Tài liệu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP QUẢN LÝ THIẾT BỊ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GSM docx

ÐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP QUẢN LÝ THIẾT BỊ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GSM GVHD: ThS. Ðinh Quốc Hùng SVTH: Bùi Mạnh Khánh 40501241 Võ Thành Long 40501532 - i - - Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 1-2010 - - ii - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Thành phố Hồ Chí Minh Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc       Số:______/BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Viễn Thông NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên: BÙI MẠNH KHÁNH MSSV: 40501241 Họ và tên: VÕ THÀNH LONG MSSV: 40501532 Ngành: VIỄN THÔNG LỚP: DD05DV2 1. Đầu đề luận văn: “Quản lý thiết bị sử dụng GSM” 2. Nhiệm vụ ( Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): 3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 5. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn. Ngày tháng năm 2009 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o Ngày tháng năm 2010 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn) Họ và tên: BÙI MẠNH KHÁNH MSSV: 40501241 Họ và tên: VÕ THÀNH LONG MSSV: 40501532 Ngành: VIỄN THÔNG LỚP: DD05DV2 1. Đề tài: “Quản lý thiết bị sử dụng GSM” 2. Họ tên người hướng dẫn: ThS ĐINH QUỐC HÙNG 3. Tổng quát về bản thuyết minh: Số trang Số chương Số bảng số liệu Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Phần mềm tính toán 4. Tổng quát về các bản vẽ: - Số bản vẽ: bản A1 bản A2 khổ khác - Số bản vẽ tay số bản vẽ trên máy tính 5. Những ưu điểm chính của LVTN: 6. Những thiếu sót chính của LVTN: 7. Đề nghị: Được bảo vệ , Bổ sung thêm để bảo vệ , Không được bảo vệ . 8. 3 câu hỏi sinh viên trả lời trước Hội Đồng: a) b) c) 9. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm ……………………. Ký tên (ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, sinh viên muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên, Thạc sĩ Đinh Quốc Hùng, trong thời gian vừa qua, đã hướng dẫn và giúp đỡ sinh viên nghiên cứu từ đồ án 2, thực tập tốt nghiệp đến luận văn tốt nghiệp. Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn của giáo viên đã giúp sinh viên có một định hướng đúng trong quá trình thực hiện đề tài, giúp sinh viên nhìn ra được ưu khuyết điểm của đề tài và từng bước khắc phục để ngày một tốt hơn. Đồng thời sinh viên cũng muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã động viên và cổ vũ tinh thần sinh viên trong suốt quãng thời gian học tập, đặc biệt là bố mẹ sinh viên, người đã chăm lo và hi sinh rất nhiều cho sinh viên để sinh viên có thể chuyên tâm học tập. Bên cạnh đó, sinh viên muốn nói lời cảm ơn đến những giáo viên đã đứng trên bục giảng truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức cho sinh viên trong suốt 4 năm đại học vừa qua. Một lần nữa, sinh viên xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến bố mẹ, thầy cô và bạn bè, những người luôn ở cạnh động viên, giúp đỡ và cổ vũ tinh thần cho sinh viên. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 01 năm 2010 BÙI MẠNH KHÁNH VÕ THÀNH LONG - ii - TÓM TẮT LUẬN VĂN Mục tiêu chính của đề tài luận văn là thiết kế mạch giao tiếp với GSM modem nhằm quản lý thiết bị bằng tin nhắn SMS. Khối giao tiếp này phải được thiết kế một cách linh hoạt nhằm truyền tải thông tin từ người sử dụng tới các thiết bị quản lý. Lý thuyết về GSM modem đã được tìm hiểu trong đồ án hai, trong phần luận văn này tập trung xây dựng hệ thống gồm phần giao tiếp với GSM modem (node trung tâm) và thiết bị giám sát nhiệt độ (node ngoại vi). Node ngoại vi và node trung tâm sử dụng giao tiếp không dây nhằm đảm bảo tính thẩm mỹ,tiện lợi cho người dùng.Mạch cảm biến nhiệt độ là một thí dụ điển hình cho thiết bị giám sát.Với thiết kế, lập trình linh hoạt người dùng có thể thêm nhiều thiết bị giám sát khác vào hệ thống mà không cần thay đổi gì node trung tâm. Nhóm sinh viên thực hiện BÙI MẠNH KHÁNH VÕ THÀNH LONG - iii - MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa i Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn ii Tóm tắt luận văn iii Mục lục iv Danh sách hình vẽ vii Danh sách bảng biểu xi Nội dung luận văn Phần 0 – GIỚI THIỆU CHUNG Phần I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: Giới thiệu vi xử lý ATmega16 1.1 Giới thiệu chung 05 1.2 Cấu trúc AVR 06 1.2.1 Cấu trúc tổng quát 06 1.2.2 ALU 07 1.2.3 Thanh ghi trạng thái 07 1.2.4 Các thanh ghi chức năng 08 1.2.5 Con trỏ ngăn xếp (SP) 08 1.2.6 Quản lý ngắt 09 1.3 Cấu trúc bộ nhớ 10 1.4 Các cổng ngoài ra (I/O) 12 1.5 Bộ định thời 14 1.5.1 Các thanh ghi 15 1.5.2 Đơn vị đếm 15 1.5.3 Đơn vị so sánh ngõ ra 16 - iv - 1.5.4 Mô tả các thanh ghi 17 1.6 USART 19 1.6.1 Tạo xung clock 20 1.6.2 Định dạng khung truyền 21 1.6.3 Khởi tạo USART 22 1.6.4 Truyền thông dữ liệu –bộ truyền USART 23 1.6.5 Nhận dữ liệu –bộ phận USART 24 1.7 Bộ biến đổi A/D 26 Chương 2: GIỚI THIỆU CẢM BIẾN DS18B20 2.1 Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ DS18B20 34 2.2 Các đặc tính cơ bản của DS18B20 35 2.3 Lệnh ROM và các lệnh chức năng 37 2.3.1 Lệnh ROM 37 2.3.2 Lệnh chức năng bộ nhớ 38 2.4 Các cách kết nối DS18B20 với vi điều khiển 39 Chương 3: KHÁI QUÁT MODULE RF 3.1 Các đặc tính của RF module 42 3.2 Chức năng các chân module 43 Chương 4: GIỚI THIỆU GSM MODEM VÀ TẬP LỆNH AT 4.1 Giới thiệu về kết nối GSM modem và RS232 46 4.1.1 Sơ đồ nhân của GSM modem 46 4.1.2 Kết nối anten 47 4.1.3 Nguồn cung cấp cho kết nối 47 4.1.4 Các chân kết nối của GSM modem 48 4.2 Giới thiệu vế tập lệnh ATcommand 50 Phần II – THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG Chương 5: CƠ SỞ THIẾT KẾ 5.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ khối 55 5.1.1 Sơ đồ khối 55 - v - 5.1.2 Sơ đồ nguyên lý 60 5.2 Giới thiệu IC max232 62 Chương 6: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH 6.1 Cách sử dụng codevisionAVR 65 6.2 Lưu đồ giải thuật khối trung tâm 74 6.3 Lưu đồ giải thuật khối ngoại vi 78 6.4 Chương trình chính 80 6.4.1 Chương trình khối trung tâm 80 6.4.2 Chương trình khối ngoại vi 81 Chương 7: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết quả thi công 86 7.1.1 Mạch in trung tâm 86 7.1.2 Mạch in ngoại vi 86 7.1.3 Mạch thực tế 87 7.2 Kết luận và hướng phát triển 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO - vi - DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc ATmega16 Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc CPU của ATmega16 Hình 1.3: Thanh ghi trạng thái SREG Hình 1.4: Thanh ghi chức năng chung Hình 1.5:Thanh ghi con trỏ ngăn xếp Hình 1.6: Bản đồ bộ nhớ chương trình Hình 1.7: Bản đồ bộ nhớ dữ liệu SRAM Hình 1.8: Sơ đồ cấu trúc bộ định thời Hình 1.9: Đơn vị đếm Hình 1.10: Sơ đồ đơn vị so sánh ngõ ra Hình 1.11: Thanh ghi điều khiển bộ định thời Hình 1.12: Thanh ghi bộ định thời Hình 1.13: Thanh ghi so sánh ngõ ra Hình 1.14: Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK Hình 1.15: Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK Hình 1.16: Sơ đồ khối bộ USART Hình 1.17: Đơn vị tạo xung clock Hình 1.18: Định dạng khung truyền Hình 1.19: Sơ đồ bộ biến đổi A/D Hình 1.20: Thanh ghi ADMUX Hình 1.21: Thanh ghi điều khiển và trạng thái ADC Hình 1.22: Thanh ghi dữ liệu ADC Hình 2.1 : Sơ đồ chân DS18B20 Hình 2.2 Phương pháp nối dây của DS18B20 Hình 2.3: Nội dung giải mã 64 bit trên bộ nhớ ROM Hình 2.4 : Kết nối “1 dây” Hình 2.5: Kết nối dùng nguồn ngoài - vii - [...]... MAX232 Hình 6.1: Cách sử dụng codevisionAVR(1) Hình 6.2: Cách sử dụng codevisionAVR(2) Hình 6.3: Cách sử dụng codevisionAVR(3) Hình 6.4: Cách sử dụng codevisionAVR(4) Hình 6.5: Cách sử dụng codevisionAVR(5) Hình 6.6: Cách sử dụng codevisionAVR(6) Hình 6.7: Cách sử dụng codevisionAVR(7) Hình 6.8: Cách sử dụng codevisionAVR(8) Hình 6.9: Cách sử dụng codevisionAVR(9) Hình 6.10: Cách sử dụng codevisionAVR(10)... ứng được hai nhu cầu định vị và giám sát trên Trong đề tài luận văn này, chúng em thiết kế hệ thống để cụ thể mô hình trên Thiết bị gắn trên xe tải sẽ làm nhiệm vụ chính là thu sóng GPS xác định tọa độ của nó và gửi tọa độ đó cùng các thông số đo được trên xe gửi về trung tâm quản lý Cụ thể như sau: - Thiết kế khối trung giao tiếp với GSM modem - Thiết kế khối ngoại vi kiểm tra nhiệt độ - Giao tiếp khối... giám sát, quản lý ngày càng tăng Song song với nhu cầu định vị, chỉ đường dùng công nghệ GPS, nhu cầu giám sát thiết bị trên xe cũng GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH : VÕ THÀNH LONG Trang 1 ngày càng cấp thiết Module Wavecom Fastrack Supreme được tích hợp nhiều cổng giao tiếp mở rộng cho những chức năng khác nhau như GPS, Bluetooth, Wifi,… cùng các chuẩn giao tiếp chuẩn thông dụng như... 6.8: Cách sử dụng codevisionAVR(8) Hình 6.9: Cách sử dụng codevisionAVR(9) Hình 6.10: Cách sử dụng codevisionAVR(10) Hình 6.11: Cách sử dụng codevisionAVR(11) Hình 6.12: Cách sử dụng codevisionAVR(12) - viii - Hình 6.13: Cách sử dụng codevisionAVR(13) Hình 6.14: Cách sử dụng codevisionAVR(14) Hình 6.15:Lưu đồ node trung tâm 1 Hình 6.16 : Lưu đồ node trung tâm 2 Hình 6.17: Lưu đồ giải thuật khối ngoại... dây - Kết hợp hệ thống GPS để giám sát xe tải PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: Giới thiệu vi xử lý ATmega16 Chương 2: Giới thiệu cảm biến DS18B20 Chương 3: Khái quát module RF Chương 4: Giới thiệu GSM modem và tập lệnh AT PHẦN 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG Chương 5: Cơ sở thiết kế Chương 6: Lưu đồ giải thuật và chương trình Chương 7: Kết quả thi công và hướng phát triển triển GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG SVTH:... phỏng/sửa lỗi, kit thử nghiêm, 1.2 Cấu trúc nhân AVR CPU của AVR có chức năng bảo đảm sự hoạt động chính xác của các chương trình Do đó nó phải có khả năng truy cập bộ nhớ, thực hiện các quá trình tính toán, điều khiển các thiết bị ngoại vi và quản lý ngắt 1.2.1 Cấu trúc tổng quát GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH : VÕ THÀNH LONG Trang 6 PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ... vì 5FH trỏ lại là vùng các thanh ghi 1.2.6 Quản lý ngắt Ngắt là một cơ chế cho phép thiết bị ngoại vi báo cho CPU biết về tình trạng sẵn sàng trao đổi dữ liệu của mình.Ví dụ:Khi bộ truyền nhận UART nhận được một byte nó sẽ báo cho CPU biết thông qua cờ RXC, hoặc khi nó đã truyền được một byte thì cờ TX được thiết lập… Khi có tín hiệu báo ngắt CPU sẽ tạm dừng công việc đạng thực hiện lại và lưu vị trí... có nhớ cờ sẽ được thiết lập) Z: Zero Flag ;Cờ zero (Nếu kết quả phép toán bằng 0) N: Negative Flag (Nếu kết quả của phép toán là âm) V: Two’s complement overflow indicator (Cờ này được thiết lập khi tràn số bù 2) V, For signed tests (S=N XOR V) S: N H: Half Carry Flag (Được sử dụng trong một số toán hạng sẽ được chỉ rõ sau) T: Transfer bit used by BLD and BST instructions(Được sử dụng làm nơi trung... QUỐC HÙNG SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH : VÕ THÀNH LONG Trang 21 PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16 Hình 1.17: Đơn vị tạo xung clock txclk: xung đồng hồ bộ truyền rxclk: xung đồng hồ bộ nhận xcki: tín hiệu vào từ chân XCK, sử dụng cho hoạt động truyền đồng bộ master xcko: tín hiệu xung clock ngõ ra tới chân XCK, sử dụng cho hoạt động truyền đồng bộ slave fosc: tần số từ chân XTAL 1.6.2... nhớ tiếp theo định địa chỉ cho bộ nhớ SRAM nội GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG SVTH: BÙI MẠNH KHÁNH : VÕ THÀNH LONG Trang 11 PHẦN I – CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 1: GIỚI THIỆU VI XỬ LÝ ATMEGA16 Hình 1.7: Bản đồ bộ nhớ dữ liệu SRAM  Bộ nhớ dữ liệu EEPROM ATmega16 chứa bộ nhớ dữ liệu EEPROM dung lượng 512 byte, và được sắp xếp theo từng byte, cho phép các thao tác đọc/ghi từng byte một 1.4 Các cổng vào ra (I/O) . BÁCH KHOA KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP QUẢN LÝ THIẾT BỊ SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GSM GVHD: ThS. Ðinh Quốc Hùng SVTH: Bùi Mạnh Khánh. THÀNH LONG - ii - TÓM TẮT LUẬN VĂN Mục tiêu chính của đề tài luận văn là thiết kế mạch giao tiếp với GSM modem nhằm quản lý thiết bị bằng tin nhắn SMS. Khối