xây dựng hệ thống giám sát và quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM

1 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 5 DANH SÁCH HÌNH VẼ 6 DANH SÁCH BẢNG 8 DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 8 PHẦN MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11 1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 11 1.1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 12 1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 1.1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 13 1.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 13 1.3. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 14 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM 15 2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS 2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SMS 15 2.1.2. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG TIN NHẮN SMS 16 2.1.3 CẤU TRÚC MỘT TIN NHẮN SMS 17 2.1.4 TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI 17 2.1.5 SMS CENTER/SMSC 18 2.1.6. NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ 19 2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 19 2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM 19 2.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM 20 2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM 21 2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát 21 2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM 22 2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM 22 2 2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH AT COMMAND. 23 2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM900 23 2.3.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM900. 24 2.3.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN 28 2.3.5 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM900 31 2.3.4.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim900: 32 2.3.4.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi: 33 2.3.4.3 Các lệnh về SMS 34 2.3.4.4 Các lệnh về GPRS 36 2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP 37 2.3.4.6 Các lệnh khác 37 2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu: 38 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PSOC 39 3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PSOC. 39 3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PSOC 39 3.2 CẤU TRÚC VI XỬ LÝ 42 3.2.1. BỘ XỬ LÝ 42 3.2.2. ĐỊNH DẠNG LỆNH 44 3.2.3. CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ 45 3.3. NGẮT VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN NGẮT 45 3.4. CÁC CỔNG VÀO RA ĐA CHỨC NĂNG 46 3.5. CÁC BỘ TẠO DAO ĐỘNG 48 3.5.1. BỘ TẠO DAO ĐỘNG CHÍNH BÊN TRONG 48 3.5.2. BỘ TẠO DAO ĐỘNG TỐC ĐỘ THẤP NỘI TẠI 49 3.5.3. BỘ TẠO DAO ĐỘNG THẠNH ANH 32KHZ 49 3.5.4. VÒNG CHỐT PHA 50 3.5.5. SLEEP VÀ WATCHDOG 50 3.6. CÁC KHỐI PSOC SỐ 52 3.6.1. CÁC KHỐI NGOẠI VI SỐ 52 3 3.7. HỆ THỐNG KHỐI PSOC TƯƠNG TỰ 57 3.7.1. CÁC BỘ KHUẾCH ĐẠI 57 CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM XĂNG DẦU 60 4.1. GIỚI THIỆU CHUNG 60 4.2. SƠ ĐỒ KHỐI 60 4.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 62 4.4. YÊU CẦU CẦN KHẮC PHỤC 62 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 63 5.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 63 5.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT HỆ THỐNG 64 5.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 65 5.3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ PHẦN CỨNG & TÍNH TOÁN. 65 5.3.1.1 Nguồn cung cấp cho toàn hệ thống. 65 5.3.1.2 Khối trung tâm xử lý 67 5.3.1.3 Modul Sim900. 68 5.3.1.4 Khối hiển thị 68 5.3.1.5 Khối truyền thống. 69 5.3.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN 70 5.3.2.1 Khối trung tâm xử lý 70 5.3.2.2 Khối Modul Sim900. 71 5.3.2.3 Khối hiển thị. 73 5.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 73 5.4.1. ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU TRUYỀN THÔNG. 73 5.4.2 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 74 5.4.2.1 Lưu đồ thuật toán phát truyền thông giao tiếp cây xăng. 74 5.4.2.2. Lưu đồ thuật toán nhận truyền thông giao tiếp cây xăng 75 5.4.3. CÚ PHÁP PHÁT NHẬN TIN NHẮN THÔNG QUA MODUL SIM900 76 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 82 4 6.1 KẾT LUẬN 82 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 5 LỜI CAM ĐOAN Tôi là Trần Như Ý - tác giả của luận văn “Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM”. Tôi xin cam đoan mình đã thực hiện hiện luận văn một các nghiêm túc, toàn bộ nội dung luận văn cũng như kết quả nghiên cứu là do tôi thực hiện. Đồng thời, việc tham khảo các tài liệu trong quá trình thực hiện luận văn tuân thủ theo đúng yêu cầu và không sao chép của bấ t kỳ một luận văn nào trước đó. 6 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống. 14 Hình 2.1. Cấu trúc của công nghệ GSM. 21 Hình 2.2. Các thành phần mạng GSM. 22 Hình 2.3. Module Sim900. 26 Hình 2.4. Sơ đồ khối Sim900. 27 Hình 2.5. Sơ đồ chân của Module Sim900. 28 Hình 3.1. Sơ đồ khối cấu trúc của PSoC (CY8C27443). 42 Hình 3.2. Cấu trúc liên kết của CPU với bộ nhớ (cấu trúc Harvard). 43 Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý của bộ định thời. 52 Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý của bộ định thời. 54 Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chế độ rộng xung. 54 Hình 3.6. Nguyên lý điều chế độ rộng xung có giải an toàn. 55 Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông UART. 56 Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông SPI Master. 56 Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông SPI Slave. 57 Hình 3.10. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại INSAMP. 58 Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại đảo. 58 Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại không đảo PGA. 59 Hình 5.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị bằng SMS. 64 Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho toàn mạch. 66 Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý kết nối PSoc CY8C29466. 67 Hình 5.4. Sơ đồ nguyên lý kết nối Module Sim900 68 Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị. 68 Hình 5.6. Sơ đồ nguyên lý khối truyền thông. 69 Hình 5.7. Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Trung tâm xử lý. 70 Hình 5.8. Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM khối Trung tâm xử lý. 70 Hình 5.9. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Trung tâm xử lý. 71 Hình 5.10. Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Modul Sim900. 71 Hình 5.11. Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM khối Modul Sim900. 72 Hình 5.12. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Modul Sim900. 72 Hình 5.13. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Modul Sim900. 73 Hình 5.14. Sơ đồ mạch in khối hiển thị. 73 Hình 5.15. Sơ đồ mạch in khối hiển thị. 73 Hình 5.16. Lưu đồ tuật toán phát truyền thông giao tiếp cây xăng. 74 Hình 5.17. Lưu đồ thuật toán nhận truyền thông giao tiếp cây xăng. 75 Hình 5.18. Sơ đồ khối Trung tâm xử lý. 79 Hình 5.19. Sơ đồ khối SIM900. 80 Hình 5.20. Sảm phẩm hoàn thiện. 80 Hình. 5.21. Hoạt động hệ thống 81 7 DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Mô tả sơ đồ chân của SIM900 29 Bảng 3.2 Các thanh ghi của CPU 43 Bảng 3.2 Các thanh ghi của Bộ điều khiển ngắt 45 Bảng 3.3 Bảng vector ngắt 46 Bảng 3.4 Các thanh ghi vào ra đa chức năng 46 8 DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT GSM Global System for Mobile Communications Mạng thông tin di động toàn cầu SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây SMSC Short Message Service Center Trung tâm tin nhắn SIM Subscriber Identity Modules Module nhận dạng tin nhắn GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ gói vô tuyến chung PAP Password Authentication Protocol Giao thức xác thực bằng mật khẩu PPP Point-to-Point Protocol Giao thức kết nối điểm tới điểm TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiể n truyền vận IP Internet Protocol Giao thức liên mạng CSD Circuit Switched Data Chuyển mạch dữ liệu USSD Unstructured Supplementary Service Data Dữ liệu dịch vụ bổ sung phi cấu trúc DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối dữ liệu CPU Central Processing Unit Khối xử lý trung tâm ISR Interrupt Service Routine Trình phục vụ ngắt 9 PHẦN MỞ ĐẦU Ứng dụng công nghệ Viễn thông để tự động hóa giám sát và quản lý kinh doanh xăng dầu đã được nhiều quốc gia trên thế giới thực hiện và đạt hiệu quả cao. Hiện nay ở Việt Nam, công tác quản lý đang thực hiện chủ yếu theo phương pháp thủ công (ghi chép, cập nhật dữ liệu). Đổi mới công nghệ và phương pháp quản lý kinh doanh xăng dầu để nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh đ ang là nhu cầu thực sự và bức thiết hiện nay của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu, đồng thời để phát triển theo xu hướng quá trình hội nhập nền kinh tế chung của thế giới. Hầu hết các trụ bơm xăng dầu điện tử sản xuất trong nước cũng như ở nước ngoài đều có cổng truyền thông để kết nối với các thiết bị truyền thông. Trên cơ sở nhu cầu thực tế của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầuvà khả nằng kết nối thông qua các cổng truyền thông của các trụ bơm xăng dầu, em đã đưa ra giải pháp công nghệ kết nối tất các các trụ bơm xăng dầu của một trạm bơm xăng dầu về cổng truyền thông phục vụ cho việc việc tự động giám sát và quản lý, giúp cho các cơ sở kinh doanh xăng dầu thực hiện kinh doanh, giám sát quản lý một cách hiện đại, chuyên nghiệp và hiệu quả. Việc kết nối tất các các trụ bơm xăng dầu của một trạm bơm xăng dầu về một cổng truyền thông phục vụ cho công tác quản lý không làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động cũng như bất kỳ thông số kỹ thuật đo lường nào của trụ bơm xăng dầu. Toàn bộ nội dung của luận văn được trình bày trong 6 chương với nội dung tóm tắt như sau: Chương 1 – Tổng quan về đề tài: Chương này trình bày những vấn đề chính như ý nghĩa, mục đích và phương pháp nghiên cứu của luận văn. Chương 2 – Giới thiệu tổng quan về công nghệ GSM, Modul SIM900 và tập lệnh ATCOMMAN. Chương 3 – Giới thiệu về PSoc: Chương này trình bày thiết kế chi tiết b ộ xử lý on chip PSoc. Chương 4 – Giới thiệu nguyên lý hoạt động của trạm xăng dầu 10 Chương 5 – Thiết kế và thi công: Chương này trình bày các sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in của hệ thống . Chương 6 – Kết luận và hướng phát triển. Từ kết quả nghiên cứu và thực hiện luận văn, học viên đã đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu về việc tự đông hóa sản xuất và quản lý, góp phần vào sự phát triển của các doanh nghiệp Việ t nam trong quá trình hội nhập với nền kinh tế phát triển của thế giới. Do hạn chế về nhiều mặt lên Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót rất mong được sự góp ý chỉ bảo của Thầy, Cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS. TS Đào Ngọc Chiến đã tận tình chỉ bảo và hướng d ẫn giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành luận văn. Em cũng xin cảm ơn các Thầy, Cô, bạn bè cùng toàn thể người thân đã giúp đỡ và chỉ bảo cho em trong thời gian thực hiện luận văn. [...]... người sử dụng mobile ở cùng một nhà cung cấp dịch vụ mạng sóng mang wireless, mà đồng thời bạn cũng có thể trao đổi nó với người sử dụng khác ở các nhà cung cấp dịch vụ khác SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử dụng cùng với nó 16 Ngày nay tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử dụng công nghệ GSM Cho lên việc xây dựng các ứng dụng wireless trên nền công nghệ SMS có... Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM " 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 11 1.1.2 Ý NGHĨA 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... 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) 21 2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM Hình 2.2 Các thành phần mạng GSM 2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM Công nghệ GSM đã vào... 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.Ở Việt Nam các hệ thống bán lẻ xăng dầu thông qua các Tổng Công ty, các đại lý lên việc phân cấp quản lý dữ liệu cho hệ thống rất phức tạp và không thuận tiện và tốn thời gian Ví dụ: người quản lý muốn đi kiểm tra số lượng xăng, dầu bán... 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... NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM 2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS 2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SMS SMS là từ viết tắt của Short Message Service 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 Communications) Thực chất nó là công nghệ cho phép gửi và nhận các tín nhắn giữa các điện thoại với nhau Một thời gian sau đó, nó phát triển sang công nghệ wireless... lượng xăng, dầu bán ra có thể phải đi xa mấy trăm cây số nhất là ở các tỉnh vùng xa, việc đó dẫn đến chi phí rất tốn kém… Từ những nhu cầu thực tế đó, em 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 Giao tiếp và giám sát các hệ thống trạm xăng dầu từ xa thông qua tin nhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người... Cây xăng Dữ liệu của các cây xăng được cập nhật liên tục và khi có yêu cầu sẽ được gửi đi bằng tin nhắn điện thoại đi động thông qua CPU SIM900 - CPU Sim900 sử dụng công nghệ GSM/ GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz Nó được kết nối với CPU trung tâm qua cổng UART theo chuẩn RS-232 Từ sơ đồ hệ thống trên ta xây dựng CPU Truyền thông trên Vi Xử lý dựa trên Công nghệ PSoc Các. .. nhắn SMS Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì công 19 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 của 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. .. cả các chương trình điều khiển Bình thường, các trạm xăng dầu khi muốn thay đổi và xem các thông số cho hệ thống người quản lý phải mất thời gian về mặt thao tác, đối với các nhà quản lý lớn thì việc di chuyển giữa các trạm xăng rất xa và bất tiện 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 em đã chọn đề tài " Xây dựng . đề tài " Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM " để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến. tác giả của luận văn Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM . Tôi xin cam đoan mình đã thực hiện hiện luận văn một các nghiêm túc, toàn. như các thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật và công nghệ ngày càng cao.Ở Việt Nam các hệ thống bán lẻ xăng dầu thông qua các Tổng Công ty, các đại lý lên việc phân cấp quản lý dữ liệu cho hệ thống