường dây điện

thoại…Khi công nghệ wireless phát triển, người ta lại nghĩ đến điều khiển qua

mạng không dây_điều khiển từ xa dùng máy tính ra đời. Không dừng lại ở đó,

khi mà các mạng điện thoại đang cạnh tranh gay gắt, chiếc điện thoại trở nên vật

dùng không thể thiếu của mỗi cá nhân, người ta lại nghĩ về một chiếc điện thoại

tích hợp khả năng điều khiển từ xa.

Đi cùng xu hướng phát triển đó, nhóm thực hiện đã chọn đề tài: “Thiết kế và

thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS”.

Với đề tài này, nhóm muốn sử dụng điện thoại di động điều khiển thiết bị điện

dân dụng, dùng Module Sim300CZ trên nền mạng GSM để thu SMS điều

khiển.

Nhóm hi vọng với đề tài này sẽ làm cơ sở nghiên cứu cho các nhóm khác sau

này có thể mở rộng, phát triển hơn nữa.

Đồ án tốt nghiệp trang iii

Lời cảm ơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ

Thuật đã tận tình dạy dỗ trong suốt những năm qua. Trong đó phải kể đến quý

thầy cô trong Khoa Điện – Điện Tử đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ

án tốt nghiệp này.

Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn T.S Trần Thu

Hà đã tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình lựa chọn đề tài và hỗ trợ chúng

em trong quá trình thực hiện đề tài.

Bên cạnh đó, nhóm thực hiện cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên viễn thông

đã đóng góp ý kiến cho nhóm thực hiện đề tài đạt hiệu quả hơn.

Với thời gian thực hiện đề tài ngắn, kiến thức còn hạn hẹp, dù nhóm đã rất

cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi những sai sót, nhóm rất mong nhận được

lời chỉ dẫn thêm của quý thầy cô và bạn bè.

TPHCM, ngày…tháng…năm 2010

Sinh viên thực hiện

Phan Hiếu Nhân

Hà Thị Thu Hòa

Đồ án tốt nghiệp trang iv

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

Họ và tên sinh viên: Phan Hiếu Nhân MSSV: 06117049

Hà Thị Thu Hòa MSSV: 06117026

Ngành: Công Nghệ Điện Tử-Viễn Thông

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG DÙNG SMS

1) Cơ sở ban đầu:

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

3) Các bản vẽ:

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

4) Giáo viên hướng dẫn:

5) Ngày giao nhiệm vụ:

6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Giáo viên hướng dẫn Ngày ...... tháng ...... năm 2011

Chủ nhiệm bộ môn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC

Đồ án tốt nghiệp trang v

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

Tp HCM, ngày ...... tháng ...... năm 2011

Giáo viên hướng dẫn

Đồ án tốt nghiệp trang vi

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

..........................................................................................................................

Tp HCM, ngày ...... tháng ...... năm 2011

Giáo viên phản biện

Đồ án tốt nghiệp trang vii

Lời nói đầu Ngành viễn thông đang đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế của mỗi

quốc gia, nó giúp con người tiến gần hơn với nền khoa học kỹ thuật đang phát

triển như vũ bão của nhân loại hiện nay. Hệ thống truyền thông đã không ngừng

phát triển từ cố định sang di động. Con người có thể liên lạc với nhau dù ở bất

cứ nơi đâu.

Dựa vào đặt tính truyền tin xa và vận dụng đặt tính này, nhóm đã chọn đề

tài: “Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di

động dùng SMS”, nhằm cải tiến khoảng cách điều khiển trong công nghệ ngôi

nhà thông minh hiện nay. Đề tài tuy còn đơn giản, thiết bị điều khiển không

nhiều, nhưng nhóm mong đây sẽ là tài liệu bổ ích cho những ai quan tâm và

mong muốn phát triển theo công nghệ điều khiển này.

Nhóm cũng rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô, các bạn sinh

viên để cùng nhau có kiến thức sâu hơn và có kinh nghiệm tốt hơn trong việc thi

công phần cứng cho một mô hình điều khiển hoàn chỉnh.

Nhóm sinh viên thực hiện

Phan Hiếu Nhân

Hà Thị Thu Hòa

Đồ án tốt nghiệp trang viii

MỤC LỤC

PHẦN A : GIỚI THIỆU ....................................................................................................... i

Lời cảm ơn ........................................................................................................................iii

Quyết định giao đề tài ...................................................................................................... iv

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ................................................................................. iv

Nhận xét của giáo viên phản biện .................................................................................. vi

Lời nói đầu .......................................................................................................................vii

Mục lục ........................................................................................................................... viii

Liệt kê hình ......................................................................................................................xii

Liệt kê bảng.....................................................................................................................xiv

PHẦN B : NỘI DUNG ......................................................................................................... 1

Chương 1: Dẫn nhập ............................................................................................................... 2

1.1 Giới thiệu đề tài................................................................................................................. 2

1.2 Ý nghĩa khoa học của đề tài ............................................................................................ 3

1.3 Mục đích nghiên cứu ........................................................................................................ 3

Chương 2: Cơ sở lý luận......................................................................................................... 5

2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước.......................................................... 5

2.1.1 Ngoài nước ............................................................................................................... 5

2.1.2 Trong nước ............................................................................................................... 6

2.2 Ý tưởng thiết kế................................................................................................................. 8

2.3 Đề cương nghiên cứu chi tiết .......................................................................................... 8

2.4 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 8

2.5 Phương tiện nghiên cứu ................................................................................................... 8

Chƣơng 3: Lý thuyết liên quan .......................................................................................... 9

3.1 Tổng quan về công nghệ GSM........................................................................................ 9

3.1.1 Giới thiệu về công nghệ GSM ............................................................................... 9

3.1.2 Đặc điểm của công nghệ GSM .............................................................................. 9

3.1.3 Cấu trúc của mạng GSM....................................................................................... 10

3.1.3.1 Cấu trúc tổng quát ........................................................................................... 10

3.1.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM ................................................. 10

3.1.4 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam ................................................ 11

Đồ án tốt nghiệp trang ix

3.2 Tổng quan về SMS ......................................................................................................... 12

3.2.1 Giới thiệu về SMS ................................................................................................. 12

3.2.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS .................................................................................. 12

3.2.3 Ưu điểm của SMS ................................................................................................. 13

3.2.4 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài .............................................................. 13

3.2.5 SMS center/SMSC ................................................................................................ 13

3.2.6 SMS quốc tế ........................................................................................................... 14

3.2.7 SMS gateway ......................................................................................................... 14

3.3 Giới thiệu Module Sim300CZ....................................................................................... 15

3.3.1 Đặc điểm của Module Sim300CZ ....................................................................... 15

3.3.2 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân .................................................... 17

3.3.3 Các chế độ hoạt động của Module Sim300CZ .................................................. 23

3.3.4 Tập lệnh AT của module Sim 300CZ ................................................................. 23

3.3.4.1 Các thuật ngữ ................................................................................................... 23

3.3.4.2 Cú pháp lệnh AT.............................................................................................. 23

3.3.4.5 Đọc tin nhắn ..................................................................................................... 33

3.3.4.6 Gửi tin nhắn ...................................................................................................... 34

3.4 Giới thiệu vi điều khiển 89C52 ..................................................................................... 35

3.4.1 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C52 .......................................................................... 36

3.4.2 Tổ chức bộ nhớ trong vi điều khiển 89C52........................................................ 38

3.4.3 Hoạt động truyền dữ liệu của vi điều khiển 89C52.......................................... 39

3.4.3.1 Giới thiệu .......................................................................................................... 39

3.4.3.2 Thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu nối tiếp ............................................... 41

3.4.3.3 Các kiểu truyền dữ liệu nối tiếp ..................................................................... 42

3.4.4 Tập lệnh của vi điều khiển 89C52 ....................................................................... 43

3.4.5 Nguồn cung cấp ..................................................................................................... 43

3.4.6 Mạch dao động....................................................................................................... 44

Chƣơng 4: Thiết kế và thi công ........................................................................................ 45

4.1 Phương án thiết kế .......................................................................................................... 45

4.2 Sơ đồ khối ........................................................................................................................ 46

4.2.1 Chức năng từng khối ............................................................................................. 46

Đồ án tốt nghiệp trang x

4.2.2 Nguyên lý hoạt động ............................................................................................. 47

4.3 Thiết kế và thi công phần cứng ..................................................................................... 49

4.3.1 Sơ đồ nguyên lý và tính toán................................................................................ 49

4.3.1.1 Module Sim300CZ .......................................................................................... 49

4.3.1.2 Khối giao tiếp ................................................................................................... 50

4.3.1.3 Khối nguồn ....................................................................................................... 51

4.3.1.4 Khối vi điều khiển ........................................................................................... 52

4.3.1.5 Khối công suất ................................................................................................. 52

4.3.1.6 Khối hiển thị LCD ........................................................................................... 55

4.3.2 Mạch Layout .......................................................................................................... 56

4.3.2.1 Module Sim300CZ, khối nguồn, khối giao tiếp .......................................... 56


4.3.2.3 Khối công suất ................................................................................................ 56

4.3.2.4 Khối hiển thị LCD .......................................................................................... 56

4.3.3 Mạch thực tế ........................................................................................................... 57

4.3.3.1 Module Sim300CZ, khối nguồn, khối giao tiếp .......................................... 57


4.3.3.3 Khối công suất ................................................................................................. 57

4.3.3.4 Khối hiển thị LCD ........................................................................................... 58

4.4 Thiết kế và thi công phần mềm ..................................................................................... 59

4.4.1 Ý tưởng chương trình ............................................................................................ 59

4.4.2 Lưu đồ chương trình chính ................................................................................... 59

4.4.3 Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn .................................................................... 60

4.4.4 Lưu đồ chương trình điều khiển thiết bị ............................................................. 60

4.4.5 Lưu đồ chương trình nhận dữ liệu ....................................................................... 61

4.4.6 Lưu đồ chương trình gửi dữ liệu.......................................................................... 62

4.4.7 Lưu đồ chương trình lấy địa chỉ .......................................................................... 62

4.4.8 Lưu đồ chương trình điều khiển thiết bị ............................................................. 63

4.4.9 Lưu đồ chương trình kiểm tra thiết bị ................................................................. 63

4.4.10 Lưu đồ chương trình gửi tin nhắn ..................................................................... 64

4.4.11 Khởi tạo cho module SIM300CZ ...................................................................... 64

Đồ án tốt nghiệp trang xi

Chƣơng 5: Kết luận và hƣớng phát triển đề tài ........................................................... 66

5.1 Kết quả thực hiện ............................................................................................................ 66

5.2 Mô tả hệ thống................................................................................................................. 66

5.3 Ưu điểm và khuyết điểm của hệ thống......................................................................... 67

5.4 Khả năng ứng dụng thực tế của đề tài .......................................................................... 68

5.5 Hướng phát triển ............................................................................................................. 68

PHẦN C : PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................. 69

Phụ lục I: Mã nguồn chương trình ...................................................................................... 70

Phụ lục II: Hướng dẫn sử dụng sản phẩm .......................................................................... 81

Tài liệu tham khảo................................................................................................................. 82

Đồ án tốt nghiệp trang xii

LIỆT KÊ HÌNH

Chương 2

Hình 2.1 : Điện thoại tích hợp chức năng điều khiển ô tô ---------------------------- 5

Hình 2.2 : Mô hình điều khiển thiết bị qua SMS --------------------------------------- 6

Hình 2.3 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển qua máy tính ------------------------------ 7

Chương 3

Hình 3.1 : Cấu trúc của mạng GSM ---------------------------------------------------10

Hình 3.2 : Các thành phần mạng GSM -----------------------------------------------11

Hình 3.3 : Cấu trúc của một tin nhắn SMS --------------------------------------------12

Hình 3.4 : SMS gateway-----------------------------------------------------------------14

Hình 3.5 : Module Sim300CZ ----------------------------------------------------------15

Hình 3.6 : Sơ đồ chân của module SIM 300CZ ---------------------------------------17

Hình 3.7 : Khởi tạo cấu hình mặc định SIM 300CZ ----------------------------------31

Hình 3.8 : Đọc tin nhắn từ 2 vùng nhớ 1 và 2 trên SIM------------------------------33

Hình 3.9 : Gửi tin nhắn -----------------------------------------------------------------34

Hình 3.10: Sơ đồ chân 89C52 ----------------------------------------------------------36

Hình 3.11 : Bộ nhớ của vi điều khiển 89C52------------------------------------------39

Hình 3.12 : Sơ đồ hệ thống truyền dữ liệu---------------------------------------------40

Hình 3.13 : Cấu trúc thanh ghi SCON -------------------------------------------------41

Hình 3.14 : thạch anh -------------------------------------------------------------------44

Chương 4

Hình 4.1 : Sơ đồ khối hệ thống ---------------------------------------------------------46

Hình 4.2 : Sơ đồ capture Module Sim300CZ------------------------------------------49

Hình 4.3 : Sơ đồ kết nối truyền dữ liệu ------------------------------------------------50

Hình 4.4 : Sơ đồ capture khối giao tiếp -----------------------------------------------50

Hình 4.5 : Sơ đồ capture khối nguồn --------------------------------------------------51

Hình 4.5 : Sơ đồ capture khối vi điều khiển -------------------------------------------52

Hình 4.6 : Triac --------------------------------------------------------------------------53

Hình 4.7 : Sơ đồ capture khối công suất ----------------------------------------------54

Hình 4.8 : Sơ đồ capture khối hiển thị LCD-------------------------------------------55

Hình 4.9: Sơ đồ layout Module Sim300CZ --------------------------------------------56

Hình 4.10: Sơ đồ layout khôi vi điều khiển --------------------------------------------56

Hình 4.11 : Sơ đồ layout khối công suất-----------------------------------------------56

Hình 4.12 : Sơ đồ layout khối hiển thị LCD -------------------------------------------57

Hình 4.13 : Mạch thực tế Module Sim300CZ -----------------------------------------57

Hình 4.14 : Mạch thực tế khối vi điều khiển ------------------------------------------57

Hình 4.15 : Mạch thực tế khối công suất ----------------------------------------------58

Hình 4.16 : Mạch thực tế khối hiển thị LCD ------------------------------------------58

Đồ án tốt nghiệp trang xiii

Hình 4.17 : Lưu đồ chương trình chính------------------------------------------------59

Hình 4.18 : Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn --------------------------------------60

Hình 4.19 : Lưu đồ chương trình điều khiển thiết bị ---------------------------------60

Hình 4.20 : Lưu đồ chương trình con nhận dữ liệu-----------------------------------61

Hình 4.21 : Lưu đồ chương trình con gửi dữ liệu ------------------------------------62

Hình 4.22 : Lưu đồ chương trình con lấy địa chỉ -------------------------------------62

Hình 4.23 : Lưu đồ chương trình con điều khiển mở thiết bị ------------------------63

Hình 4.24 : Lưu đồ chương trình con tắt thiết bị -------------------------------------63

Hình 4.25 : Lưu đồ chương trình con kiểm tra thiết bị -------------------------------63

Hình 4.26 : Lưu đồ chương trình con gửi tin nhắn -----------------------------------64

Đồ án tốt nghiệp trang xiv

LIỆT KÊ BẢNG

Chương 3

Bảng 3.1: Chức năng chân Module Sim300CZ ---------------------------------------17

Bảng 3.2 : Chế độ lệnh AT --------------------------------------------------------------25

Bảng 3.3 : Một số lệnh AT --------------------------------------------------------------25

Bảng 3.4 : Lệnh AT+CMGR ------------------------------------------------------------26

Bảng 3.5 : Lệnh AT+CMGS ------------------------------------------------------------26

Bảng 3.6 : Lệnh AT+CMSS -------------------------------------------------------------26

Bảng 3.7 : Lệnh AT+CMGD------------------------------------------------------------27

Bảng 3.8 : Lệnh ATE --------------------------------------------------------------------28

Bảng 3.9 : Lệnh AT+CLIP --------------------------------------------------------------28

Bảng 3.10 : Lệnh AT&W ----------------------------------------------------------------29

Bảng 3.11 : Lệnh AT+CMGF ----------------------------------------------------------29

Bảng 3.12: Lệnh AT+CNMI ------------------------------------------------------------29

Bảng 3.13: Lệnh AT+CSAS -------------------------------------------------------------30

Bảng 3.14 : Chức năng các chân của Port 1 ------------------------------------------36

Bảng 3.15 : Chức năng các chân của Port 3 -----------------------------------------37

Bảng 3.16 : Các bit trong thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu ----------------------41

Bảng 3.17 : Các kiểu truyền dữ liệu ---------------------------------------------------42

Chương 4:

Bảng 4.1 : Các bước thiết lập cấu hình cho module SIM300CZ --------------------65

Phần B

NỘI DUNG

Đồ án tốt nghiệp trang 2

Chương 1 : Dẫn nhập

CHƢƠNG 1:

DẪN NHẬP

1.1 Giới thiệu đề tài

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, công

nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó đặc biệt là kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trò

quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp thông

tin ... Do đó, là một sinh viên chuyên ngành Điện tử - Viễn thông chúng ta phải biết

nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền

khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử, tuyền

thông nói riêng. Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nước

nhà.

Như chúng ta đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy, trong đời sống

của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi thiết bị có một quy

trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt của người sử dụng. Chúng

chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữ liệu. Nhưng đối với hệ thống điều

khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS thì lại khác. Ở đây, các thiết bị điều khiển

tự động được kết nối với nhau thành một hệ thống hoàn chỉnh qua một một thiết bị

trung tâm và có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu.

Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn

SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến các thiết bị

tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động … Nó hoạt động như một ngôi

nhà thông minh. Nghĩa là tất cả các thiết bị này có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ

liệu thông qua một đầu não trung tâm. Đầu não trung tâm ở đây có thể là một máy vi

tính hoàn chỉnh hoặc có thể là một bộ xử lí đã được lập trình sẵn tất cả các chương

trình điều khiển. Bình thường, các thiết bị trong ngồi nhà này có thể được điều khiển

từ xa thông qua các tin nhắn của chủ nhà. Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện …

khi người chủ nhà quên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà. Hay chỉ với một tin nhắn SMS,

người chủ nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trong một

khoảng thời gian nhất định.. Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật. Nghĩa là chỉ

có chủ nhà hay người biết mật khẩu của ngôi nhà thì mới điều khiển được ngôi nhà

này.

Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, cộng với

sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã chọn đề tài " Thiết

kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS "

để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ,

văn minh, hiện đại của nước nhà.



1.2 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử ra đời

ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng. Bên cạnh đó nhu cầu sử

dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người ngày càng muốn có

nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật và công nghệ ngày

càng cao. Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực này nhưng hiện

nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự

động được điều khiển từ xa đã phát triển rất mạnh mẽ.

Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm muốn đưa một phần những kỹ thuật hiện đại

của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể tạo ra một hệ thống

điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu

ngày càng cao của con người. Đề tài lấy cơ sở là tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị.

Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí,

mang tính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện

thoại di động ta cũng có thể điều khiển thiết bị được). Ngoài ra, sản phẩm của đề tài

này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng

như trong công nghiệp.

1.3 Mục đích nghiên cứu

Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến

thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống “Điều khiển tự

động từ xa bằng điện thoại di động” hoàn chỉnh. Hệ thống tích hợp module nhận tin

nhắn sử dụng mạng GSM, module xử lý dữ liệu, module công suất cho các thiết bị

trong nhà. Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (mobile) của người điều

khiển để báo cho biết trạng thái của các thiết bị được điều khiển.

Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng tin nhắn SMS có

chức năng như sau:

Có thể kiểm tra trạng thái của thiết bị trước khi điều khiển.

Từ kết quả kiểm tra trạng thái, người dùng có thể dùng lệnh bằng tin nhắn để

điều khiển.

Hệ thống sau khi nhận tin nhắn xuất lệnh điều khiển các thiết bị và tự động báo

trạng thái các thiết bị sau điều khiển.

Nhóm thực hiện tiến hành khảo sát Module Sim300CZ, ứng dụng để thi công

mạch cụ thể điều khiển đóng mở 2 bóng đèn tượng trưng cho 2 thiết bị với đặc điểm

sau:

Điều khiển các thiết bị trong nhà (cụ thể là điều khiển một thiết bị công suất

trung bình) bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ sóng của mạng điện thoại di động đang

hoạt động trong nước như Viettel, Mobile Phone, Vina Phone …



Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho người điều khiển, với nội dung tin nhắn

chứa thông tin hoạt động của thiết bị (on/off).

Hệ thống được bảo mật bằng password.


Chương 2 : Cơ sở lý luận

CHƢƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc

2.1.1 Ngoài nƣớc

Trên thế giới hiện nay việc điều khiển thiết bị từ mạng điện thoại di động

không còn mới mẽ nữa. Xu hướng hiện nay là tích hợp mọi tính năng trên chiếc

điện thoại di động và việc điều khiển từ xa cũng nằm trong xu hướng đó. Mới đây

nhất, nhà sản xuất ô tô Nissan, công ty điện tử Sharp và công ty viễn thông NTT

DoCoMo của Nhật đã hợp tác nghiên cứu và cho ra đời một mẫu điện thoại di

động tích hợp chức năng điều khiển ô tô. Mẫu điện thoại độc đáo này đã được

Nissan, Sharp và DoCoMo chính thức giới thiệu hôm 24/9.

Hình 2.1 : Điện thoại tích hợp chức năng điều khiển ô tô

Tại sao xu hướng thế giới lại đi vào khai thác lĩnh vực viễn thông cho mục đích

điều khiển từ xa này mà không phải là cách khác? Qua nghiên cứu cho thấy:

“Ngày 1/7/1991, cuộc gọi di động công nghệ GSM đầu tiên trên thế giới đã được

thực hiện dựa trên hệ thống GSM do Ericsson cung cấp và được vận hành bởi nhà

khai thác mạng Mannesman tại Đức. 15 năm sau, chính xác là ngày 16/6/2006,

công nghệ di động GSM đã vượt qua con số 2 tỉ thuê bao. Số lượng khách hàng sử

dụng mạng GSM gấp đôi người dùng Internet trên toàn thế giới. Số người sử dụng

mạng GSM tiếp tục tăng mạnh với tốc độ 1000 người/phút, tương đương với gần

18 thuê bao/giây, 1,3 triệu thuê bao mới mỗi ngày”. Kỹ thuật GSM có khả năng

truyền tin wireless với phạm vi rất rộng lớn và đảm bảo độ tin cậy cao. Chính vì

vậy người dùng có thể gửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa mang lại hiệu



quả cao. Người dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc

thương hiệu) để theo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nông

nghiệp như:

Máy móc nhà xưởng.

Hệ thống xử lý nước thải

Nông nghiệp thủy lợi

Lò sưởi, ướp lạnh, máy điều hòa

Các thiết bị dân dụng khác: đèn, quạt…

Hình 2.2 Mô hình điều khiển thiết bị qua SMS

2.1.2 Trong nƣớc

Ở phạm vi trong nước, vấn đề điều khiển từ xa luôn là tâm điểm của các khoa

học hiện nay. Với mong muốn ứng dụng khoa học kỹ thuật của thế giới vào đời

sống, họ muốn cuộc sống trở nên công nghệ hơn, hiện đại hơn. Nhưng kết quả

nghiên cứu chỉ đang ở mức điều khiển dùng hồng ngoại, dùng đường dây điện

công nghiệp, dùng đường dây điện thoại cố định, còn điều khiển thiết bị bằng SMS

dùng Module Sim300CZ thì chỉ đang ở mức nghiên cứu, chưa đưa ra sản phẩm cụ

thể. Tuy nhiên, ứng dụng về wireless đã có để tài nghiên cứu “Điều khiển thiết bị

từ xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính” của tác giả Nguyễn Trọng Kiên và Phạm

Văn Nam, sinh viên trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật năm 2008. Trong đề tài này,

hai tác giả đã sử dụng yếu tố chính là máy tính giao tiếp với điện thoại bằng dây

cáp USB Modem để điều khiển các thiết bị điện, điện tử trong nhà như điều khiển,

giám sát và cho hiển thị được hình ảnh thông qua camera và các tính năng khác.

Tác giả đã nghiên cứu và cho đi vào các ứng dụng như: tìm hiểu các vấn đề về

truyền dữ liệu, các giao thức truyền thông, giao tiếp, phần mềm điều khiển. Hệ

thống thiết kế giao diện điều khiển trên máy bằng cách giao tiếp điện thoại với

máy tính qua USB Modem.

Sơ đồ khối của hệ thống:



Hình 2.3 sơ đồ khối hệ thống điều khiển qua máy tính

Với hệ thống trên, 2 tác giả đã khai thác, ứng dụng sự phát triển của mạng di

động vào thực tế, mở ra nhiều ý tưởng trong việc khai thác ứng dụng của mạng di

động. Nhưng qua tìm hiểu và nghiên cứu, nhóm nhận thấy đề tài có thể được phát

triển theo cách khắc phục những thiếu sót trên đề tài này như: hệ thống trên chỉ

ứng dụng cho những địa điểm, vị trí nào có lắp đặt máy tính hay có dùng laptop rất

cồng kềnh, phức tạp; máy tính phải được mở suốt 24/24 rất hao phí. Tuy nhiên, đề

tài này cũng là nền tản cho việc phát triển ý tưởng điều khiển thiết bị từ xa qua tin

nhắn SMS.

Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị hiện nay

tại Việt Nam đang còn rất mới mẻ và chưa đi vào thực tiễn ứng dụng nhiều. Hầu

hết các nghiên cứu đều là nghiên cứu tự phát của cá nhân những người hay nhóm

người muốn tìm hiểu về công nghệ này, vẫn chưa phải là một hoạt động nghiên

cứu mang tính chuyên nghiệp để có thể đưa vào ứng dụng. Mặc dù vậy việc nghiên

cứu vẫn có những nhen nhóm khi tập đoàn điện lực EVN đã sử dụng công nghệ

nhắn tin SMS để điều khiển máy cắt thông qua Modem điện thoại của họ. ở Việt

Nam khi GSM đã trở thành công nghệ mà hơn 95% dân số chọn dùng, dịch vụ về

SMS cũng tăng lên rất mạnh. Điều này là một lợi thế cho việc nghiên cứu và phát

triển các ứng dụng trong điều khiển tự động hóa.



2.2 Ý tƣởng thiết kế

Dùng mạng điện thoại di động của các nhà cung cấp dịch vụ như Viettel,

Mobiphone, Vinaphone… để gửi tin nhắn SMS điều khiển các thiết bị và có thể nhận

dữ liệu đáp ứng lại từ các thiết bị cho biết tình trạng hoạt động ON/OFF của các thiết

bị.

2.3 Đề cƣơng nghiên cứu chi tiết

Đề tài này được thực hiện gồm 3 phần

Phần A: Giới thiệu: giới thiệu khái quát về đề tài.

Phần B: Nội dung: gồm 5 chương.

Chương 1: Dẫn nhập: Giới thiệu đề tài, ý nghĩa khoa học, mục đích nghiên

cứu và giới hạn của đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý luận: Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, ý

tưởng thiết kế, đề cương nghiên cứu chi tiết, phương pháp nghiên cứu, phương

tiện nghiên cứu

Chương 3: Lý thuyết liên quan: tổng quan về công nghệ GSM, tổng quát về

SMS, giới thiệu Module Sim300CZ, tập lệnh AT, giới thiệu vi điều khiển.

Chương 4: Thiết kế và thi công: thiết kế và thi công phần cứng, phần mềm.

Chương 5: Tổng kết và hướng phát triển đề tài

Phần C: Phụ lục và tài liệu tham khảo

2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu

Trong đề tài này, nhóm đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí

về điện tử, viễn thông, truy cập từ mạng internet, các đồ án của khóa trước.

Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện từ mạng internet, khảo sát

các điện thoại di động để chọn lựa phương án thiết kế sau này.

Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức của nhóm, kết hợp

sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm đã lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch

khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu.

2.5 Phƣơng tiện nghiên cứu

Nhóm sử dụng sách giáo khoa, máy tính để truy cập mạng tìm kiếm thông tin, các

thiết bị dùng để thiết kế và thi công mạch.


Chương 3 : Lý thuyết liên quan

CHƢƠNG 3

LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 3.1 Tổng quan về công nghệ GSM

3.1.1 Giới thiệu về công nghệ GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông tin di động

số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2G (second generation) có cấu

trúc mạng tế bào, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói và chuyển giao dữ liệu chất

lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz, 900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz,

được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định.

GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộc vào phần

cứng, người ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.

Do nó hầu như có mặt khắp mọi nơi trên thế giới nên khi các nhà cung cấp dịch

vụ thực hiện việc ký kết roaming với nhau nhờ đó mà thuê bao GSM có thể dễ

dàng sử dụng máy điện thoại GSM của mình bất cứ nơi đâu.

Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âm thanh với

chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn

đó là tin nhắn SMS. Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì

công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễ dàng kết nối các

thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau.

Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thuê bao c ủa

mình với các mạng khác trên toàn thế giới. Và công nghệ GSM cũng phát triển

thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền với tốc độ cao hơn

sử dụng EDGE.

GSM hiện chiếm 85% thị trường di động với 2,5 tỷ thuê bao tại 218 quốc gia

và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với

nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở

có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.

3.1.2 Đặc điểm của công nghệ GSM

- Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến 126 kí

tự.

- Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với tốc độ

hiện hành lên đến 9.600 bps.

- Tính phủ sóng cao: Công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao trong

toàn mạng mà còn chuyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà không có

một sự thay đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất của công

nghệ GSM(dịch vụ roaming).



- Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing

) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate.

- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối với băng

tần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM

1800/1900Mhz.

- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1khz

đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps)

3.1.3 Cấu trúc của mạng GSM

3.1.3.1 Cấu trúc tổng quát

Hình 3.1 : cấu trúc của mạng GSM

Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).

- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).

- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).

- Trạm di động MS (Mobile Station).

3.1.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM



Hình 3.2 : Các thành phần mạng GSM

AUC (): Trung tâm nhận thức

ULR (): Bộ ghi định vị tạm trú.

HLR (): Bộ ghi định vị thường trú.

EIR (): bộ ghi nhận dạng thiết bị

MSC (): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ mạng.

BSC (): Bộ điều khiển trạm gốc

BTS (): Trạm thu phát gốc.

NSS (): Phân hệ chuyển mạch

BSS (): Phân hệ trạm gốc

MS (): Trạm di động.

OSS (): Phân hệ khai thác bảo dưỡng.

PSPDN (): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói

CSPDN (): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh

PSTN (): Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng.

PLMN (): Mạng di động mặt đất.

ISDN (): Mạng số dịch vụ tích hợp

OMC (): Trung tâm khai thác và bảo dưỡng.

3.1.4 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam

Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993. Hiện nay, ba nhà cung cấp

di động công nghệ GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và

Viettel Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thị

trường với số lượng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua.

Hiện nay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng của các

nhà cung cấp dịch vụ theo công nghệ GSM.



Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có

khoảng 70 triệu thuê bao di động. Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là

VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê

bao mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao.

3.2 Tổng quan về SMS

3.2.1 Giới thiệu về SMS

SMS là từ viết tắt của Short Message Service. Đó là một công nghệ cho phép

gửi và nhận các tin nhắn giữa các điện thoại với nhau. SMS xuất hiện đầu tiên ở

Châu Âu vào năm 1992. Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn về GSM

(Global System for Mobile Communication). Một thời gian sau đó, nó phát triển

sang công nghệ wireless như CDMA và TDMA. Các chuẩn GSM và SMS có

nguồn gốc phát triển bởi ETSI (European Telecommunication Standards Institute).

Ngày nay 3GPP (Third Generation Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm soát

về sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS.

Như chính tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, dữ liệu có thể được

lưu giữ bởi một SMS là rất giới hạn. Một SMS có thể chứa tối đa là 140 byte

(1120 bit) dữ liệu. Vì vậy, một SMS có thể chứa:

160 ký tự nếu mã hóa ký tự 7 bit được sử dụng (phù hợp với mã hóa các ký

tự latin như alphatet của tiếng Anh)

70 ký tự nếu như mã hóa ký tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng (dùng

cho các ký tự không phải mã latin như chữ Trung Quốc…)

SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể hoạt động tốt với

nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm Arabic, Trung Quốc, Nhật

Bản, Hàn Quốc…

Bên cạnh gửi tin nhắn dạng text thì tin nhắn còn có thể mang dữ liệu dạng

binary. Nó cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác…tới điện

thoại khác.

3.2.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS

Nội dung của 1 tin nhắn SMS khi được gửi đi chia làm 5 phần như sau:

Instructions to

air interface

Instructions to

SMSC

Instructions to

handset

Instructions to

SIM (optional)

Message Body

Hình 3.3 : Cấu trúc của 1 tin nhắn SMS

- Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao diện

không khí).

- Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC.

- Instructions to handset: chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay

- Instructions to SIM (optional): chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM.



- Message body: nội dung tin nhắn SMS

3.2.3 Ƣu điểm của SMS

- Tin nhắn có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào

- Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại dù chúng đang bị tắt nguồn.

- Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác.

- Được sử dụng trên các điện thoại di động khác nhau và có thể gửi cùng mạng

hoặc khác mạng đều được.

- Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: chức năng SMS

được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM; có thể gửi nhạc

chuông, hình ảnh…; hỗ trợ chi trả các dịch vụ trực tuyến download nhạc chuông…

3.2.4 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài

Để khắc phục khuyết điểm mang lượng giới hạn dữ liệu, một mở rộng mới ra

đời đó là SMS chuỗi (SMS dài). Một SMS dạng text dài có thể chứa nhiều hơn

160 ký tự theo chuẩn dùng trong tiếng Anh. SMS chuỗi có cơ cấu hoạt động như

sau: điện thoại di động sẽ chia tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi

các phần nhỏ này như tin nhắn SMS đơn. Khi các tin nhắn SMS này đã được gửi

tới đích hoàn toàn thì nó sẽ được kết hợp lại với nhau trên máy di động của người

nhận.

Khó khăn của SMS chuỗi là nó ít được hỗ trợ nhiều so với SMS ở các thiết bị

có sử dụng sóng wireless.

3.2.5 SMS center/SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt động

liên quan tới SMS của một mạng wireless. Khi một tin nhắn SMS được gửi đi từ

một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâm SMS. Sau

đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (người nhận). Một tin

nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng (netwok) (chẳng hạn

như SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích thực sự của nó. Nhiệm vụ duy

nhất của một SMSC là luân chuyển các tin nhắn SMS và điều chỉnh quá trình này

cho đúng với chu trình của nó. Nếu như máy điện thoại của người nhận không ở

trạng thái nhận (bật nguồn) trong lúc gửi thì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này. Và khi

máy điện thoại của người nhận mở nguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tới người

nhận.

Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyển lưu

thông SMS của một mạng wireless. Hệ thống vận hành mạng luôn luôn quản lí

SMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thống mạng wireless. Tuy

nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có vị trí bên ngoài

của hệ thống mạng wireless.



Bạn phải biết địa chỉ SMSC của hệ thống vận hành mạng wireless để sử dụng,

tinh chỉnh chức năng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn. Điển hình một địa chỉ

SMSC là một số điện thoại thông thường ở hình thức, khuôn mẫu quốc tế. Một

điện thoại nên có một thực đơn chọn lựa để cấu hình địa chỉ SMSC. Thông thường

thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless. Điều này

có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay đổi nào cả.

3.2.6 SMS quốc tế

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng mục gồm

tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa các nhà điều

hành quốc tế với nhau. Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ là tin nhắn

mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn tin nhắn SMS

giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa các nhà điều hành

mạng wireless ở những quốc gia khác nhau.

Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với gửi

trong nước. Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửi cho mạng

khác trong cùng một quốc gia <= chi phí cho việc gửi tin nhắn SMS quốc tế.

Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ hay

thậm chí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽ của

hệ thống SMS toàn cầu.

3.2.7 SMS gateway

Một khó khăn của SMS là các SMSC được phát triển, xây dựng bởi các công

ty sử dụng giao thức truyền thông riêng của họ và hầu hết các giao thức này thuộc

quyền sở hữu riêng. Ví dụ như Nokia có một giao thức SMSC là CIMD, nhà điều

hành CMG lại có giao thức SMSC là EMI. Chúng ta không thể kết nối hai SMSC

nếu chúng không có cùng giao thức SMSC. Để giải quyết vấn đề này, một SMS

gateway được đặt giữa hai giao thức SMSC khác nhau. Gateway này hoạt động ở

hai sóng mang khác nhau để có thể gửi SMS cho nhau mà không gặp bất kỳ trở

ngại nào.

Hình 3.4 : SMS gateway

SMSC1 SMSC2 SMS

GATEWAY

SMSC

PROTOCOL1 SMSC

PROTOCOL2



3.3 Giới thiệu Module Sim300CZ

Hình 3.5 : Module Sim300CZ

Module Sim300CZ là một trong những loại modem GSM. Nhưng Module

Sim300CZ có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó sử dụng công nghệ GSM/GPRS

hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz, tính năng

GPRS của Sim 300CZ có nhiều lớp

8 lớp điện dung

10 lớp điện dung

Và hỗ trợ GPRS theo dạng đồ thị mã hóa CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4.

3.3.1 Đặc điểm của Module Sim300CZ

Nguồn cung cấp khoảng 3.4 – 4.5V

Có nguồn lưu trữ bên trong cung cấp cho sim card

Băng tần

- EGSM 900Mhz, DCS 1800Mhz và PCS 1900Mhz, Sim300CZ có thể tự

động tìm kiếm băng tần

- Phù hợp với GSM Pha 2/2+

Loại GSM là loại MS nhỏ

Giới hạn nhiệt độ

- Bình thường: -30oC đến +70

oC



- Hạn chế: - 350C tới -30

0C và +70

0C tới +80

0C

- Nhiệt độ bảo quản: -450C tới 85

0C

Dữ liệu GPRS

- GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps

- GPRS dữ liệu up lên: Max 42.8 kbps

- Sơ đồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

- Sim 300 CZ hỗ trợ giao thức PAP, kiểu sử dụng kết nối PPP

- Sim 300CZ tích hợp giao thức TCP/IP

SMS

- Hỗ trợ nhiều chế độ MT, MO, CB, Text and PDU

- Bộ nhớ SMS: Sim, card

Sim card

- Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v

Anten ngoài

- Kết nối thông qua anten ngoài 500km hoặc đế anten

Âm thanh

- Dạng mã hóaa âm thanh.

- Mức chế độ (ETS 06.20)

- Toàn bộ chế độ (ETS 06.10)

- Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)

- Loại bỏ tiếng dội

Giao tiếp nối tiếp

- Cổng nối tiếp: 7 Cổng nối tiếp (ghép nối)

- Cổng kết nối có thể sử dụng với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh ATCommand

tới mudule điều khiển

- Cổng nối tiếp có thể sử dụng chức năng giao tiếp

- Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS

- Cổng truyền nhận dữ liệu: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD

Quản lý danh sách

Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC, ON, MC



Đồng hồ thời gian thực

Do người dùng cài đặt

Đặc tính vật lý

- Kích thướt 50±0.15 x 33±0.15 x7.7±0.3mm

- Nặng 13.8 kg

3.3.2 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân

Hình 3.6 : Sơ đồ chân của Module Sim300CZ

Bảng 3.1: Chức năng chân Module Sim300CZ

Chân

số Tên chân I/O Mô tả chân

1 VBAT I

Kết nối nguồn áp Vmax=4.5v Vmin=3.4 v

Vnorm=4.0v

3 VBAT I

5 VBAT I

7 VBAT I

9 VBAT I

11 VCHG I

Cung cấp điện áp vào cho mạch nạp. giúp hệ

thống nhận ra bộ nạp.

Vmax=5.25v

Vmax=1.1*VBAT

Vnomal=5.1v



13 TEMP_BAT I Khi dùng nguồn pin chân này nối với chân

giữa của pin

15 VDD_EXT O

Cung cấp nguồn điện áp 2.39v cho mạch ngoài.

Xác định trạng thái on/off của hệ thống. Khi

điện áp mức thấp thì hệ thống off và ngược lại.

Vmax=3.0v

Vmin=2.75v

Vnorm=2.93v

Imax=60mA

17 PWRKEY I

Cho mức điện áp thấp khi tắt hoặc mở nguồn

hệ thống. Khi mở nguồn nên bấm giữ vài giây

để hệ thống nhận dạng phần mềm

VILmax=0.2*VBAT

VIHmin=0.6*VBAT

VImax=VBAT

19 STATUS O

Đèn báo hiệu trạng thái làm việc

VIL_max=0.3*VDD_EXT

VIL_min=0

VIH_max=VDD_EXT+0.3

VIH_min=0.7*VDD_EXT

VOLmin=VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

21 GPIO0 I/O Port vào ra

23 BUZZER O loa

25 SIM_VDD O Cung cấp điện áp cho SIM card

27 SIM_RST O SIM reset

29 SIM_DATA I/O Ngõ ra của dữ liệu SIM

31 SIM_CLK 0 SIM clock

33 SIM_PRESENCE I Nhận ra SIM card

35 GPIO1 I/O Port vào ra

37 DCD O Phát hiện bộ mang dữ liệu

VILmin=0V



VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

39 DTR I

Sẵn sàng nhận dữ liệu

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

41 RXD I

Truyền dữ liệu

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

43 TXD O

Nhận dữ liệu

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3



VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

45 RTS I

Yêu cầu để gửi

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

47 CTS O

Xóa để gửi

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

49 RI O

Báo hiệu chuông

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V



VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

51 AGND Nối đất tương tự

53 SPK1P O Ngõ ra của âm thoại

55 SPK1N O

57 SPK2P O Ngõ ra phụ của âm thoại

59 SPK2N O

2 GND

Nối đất

4 GND

6 GND

8 GND

10 GND

12 ADC0 Chuyển đổi tương tự sang số

14 VRTC I/O

Ngõ vào cho RTC: khi không có nguồn cung

cấp cho hệ thống.

Ngõ vào nguồn dữ trữ: khi nguồn chính đã có

và trạng thái nguồn dữ trữ ở mức thấp

16 NETLIGHT O

Đèn báo hiệu trạng thái mạng

VIL_max=0.3*VDD_EXT

VIL_min=0

VIH_max=VDD_EXT+0.3

VIH_min=0.7*VDD_EXT

VOLmin=VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

18 KBC0 O

Ma trận phím VIL_max=0.3*VDD_EXT

VIL_min=0

VIH_max=VDD_EXT+0.3

VIH_min=0.7*VDD_EXT

VOLmin=VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

20 KBC1 O

22 KBC2 O

24 KBC3 O

26 KBC4 O

28 KBR0 I

30 DBR1 I

32 KBR2 I



34 KBR3 I

36 KBR4 I

38 DISP_CS O Giao tiếp màn hình hiển thị

VIL_max=0.3*VDD_EXT

VIL_min=0

VIH_max=VDD_EXT+0.3

VIH_min=0.7*VDD_EXT

VOLmin=VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

40 DISP_CLK O

42 DISP_DATA I/O

44 DISP_D/C O

46 DISP_RST O

48 DBG_RXD I

Giao diện nối tiếp của bộ sửa lỗi và truyền

thông

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

50 DBG_TXD O

Giao diện nối tiếp của bộ sửa lỗi và truyền

thông

VILmin=0V

VILmax=0.3*VDD_EXT

VIHmin=0.7*VDD_EXT

VIHmax= VDD_EXT+0.3

VOLmin=GND

VOLmax=0.2V

VOHmin= VDD_EXT-0.2

VOHmax= VDD_EXT

52 AGND Nối đất tương tự

54 MIC1P I Ngõ vào của âm thoại

56 MIC1N I



58 MIC2P I Ngõ vào của âm thoại

60 MIC2N I

3.3.3 Các chế độ hoạt động của Module Sim300CZ

GSM/GPRS SLEEP

Module sẽ tự động chuyển sang chế độ SLEEP nếu DTR được thiết lập mức

cao và ở đó không có ngắt phần cứng như ngắt GPIO hoặc dữ liệu trên port nối

tiếp.

Trong trường hợp này, dòng tiêu thụ của module sẽ giảm xuống mức thấp nhất.

Trong suốt chế độ SLEEP, module vẫn có thể nhận gói tin nhắn hoặc SMS từ

hệ thống.

GSM IDLE

Phần mềm tích cực. Module kết nối mạng GSM và module sẵn sàng gửi và

nhận.

GSM TALK

Kết nối vẫn tiếp tục diễn ra giữa 2 thuê bao, nhưng không có dữ liệu được gửi

hoặc nhận. Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập

mạng và cấu hình GPRS.

GPRS STANDBY

Module sẵn sàng truyền dữ liệu GPRS, nhưng không có dữ liệu nào được gửi

và nhận. Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập mạng

và cấu hình GPRS.

GPRS DATA

Xảy ra việc truyền dữ liệu GPRS. Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ

liên quan tới việc thiết lập mạng ( mức điều khiển nguồn), tốc độ uplink/downlink

và cấu hình GPRS (sử dụng thiết lập multi-slot)

3.3.4 Tập lệnh AT của module Sim 300CZ

3.3.4.1 Các thuật ngữ

<CR> : Carriage return (Mã ASCII 0x0D).

<LF> : Line Feed (Mã ASCII 0x0A).

MT : Mobile Terminal - Thiết bị đầu cuối mạng (trong trường hợp này là

modem).

TE : Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối (máy tinh, hệ vi điều khiển).

3.3.4.2 Cú pháp lệnh AT

Khởi đầu lệnh : Tiền tố “AT” hoặc “at”

Kết thúc lệnh : ký tự <CR>

Lệnh AT thường có một đáp ứng theo sau nó, đáp ứng có cấu trúc :

“<CR><LF><Response><CR><LF>”



Tập lệnh AT có thể chia thành 3 loại cú pháp chính : cú pháp cơ bản, cú

pháp tham số S, cú pháp mở rộng

Cú pháp cơ bản :

“AT<x><n>” hoặc “AT&<x><n>”

Với :

<x> : Lệnh

<n> : Đối số của lệnh, đối số có thể có 1 hoặc nhiều đối số, đối số có thể

tùy chỉnh, được thiết lập mặc định nếu trong lệnh thiếu đối số.

Cú pháp tham số S :

“ATS<n>=<m>”

Với :

<n> : Chỉ số của thanh ghi S được thiết lập.

<m> : Giá trị đặt cho thanh ghi S. <m> có thể tùy chỉnh, nếu thiếu, giá

trị mặc đinh sẽ được đặt cho <m>.

Cú pháp mở rộng :

Các lệnh có cú pháp này có thể hoạt động ở nhiều chế độ. Các chế độ được

liệt kê ở bảng bên dưới :

Bảng 3.2 : Chế độ lệnh AT

Lệnh kiểm tra AT+<x>=? Liệt kê danh sách các tham số của lệnh và

các giá trị có thể thiết lập cho tham số

Lệnh đọc AT+<x>? Cho biết giá trị hiện tại của các tham số

trong lệnh

Lệnh thiết lập AT+<x>=<…> Thiết lập các giá trị cho các tham số của

lệnh

Lệnh thực thi AT+<x> Đọc các tham số bất biến được tác động bởi

các tiến trình bên trong của module

Kết hợp các lệnh AT liên tiếp trên cùng một dòng lệnh : Chỉ cần đánh

“AT” hoặc “at” một lần ở đầu đầu dòng lệnh, các lệnh còn lại chỉ cần đánh

lệnh, các lệnh cách nhau bởi dấu chấm phẩy. Một dòng lệnh chỉ chấp nhận

tối đa 256 ký tự. Nếu số ký tự nhiều hơn sẽ không có lệnh nào được thi

hành.

Nhập các lệnh AT liên tiếp trên các dòng lệnh khác nhau : Giữa các

dòng lệnh sẽ có một đáp ứng (Ví dụ như OK, CME error, CMS error). Cần phải

chờ đáp ứng này trước khi nhập lệnh AT tiếp theo.

3.4.3 Một số lệnh AT được dùng

ATZ thiết lập tất cả các tham số hiện tại theo mẫu được người dùng định

nghĩa



Bảng 3.3 : Một số lệnh AT

Lệnh thực thi

ATZ[<value>]

Đáp ứng

OK

Tham số

<value> 0 Thiết lập lại mẫu thứ 0

Chú ý :

Mẫu được người dùng định nghĩa được lưu trên bộ nhớ cố

định

Nếu mẫu của người dùng không hiệu lực, nó sẽ mặc định

theo mẫu mặc định lúc sản xuất.

Bất cư lệnh cộng thê m trên cùng một dòng lệnh đều bị bác

bỏ.



AT+CMGR : Đọc nội dung tin nhắn SMS

Bảng 3.4 : Lệnh AT+CMGR

Lệnh kiểm tra

AT+CMGR=?

Đáp ứng

OK

Lệnh thiết lập

AT+CMGR=<index>

[,<mode>]

Các tham số

<index> : kiểu số nguyên; giá trị nằm trong khoảng số vùng

nhớ được hỗ trợ bởi bộ nhớ

<mode> 0 : bình thường

1 : không thay đổi trạng thái của bộ thu SMS

chuyên biệt

AT+CMGS : Gửi tin nhắn SMS

Bảng 3.5 : Lệnh AT+CMGS

Lệnh kiểm tra

AT+CMGS=?

Đáp ứng

OK


1) Ở chế độ văn bản

(+CMGF=1):

AT+CMGS=<da>

[,<toda>]<CR>vă

n bản được

nhập<Ctrl-

Z/ESC>

2) Ở chế độ PDU

(+CMGF=0):

AT+CMGS=<len

gth><CR>PDU

được nhập<Ctrl-

Z/ESC>

Các tham số

<da> Số điện thoại mà tin nhắn được gửi đến.

<toda> Định dạng dạng địa chỉ thể hiện trong số điện thoại

129 Dạng không xác định (Số định dạng ISDN)

128 Dạng không xác định (Số định dạng không xác định)

161 Dạng số quốc gia (Định dạng ISDN)

145 Dạng số quốc tế (Định dạng ISDN)

177 Số mạng chuyên biệt (Định dạng ISDN)

AT+CMSS : Gửi tin nhắn SMS đã được lưu sẵn trong bộ nhớ

Bảng 3.6 : Lệnh AT+CMSS

Lệnh kiểm tra

AT+CMSS=?

Đáp ứng

OK

Lệnh thiết lập Đáp ứng

Module sẽ gửi tin nhắn được lưu ở bộ nhớ lưu trữ tin nhắn



AT+CMGS=<index>

[,<da>[,<toda>]

với vị trí vùng nhớ được chỉ bởi tham số <index>. Nếu số

điện thoại đến mới <da> được chọn, module sẽ gửi tin nhắn

đến số đó thay vì số được lưu trong tin nhắn. Giá trị tham

chiếu <mr> sẽ được gửi lại cho thiết bị đầu cuối báo việc

gửi tin nhắn thành công..

1) Nếu gửi thành công :

+CMGS:<mr> [,<scts>]

OK

2) Nếu có lỗi sẽ báo :

+CMS ERROR: <err>

Các tham số

<index> dạng số nguyên; giá trị nằm trong khoảng giá trị

được hỗ trợ bởi bộ nhớ lưu trữ liên quan.

<da> Số điện thoại mà tin nhắn được gửi đến.

<toda> Định dạng dạng địa chỉ thể hiện trong số điện thoại

129 Dạng không xác định (Số định dạng ISDN)

128 Dạng không xác định (Số định dạng không xác định)

161 Dạng số quốc gia (Định dạng ISDN)

145 Dạng số quốc tế (Định dạng ISDN)

177 Số mạng chuyên biệt (Định dạng ISDN)

AT+CMGD : Xóa tin nhắn SMS

Bảng 3.7 : Lệnh AT+CMGD

Lệnh đọc

AT+CMGD=?

Đáp ứng

+CMGD : <khoảng các tin nhắn SMS trên SIM có thể được

xóa>

OK


AT+CMGD=<index>

Các tham số

<index> Kiểu số nguyên, giá trị trong khoảng số lượng

vùng nhớ được hỗ trợ bởi bộ nhớ.

Đáp ứng

TA xóa tin nhắn từ bộ nhớ tin nhắn liên quan <mem1> khu

vực <index>

OK

Nếu có lỗi thì sẽ báo cho TE :

+CMS ERROR <err>



ATE Thiết lập chế độ lệnh phản hồi

Bảng 3.8 : Lệnh ATE

Lệnh thực thi

ATE[<value>]

Đáp ứng

OK

Tham số

<value> 0 Tắt chế độ phản hồi

1 Mở chế độ phản hồi

AT+CLIP Định dạng chuỗi trả về khi nhận cuộc gọi

Bảng 3.9 : Lệnh AT+CLIP

Lệnh đọc

AT+CLIP?

Đáp ứng

+CLIP:<n>,<m>

OK

Nếu có lỗi sẽ báo cho TE:

+CME ERROR: <err>

Lệnh kiểm tra

AT+CLIP?

Đáp ứng

+CLIP: (danh sách các <n> được hỗ trợ)


AT+CLIP=<n>

Đáp ứng

OK

Nếu có lỗi sẽ báo cho TE :

+CME ERROR: <err>

Các tham số

<n> 0 khử các mã kết quả gửi tự động

1 Hiển thị các mã kết quả gửi tự động

<m> 0 CLIP không dự phòng

1 CLIP dự phòng

2 Không biết



AT&W Lưu các tham số hiện tại vào mẫu người dùng định nghĩa

Bảng 3.10 : Lệnh AT&W

Lệnh thực thi

AT&W[<n>]

Đáp ứng

OK

Tham số

<n> 0 số thứ tự của mẫu được lưu vào

AT+CMGF Lựa chọn định dạng tin nhắn SMS

Bảng 3.11 : Lệnh AT+CMGF

Lệnh đọc

AT+CMGF?

Đáp ứng

+CMGF: <mode>

OK

Lệnh kiểm tra

AT+CMGF=?

Đáp ứng

+CMGF: Danh sách các <mode> được hỗ trợ

OK


AT+CMGF=[<mode>]

Đáp ứng

OK

Tham số

<mode> 0 Chế độ PDU

1 Chế độ văn bản

AT+CNMI Thông báo có tin nhắn mới đến

Bảng 3.12: Lệnh AT+CNMI

Lệnh kiểm tra

AT+CNMI=?

Đáp ứng

+CNMI: Danh sách các <mode> hỗ trợ, (danh sách các

<mt> được hỗ trợ), (danh sách các <bm> được hỗ trợ),

(danh sách các <ds> được hỗ trợ), (danh sách các <bfr>

được hỗ trợ)

OK


AT+CNMI=[<mode>

[,<mt>

[,<bm>[,<ds>[,<bfr>]

]]]]

Đáp ứng

OK


+CMS ERROR <err>

Các tham số



<mode> 0 lưu các mã lệnh chỉ thị kết quả trong bộ đệm của

module. Nếu bộ đệm đầy thì các chỉ thị có thể lưu ở các

vùng nhớ khác hoặc chỉ thị cũ nhất sẽ bị xóa và thay thế bởi

chỉ thị mới nhận được.

1 Hủy chỉ thị và không chấp nhận mã lệnh chỉ thị kết

quả báo tin nhắn mới nhận khi kết nối giữa module và thiết

bị bị ngắt. Ngược lại truyền chúng trực tiếp cho thiết bị.

2 Lưu các mã lệnh chỉ thị kết quả trong bộ đệm của

module nếu kết nối giữa module và thiết bị bị ngắt và gửi

chúng cho thiết bị nếu kết nối được thiết lập lại. Ngược lại

gửi chúng trực tiếp cho thiết bị.

<mt> 0 Không có chỉ thị báo có tin nhắn mới được gửi đến

thiết bị.

1 Có chỉ thị báo có tin nhắn mới được gửi đến cho

thiết bị.

AT+CSAS Lưu các thiết lập SMS

Bảng 3.13: Lệnh AT+CSAS

Lệnh kiểm tra

AT+CSAS=?

Đáp ứng

+CSAS: Danh sách các <profile> được hỗ trợ

OK


AT+CSAS=[<profile>

]

Đáp ứng

OK


+CMS ERROR: <err>

Tham số

<profile> 0 số của mẫu lưu các thiết lập



3.3.4.4 Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem

Hình 3.7: Khởi tạo cấu hình mặc định cho module SIM300CZ

(1) ATZ<CR>

Reset modem, kiểm tra modem dã hoạt động bình thường chưa. Gửi nhiều

lần cho

chắc ăn, cho đến khi nhận được chuỗi

ATZ<CR><CR><LF>OK<CR><LF>.

(2) ATE0<CR>

Tắt chế độ echo lệnh. Chuỗi trả về có dạng

ATE0<CR><CR><LF>OK<CR><LF>.

(3) AT+CLIP=1<CR>

Định dạng chuỗi trả về khi nhận cuộc gọi.

Thông thường, ở chế độ mặc định, khi có cuộc gọi đến, chuỗi trả về sẽ có

dạng:

<CR><LF>RING<CR><LF>

Sau khi lệnh AT+CLIP=1<CR> đã được thực thi, chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>RING<CR><LF>

<CR><LF>+CLIP: "0929047589",129,"",,"",0<CR><LF>

Chuỗi trả về có chứa thông tin về số điện thoại gọi đến. Thông tin này cho

phép xác định việc có nên nhận cuộc gọi hay từ chối cuộc gọi.



Kết thúc các thao tác khởi tạo cho quá trình nhận cuộc gọi. Các bước khởi

tạo tiếp theo

liên quan đến các thao tác truyền nhận tin nhắn.

(4) AT&W<CR>

Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh ATE0 và AT+CLIP vào bộ

nhớ.

(5) AT+CMGF=1<CR>

Thiết lập quá trình truyền nhận tin nhắn được thực hiện ở chế độ text (mặc

định là ở chế độ PDU).

Chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>OK<CR><LF>

(6) AT+CNMI=2,0,0,0,0<CR>

Thiết lập chế độ thông báo cho TE khi MT nhận được tin nhắn mới.

Chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>OK<CR><LF>

Sau khi lệnh trên được thiết lập, tin nhắn mới nhận được sẽ được lưu trong

SIM, và MT không truyền trở về TE bất cứ thông báo nào. TE sẽ đọc tin nhắn

được lưu trong

SIM trong trường hợp cần thiết.

(7) AT+CSAS<CR>

Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh AT+CMGF và AT+CNMI.



3.3.4.5 Đọc tin nhắn

Hình 3.8 : đọc tin nhắn từ 2 vùng nhớ 1 và 2 trên SIM

Mọi thao tác liên quan đến quá trình nhận tin nhắn đều được thực hiện trên

2 ngăn 1 và 2 của bộ nhớ nằm trong SIM.

(1) Đọc tin nhắn trong ngăn 1 bằng lệnh AT+CMGR=1.

(2A) Nếu ngăn 1 không chứa tin nhắn, chỉ có chuỗi sau được trả về:

<CR><LF>OK<CR><LF>

(2B) Nếu ngăn 1 có chứa tin nhắn, nội dung tin nhắn sẽ được gửi trả về TE

với định dạng như sau:

<CR><LF>+CMGR: "REC UNREAD","+84929047589",,"07/05/15,

09:32:05+28"

<CR><LF>NỘI DUNG<CR><LF>

<CR><LF>OK<CR><LF>



Các tham số trong chuỗi trả về bao gồm trạng thái của tin nhắn (REC

UNREAD), số điện thoại gửi tin nhắn (+84929047589) và thời gian gửi tin

nhắn (07/05/15,09:32:05+28) và nội dung tin nhắn.

Đây là định dạng mặc định của module SIM300 lúc khởi động. dạng mở

rộng có thể được thiết lập bằng cách sử dụng lệnh AT+CSDH=1 trước khi thực

hiện đọc tin nhắn.

(3) Sau khi đọc, tin nhắn được xóa đi bằng lệnh AT+CMGD=1.

Thao tác tương tự đối với tin nhắn chứa trong ngăn thứ 2 trong các bước 4,

5A (5B) và 6.

3.3.4.6 Gửi tin nhắn

Hình 3.9: gửi tin nhắn

(1) Gửi tin nhắn đến thuê bao bằng cách sử dụng lệnh AT+CMGS=”số điện

thoại”.

(2) Nếu lệnh (1) được thực hiện thành công, chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>> (kí tự “>” và 1 khoảng trắng).

(3) Gửi nội dung tin nhắn và kết thúc bằng kí tự có mã ASCII 0x1A.

(3A) Gửi kí tự ESC (mã ASCII là 27) nếu không muốn tiếp tục gửi tin

nhắn nữa. Khi đó TE sẽ gửi trả về chuỗi <CR><LF>OK<CR><LF>.

(4) Chuỗi trả về thông báo kết quả quá trình gửi tin nhắn. Chuỗi trả về có

định dạng như sau:

<CR><LF>+CMGS: 62<CR><LF>



<CR><LF>OK<CR><LF>

Trong đó 62 là một số tham chiếu cho tin nhắn đã được gửi. Sau mỗi tin

nhắn được gửi đi, giá trị của số tham chiếu này sẽ tăng lên 1 đơn vị. Số tham

chiếu này có giả trị nằm trong khoảng từ 0 đến 255.

Thời gian gửi một tin nhắn vào khoảng 3-4 giây (kiểm tra với mạng Mobi

phone).

(4A) Nếu tình trạng sóng không cho phép thực hiện việc gửi tin nhắn (thử

bằng cách tháo antenna), hoặc chức năng RF của modem không được cho phép

hoạt động (do sử dụng các lệnh AT+CFUN=0 hoặc AT+CFUN=4), hoặc số tin

nhắn trong hàng đợi phía tổng đài vượt qua giới hạn cho phép, hoặc bộ nhớ

chứa tin nhắn của MT nhận được tin nhắn bị tràn, MT sẽ gửi thông báo lỗi trở

về và có định dạng như sau:

<CR><LF>+CMS ERROR: 193<CR><LF>

<CR><LF>+CMS ERROR: 515<CR><LF>

Chức năng truyền nhận tin nhắn và chức năng thoại được tách biệt. Khi

đang thông thoại vẫn có thể truyền nhận được tin nhắn. Khi truyền nhận tin

nhắn vẫn có thể tiến hành thiết lập và kết thúc cuộc gọi.

3.4 Giới thiệu vi điều khiển 89C52

Vi điều khiển 89C52 là một vi điều khiển dùng CMOS có công suất thấp, hiệu suất

cao với 8Kbyte bộ nhớ Flash. Thẻ bộ nhớ flash bên trong chip cho phép các chương

trình được tái lập trình trong hệ thống, hoặc bằng một lập trình bộ nhớ quy ước không

đổi. Bằng việc kết hợp linh hoạt CPU 8-bit với bộ nhớ lập trình Flash, vi điều khiển

89C52 là một vi điều khiển mạnh mẽ cung cấp khả năng linh hoạt cao và là giải pháp

hiệu quả về kinh tế cho rất nhiều ứng dụng điều khiển nhúng.

Vi điều khiển 89C52 cung cấp một số đặc tính cơ bản sau : 8Kbyte bộ nhớ Flash,

256 Byte RAM, 32 đường I/O, 2 con trỏ dữ liệu, 3 bộ định thời timer/counter 16-bit, 1

kiến trúc 6 vector ngắt với 2 mức, 1 port nối tiếp song công, 1 bộ dao động và một

mạch xung clock. Thêm vào đó, vi điều khiển 89C52 được thiết kế với logic tĩnh để

có thể hoạt động đến tần số 0Hz và được hỗ trơ 2 chế độ tiết kiệm năng lượng có thể

lựa chọn được bằng phần mềm. Chế độ không tải (Idle mode) dừng CPU trong khi

cho phép RAM, Timer/Counter, port nối tiếp và hệ thống ngắt tiếp tục hoạt động. Chế

độ tắt nguồn (Power-down mode) lưu dữ liệu trong RAM nhưng đóng băng bộ dao

động, dừng hoạt động các chức năng khác của chip cho đến khi có ngắt xảy ra hoặc

phần cứng được reset.



3.4.1 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C52

Hình 3.10: Sơ đồ chân 89C52

Port 0 : Từ chân 32 đến chân 39 (P0.0 - P0.7), có 2 chức năng :

Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như

các đường I/O.

Đối với các hệ thống lớn có bộ nhớ mở rộng nó vừa là bus địa chỉ byte thấp

vừa là bus dữ liệu để truy cập bộ nhớ ngoài.

Port 1 : Từ chân 1 đến chân 9 (P1.0 - P1.7)

Port 3 là port có tác dụng kép. Các chân port này có nhiều chức năng, vừa là

cổng I/O vừa có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến các đặc tính đặc biệt của

AT89S52 như ở bảng sau:

Bảng 3.14 : Chức năng các chân của Port 1

Port Pin Tên Chức năng chuyển đổi

P1.0 T2 Ngõ vào Timer/Counter 2.

P1.1 T2EX Ngõ và bộ kích chế độ thu nhận (capture)/nạp lại

(reload) và điều khiển trực tiếp của Timer 2

P1.5 MOSI Sử dụng cho hệ thống lập trình từ bên ngoài.

P1.6 MISO Sử dụng cho hệ thống lập trình từ bên ngoài.

P1.7 SCK Sử dụng cho hệ thống lập trình từ bên ngoài.



Port 2: Từ chân 21 đến chân 28 (P2.0 - p2.7)

Port 2 là port có tác dụng kép dùng như các đường I/O hoặc là byte cao (A8

- A15) của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng.

Port 3: Từ chân 10 đến chân 17 (P3.0 - P3.7)

Port 3 là port có tác dụng kép, các chân port này có nhiều chức năng, vừa là

cổng I/O vừa có công dụng chuyển đổi có liên hệ đến các đặt tính đặc biệt của

AT89S52 như ở bảng sau:

Bảng 3.15 : Chức năng các chân của Port 3

Port Pin Tên Chức năng chuyển đổi

P3.0 RxD Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.

P3.1 TxD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp.

P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt ngoài thứ 0

P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt ngoài thứ 1

P3.4 T0 Ngõ vào của Timer/Couter 0.

P3.5 T1 Ngõ vào của Timer/ Counter 1

P3.6 WR\ Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài.

P3.7 RD\ Tín hiệu đọc dữ liệu từ bộ nhớ ngoài.

- PSEN (Program store enable): Chân 29

PSEN là tín hiệu ngõ ra có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở

rộng và thường được nối đến chân OE\ của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh.

- ALE/PROG (Address Latch Enable): Chân 30

Khi AT89S52 truy xuất bộ nớ bên ngoài,Port 0 có chức năng là bus địa chỉ và

dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ.Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30

dùng làm tín hiệu điều khiển để giả đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối

với các IC chốt.

- EA/VPP (External Access): Chân 31

Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắt lên mức 1 hoặc mức 0.Nếu ở

mức 1 thì AT89S52 thi hành chương trình t ừ Eprom nội trong khoản địa chỉ thấp

4Kbyte.Nếu ở mức 0 thì AT89S52 thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng.Chân

EA\được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình Eprom trong AT89S52.



- RST(Reset) : Chân 9

Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên mức cao ít nhất 2 chu kỳ máy,các thanh ghi

bên trong được nạp những giá trị thich hợp để khởi động hệ thống.Khi cấp điện

cho hệ thốnh thì mạch tự động reset.

- XTAL1, XTAL2 : Chân 19, 18

Ngõ vào bộ dao động X1, X2, bộ giao động được tích hợp bên trong AT89S52.

Khi sử dụng AT89S52, người ta chỉ cần nối thêm thạch anh và các tụ.Tần số thạch

anh thường là 12Mhz.

- VCC, GND : Chân 40, 20

Cấp nguồn và nối đất cho vi điều khiển.

3.4.2 Tổ chức bộ nhớ trong vi điều khiển 89C52

RAM bên trong 89S52 được phân chia như sau :

Các bank thanh ghi có địa chỉ từ 00H đến 1FH

RAM truy xuất từng bit có địa chỉ 20H đến 2FH

RAM đa dụng từ 30H đến 7FH

Các thanh ghi có chức năng đặc biệt từ 80H đến FFH bao gồm :

- Thanh ghi trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word)

- Thanh ghi B

- Thanh ghi con trỏ ngăn xếp (SP1, SP2: Stack Pointer)

- Thanh ghi con trỏ dữ liệu (DPH, DPL)

- Các thanh ghi port xuất nhập (P0, P1, P2, P3)

- Các thanh ghi timer (TCON, TMOD, TMOD, T2CON, T2MOD, TH0,

TL0, TH1, TL1, TH2, TL2)

- Các thanh ghi port nối tiếp (SBUF, SCON)

- Các thanh ghi ngắt (IE, IP)

- Thanh ghi điều khiển công suất (PCON)



Hình 3.11 : Bộ nhớ của vi điều khiển 89C52

3.4.3 Hoạt động truyền dữ liệu của vi điều khiển 89C52

3.4.3.1 Giới thiệu

Truyền dữ liệu nối tiếp của MCS5 có thể hoạt động ở nhiều kiểu riêng biệt

trong phạm vi cho phét của tần số. Dữ liệu dạng song song được chuyển thành

nối tiếp để truyền đi và nhận về dạng nối tiếp được chuyển thành song song.

Chân TxD (P3.1) là ngõ xuất dữ liệu đi và chân RxD (P3.0) là ngõ nhận dữ

liệu về.



Đặc trưng của truyền dữ liệu nối tiếp là hoạt động song công có nghĩa là có

thể thực hiện truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc.

Hai thanh ghi chức năng đặc biệt phục vụ cho truyền dữ liệu là thanh ghi

đệm SBUF và thanh ghi điều khiển SCON. Thanh ghi đệm SBUF nằm ở địa

chỉ 99H có 2 chức năng : nếu vi điều khiển ghi dữ liệu lên thanh ghi SBUF thì

dữ liệu đó sẽ được truyền đi, nếu hệ thống khác gửi dữ liệu đến thì sẽ được lưu

vào thanh ghi đệm SBUF. Sơ đồ khối của hệ thống truyền dữ liệu được trình

bày ở hình 3.14.

Hình 3.12 : Sơ đồ hệ thống truyền dữ liệu

Thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu SCON nằm ở địa chỉ 98H là thanh ghi

cho phép truy suất bit bao gồm các bit trạng thái và các bit điều khiển. Các bit

điều khiển dùng để thiết lập nhiều kiểu hoạt động truyền dữ liệu khác nhau, còn

các bit trạng thái cho biết thời điểm kết thúc khi truyền xong một ký tự hoặc

nhận xong một ký tự. Các bit trạng thái có thể được kiểm tra trong chương

trình hoặc có thể lập trình để sinh ra ngắt.

Tần số hoạt động của truyền dữ liệu nối tiếp còn gọi tốc độ BAUD (số

lượng bit dữ liệu được truyền đi trong 1 giây) có thể hoạt động cố định (sử

dụng giao động trên chip) hoặc có thể thay đổi. Khi cần tốc độ Baud thay đổi

thì phải sử dụng Timer 1 hoặc Timer 2 để tạo tốc độ Baud.

SBUF

(write only)

SBUF

(write only)

SBUF

(write only)

Baud rate clock

(transmit) Baud rate

clock

(receive)

TxD (P3.1) RxD (P3.0)

8052 Internal Bus



3.4.3.2 Thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu nối tiếp

Thanh ghi SCON sẽ thiết lập các kiểu hoạt động truyền dữ liệu khác nhau

cho MCS51. Cấu trúc của thanh ghi SCON như sau :

Hình 3.13 : Cấu trúc thanh ghi SCON

Bảng 3.16 : Các bit trong thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu

Bit Ký hiệu Địa chỉ Mô tả hoạt động

7 SM0 9FH Bit chọn kiểu truyền nối tiếp : bit thứ 0.

6 SM1 9EH Bit chọn kiểu truyền nối tiếp : bit thứ 1.

5 SM2 9DH Bit cho phép truyền kết nối nhiều vi xử lý ở mode 2 và 3,

RI sẽ không tích cực nếu bit thứ 9 đã thu là 0.

4 REN 9CH Bit cho phép nhận ký tự. REN=1 sẽ cho phép nhận ký tự.

3 TB8 9BH Dùng để lưu bit 9 để truyền đi khi hoạt động ở mode 2 và

3. TB8 bằng 0 hay 1 là do người lập trình thiết lập.

2 RB8 9AH Dùng để lư bit 9 nhận về khi hoạt động ở mode 2 và 3

1 TI 99H Cờ báo hiệu này lên mức 1 khi truyền xong 1 ký tự và xóa

bởi người lập trình để sẵn sàng truyền ký tự tiếp theo.

0 RI 98H Cờ báo hiệu này lên mức 1 khi nhận xong 1 ký tự và xóa

bởi người lập trình để sẵn sàng nhận ký tự dữ liệu tiếp

theo.

SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

MSB LSB



3.4.3.3 Các kiểu truyền dữ liệu nối tiếp

Truyền dữ liệu nối tiếp của MCS51 có 4 kiểu hoạt động tùy thuộc theo 4

trạng thái của 2 bit SM0 và SM1 được liệt kê ở bảng 3.14

Bảng 3.17 : Các kiểu truyền dữ liệu

SM0 SM1 Kiểu Mô tả Tốc độ baud

0 0 0 Thanh ghi dịch Cố định (tần số dao động f/12)

0 1 1 UART 8 bit Thay đổi (được đặt bởi Timer)

1 0 2 UART 9 bit Cố định (tần số dao động f/12 hoặc f/64)

1 1 3 UART 9 bit Thay đổi (được đặt bởi Timer)

Trong nội dung đề tài, người thực hiện chỉ giới thiệu truyền dữ liệu kiểu 1 –

Thu phát bất đồng bộ 8 bit có tốc độ Baud thay đổi, được sử dụng trong đề tài.

Trong mode này, truyền dữ liệu nối tiếp hoạt động bất đồng bộ UART 8 bit

có tốc độ Baud thay đổi được. UART là bộ thu và phát dữ liệu nối tiếp với mỗi

ký tự dữ liệu luôn bắt đầu bằng 1 bit Start (ở mức 0) và kết thúc bằng 1 bit stop

(ở mức 1), bit parity đôi khi được ghép vào giữa bit dữ liệu sau cùng và bit

stop.

Trong kiểu này, 10 bit dữ liệu sẽ phát đi ở chan TxD và nếu nhận thì sẽ

nhận ở chân RxD. 10 bit đó bao gồm : 1 bit start, 8 bit data (LSB là bit đ ầu

tiên), và 1 bit stop. Đối với hoạt động nhận dữ liệu thì bit stop được đưa vào bit

RB8 trong thanh ghi SCON.

Trong MCS51, tốc độ Baud được thiết lập bởi tốc độ tràn của Timer T1.

Đối với họ 52 có 3 timer thì tốc độ baud có thể thiết lập bởi tốc độ tràn của

timer T1 hoặc timer T2 hoặc cả 2 timer T1 và T2 : một timer cho việc phát và 1

timer cho việc thu.

Nguồn cung cấp xung clock để đồng bộ các thanh ghi truyền dữ liệu nối

tiếp hoạt động kiểu 1, 2, 3 được thiết lập bởi bộ đếm 16 như hình 4…, ngõ ra

của bộ đếm là xung clock tạo tốc độ Baud. Xung ngõ vào của bộ đếm có thể

lập trình bằng phần mềm.

Khi có một lệnh ghi dữ liệu lên thanh ghi SBUF thì quá trình truyền dữ liệu

bắt đầu nhưng nó chưa truyền mà chờ cho đếm khi bộ chia 16 (cung cấp tốc độ

Baud cho truyền dữ liệu nối tiếp) bị tràn. Dữ liệu được xuất ra trên chân TxD

bắt đầu với bit start theo sau là 8 bit data và sau cùng là bit stop. Các cờ phát TI



cũng được nâng lên mức 1 cùng lúc với thời điểm xuất hiện bit stop trên chân

TxD.

Quá trình nhận dữ liệu được khởi động ngay khi có sự chuyển đổi từ mức 1

sang mức 0 ở ngõ vào RxD. Bộ dếm 4 bit được reset ngay lập tức để sắp xếp

bit dữ liệu đang đến từ ngõ vào RxD. Mỗi bit dữ liệu đến được lấy mẫu ở trạng

thái đếm thứ 8 trong một chu kỳ 16 trạng thái của bộ đếm 4 bit.

Khi có sự chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 ở ngõ vào RxD của bộ thu thì

trạng thái 0 này phải tồn tại trong 8 trạng thái liên tục của bộ đếm 4 bit. Nếu

trường hợp này không đúng thì bộ thu xem như bị tác động bởi tín hiệu nhiễu.

bộ thu sẽ reset và trở về trạng thái nghỉ và chờ sự chuyển trạng thái tiếp theo.

Giả sử việc kiểm tra bit start là hợp lệ thì bit start sẽ được bỏ qua và 8 bit

data được nhận vào thanh ghi dịch nối tiếp.

Khi thất cả 8 bit được ghi vào thanh ghi dịch thì 3 công việc sau sẽ được

thực hiện tiếp theo:

- bit thứ 9 (bit stop) được dịch vào bit RB8 trong SCON.

- 8 bit data được nạp vào thanh ghi SBUF.

- Cờ ngắt nhận RI=1.

Tuy nhiên 3 công việc trên chỉ xảy ra nếu hai điều kiện sau tồn tại :

- RI=0

- SM2=1 và bit stop nhận được bằng 1 hoặc SM2=0.

3.4.4 Tập lệnh của vi điều khiển 89C52

Tập lệnh của vi điều khiển 89C52 bao gồm các nhóm lệnh :

+ Nhóm lệnh số học : ADD, SUBB, DIV, MUL, INC, DEC, DA.

+ Nhóm lệnh luận lý : ANL, ORL, XRL, CLR, CPL, RL, RLC, RR,

RRC, SWAP

+ Nhóm lệnh dịch chuyển dữ liệu : MOV, MOVC, MOVX, PUSH, POP, XCH,

XCHD.

+ Nhóm lệnh rẽ nhánh chương trình : ACALL, LCALL, RET, RETI, AJMP,

LJMP, SJMP, JMP, JZ, JNZ, JC, JNC, JB, JNB, JBC, CJNE, DJNZ.

+ Nhóm lệnh xử lý bit : ANL, ORL, SETB, CLR, CPL, MOV.

3.4.5 Nguồn cung cấp

Nguồn cung cấp cho toàn bộ mô hình là 5V, trong đồ án này người thực hiện

dùng nguồn cung cấp từ Adapter từ bên ngoài, trên mạch chỉ cần tạo jack cắm để

kết nối.



3.4.6 Mạch dao động

Cấp nguồn xung clock cho vi điều khiển hoạt động, tần số tụ thạch anh thường

dùng từ 12MHz ÷ 24MHz. Thường chọn tần số tụ thạch anh cung cấp là 12MHz,

các tụ song song là 33pF.

Hình 3.14 : thạch anh


Chương 4 : Thiết kế và thi công

CHƢƠNG 4 :

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

4.1 Phƣơng án thiết kế

Gồm 2 phuơng án thiết kế như sau:

Phương án 1: Dùng bộ GSM MODULE SIM300CZ để kết nối với vi điều khiển

89C52: chi phí và giá thành đắt. Thích hợp cho lập trình lệnh AT dễ dàng và đầy đủ

tín năng cho lập trình với lệnh AT. Ngoài ra còn có thể phát triển ứng dụng sâu thêm

với GPRS, GPS.

Phương án 2: Dùng điện thoại di động (Ericssion T28, T39 …) có chức năng giống

với GSM MODULE SIM300CZ để kết nối với 89C52. Việc lập trình cho điện thoại di

động cũng gần tương tự như GSM MODULE nhưng có hạn chế hơn vì một số loại

điện thoại chỉ hỗ trợ lệnh AT ở dạng Mode PDU nên lập trình rất phức tạp. Ngoài ra

phần kết nối giữa điện thoại di động với khối vi điều khiển cũng rất phức tạp.

Phương án lựa chọn: Chọn phương án 1 vì MODULE SIM300CZ hỗ trợ lập trình

lệnh AT ở cả 2 chế độ Mode Text và Mode PDU nên việc lập trình đơn giản hơn

nhiều so với điện thoại di động. Mặc dù giá thành khá đắt nhưng vì nó hỗ trợ chế độ

Mode Text nên việc lập trình đơn giản hơn nhiều so với dùng điện thoại di động vì

vậy nhóm quyết định dùng Module Sim300CZ. Ngoài ra còn có thể phát triển các ứng

dụng khác sử dụng GPRS, GPS.



4.2 Sơ đồ khối

Hình 4.1 : Sơ đồ khối hệ thống

4.2.1 Chức năng từng khối

Khối giao tiếp SMS

Có chức năng gửi nhận tin nhắn SMS cho việc điều khiển các thiết bị. Khối

này cần 1 thiết bị điện thoại di động và 1 Module Sim300CZ:

- Thiết bị điện thoại di động : dành cho người sử dụng (điều khiển). Người sử

dụng cần phải đăng kí dịch vụ viễn thông đối với các nhà cung cấp dịch vụ

trong nước.

- GSM Module Sim300CZ : Module này phải được gắn Sim của nhà cung

cấp dịch vụ và cũng cần phải có chức năng như một điện thoại di động để

kết nối với vi điều khiển. Cái này được đặt cố định và thường xuyên kết nối

với vi điều khiển. Khi người sử dụng nhắn một tin SMS có nội dung là một

lệnh yêu cầu điều khiển thiết bị. Ví dụ : DV:ADA:ON, DV:ADA:OFF,

PT:ADA:ON, ….. thì Module Sim300CZ sẽ nhận tin nhắn và được xử lí bởi

câu lệnh điều khiển được lập trình và được nạp vào vi điều khiển.

KHỐI

HIỂN

THỊ LCD

MODULE

SIM300CZ

VI

ĐIỀU

KHIỂN

KHỐI

NGUỒN

THIẾT BỊ

KH

ỐI G

IAO

TIẾ

P S

MS

KHỐI

CÔNG

SUẤT



Khối xử lý phần cứng

Khối xử lí phần cứng là khối trung tâm trong việc xử lí và điều khiển phần

cứng. Khối do một vi điều khiển đảm nhận và có nhiệm vụ gửi nhận dữ liệu với

Module Sim300CZ một cách liên tục. Khi Module Sim300CZ gửi thông tin

điều khiển thì Khối xử lí phần cứng sẽ được lập trình để thực thi. Vi điều khiển

có nhiệm vụ giao tiếp với Khối công suất.

Khối công suất

Khối này bao gồm 2 BJT C1815 có nhiệm vụ khuếch đại điện áp để kích

cho relay. Khối công suất với dòng thấp, đáp ứng tải tiêu tụ công suất thấp và

dân dụng như bóng đèn.

Khối thiết bị

Chứa các thiết bị cần điều khiển.

4.2.2 Nguyên lý hoạt động

Thuê bao gửi tin nhắn điều khiển đến Module Sim300CZ theo cú pháp:

*<mật khẩu># <nội dung điều khiển>

Trong đó :

<mật khẩu> : 1234

<nội dung điều khiển> :

99: kiểm tra thiết bị

1: mở tất cả các thiết bị

0: tắt tất cả các thiết bị

00 01: tắt thiết bị 1, tắt thiết bị 2

00 11: tắt thiết bị 1, mở thiết bị 2

10 01: mở thiết bị 1, tắt thiết bị 2

10 11: mở thiết bị 1, mở thiết bị 2

Khi nhận được tin nhắn mới, module sẽ gửi lệnh +CMTI: “SM”, 1 đến vi điều

khiển thông qua chân TXD để báo cho vi điều khiển biết có tin nhắn mới. Vi điều

khiển nhận được lệnh thông qua chân RXD (P3.0) sẽ gửi lại lệnh AT+CMGR=1

qua chân TXD (P3.1) đến module để đọc nội dung tin nhắn vừa nhận được.

Module nhận được lệnh này qua chân RXD sẽ gửi nội dung tin nhắn đến vi điều

khiển.

Sau khi nhận được nội dung tin nhắn, vi điều khiển tiến hành xử lý tin nhắn và

gửi tín hiệu điều khiển ra chân P2.7 (thiết bị 1), P2.5 (thiết bị 2) để điều khiển. Sau



khi điều khiển, vi điều khiển nhận biết trạng thái thiết bị thông qua chân P2.6 (thiết

bị 1), P2.4 (thiết bị 2), và điều khiển module gửi tin nhắn báo kết quả điều khiển

bằng lệnh: AT+CMSS=<chỉ số>, <số điện thoại> trong đó:

<Chỉ số>: số chỉ thị kết quả điều khiển thiết bị tương ứng với vị trí tin

nhắn lưu trong sim:

3: sai mật khẩu

4: sai cú pháp

5: thiết bị 1 mở, thiết bị 2 mở

6: thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 mở

7: thiết bị 1 mở, thiết bị 2 tắt


<số điện thoại>: số điện thoại thuê bao gửi tin nhắn điều khiển thiết bị

Cuối cùng, vi điều khiển gửi lệnh điều khiển AT+CMGD=1 cho module để xóa

tin nhắn điều khiển. Quá trình trên được lặp lại khi có tin nhắn điều khiển mới đến.



4.3 Thiết kế và thi công phần cứng

4.3.1 Sơ đồ nguyên lý và tính toán

4.3.1.1 Module Sim300CZ

Hình 4.2 : Sơ đồ capture Module Sim300CZ

Nguyên lý hoạt động

Module sim300CZ có chức năng như chiếc điện thoại di động, nó nhận tin

nhắn thông qua mạng GSM, sau đó lưu tin nhắn vào Sim rồi chuyển xuống vi



điều khiển thông qua chân TXD_GSM. Đồng thời, Module sim300CZ cũng

nhận dữ liệu từ vi điều khiển qua chân RXD_GSM, gửi tin nhắn trả lời đến

thuê bao điều khiển thông qua mạng GSM.

Tính toán thông số

Hình 4.3 : Sơ đồ kết nối truyền dữ liệu

Mức 1 của vi điều khiển là 5V nhưng với module Sim300CZ hiểu mức 1 là

2.8-3v nên ở chân RXD_GSM dùng cầu phân áp để giảm áp của tín hiệu truyền

từ vi điều khiển sang module

4.3.1.2 Khối giao tiếp

Hình 4.4 : Sơ đồ capture khối giao tiếp


2 tín hiệu từ Module sim300CZ RXD_GSM và TXD_GSM đi vào R1OUT

và T1IN của Max232 để truyền tín hiệu sang máy tính bằng RS232.

Sơ đồ mạch được thiết kế dựa vào datasheet của Max232, tuy nhiên do khôi

giao tiếp truyền dữ liệu do đó giá trị tụ có thể thay đổi phù hợp.



4.3.1.3 Khối nguồn

Hình 4.5 : Sơ đồ capture khối nguồn


Cho nguồn 12 Vdc qua IC ổn áp LM7805 tạo ra nguồn tuyến tính 5V cấp

cho vi điều khiển, khối giao tiếp, mạch logic, khối hiển thị LCD.

Đồng thời đưa nguồn 12Vdc qua IC LM2576 tạo nguồn xung 4.3V cho khối

Module Sim300CZ

Tính toán thông số

Mạch được xây dựng dựa trên datasheet của các IC nguồn. Nhưng với

LM2576 dùng biến trở 50k để chỉnh mức áp ra theo mong muốn

Với L=100uH

Vo ut=Vref với Vref=1.23V.

Chọn R1= 1KΩ, R2 là biến trở 50KΩ để điều chỉnh mức điện áp mong muốn

4.3V

Thiết kế mạch tạo nguồn 5V dựa vào datasheet của IC 7805.



4.3.1.4 Khối vi điều khiển

Hình 4.5 : Sơ đồ capture khối vi điều khiển


Khối vi điều khiển sử dụng nguồn cung cấp 5VDC, làm nhiệm vụ nhận các

tin nhắn điều khiển từ chân RXD và TXD để xử lý nội dung tin nhắn, sau đó

thực hiện lệnh điều khiển theo tin nhắn nhận được để điều khiển các thiết bị

thông qua Port 2.5 và Port 2.7, đồng thời nhận tín hiệu phản hồi trạng thái thiết

bị bằng Port 2.4 và Port 2.6 để truyền đến thuê bao điều khiển thông qua

Module Sim300CZ.

Do mạch thực hiện truyền dữ liệu nối tiếp với Module Sim300CZ nên chọn

thạch anh có giá trị f=11.0592MHz, 2 tụ 33pF dùng ổn định dao động cho

thạch anh.

Dùng điện trở kéo P0 có giá trị 10K theo datasheet.

4.3.1.5 Khối công suất

Các linh kiện dùng trong khối công suất

Triac

Triac được cấu tạo gần giống như 2 SCR nối song song ngược chiều có

2 cực G được nối tiếp với nhau để đưa ra ngoài một cực kích duy nhất. Đặc

tính của trac có khả năng dẫn điện với cả hai chiều (+,-) nếu có xung kích

vào thời điểm đó, tải sẽ được cấp nguồn AC.



Hình 4.6 : Triac

Tuy nhiên để có thể sử dụng triac cần phải kích tín hiệu xoay chiều vào

cực G của triac, điều này sẽ gây khó khăn cho việc điều khiển, bởi trong đồ

án việc điều khiển thiết bị bằng cách kích các tín hiệu dạng mức và tín hiệu

là DC nên không thể kích triac hoạt động như mong muốn. Do đó, nhóm

thực hiện sử dụng thêm một linh kiện có chức năng giống triac nhưng được

kích bằng tín hiệu DC mà vẫn đáp ứng được yêu cầu hoạt động của thiết bị

xoay chiều. Đó là Moc 3020.

Moc 3020

Moc 3020 là linh kiện có tính chất và nguyên lý hoạt động giống với các

triac thông thường. Tuy nhiên, Moc 3020 có cực G được kích bằng tín hiệu

một chiều. Khi ta kích 1 chiều đủ lớn sẽ làm cho led hồng ngoại bên trong

dẫn phát đến triac bên trong làm cho triac dẫn, cho phép dòng xoay chiều đi

qua nó.

Moc 3020 có một số đặt tính như sau :

- Áp đặt trên 2 đầu led lớn nhất 1.5v, thường là 1.15v

- Dòng kích cho led 10mA

- Có thể giao tiếp với vi điều khiển để tương thích điện áp

115V/240V.

Tuy nhiên, công suất của Moc 3020 quá nhỏ không đủ để làm nhiệm vụ

đóng mở thiết bị có công suất tương đối lớn như các thiết bị điện gia dụng.

Do đó trong đồ án, nhóm thực hiện dùng Moc 3020 để làm nhiệm vụ kích

cho một triac khác có công suất lớn đủ đáp ứng được yêu cầu của đề tài.



Hình 4.7 : Sơ đồ capture khối công suất


Bao gồm 2 phần chính :

Phần mạch Logic

Với ý tưởng thiết kế, nếu đi xa có thể sử dụng SMS để điều khiển

thiết bị điện trong nhà, nếu ở nhà ta có thể dùng công tắt để điều khiển

bật tắt thiết bị đèn bằng tay. Do đó, nhóm sử dụng IC 74LS136 với 2

cổng EXOR hai ngõ vào.

Cổng EXOR thứ nhất : Một ngõ lấy tín hiệu từ vi điều khiển , một

ngõ lấy tín hiệu từ công tắt điều khiển bằng tay, ngõ ra cho qua IC

74LS32 cổng OR 2 ngõ vào được nối chung nhằm giữ mức logic từ ngõ

ra của IC 74LS136 để truyền qua chân con MOC3020 kích con BT137.

Phần kích

Do sử dụng cổng EXOR nên chỉ hoặc vi điều khiển xuất mức 1 hoặc

công tắt mở thì đèn mới sáng. Vì khi đó, điện áp qua con MOC 3020

kích con BT137 dẫn, nguồn 220V đi qua cung cấp cho đèn, đèn sáng.

Ngược lại, nếu công tắt đóng hoặc vi điều khiển xuất mức 0, con

MOC3020 không dẫn, không kích con BT137, nguồn 220V không đi

qua thiết bị nên thiết bị tắt.

IC cách ly quang MOC3020 là IC nhận dòng một chiều đi qua, led

sáng, dẫn dòng xoay chiều đi qua để làm chân kích cho con BT137 dẫn.

BT137 được bảo vệ bởi mạch Snubber bao gồm 1 điện trở có giá trị

chính xác 39Ω (sử dụng điện trở 5 vòng màu) và 1 tụ gốm 0.1uF. Điện

trở 100Ω nhằm giảm áp từ mức 1 của 74LS32 qua led của MOC3020.



4.3.1.6 Khối hiển thị LCD

Hình 4.8 : Sơ đồ capture khối hiển thị LCD

Sử dụng biến trở 10K để hạn dòng và điều chỉnh cung cấp nguồn cho LCD

và điều chỉnh độ tương phản của LCD.

Sử dụng biến trở 5K để điều chỉnh độ sáng của LED sử dụng trong đêm.



4.3.2 Mạch Layout

4.3.2.1 Module Sim300CZ, khối nguồn, khối giao tiếp

Hình 4.9: Sơ đồ layout Module Sim300CZ


Hình 4.10: Sơ đồ layout khôi vi điều khiển


Hình 4.11 : Sơ đồ layout khối công suất




Hình 4.12 : Sơ đồ layout khối hiển thị LCD

4.3.3 Mạch thực tế

4.3.3.1 Module Sim300CZ, khối nguồn, khối giao tiếp

Hình 4.13 : Mạch thực tế Module Sim300CZ


Hình 4.14 : Mạch thực tế khối vi điều khiển




Hình 4.15 : Mạch thực tế khối công suất


Hình 4.16 : Mạch thực tế khối hiển thị LCD



4.4 Thiết kế và thi công phần mềm

4.4.1 Ý tƣởng chƣơng trình

Chương trình được thiết kế để vi điều khiển nhận tin nhắn từ module

SIM300CZ, sau đó xử lý tin nhắn và tiến hành điều khiển các thiết bị.

4.4.2 Lƣu đồ chƣơng trình chính

BEGIN

Khởi tạo truyền

dữ liệu nối tiếp

UART

Báo có tin nhắn mới ?

Nhận tin nhắn

Xử lý tin nhắn và

Điều khiển thiết bị

Báo cáo kết quả xử lý và

điều khiển

S

Đ

Hình 4.17 : Lưu đồ chương trình chính

Giải thích lưu đồ :

Đầu tiên, khi vừa khởi động hoặc reset, vi điều khiển sẽ tiến hành khởi tạo các

thanh ghi truyền dữ liệu để truyền dữ liệu nối tiếp. Sau đó vi điều khiển sẽ thực

hiện chờ nhận tin báo có tin nhắn mới từ module SIM300CZ. Nếu tin báo gửi tới là

tin báo có tin nhắn mới, vi điều khiển sẽ thực hiện gửi lệnh điều khiển đọc tin nhắn

mới từ module.

Sau khi nhận tin nhắn từ module, vi điều khiển sẽ tiến hành xử lý nội dung tin

nhắn để điều khiển thiết bị.

Cuối cùng vi điều khiển tiến hành điều khiển module gửi tin nhắn trả lời báo

kết quả điều khiển và kết thúc quá trình điều khiển.

Sau khi thực hiện xong quá trình, vi điều khiển quay lại ban đầu tiếp tục chờ có

tin nhắn mới.



4.4.3 Lƣu đồ chƣơng trình xử lý tin nhắn

Xử lý tin nhắn

Lấy nội dung tin nhắn và số

điện thoại gửi

Mật khẩu đúng ?

Cú pháp đúng ?


Báo sai mật khẩu

Báo sai cú pháp

RET

Đ

S

Đ

S

Hình 4.18 : Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn

Để xử lý tin nhắn, trước tiên vi điều khiển thực hiện tách lấy phần nội dung của

tin nhắn và số điện thoại đã gửi tin nhắn tới. Sau đó vi điều khiển sẽ tiến hành

phân tích nội dung lệnh điều khiển. Trước tiên là kiểm tra mật khẩu, nếu mật khẩu

sai vi điều khiển sẽ thực hiện gửi tin nhắn báo sai mật khẩu cho thuê bao gửi tin

nhắn điều khiển. Nếu mật khẩu là đúng, sẽ kiểm tra tiếp cú pháp điều khiển, nếu cú

pháp đúng, vi điều khiển sẽ tiến hành điều khiển thiết bị, nếu không sẽ thực hiện

gửi tin nhắn báo sai cú pháp cho thuê bao gửi tin nhắn điều khiển.

4.4.4 Lƣu đồ chƣơng trình điều khiển thiết bị

Mã điều khiển ngắn ? Điều khiển kiểm tra ?

Điều khiển mở/tắt tất cả thiết bị Kiểm tra thiết bịĐiều khiển mở/tắt từng thiết bị

Kiểm tra thiết bị

Đ

S Đ

S


RET

Hình 4.19 : Lưu đồ chương trình điều khiển thiết bị



Để điều khiển thiết bị, trước tiên sẽ phải kiểm tra lệnh điều khiển. Lệnh điều

khiển có 2 loại, lệnh điều khiển ngắn và lệnh điều khiển dài. Lệnh điều khiển ngắn

là lệnh điều khiển chỉ có 1 ký tự tắt hoặc mở, nếu gặp lệnh này sẽ thực hiện tắt

hoặc mở toàn bộ các thiết bị. Lệnh điều khiển dài là lệnh điều khiển thực hiện cho

từng thiết bị, khi gặp lệnh này chỉ thực hiện điều khiển cho 1 thiết bị xác định. Vi

điều khiển sẽ kiểm tra lệnh điều khiển là ngắn hay dài dựa vào chiều dài của lệnh.

Nếu lệnh điều khiển là ngắn, vi điều khiển sẽ tiến hành kiểm tra lệnh là tắt, mở

để thực hiện điều khiển cho toàn bộ thiết bị.

Nếu lệnh điều khiển là dài, vi điều khiển sẽ kiểm tra từng cụm lệnh (các cụm

lệnh cách nhau bằng khoảng trắng), ở mỗi cụm lệnh nếu đúng sẽ thực hiện điều

khiển thiết bị tương ứng. Các cụm lệnh sẽ được kiểm tra lần lượt cho đến hết chiều

dài lệnh điều khiển. Ở mỗi cụm lệnh, vi điều khiển sẽ tiến hành kiểm tra cụm lệnh

đó thực hiện nhiệm vụ gì và thực hiện điều khiển thiết bị theo nhiệm vụ đó. Sau

khi thực hiện điều khiển xong cụm lệnh này, vi điều khiển thực hiện tiếp cụm lệnh

tiếp theo cho đến khi hết chiều dài lệnh.

Sau khi thực hiện xong các lệnh điều khiển, vi điều khiển sẽ tiến hành kiểm tra

trạng thái cúa thiết bị và để báo kết quả điều khiển.

4.4.5 Lƣu đồ chƣơng trình nhận dữ liệu

NHANDL

Có dữ liệu đến ?

Nhận ký tự

Ký tự kết thúc ?Lưu ký tự

Tăng địa chỉ lưu

RET

Thiết lập bộ nhớ

lưu dữ liệu

Đ

S

Đ

Đ

S

Hình 4.20 : Lưu đồ chương trình con nhận dữ liệu

Khi có các dữ liệu từ module SIM300CZ gửi qua, chương trình sẽ tiến hành

nhận dữ liệu và lưu bộ nhớ RAM nội của vi điều khiển.



4.4.6 Lƣu đồ chƣơng trình gửi dữ liệu

GUIDL

Đang bận gửi dữ liệu ?

Gặp ký tự cuối ?Gửi ký tự

Tăng lên ký tự tiếp theo

RET

S

Đ

Đ

S

Hình 4.21 : Lưu đồ chương trình con gửi dữ liệu

Chương trình sẽ gửi các lệnh điều khiển cũng như dữ liệu từ vi điều khiển đến

module SIM300CZ.

4.4.7 Lƣu đồ chƣơng trình lấy địa chỉ

LAYDC

X : địa chỉ đầu

của dữ liệu

được nhận về

Ký tự đầu số điện thoại ?

Lấy địa chỉ đầu lưu số điện

thoại

Tăng lên đến ký tự tiếp theo

Ký tự đầu dữ liệu ?

Lấy địa chỉ đầu dữ liệu

Tăng lên đến ký tự tiếp theo

Địa chỉ cuối dữ liệu ?

Lấy địa chỉ cuối dữ liệu

RET

S

Đ S

Đ

S

Đ

Hình 4.22 : Lưu đồ chương trình con lấy địa chỉ

Khi nhận được nội dung tin nhắn từ module SIM300CZ. Để xử lý điều khiển,

vi điều khiển phải xác định các vùng dữ liệu có ích cho mục đích điều khiển, gồm

vùng dữ liệu chứa số điện thoại đã gửi tin nhắn điều khiển và vùng nhớ chứa nội

dung điều khiển. Chương trình con lấy địa chỉ làm nhiệm vụ lấy các địa chỉ bắt đầu

của vùng nhớ lưu số điện thoại, địa chỉ bắt đầu và kết thúc của vùng nhớ lưu nội

dung điều khiển.



4.4.8 Lƣu đồ chƣơng trình điều khiển thiết bị

MOTBI

Mở chân điều khiển thiết bị

(Set)

Thiết bị đã mở ?Tắt chân điều khiển thiết bị

(Clear)

RET

S

Đ

Hình 4.23: Lưu đồ chương trình con điều khiển mở thiết bị

TATTBI

Tắt chân điều khiển thiết bị

(Clear)

Thiết bị đã tắt ?Mở chân điều khiển thiết bị

(Set)

RET

S

Đ

Hình 4.24 : Lưu đồ chương trình con tắt thiết bị

Hai chương trình con này sẽ thực hiện mở và tắt thiết bị khi được yêu cầu.

4.4.9 Lƣu đồ chƣơng trình kiểm tra thiết bị

KTRATBI

Thiết bị 1 tắt ? Thiết bị 2 tắt ?Thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 tắt

(KTRATB = 53)

Thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 mở

(KTRATB = 54)

Thiết bị 2 tắt ?Thiết bị 1 mở, thiết bị 2 tắt

(KTRATB = 55)

Thiết bị 1 mở, thiết bị 2 mở

(KTRATB = 56)

RET

Đ

Đ

Đ

SS

S

Hình 4.25 : Lưu đồ chương trình con kiểm tra thiết bị



Chương trình sẽ kiểm tra trạng thái thiết bị là mở hay tắt để báo cho vi điều

khiển biết.

4.4.10 Lƣu đồ chƣơng trình gửi tin nhắn

GUITN

Gửi chuỗi “AT+CMSS=”

Gửi dấu “,”

Gửi kết quả kiểm tra thiết bị

(KTRATB)

Gửi số điện thoại

Gửi ký tự ENTER

RET

Hình 4.26: Lưu đồ chương trình con gửi tin nhắn

Chương trình sẽ gửi mã lệnh AT gửi tin nhắn đến cho module SIM300CZ để

module thực hiện gửi tin nhắn cho số điện thoại đã gửi tin nhắn điều khiển đến.

4.4.11 Khởi tạo cho module SIM300CZ

Để module SIM300CZ có thể thực hiện tốt chức năng nhận và gửi tin nhắn

cũng như giao tiếp với vi điều khiển, ta cũng phải tiến hành cấu hình cho module

trước khi sử dụng. Việc khởi tạo module SIM300CZ được tiến hành như sau:



Bảng 4.1 : Các bước thiết lập cấu hình cho module SIM300CZ

TT LỆNH GIẢI THÍCH

(1). ATE1<CR> Mở chế độ echo lệnh, phục vụ

cho việc hiển thị

(2). AT&W<CR> Lưu cài đặt

(3). AT+CMGF=1<CR> Cài đặt quá trình truyền nhận tin

nhắn được thực hiện ở chế độ text

(4). AT+CNMI=2,1,0,0,0<CR> Thiết lập báo cho vi điều khiển

khi module nhận được tin nhắn

mới, khi có tin nhắn mới module

sẽ gửi chuỗi lệnh +CMTI:”SM”,1

để báo cho vi điều khiển biết có

tin nhắn mới

(5). AT+CSAS<CR> Lưu cài đặt

(6). AT+ CMGW=3<CR>sai mat khau

<CTRL+Z>

Cài đặt tin nhắn trả lời báo các

kết quả điều khiển

(7). AT+CMGW=4<CR>sai cu phap

<CTRL+Z>

(8). AT+CMGW=5<CR>thiet bi 1 tat, thiet

bi 2 tat <CTRL+Z>

(9). AT+CMGW=6<CR>thiet bi 1 tat, thiet

bi 2 mo <CTRL+Z>

(10). AT+CMGW=7<CR>thiet bi 1 mo, thiet

bi 2 tat <CTRL+Z>

(11). AT+CMGW=8<CR>thiet bi 1 mo, thiet

bi 2 mo <CTRL+Z>


Chương 5 : Kết luận và hướng phát triển đề tài

CHƢƠNG 5 :

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN

CỦA ĐỀ TÀI

5.1 Kết quả thực hiện

Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài, nhóm đã hoàn thành việc thiết kế và thi công mô

hình điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS. Hệ thống đã được

test thử và chạy rất ổn định.

Về phần cứng: gồm 4 board

- Board Module sim300CZ giao tiếp mạng GSM nhận tin nhắn điều khiển và

truyền tin nhắn phản hồi.

- Board vi điều khiển 89C52 xử lý tin nhắn, xuất tín hiệu điều khiển, nhận

biết trạng thái của thiết bị.

- Board thiết bị nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển bằng mức điện áp để

kích triac dẫn nguồn 220V qua thiết bị công suất nhỏ.

- Board hiển thị LCD hiển thị các lệnh trong quá trình làm việc của vi điều

khiển.

Về phần mềm:

- Khởi tạo các thông số ban đầu cho Module sim300CZ bằng cách kết nối với

máy tính thông qua cổng COM.

- Hoàn thành chương trình cho vi điều khiển với các tính năng sau:

+ Hệ thống có tính bảo mật cao vì khi điều khiển phải nhập đúng

password.

+ Hệ thống điều khiển được 2 thiết bị điện dân dụng với công suất nhỏ

như đèn, quạt…

+ Có tin nhắn phản hồi sau khi thực hiện lệnh điều khiển.

+ Có khả năng kiểm tra trạng thái của thiết bị hiện tại bằng lệnh trước khi

gửi tin nhắn điều khiển.

5.2 Mô tả hệ thống

Hệ thống bao gồm các khối Module SIM300CZ, vi điều khiển, khối công suất

được mắc cố định đặt tại địa điểm chứa thiết bị điều khiển.

Khi người sử dụng ở xa không thể trực tiếp điều khiển thiết bị, người sử dụng có

thể kiểm tra trạng thái hoặc điều khiển thiết bị bằng cách gửi tin nhắn SMS theo cú

pháp :

*<mật khẩu># <nội dung điều khiển>



Trong đó :

<mật khẩu> : 1234

<nội dung điều khiển> :








Khi nhận được tin nhắn mới, Module Sim300CZ sẽ gửi lệnh +CMTI: “SM”, 1 đến

vi điều khiển thông qua chân TXD để báo cho vi điều khiển biết có tin nhắn mới. Vi

điều khiển nhận được lệnh thông qua chân RXD (P3.0) sẽ gửi lại lệnh AT+CMGR=1

qua chân TXD (P3.1) đến module để đọc nội dung tin nhắn vừa nhận được. Module

nhận được lệnh này qua chân RXD sẽ gửi nội dung tin nhắn đến vi điều khiển.

Sau khi nhận được nội dung tin nhắn, vi điều khiển tiến hành xử lý tin nhắn và gửi

tín hiệu điều khiển ra chân P2.7 (thiết bị 1), P2.5 (thiết bị 2) để điều khiển. Sau khi

điều khiển, vi điều khiển nhận biết trạng thái thiết bị thông qua chân P2.6 (thiết bị 1),

P2.4 (thiết bị 2), và điều khiển module gửi tin nhắn báo kết quả điều khiển bằng lệnh:

AT+CMSS=<chỉ số>, <số điện thoại> trong đó:

<Chỉ số>: số chỉ thị kết quả điều khiển thiết bị tương ứng với vị trí tin nhắn lưu

trong sim:

3: sai mật khẩu

4: sai cú pháp


6: thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 mở

7: thiết bị 1 mở, thiết bị 2 tắt


<số điện thoại>: số điện thoại thuê bao gửi tin nhắn điều khiển thiết bị

Cuối cùng, vi điều khiển gửi lệnh điều khiển AT+CMGD=1 cho module để xóa tin

nhắn điều khiển. Quá trình trên được lặp lại khi có tin nhắn điều khiển mới đến.

5.3 Ƣu điểm và khuyết điểm của hệ thống

Ưu điểm



- Sử dụng mạng viễn thông GSM trong truyền thông mang tính công nghiệp.

- Hệ thống hoạt động ở những vị trí khó khăn mà đường dây điện thoại không

có, chỉ cần được mạng di động phủ sóng.

- Hệ thống có thể sử dụng các loại sim của các nhà cung cấp khác nhau như

Viettel, Mobile….

- Phần cứng được thiết kế đơn giản, sử dụng số linh kiên tối thiểu, kết nối chân

ra đáp ứng nhu cầu phát triển đề tài sau này.

- Hệ thống có thể điều khiển thiết bị công suất nguồn 220V.

- Hệ thống được bảo mật bằng password.

- Hệ thống có dùng LCD hiện thị quá trình làm việc của vi điều khiển nên dễ

dàng phát hiện sai và sữa chữa cho phần mềm

- Nếu ở gần thiết bị, có thể điều khiển công tắt được thiết kế cho từng thiết bị

trong module mà không cần phải gửi tin nhắn.

Khuyết điểm

- Chỉ dừng ở điều khiển được 2 thiết bị công suất.

- Password không thay đổi được.

- Hệ thống hoạt động ở vùng có phủ sóng điện thoại di động.

- Hệ thống được lập trình chỉ điều khiển thiết bị dùng tin nhắn SMS dạng text.

- Phải tốn chi phí gửi SMS

5.4 Khả năng ứng dụng thực tế của đề tài

Đề tài đáp ứng được những nhu cầu của xã hội:

- Có thể nhận tin nhắn điều khiển với số lượng và thời lượng không giới hạn.

- Có thể điều khiển, kiểm tra trạng thái thiết bị từ xa thông qua điện thoại di

động chỉ với 1 tin nhắn SMS

- Khi gần thiết bị, có thể điều khiển bằng tay thông qua công tắt được thiết kế

trong hệ thống mà không cần nhắn tin.

Với những đặc điểm và tính năng trên, hệ thống có thể trở thành sản phẩm tiêu

dùng, đáp ứng nhu cầu xã hội. Đề tài mang tính hiện đại, thực tiễn cao và tính khả

thi tốt trong thực tế.

5.5 Hƣớng phát triển

Đây là một đề tài khá mới mẻ, nên có nhiều hướng phát triển trong tương lai:

- Mở rộng số thiết bị cần điều khiển.

- Lập trình có thể thay đổi password để tăng tính bảo mật.

- Mở rộng chức năng cảnh báo sự cố và chống trộm cho hệ thống.

Phần C

PHỤ LỤC VÀ

TÀI LIỆU THAM

KHẢO


Phần 3 : Phụ lục và tài liệu tham khảo

PHỤ LỤC I :

MÃ NGUỒN CHƢƠNG TRÌNH ;================================

;GIAO TIEP MODULE SIM 300CZ CO GIAO TIEP LCD

;================================

CHECK BIT 00H

DEN BIT P2.7

HTDEN BIT P2.6

QUAT BIT P2.5

HTQUAT BIT P2.4

NHO EQU 21H

DCSODT EQU 22H

DCDULIEU EQU 23H

KYTU1 EQU 24H

KYTU2 EQU 25H

DCCUOI EQU 26H

KTRATB EQU 27H

CONTRO EQU 28H

TTGUI EQU 29H

TNTLOI EQU 2AH

KTGUI EQU 2BH

KTULF EQU 2CH

;================================ ;MAIN PROGRAM

;================================

ORG 0000H

CALL KHOITAOLCD

MOV A,#080H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV SCON, #01010010B

MOV TMOD,#00100000B ;truyen dl mod 1

MOV TH1,#-3 ;Toc do truyen 9600 Baud <=> 9600bps

SETB TR1

CLR CHECK

X0: MOV CONTRO,#07FH

CLR RI



MOV A,#01H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV A,#080H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV KTULF,#2 CALL NHANDL

MOV R1,#030H

MOV A,@R1

MOV NHO,A

CALL HIENTHI

L1: INC R1

MOV A,@R1

MOV NHO,A

CALL HIENTHI

CJNE @R1,#13,L1

CALL DELAY1S

MOV DPTR,#CMTI

MOV R0,#030H

CALL SOSANH

JNB CHECK,X0

MOV A,#01H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV A,#080H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV CONTRO,#07FH

MOV DPTR,#CMGR1

MOV TTGUI,#0

CALL GUIDL

MOV KTULF,#5



CALL NHANDL

CALL LAYDC

MOV CONTRO,#07FH

MOV R1,DCSODT

MOV A,@R1

MOV NHO,A CALL HIENTHI

D1: INC R1

MOV A,@R1

MOV NHO,A

CALL HIENTHI

CJNE @R1,#34,D1

CALL DELAY1S

MOV A,#01H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV A,#080H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV CONTRO,#07FH

MOV R1,DCDULIEU

D3: MOV A,@R1

CJNE A,#13,D2

JMP TIEP

D2: MOV NHO,A

CALL HIENTHI

INC R1

CJNE R1,#123,D3 MOV R1,#128

JMP D3

TIEP: CALL DELAY1S

MOV A,#01H

CALL MADK



CALL DELAY100MS

MOV A,#080H

CALL MADK

CALL DELAY100MS

MOV R0,DCDULIEU

MOV DPTR,#MABAOVE

CALL SOSANH ; kiem tra ma bao ve cua tin nhan

JNB CHECK,LBT

MOV DCDULIEU,R0

MOV A,DCCUOI

CJNE A,#128,KT

KT1: CLR C

SUBB A,R0

SUBB A,#5

JMP KT2

KT: JNC KT1 CLR C

SUBB A,R0

KT2: CJNE A,#2,DK1

MOV DPTR,#DKTAT

CALL SOSANH

JNB CHECK,DKA

CALL TATDEN

CALL TATQUAT

JMP X3

DKA: MOV R0,DCDULIEU

MOV DPTR,#DKMO

CALL SOSANH JNB CHECK,X2

CALL MODEN

CALL MOQUAT

JMP X3

LBT: JMP X1



DK1: JC DKA

MOV R0,DCDULIEU

MOV DPTR,#DKKIEMTRA

CALL SOSANH

JNB CHECK,DK2

CALL KTRATBI

JMP X3

DK2: MOV R0,DCDULIEU

MOV DPTR,#DKMODEN

CALL SOSANH

JNB CHECK,DK3

CALL MODEN

JMP X4


MOV DPTR,#DKTATDEN

CALL SOSANH

JNB CHECK,DK4 CALL TATDEN

JMP X4


MOV DPTR,#DKMOQUAT

CALL SOSANH

JNB CHECK,DK5

CALL MOQUAT

JMP X4


MOV DPTR,#DKTATQUAT

CALL SOSANH

JNB CHECK,X2

CALL TATQUAT

JMP X4

X1: ;BAO SAI MAT KHAU

MOV CONTRO,#07FH



MOV TNTLOI,#51

CALL GUITN

JMP X5

X2: ;BAO SAI CU PHAP DIEU KHIEN

MOV CONTRO,#07FH

MOV TNTLOI,#52

CALL GUITN

JMP X5

X3: ;BAO KET QUA DIEU KHIEN

MOV CONTRO,#07FH

CALL KTRATBI

MOV TNTLOI,KTRATB

CALL GUITN

JMP X5

X4: ;KIEM TRA HET MA LENH DIEU KHIEN HAY CHUA?

MOV A,DCCUOI

MOV DCDULIEU,R0

CLR C

SUBB A,R0

CJNE A,#0,DK2

JMP X3

X5: ;MOV CONTRO,#0BFH

MOV DPTR,#CMGD1

MOV TTGUI,#0

CALL GUIDL

call delay500ms

JMP X0

;=====================

; NHAN DU LIEU

;=====================

NHANDL:

MOV R1,#0 MOV R0,#30H

NH0: JNB RI,$

MOV A,SBUF

CJNE A,#0AH,NH1 ;kiem tra co nhan ky tu Line Feed hay ko?

CLR RI

INC R1

MOV A,R1



CJNE A,KTULF,NH0

JMP NH2

NH1: CJNE R0,#123,NH3

MOV R0,#128

NH3: MOV @R0,A

INC R0

CLR RI JMP NH0

NH2: CLR RI

MOV DCCUOI,R0

CLR P3.6

RET

;========================

;GUI DU LIEU

;========================

GUIDL:

GUI0: JNB TI,$

MOV A,TTGUI

MOVC A,@A+DPTR ;gan dl gui vao thanh ghi A INC TTGUI ;tang de gui ky tu ke tiep

CJNE A,#92,GUI1

JMP GUI2

GUI1: CLR TI

MOV SBUF,A ;chep dl tu A vao SBUF de gui

MOV NHO,A

CALL HIENTHI

JMP GUI0

GUI2: CLR RI

CLR P3.5

RET

;======================== ;GUI KY TU

;========================

GUIKT:

JNB TI,$

CLR TI

MOV SBUF,KTGUI



MOV A,KTGUI

MOV NHO,A

CALL HIENTHI

CLR RI

RET

;=======================

;LAY DIA CHI

;=======================

LAYDC: MOV R0,#31H

LAY0: CJNE R0,#123,LAY4

MOV R0,#128

LAY4: CJNE @R0,#34,LAY2

INC R0

CJNE @R0,#43,LAY0

DEC R0

MOV DCSODT,R0

LAY1: INC R0

JMP LAY0

LAY2: CJNE @R0,#13,LAY1 INC R0

MOV DCDULIEU,R0

LAY3: INC R0

CJNE R0,#123,LAY5

MOV R0,#128

LAY5: CJNE @R0,#13,LAY3

MOV DCCUOI,R0

RET

;============================

;SO SANH

;============================ SOSANH:

MOV KYTU2,#0

SS0: MOV A,KYTU2

MOVC A,@A+DPTR

CJNE A,#92,SS3



JMP SS1

SS3: CJNE R0,#123,SS4

MOV R0,#128

SS4: MOV KYTU1,@R0

CJNE A,KYTU1,SS2

INC R0

INC KYTU2

JMP SS0

SS1: SETB CHECK

SETB P3.7

RET

SS2: CLR CHECK

CLR P3.7

RET

;==========================

;DIEU KHIEN THIET BI

;==========================

MODEN:

SETB DEN

CALL DELAY1MS

JNB HTDEN,MOD1

RET

MOD1: CLR DEN

RET

;==========================

TATDEN:

CLR DEN

CALL DELAY1MS

JB HTDEN,TATD1

RET

TATD1: SETB DEN

RET

;==========================

MOQUAT:

SETB QUAT

CALL DELAY10MS



JNB HTQUAT,MOQ1

RET

MOQ1: CLR QUAT

RET

;==========================

TATQUAT:

CLR QUAT

CALL DELAY10MS JB HTQUAT,TATQ1

RET

TATQ1: SETB QUAT

RET

;==========================

;KIEM TRA THIET BI

;==========================

KTRATBI:

JNB HTDEN,KTRA1

JMP KTRA3

KTRA1: JB HTQUAT,KTRA2 MOV KTRATB,#53

RET

KTRA2: MOV KTRATB,#54

RET

KTRA3: JB HTQUAT,KTRA4

MOV KTRATB,#55

RET

KTRA4: MOV KTRATB,#56

RET

;==========================

;GUI TIN NHAN TRA LOI ;==========================

GUITN:

MOV DPTR,#CMSS

MOV TTGUI,#0

CALL GUIDL

MOV KTGUI,TNTLOI



CALL GUIKT

MOV KTGUI,#44 ;GUI DAU PHAY ","

CALL GUIKT

MOV R1,DCSODT

MOV KTGUI,@R1

CALL GUIKT

TN1: INC R1 MOV KTGUI,@R1

CALL GUIKT

CJNE @R1,#34,TN1

MOV KTGUI,#13 ;GUI KY TU ENTER (CARRIAGE RETURN)

CALL GUIKT

RET

;==============================================

CMTI: DB 13,'+CMTI:','\'

CMGR1: DB 'AT+CMGR=1',0DH,'\'

CMGD1: DB 'AT+CMGD=1',0DH,'\'

CMSS: DB 'AT+CMSS=','\' MABAOVE: DB '*1234#','\'

DKMO: DB ' 1','\'

DKTAT: DB ' 0','\'

DKMODEN: DB ' 10','\'

DKMOQUAT: DB ' 11','\'

DKTATDEN: DB ' 00','\'

DKTATQUAT: DB ' 01','\'

DKKIEMTRA: DB ' 99','\'

COTN: DB 'CO TIN NHAN MOI','\'

LAYTN: DB 'NHAN TIN NHAN','\'

$INCLUDE (TV_LCD.ASM)

$INCLUDE (TV_DELAY.ASM)

END



PHỤ LỤC II:

HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG SẢN PHẨM

Nguồn cung cấp toàn bộ hệ thống 220V/50Hz.

Nguồn cung cấp các module được sử dụng thông qua các switch trên board mạch.

Module Sim300CZ sau khi mở nguồn nhấn nút nhấn PWKEY để hoạt động.

Module hoạt động bình thường khi LCD hiển thị CALL READY 1 lần. Nếu hiển

thị CALL READY liên tục là do Module chưa nhận sim card, cần tháo sim và gắn

lại.

Cấu trúc tin nhắn điều khiển: *<mật khẩu># <lệnh điều khiển>

- Mật khẩu: 1234

- Lệnh điều khiển








Tin nhắn báo kết quả có các trường hợp sau:

sai mật khẩu

sai cú pháp

thiết bị 1 mở, thiết bị 2 mở

thiết bị 1 tắt, thiết bị 2 mở

thiết bị 1 mở, thiết bị 2 tắt

thiết bị 1 mở, thiết bị 2 mở



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Dương Minh Trí, Sơ đồ chân linh kiện, Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật, 1997

[2]. Nguyễn Đình Phú, Giáo trình vi xử lý, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2006

[3]. Phan Hiếu Nhân, Đồ án môn học: “Mô phỏng bàn phím điện thoại di động”, ĐH

Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2009

[4]. Nguyễn Trung Chính, Tập lệnh At của Module Sim300CZ dùng cho SMS, 2009

[5]. Nguyễn Ngọc Khánh, Nguyễn Hiếu Nghĩa, Hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu cho

ngôi nhà thông minh, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2004

[6]. SIMCom, AT Commands Set, Hardward Design Module Sim300CZ

Các trang web tham khảo :

http://4tech.com.vn

http://dtvt.org

http://www.edaboard.com http://www.datasheet.com

http://www.alldatasheet.com

http://www.datasheetarchieve.com

http://www.vozforum.com

http://www.dientuvietnam.com

DATN_Dieu Khien Thiet Bi Tu Xa Bang Dtdd Dung Sms

Documents

Transcript of DATN_Dieu Khien Thiet Bi Tu Xa Bang Dtdd Dung Sms