1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM

61 640 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 61
Dung lượng 1,49 MB

Nội dung

Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM

Trang 1

KHOA VIỄN THÔNG II

_

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

HỆ LIÊN THÔNG NIÊN KHÓA: 2011-2013

Trang 2

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THÔNG II

_

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

HỆ LIÊN THÔNG NIÊN KHÓA: 2011-2013

Đề tài :

ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM

Mã số đề tài: 13 N113101146

NỘI DUNG:

Sinh viên thực hiện: TRẦN NHẬT THÔNG

Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TẤN NHÂN

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 2

1.1 Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM) 2

1.2 Các chức năng của hệ thống GSM 3

1.3 Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin động GSM 4

1.4 Phương pháp truy nhập trong thông tin di động 5

1.5 SMS trong mạng GSM 6

CHƯƠNG II : MODEM SIM 300CZ VÀ TẬP LỆNH AT 8

2.1 Modem GSM SIM 300CZ 8

2.2 Đặc điểm của Modem GSM SIM 300CZ 9

2.3 Khảo sát tập lệnh AT điều khiển Modem SIM 300CZ 11

2.4 Các thủ tục gửi lệnh AT qua MS Hyper Terminal 13

CHƯƠNG III : TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 15

3.1 Vi điều khiển PIC 16F877A 15

3.2 Cấu trúc tổng quát của vi điều khiển PIC 16F877A 16

3.3 Các cổng xuất nhập tín hiệu của PIC 16F877A 17

3.4 Giao tiếp nối tiếp 19

CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM 21

4.1 Ý tưởng thiết kế 21

4.2 Cấu trúc hệ thống 21

4.3 Thiết kế và thi công 22

4.3.1 Sơ đồ khối 22

4.3.2 Khối Modem GSM 22

4.3.3 Bộ xử lý trung tâm 25

4.3.4 Khối công suất 26

4.3.5 Khối giao tiếp LCD & Keypad 27

4.4 Lưu đồ giải thuật và quy trình hoạt động của hệ thống 29

Trang 4

CHƯƠNG V : KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI 34

5.1 Ứng dụng đề tài 34

5.2 Giới hạn của đề tài 37

5.3 Hướng phát triển đề tài 37

KẾT LUẬN 38

Trang 5

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1: Mô hình mạng GSM 2

Hình 1.2: Băng tần trong hệ thống GSM 4

Hình 1.3: Hệ thống các tế bào của mạng GSM 5

Hình 1.4: Cấu trúc tin nhắn SMS 7

Hình 2.1 Modem GSM SIM 300CZ 8

Hình 2.2: Khởi động chương trình MS Hyper Terminal 13

Hình 2.3: Cửa sổ Properties của MS Hyper Terminal 14

Hình 3.1: Vi điều khiển PIC 16F877A 16

Hình 4.1: Sơ đồ khối hệ thống 22

Hình 4.2: MIC 29152 22

Hình 4.3: Sơ đồ chân SIM 300CZ 23

Hình 4.4: Kết nối SIM CARD 23

Hình 4.5: Sơ đồ kết nối chân IC MAX 232 24

Hình 4.6: Kết nối khởi động và hiển thị 24

Hình 4.7: Khối nguồn cho PIC 16F877A 25

Hình 4.8: Sơ đồ chân PIC 16F877A 25

Hình 4.9: Khối công suất 26

Hình 4.10: LCD 27

Hình 4.11: Keypad 28

Hình 4.12: Lưu đồ giải thuật chương trình chính 29

Hình 4.13: Lưu đồ giải thuật chương trình xử lý tin nhắn 30

Hình 4.14: Lưu đồ giải thuật xử lý cuộc gọi 31

Hình 4.15: Lưu đồ giải thuật xử lý nút nhấn 31

Hình 4.16: Đồng bộ dữ liệu 32

Hình 4.17: Giao tiếp giữa PIC 16F877A và SIM 300CZ 32

Hình 5.1: Điều khiển thiết bị trong nhà 34

Hình 5.2: Báo động qua mạng GSM 35

Trang 6

LỜI MỞ ĐẦU

Nền khoa học kỹ thuật của đất nước ta ngày một không ngừng phát triển và sự phát triển đó luôn theo sát những tiến bộ kỹ thuật trên thế giới Hòa nhập với sự phát triển này, nhu cầu hiện đại hóa cơ sở hạ tầng là một vấn đề hết sức bức thiết, mà theo sau đòi hỏi phải có một đội ngũ kỹ sư và chuyên viên không ngừng được nâng cao về cả số lượng lẫn chất lượng

Là một trong những sinh viên khoa Viễn Thông II, chuyên ngành Điện Tử Viễn Thông của trường Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông - TP.HCM, chúng em rất vinh dự được tham gia chương trình đào tạo tại trường và rất mong muốn được hoàn thiện bản thân mình Sau những năm tháng tham gia học tập và rèn luyện tại trường thông qua đồ án tốt nghiệp này

hy vọng thầy cô và các bạn sẽ cảm nhận được sự trưởng thành về cả thể chất lẫn vốn kiến thức mà các em gắn công trao dồi trong thời gian qua, để các em có thể vững tin hơn trước khi bước chân vào môi trường làm việc thực thụ

Hiện nay, do nhu cầu sử dụng các hệ thống, thiết bị tự động của người dân ngày càng tăng Đồng thời, mạng điện thoại di động phát triển rộng khắp và những chiếc điện thoại di động đã không còn xa lạ với mọi người dân Đó là những mặt thuận lợi của việc hình thành ý tưởng điều khiển các thiết bị từ xa bằng cách sử dụng tin nhắn SMS Đây là một hình thức điều khiển thiết bị rất thuận tiện, giúp mọi người có thể tiết kiệm được nhiều thời gian và chi phí đi lại Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế nêu trên, em quyết định chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM” để làm đề tài tốt nghiệp và hoàn tất chương trình học của mình tại trường

Sau hơn hai tháng miệt mài thực hiện đề tài, đến nay về cơ bản đề tài đã được hoàn thiện theo như mục đích đã đề ra từ trước, cũng như phải phù hợp với đề cương mà khoa đã phân bổ Qua đó em thực sự học hỏi được nhiều về cách làm việc cũng như đã có những trải nghiệm thực tế hết sức bổ ích Điều đó đã góp phần giúp các em tin tưởng hơn vào bản thân mình để

có thể trở thành một kỹ sư có ích trong tương lai và để dẫn chứng cho điều đó ở bài báo cáo này em xin được trình bày về một số nội dung quan trọng về mạng thông tin di động GSM, cũng như các bước cơ bản để xây dựng một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua mạng GSM

TP Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 12 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Trần Nhật Thông

Trang 7

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

1.1 Hệ thống thông tin di động toàn cầu (GSM):

GSM - Global System for Mobile Communications: Hệ thống thông tin di động toàn cầu, là một công nghệ được sử dụng trong mạng thông tin di động Đây là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động nhờ khả năng phủ sóng rộng khắp, cho phép người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở nhiều vùng trên thế giới

Hình 1.1: Mô hình mạng GSM

Xuất hiện vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu, người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu

Đến năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển cho viện viễn thông Châu Âu (European Telecommunications Standards Institute - ETSI).Và các tiêu chuẩn, đặc tính kỹ thuật giai đoạn một của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990 GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi Nó được xem như là một hệ thống điện thoại di động thế hệ thứ hai (Second generation, 2G) GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP)

Ngày nay, dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM có thể cho phép chuyển vùng kết nối với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau có thể sử dụng được ở nhiều nơi trên thế giới

Trang 8

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

 Đối với dịch vụ số liệu: truyền số liệu, dịch vụ nhắn tin (Các gói thông tin có kích cỡ

 ISDN – Integrated Service Digital Network (Mạng số tổ hợp dịch vụ)

Cho phép các thuê bao lưu động (Roaming) ở các nước với nhau cùng sử dụng hệ thống GSM một cách hoàn toàn tự động Nghĩa là thuê bao có thể mang máy di động đi mọi nơi và mạng

sẽ tự động cập nhật thông tin về vị trí của thuê bao đồng thời thuê bao có thể gọi đi bất cứ nơi nào mà không cần biết thuê bao khác đang ở đâu

Thường hoạt động ở băng tần 900 MHz và 1800 MHz với hiệu quả cao bởi sự kết hợp giữa hai công nghệ TDMA, FDMA

Giải quyết sự hạn chế dung lượng: thực chất dung lượng sẽ tăng lên nhờ việc sử dụng tần số tốt hơn và kỹ thuật chia ô nhỏ, do vậy số thuê bao được phục vụ sẽ tăng lên

Tính linh hoạt cao nhờ sử dụng các loại máy thông tin di động khác nhau: máy cầm tay, máy xách tay, máy đặt trên ô tô

Tính bảo mật: Mạng kiểm tra sự hợp lệ của mỗi thuê bao GSM bởi thẻ đăng ký SIM (Subcriber Identity Module) Thẻ SIM sử dụng mật khẩu PIN (Personal Identity Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người sử dụng hợp pháp SIM cho phép người sử dụng sử dụng nhiều dịch vụ và cho phép người dùng truy nhập vào các PLMN (Public Land Mobile Network) khác nhau Đồng thời trong hệ thống GSM còn có trung tâm nhận thực AuC, trung tâm này cung cấp mã bảo mật chống nghe trộm cho từng đường vô tuyến và thay đổi cho từng thuê bao

Trang 9

1.3 Băng tần sử dụng trong hệ thống thông tin động GSM:

GSM được thiết kế gồm nhiều tế bào (Cell) do đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần Hầu hết thì hoạt động ở băng 900 MHz và 1800 MHz Vài nước ở Châu Mỹ thì sử dụng băng 850 MHz và 1900 MHz, do băng 900 MHz và 1800 MHz ở những nơi này đã bị sử dụng trước

Các mạng sử dụng băng tần 900 MHz thì đường lên (Từ thuê bao di động đến trạm truyền dẫn Uplink) sử dụng tần số trong dải 890–915 MHz và đường xuống Downlink sử dụng tần số trong dải 935–960 MHz Và chia các băng tần này thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 MHz, mỗi kênh cách nhau 1 khoảng 200 KHz Khoảng cách song công (Đường lên & xuống cho 1 thuê bao) là 45 MHz

Hình 1.2: Băng tần trong hệ thống GSM

Ở một số nước, băng tần chuẩn GSM900 được mở rộng thành E-GSM, nhằm đạt được dải tần rộng hơn E-GSM dùng 880–915 MHz cho đường lên và 925–960 MHz cho đường xuống Như vậy, đã thêm được 50 kênh (Đánh số 975 đến 1023 và 0) so với băng GSM-900 ban đầu E-GSM cũng sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time Division Multiplexing), cho phép truyền 8 kênh thoại toàn tốc hay 16 kênh thoại bán tốc trên 1 kênh vô tuyến Có 8 khe thời gian gộp lại gọi là một khung TDMA Các kênh bán tốc sử dụng các khung luân phiên trong cùng khe thời gian Tốc độ truyền dữ liệu cho cả 8 kênh là 270.833 Kbit/s và chu kỳ của một khung là 4.615 ms

Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watt đối với băng GSM 850/900 MHz và tối đa là 1 Watt đối với băng GSM 1800/1900 MHz

Trang 10

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

1.4 Phương pháp truy nhập trong thông tin di động:

Ở giao diện vô tuyến, MS và BTS liên lạc với nhau bằng sóng vô tuyến Để tài nguyên tần số

có hạn có thể phục vụ càng nhiều thuê bao di động, ngoài việc sử dụng lại tần số, số kênh vô tuyến được dùng theo kiểu trung kế Hệ thống trung kế vô tuyến là hệ thống vô tuyến có số kênh sẵn sàng phục vụ ít hơn số người dùng khả dĩ Phương thức để sử dụng chung các kênh gọi là phương pháp đa truy nhập: người dùng khi có nhu cầu thì được đảm bảo về sự truy nhập vào trung kế

Hình 1.3: Hệ thống các tế bào của mạng GSM

 Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access): Phục vụ các cuộc gọi theo các kênh tần số khác nhau Phổ tần số được chia thành 2N dải tần số con kế tiếp, cách nhau một khoảng bảo vệ Mỗi dải tần được gán cho một kênh liên lạc, trong đó kênh tần số N dành cho liên lạc hướng lên, N kênh tần số còn lại cho liên lạc hướng xuống Mỗi người dùng được cấp phát một kênh tần số riêng biệt trong tập hợp các kênh tần số

 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access): Khi có yêu cầu một cuộc gọi thì một kênh vô tuyến được ấn định Các thuê bao khác nhau dùng chung 1 kênh tần số nhờ cài xen thời gian Mỗi thuê bao được cấp một khe thời gian (Time slot) trong cấu trúc khung tuần hoàn 8 khe

 Đa truy nhập theo mã CDMA (Code Division Multiple Access): Là phương pháp trải phổ tín hiệu, thực hiện là gán cho mỗi MS một mã riêng biệt cho phép nhiều MS cùng thu, phát độc lập trên một băng tần nên tăng dung lượng cho hệ thống Hiện tại công nghệ CDMA đang được triển khai tại một số quốc gia

Trang 11

Một số ưu điểm nổi trội của dịch vụ SMS :

 Tin nhắn 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 cả Arabic, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc Bên cạnh dữ liệu dạng Text thì tin nhắn SMS còn có thể mang các

dữ liệu dạng Binary Nó còn cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác

 Một trong những ưu điểm nổi trội của SMS đó là nó được hỗ trợ bởi các điện thoại có

sử dụng GSM hoàn toàn Hầu hết tất cả các tiện ích cộng thêm gồm cả dịch vụ gửi tin nhắn giá rẻ được cung cấp, sử dụng thông qua sóng mang Wireless Không giống như SMS, các công nghệ Mobile như WAP và Mobile Java thì không được hỗ trợ trên nhiều Module điện thoại

 Sử dụng tin nhắn SMS ngày càng phát triển và trở lên rộng khắp: các tin nhắn SMS có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào Ngày nay, hầu hết mọi người đều có điện thoại di động của riêng mình và mang nó theo hầu như cả ngày Với một điện thoại di động , bạn có thể gửi và đọc các tin nhắn SMS bất cứ lúc nào bạn muốn, sẽ không gặp khó khăn gì khi bạn đang ở trong văn phòng hay trên xe bus hay ở nhà…

 Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại đã tắt nguồn: nếu như không chắc cho một cuộc gọi nào đó thì bạn có thể gửi một tin nhắn SMS đến bạn của bạn thậm chí khi người đó tắt nguồn máy điện thoại trong lúc bạn gửi tin nhắn đó Hệ thống SMS của mạng điện thoại sẽ lưu trữ tin nhắn đó rồi sau đó gửi nó tới người bạn đó khi điện thoại của người bạn này mở nguồn

 Các tin nhắn SMS ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác: việc đọc và viết các tin nhắn SMS không gây ra ồn ào Trong khi đó, bạn phải chạy ra ngoài khỏi rạp hát, thự viện hay một nơi nào đó để thực hiện một cuộc điện thoại hay trả lời một cuộc gọi Bạn không cần phải làm như vậy nếu như tin nhắn SMS được sử dụng

Trang 12

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

 Tin nhắn SMS là một công nghệ rất thành công và trưởng thành Tất cả các điện thoại ngày nay đều có hỗ trợ nó Bạn không chỉ có thể trao đổi các tin nhắn SMS đối với 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: bởi thứ nhất, tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử dụng công nghệ GSM Xây dựng các ứng dụng Wireless trên nền công nghệ SMS có thể phát huy tối

đa những ứng dụng có thể dành cho người sử dụng Thứ hai, các tin nhắn SMS còn tương thích với việc mang các dữ liệu Binary bên cạnh việc gửi các dữ liệu dạng Text

Nó có thể được sử dụng để gửi nhạc chuông, hình ảnh, hoạt họa … Thứ ba, tin nhắn SMS hỗ trợ việc chi trả các dịch vụ trực tuyến

Cấu trúc của một tin nhắn khi được gửi đi sẽ được chia làm 5 phần như sau:

 Instructions to handset: Chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay

 Instructions to SIM (Optional): Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM (Subscriber Identity Modules)

 Message body: Nội dung tin nhắn SMS

Trang 13

CHƯƠNG II : MODEM SIM 300CZ VÀ TẬP LỆNH AT 2.1 Modem GSM SIM 300CZ:

Modem GSM là một Modem Wireless, nó làm việc cùng với một mạng Wireless GSM Một Modem Wireless thì cũng hoạt động giống như một Modem quay số Điểm khác nhau chính

ở đây là Modem quay số thì truyền và nhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một Modem Wireless thì việc gửi nhận dữ liệu thông qua sóng

Giống như một điện thoại di động GSM, một Modem GSM yêu cầu 1 thẻ Sim với một mạng Wireless để hoạt động

Hình 2.1 Modem GSM SIM 300CZ

Sim300CZ là một trong những loại Modem GSM Nhưng nó được nâng lên với tốc độ cao hơn và 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

Trang 14

CHƯƠNG II: MODEM SIM 300CZ VÀ TẬP LỆNH AT

2.2 Đặc điểm của Modem GSM SIM 300CZ:

 Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 4,5V

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

- Sim 300CZ tích hợp giao thức TCP/IP

- Chấp nhận thông tin đƣợc điều chỉnh rộng rãi

 CSD:

- Tốc độ truyền dẫn CSD: 2; 4; 8; 9; 6; 14 Kbps

- Hỗ trợ USSD

Trang 15

 SMS:

- MT, MO, CB, Text and PDU mode

- Bộ nhớ SMS: Sim, card

 FAX : Nhóm 3 loại 1

 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 hóa 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 và sự ghép nối:

- Cổng nối tiếp: 7 Cổng nối tiếp

- Cổng kết nối có thể sử dụng với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh AT Command tới Module điều khiển

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

- Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 bps tới 115200 bps

- Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD

- Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử dụng sửa lỗi

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

 Sim Application Toolkit: Hỗ trợ SAT loại GSM 11,14

 Đồng hồ thời gian thực: Người cài đặt

 Times function: Lập trình thông qua AT Command

 Đặc tính vật lý (Đặc điểm):

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

- Nặng 13.8 g

Trang 16

CHƯƠNG II: MODEM SIM 300CZ VÀ TẬP LỆNH AT

2.3 Khảo sát tập lệnh AT điều khiển Modem SIM 300CZ :

Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một Modem AT là một cách viết gọn của chữ Attention Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với “AT” hay “at” Đó là lý do tại sao các lệnh Modem được gọi là các lệnh AT Nhiều lệnh của nó được sử dụng để điều khiển các Modem quay số sử dụng dây mối (Wired dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) và ATO (Return to online data state), cũng được hỗ trợ bởi các Modem GSM/GPRS và các điện thoại di động

Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các Modem GSM/GPRS và các điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+ CMGS (Gửi tin nhắn SMS), AT+CMSS (Gửi tin nhắn SMS từ một vùng lư trữ), AT+CMGL (Chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS) và AT+CMGR (Đọc tin nhắn SMS) Ngoài ra, các Modem GSM còn hỗ trợ một bộ lệnh AT mở rộng Những lệnh AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của GSM Với các lệnh AT mở rộng này, bạn có thể làm một số thứ như sau:

 Đọc,viết, xóa tin nhắn

 Gửi tin nhắn SMS

 Kiểm tra chiều dài tín hiệu

 Kiểm tra trạng thái sạc Pin và mức sạc của Pin

 Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ

Số tin nhắn SMS có thể được thực thi bởi một Modem SMS trên một phút thì rất thấp, nó chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin nhắn SMS trên 1 phút

Sau đây là một vài nhiệm vụ có thể được hoàn thành bằng cách sử dụng các lệnh AT kết hợp với 1 Modem GSM/GPRS hay một điện thoại di động:

 Lấy thông tin cơ bản về điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS Như tên của nhà sản xuất (AT+CGMI), số Modem (AT+CGMM), số IMEI (International Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phần mềm (AT+CGMR)

 Lấy các thông tin cơ bản về những người ký tên Như MSISDN (AT+CNUM) và số IMS (International Mobile Subscriber Identity) (AT+CIMI)

 Lấy thông tin trạng thái hiện tại của điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS Như trạng thái hoạt động của điện thoại (AT+CPAS), trạng thái đăng kí mạng Mobile (AT+CREG), chiều dài sóng Radio (AT+CSQ), mức sạc Pin và trạng thái sạc Pin (AT+CBC)

 Thiết lập một kết nối dữ liệu hay kết nối Voice tới một Remote điều khiển (ATD, ATA, )

 Gửi và nhận Fax (ATD, ATA,AT+F*)

hay xóa tin nhắn SMS (AT+CMGD) và nhận các thông báo của các tin nhắn SMS nhận được mới nhất (AT+CNMI)

Trang 17

 Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hay tìm kiếm (AT+CPBF) cá mục về danh bạ điện thoại (Phonebook)

 Thực thi các nhiệm vụ liên quan tới an toàn, chẳng hạn như mở hay đóng các khóa chức năng (AT+CLCK), kiểm tra xem một chức năng được khóa hay chưa (AT+CLCK) và thay đổi Password (AT+CPWD)

 Điều khiển hoạt động của các mã kết quả/các thông báo lỗi của các lệnh AT Như bạn

có thể điều khiển cho phép hay không cho phép kích hoạt hiển thị thông báo lỗi (AT+CMEE) và các thông báo lỗi nên được hiển thị theo dạng số hay theo dạng dòng chữ (AT+CMEE=1 hay AT+CMEE=2)

 Thiết lập hay thay đổi cấu hình của điện thoại di dộng hay Modem GSM/GPRS Như thay đổi mạng GSM (AT+COPS), loại dịch vụ của bộ truyền tin (AT+CBST), các thông số Protocol liên kết với Radio (AT+CRLP), địa chỉ trung tâm SMS (AT+CSCA)

và khu vực lưu trữ các tin nhắn SMS (AT+CPMS)

 Lưu và phục hồi các cấu hình của điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS Như lưu (AT+COPS) và phục hồi (AT+CRES) các thiết lập liên quan tới tin nhắn SMS chẳng hạn như địa chỉ trung tâm tin nhắn SMS

 Chú ý là nhà sản xuất điện thoại di động thường không thi hành tất cả các lệnh AT, các thông số lệnh và các giá trị của tham số trong các điện thoại di động Trạng thái hành vi của các lệnh AT thực thi có thể cũng khác so với các định nghĩa chuẩn trước

đó Nói chung, các Modem GSM/GPRS được thiết kế dành cho các ứng dụng Wireless mà có được các hỗ trợ tốt về các lệnh AT hơn là các điện thoại di động thông thừơng khác

 Thêm vào đó, một vài lệnh AT yêu cầu sự hỗ trợ từ các tổng đài của mạng di động Như SMS thông qua GPRS có thể được kích hoạt trên các điện thoại di động có sử dụng GPRS và các Modem GPRS với lệnh +CGSMS (Tên lệnh ở dạng Text: Select Service for MO SMS Messages) Nhưng nếu tổng đài mạng điện thoại không hỗ trợ quá trình truyền dẫn SMS thông qua GPRS, thì bạn không thể sử dụng chức năng này được

Trang 18

CHƯƠNG II: MODEM SIM 300CZ VÀ TẬP LỆNH AT

2.4 Các thủ tục gửi lệnh AT qua MS Hyper Terminal:

MS Hyper Terminal là một chương trình tích hợp sẵn có trong Windows, giúp cho việc truyền

thông dữ liệu giữa máy tính với các thiết bị ngoại vi Để sử dụng MS Hyper Terminal cho

việc gửi các lệnh AT đến điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS, bạn cần phải thực hiện

theo những bước như sau:

 Cho một thẻ SIM vẫn còn giá trị vào trong điện thoại di động hay một Modem

GSM/GPRS Bạn có thể kiếm được một thẻ SIM bằng cách mua dịch vụ GSM của

một nhà phân phối mạng Wireless

 Kết nối điện thoại di động hay Modem GSM/GPPRS của bạn tới máy tính và cài đặt

Driver của Modem Wireless tương ứng cho nó Bạn sẽ tìn thấy Driver của Modem

Wireless trong đĩa CD mà nhà sản xuất cung cấp cho bạn Và nếu như nhà sản xuất

không cung cấp Driver cho điện thoại hay Modem GSM/GPRS thì bạn có thể vào

trang Web của nhà sản xuất để Download nó về rồi cài vào Còn nếu vào trang Web

của nhà sản xuất mà cũng không có thì bạn vẫn có thể sử dụng Driver cho Modem

chuẩn của Windows

 Chạy MS HyperTerminal bằng cách chọn Start > All Programs > Accessories >

Communications > Hyper Terminal

Hình 2.2: Khởi động chương trình MS Hyper Terminal

Trang 19

 Trong hộp thoại Connection Description, hãy gõ tên và chọn một biểu tượng Icon mà bạn thích dùng cho kết nối này Sau đó thì nhấn nút OK

 Trong hộp thoại “Connect to”, chọn “COM port” mà điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS đang kết nối tới tại khay Connect Using Như bạn có thể chọn COM khi điện thoại di động hay Modem đang được kết nối với Port COM1 Sau đó thì nhấn nút

OK

 Từ hộp thoại Properties của MS Hyper Terminal ta tiến hành thiết lập những thông số cần thiết phục vụ cho việc giao tiếp dữ liệu

Hình 2.3: Cửa sổ Properties của MS Hyper Terminal

Sau bước này, giao diện của chương trình chính sẽ xuất hiện Từ đây bạn có thể gửi nhận dữ liệu từ máy tính đến các thiết bị ngoại vi cũng như Modem SIM 300CZ Nếu như bạn nhận được phản hồi từ điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS thì giao tiếp của bạn đã được thiết lập thành công Tiếp theo bạn có thể gõ các lệnh AT theo ý riêng của mình để điều khiển điện thoại di động hay Modem GSM/GPRS

Trang 20

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

CHƯƠNG III : TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

3.1 Vi điều khiển PIC 16F877A:

PIC - Programable Intelligent Computer: Máy tính khả trình thông minh, do hãng General Instrument đặt tên cho con vi điều khiển đầu tiên là PIC1650 Hãng Microchip tiếp tục phát triển các dòng sản phẩm này Cho đến nay, các sản phẩm vi điều khiển PIC của Microchip đã gần 100 loại

PIC là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, sử dụng Microcode đơn giản đặt trong ROM, chạy một lệnh một chu kỳ máy (4 chu kỳ của bộ dao động) Nhờ có EEPROM nên PIC tạo thành 1

bộ điều khiển vào ra khả trình, có rất nhiều dòng PIC với hàng loạt các Module ngoại vi tích hợp sẵn (Như USART, PWM, ADC ), với bộ nhớ chương trình từ 512 Word đến 32K Word

Để lập trình cho PIC người ta sử dụng tập lệnh RISC, với dòng PIC Low-end (Độ dài mã lệnh

12 bit, ví dụ: PIC12Cxxx) và Mid-range (Độ dài mã lệnh 14 bit, ví dụ: PIC16Fxxxx), tập lệnh bao gồm khoảng 35 lệnh, và 70 lệnh đối với các dòng PIC High-end (Độ dài mã lệnh 16 bit, ví dụ: PIC18Fxxxx) Tập lệnh bao gồm các lệnh tính toán trên các thanh ghi, với các hằng số, hoặc các vị trí bộ nhớ, cũng như có các lệnh điều kiện, lệnh nhảy/gọi hàm, và các lệnh để quay trở

về, nó cũng có các tính năng phần cứng khác như ngắt hoặc Sleep (Chế độ hoạt động tiết kiện điện) Microchip cung cấp môi trường lập trình MPLAB, nó bao gồm phần mềm mô phỏng và trình dịch ASM

Một số công ty khác xây dựng các trình dịch C, Basic, Pascal cho PIC Microchip cũng bán trình dịch "C18" (Cho dòng PIC High-end) và "C30" (Cho dòng dsPIC30Fxxx) Họ cũng cung cấp các bản "Student edition/demo" dành cho sinh viên hoặc người dùng thử, những Version này không có chức năng tối ưu hoá Code và có thời hạn sử dụng giới hạn Những trình dịch mã nguồn mở cho C, Pascal, JAL, và Forth, cũng được cung cấp bởi PicForth

GPUTILS là một kho mã nguồn mở các công cụ, được cung cấp theo công ước về bản quyền của GNU General Public License GPUTILS bao gồm các trình dịch, trình liên kết, chạy trên nền Linux, Mac OS X, OS/2 và Microsoft Windows GPSIM cũng là một trình mô phỏng dành cho vi điều khiển PIC thiết kế ứng với từng Module phần cứng, cho phép giả lập các thiết bị đặc biệt được kết nối với PIC, ví dụ như LCD, LED

Trang 21

3.2 Cấu trúc tổng quát của vi điều khiển PIC 16F877A:

Hình 3.1: Vi điều khiển PIC 16F877A

Cấu trúc tổng quát của PIC 16F877A gồm:

 8 K Flash ROM

 368 bytes RAM

 256 bytes EEPROM

 5 Port I/O (A, B, C, D, E), ngõ vào/ra với tín hiệu điều khiển độc lập

 2 bộ định thời 8 bit Timer 0 và Timer 2

 1 bộ định thời 16 bit Timer 1, có thể hoạt động trong cả chế độ tiết kiệm năng lượng (Sleep Mode) với nguồn xung clock ngoài

 2 bộ CCP, Capture/Compare/PWM - Tạm gọi là: Bắt giữ / So sánh / Điều biến xung

 1 cổng song song (Parallel Port) 8 bit với các tín hiệu điều khiển

 Chế độ tiết kiệm năng lượng (Sleep Mode)

 Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP (In-Circuit Serial Programing)

 Nguồn dao động lập trình được tạo bằng công nghệ CMOS

 1 bộ biến đổi tương tự –số (ADC) 10 bit, 8 ngõ vào

 2 bộ so sánh tương tự (Comparator)

 1 bộ định thời giám sát (WDT –Watch Dog Timer)

 35 tập lệnh có độ dài 14 bit

 Tần số hoạt động tối đa là 20 MHz

 1 cổng nối tiếp (Serial Port)

Trang 22

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

3.3 Các cổng xuất nhập tín hiệu của PIC 16F877A:

Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin), tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất nhập và số lượng chân trong mỗi cổng có thể khác nhau Bên cạnh đó, do vi điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn có thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu trên đối với thế giới bên ngoài Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó

Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB, PORTC, PORTD và PORTE

 PORTA:

PORTA (RPA) bao gồm 6 I/O Pin Đây là các chân “hai chiều” (Bidirectional pin), nghĩa là

có thể xuất và nhập được Chức năng I/O này được điều khiển bởi thanh ghi TRISA (Địa chỉ 85h) Muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là Input, ta “Set” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là Output, ta “Clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và các thanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (Đối với PORTA là TRISA, đối với PORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, đối với PORTD là TRISD và đối với PORTE là TRISE) Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADECLARE, bộ so sánh, ngõ vào Analog ngõ vào xung Clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (Master Synchronous Serial Port) Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:

 PORTA (Địa chỉ 05h): chứa giá trị các chân trong PORTA

 TRISA (Địa chỉ 85h): điều khiển xuất nhập

 CMCON (Địa chỉ 9Ch): thanh ghi điều khiển bộ so sánh

 CVRCON (Địa chỉ 9Dh): thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp

 ADECLAREON1 (Địa chỉ 9Fh): thanh ghi điều khiển bộ ADECLARE

 PORTB:

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển với các chế độ nạp khác nhau PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0 PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTB bao gồm:

 PORTB (Địa chỉ 06h,106h): chứa giá trị các chân trong PORTB

 TRISB (Địa chỉ 86h,186h): điều khiển xuất nhập

 OPTION_REG (Địa chỉ 81h,181h): điều khiển ngắt ngoại vi và bộ Timer0

Trang 23

 PORTC:

PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISC Bên cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh, bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:

 PORTC (Địa chỉ 07h): chứa giá trị các Pin trong PORTC

 TRISC (Địa chỉ 87h): điều khiển xuất nhập

 PORTD:

PORTD (RPD) gồm 8 chân I/O, thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISD PORTD còn là cổng xuất dữ liệu của chuẩn giao tiếp PSP (Parallel Slave Port) Các thanh ghi liên quan đến PORTD bao gồm:

 Thanh ghi PORTD: chứa giá trị các Pin trong PORTD

 Thanh ghi TRISD: điều khiển xuất nhập

 Thanh ghi TRISE: điều khiển xuất nhập PORTE và chuẩn giao tiếp PSP

 PORTE:

PORTE (RPE) gồm 3 chân I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE Các chân của PORTE có ngõ vào Analog Bên cạnh đó PORTE còn là các chân điều khiển của chuẩn giao tiếp PSP Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm:

 PORTE: chứa giá trị các chân trong PORTE

 TRISE: điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho chuẩn giao tiếp PSP

Với ADECLARE (Analog to Digital Converter): là bộ chuyển đổi tín hiệu giữa hai dạng tương tự và số PIC16F877A có 8 ngõ vào Analog (RA4:RA0 và RE2:RE0) Hiệu điện thế chuẩn VREF có thể được lựa chọn là VDD, VSS hay hiệu điện thể chuẩn được xác lập trên hai chân RA2 và RA3 Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương tự sang tín hiệu số là 10 bit số tương ứng và được lưu trong hai thanh ghi ADRESH, ADRESL Khi không sử dụng bộ chuyển đổi ADECLARE, các thanh ghi này có thể được sử dụng như các thanh ghi thông thường khác

Trang 24

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A

3.4 Giao tiếp nối tiếp:

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter): là một trong hai chuẩn giao tiếp nối tiếp USART còn đƣợc gọi là giao diện giao tiếp nối tiếp SCI (Serial Communication Interface) Có thể sử dụng giao diện này cho các giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, với các vi điều khiển khác hay với máy tính Các dạng của giao diện USART ngoại

0

1

(Asynchronous) Baud Rate = Fosc/(64(X+1))

(Asynchronous) Baud Rate = Fosc/(4(X+1))

Baud Rate = Fosc/(16(X+1)) N/A

Trong đó X là giá trị của thanh ghi RSBRG ( X là số nguyên và 0<X<255) Các thanh ghi liên quan đến BRG bao gồm:

 TXSTA (Địa chỉ 98h): chọn chế độ đồng bộ hay bất đồng bộ (Bit SYNC) và chọn mức tốc độ Baud (Bit BRGH)

 RCSTA (Địa chỉ 18h): cho phép hoạt động cổng nối tiếp (Bit SPEN)

 RSBRG (Địa chỉ 99h): quyết định tốc độ Baud

Trang 25

 USART bất đồng bộ:

Ở chế độ truyền này USART hoạt động theo chuẩn NRZ (None-Return-to-Zero), nghĩa là các bit truyền đi sẽ bao gồm 1 Bit Start, 8 hay 9 Bits dữ liệu (Thông thường là 8 Bits) và 1 Bit Stop Bit LSB sẽ được truyền đi trước Các khối truyền và nhận Data độc lập với nhau sẽ dùng chung tần số tương ứng với tốc độ Baud cho quá trình dịch dữ liệu (Tốc độ Baud gấp 16 hay 64 lần tốc độ dịch dữ liệu tùy theo giá trị của Bit BRGH), và để đảm bảo tính hiệu quả của dữ liệu thì hai khối truyền và nhận phải dùng chung một định dạng dữ liệu Các thanh ghi liên quan đến quá trình truyền dữ liệu bằng giao diện USART bất đồng bộ gồm:

 Thanh ghi INTCON (Địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép tất cả các ngắt

 Thanh ghi PIR1 (Địa chỉ 0Ch): chứa cờ hiệu TXIF

 Thanh ghi PIE1 (Địa chỉ 8Ch): chứa bit cho phép ngắt truyền TXIE

 Thanh ghi RCSTA (Địa chỉ 18h): chứa bit cho phép cổng truyền dữ liệu

 Thanh ghi TXREG (Địa chỉ 19h): thanh ghi chứa dữ liệu cần truyền

 Thanh ghi TXSTA (Địa chỉ 98h): xác lập các thông số cho giao diện

 Thanh ghi SPBRG (Địa chỉ 99h): quyết định tốc độ Baud

 USART đồng bộ:

Giao diện USART đồng bộ được kích hoạt bằng cách Set Bit SYNC Cổng giao tiếp nối tiếp vẫn là hai chân RC7/RX/DT, RC6/TX/CK và được cho phép bằng cách Set Bit SPEN USART cho phép hai chế độ truyền nhận dữ liệu là Master mode và Slave mode Master Mode được kích hoạt bằng cách Set Bit CSRC (TXSTA<7>), Slave Mode được kích hoạt bằng cách Clear Bit CSRC Điểm khác biệt duy nhất giữa hai chế độ này là Master Mode sẽ lấy xung Clock đồng bộ từ bộ tao xung Baud BRG còn Slave Mode lấy xung Clock đồng bộ

từ bên ngoài qua chân RC6/TX/CK Điều này cho phép Slave Mode hoạt động ngay cả khi vi điều khiển đang ở chế độ Sleep

Các thanh ghi liên quan đến quá trình truyền dữ liệu bằng giao diện USART đồng bộ Master Mode:

 Thanh ghi INTCON (Địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép tất cả các ngắt

 Thanh ghi PIR1 (Địa chỉ 0Ch): chứa cờ hiệu TXIF

 Thanh ghi PIE1 (Địa chỉ 8Ch): chứa bit cho phép ngắt truyền TXIE

 Thanh ghi RCSTA (Địa chỉ 18h): chứa bit cho phép cổng truyền dữ liệu

 Thanh ghi TXREG (Địa chỉ 19h): thanh ghi chứa dữ liệu cần truyền

 Thanh ghi TXSTA (Địa chỉ 98h): xác lập các thông số cho giao diện

 Thanh ghi SPBRG (Địa chỉ 99h): quyết định tốc độ Baud

Trang 26

CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM

CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM

4.1 Ý tưởng thiết kế:

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, công nghệ di động đã được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực đời sống xã hội Nghiên cứu ứng dụng công nghệ di động sử dụng cho mục đích ngoài thông tin liên lạc đang thu hút nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước

Đề tài này trình bày việc xây dựng hệ thống điều khiển từ xa các thiết bị điện trong nhà trên công nghệ di động Hệ thống gồm phần mềm tích hợp trên vi điều khiển PIC nhận, xử lý các tin nhắn điều khiển, và phần cứng thực thi các lệnh điều khiển đó Phần cứng xây dựng dựa trên Modem GSM SIM 300CZ và vi điều khiển PIC 16F877A của hãng Microchip Đối tượng điều khiển là các thiết bị điện gia dụng với mục tiêu tạo thuận tiện cho người dùng trong việc bật tắt nguồn và giám sát thiết bị, từ đó góp phần giảm thời gian tiêu thụ điện năng, thực hiện tiết kiệm điện Thiết bị điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS thông qua mạng điện thoại di động có khả năng phản hồi trạng thái, kết quả điều khiển thiết bị được phản hồi bằng tin nhắn, tạo cảm giác yên tâm cho người điều khiển

 Thiết bị phần cứng bao gồm: thiết bị nhận tin nhắn (SIM 300CZ), bộ xử lý trung tâm (PIC 16F877A), khối công suất, giao tiếp & hiển thị …

Khi tin nhắn từ Admin được gửi tới thiết bị nhận tin nhắn, nó sẽ được xử lý qua bộ xử lý trung tâm, qua đó thực hiện các lệnh điều khiển trong nội dung tin nhắn giúp cho khối công suất có thể bật/tắt nguồn của các thiết bị một cách chính xác Các tín hiệu phản hồi về trạng thái hoạt động của hệ thống được liên tục cập nhập bởi đến bộ xử lý trung tâm, để có thể hiển thị lên màn hình LCD hoặt gửi tới Admin qua tin nhắn theo nhu cầu sử dụng

Trang 27

4.3 Thiết kế và thi công:

Sử dụng IC nguồn MIC 29152 để tạo nguồn ~ 4V cấp cho Modem GSM SIM 300CZ hoạt

động Với điện áp đƣợc tính toán nhƣ sau:

Trang 28

CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM

 Sơ đồ chân SIM 300CZ:

Hình 4.3: Sơ đồ chân SIM 300CZ

 Kết nối SIM CARD:

Hình 4.4: Kết nối SIM CARD

TXT

SIM_CLKK

13

26 24 22 20 18 16

1 3 5 7 9 11

6

2 4 8 10 12

25 27

21 23

29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59

14

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60

15 17 19 TEMB_BAT

KBC4 KBC3 KBC2 KBC1 KBC0 NETLIGHT

VBAT VBAT VBAT VBAT VBAT VCHG

GND

GND GND

GND GND ADC0

SIM_VDD SIM_RST

GPIOO BUZZER

SIM_DATA SIM_CLK SIM_PRESENT GPIO1 DCD DTR RXD TXD RTS CTS RI AGND SPK1P SPK1N SPK2P SPK2N

VRTC

KBR0 KBR1 KBR2 KBR3 KBR4 DISP_CS DISP_CLK DISP_DATA DISP_D/C DISP_RST DBG_RXD DBG_TXD AGND MIC1P MIC1N MIC2P MIC2N

VDD_EXT PWR_KEY STATUS

VCC RST CLK

SIM_VDD

SIM_RST

SIM_DATA

Trang 29

 Kết nối giao tiếp RS 232 :

Ở đây IC MAX 232 là IC thường được dùng trong lĩnh vực giao tiếp với máy tính, theo chuẩn RS-232, MAX-232 có nhiều loại, ở đây sử dụng loại MAX-232E có 16 chân với các thông số

kỹ thuật như sau:

 Điện áp lớn nhất có thể cho qua là 30V

 Dòng cấp cho RS-232 trong khoảng 5  10mA

 Hoạt động trong khoảng tầm nhiệt -65°C +165°C

 Các tụ bơm điện áp nên sử dụng  1uf

Hình 4.5: Sơ đồ kết nối chân IC MAX 232

 Kết nối khởi động và hiển thị :

Hình 4.6: Kết nối khởi động và hiển thị

15

6

3 4 5

14

10 9

VBAT

NETLIGHT 330

VEXT

100uF 4K7

47K 4K7

Trang 30

CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA MẠNG GSM

4.3.3 Bộ xử lý trung tâm :

 Nguồn cung cấp :

Sử dụng IC nguồn 7805 để tạo nguồn 5V cấp cho vi điều khiển PIC 16F877A hoạt động Với điện áp đầu vào không quá 40V và dòng điện không vượt quá 1A Các tụ lọc nhiễu thường sử dụng ở đây là : C1, C2 (2200uF, 1000uF…), C3,C4 (103, 104…)

Hình 4.7: Khối nguồn cho PIC 16F877A

 Sơ đồ chân PIC 16F877A:

Mạch hoạt động của PIC 16F877A, ở đây sử dụng các linh kiện có giá trị như sau : R1 – 330 Ohm, R2 – 270 Ohm, C1 – 10uF, C2 – 33pF, C3 – 33pF, Thạch anh 11,0592 Mhz

Hình 4.8: Sơ đồ chân PIC 16F877A

33 34 35 36 37 38 39 40

15 16 17 18 23 24 25 26

19 20 21 22 27 28 29 30

13

14

32 11 31

12

1

8 9 10

RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CVREF RA3/AN3/VREF+

RA4/T0CKI/C1OUT RA5/AN4/SS*/C2OUT

RB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD RC0/T1OSO/T1CKI

RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT

RD0/PSP0 RD1/PSP1 RD2/PSP2 RD3/PSP3 RD4/PSP4 RD5/PSP5 RD6/PSP6 RD7/PSP7 OSC1/CLKIN

OSC2/CLKOUT

VDD VDD VSS

VSS

MCLR*/VPP

RE0/RD*/AN5 RE1/WR*/AN6 RE2/CS*/AN7

-R1

C2

Ngày đăng: 15/10/2014, 08:21

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1: Mô hình mạng GSM - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 1.1 Mô hình mạng GSM (Trang 7)
Hình 1.2: Băng tần trong hệ thống GSM - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 1.2 Băng tần trong hệ thống GSM (Trang 9)
Hình 1.3: Hệ thống các tế bào của mạng GSM - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 1.3 Hệ thống các tế bào của mạng GSM (Trang 10)
Hình 1.4: Cấu trúc tin nhắn SMS - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 1.4 Cấu trúc tin nhắn SMS (Trang 12)
Hình 2.1 Modem GSM SIM 300CZ - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 2.1 Modem GSM SIM 300CZ (Trang 13)
Hình 2.2: Khởi động chương trình MS Hyper Terminal - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 2.2 Khởi động chương trình MS Hyper Terminal (Trang 18)
Hình 2.3: Cửa sổ Properties của MS Hyper Terminal - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 2.3 Cửa sổ Properties của MS Hyper Terminal (Trang 19)
Hình 3.1: Vi điều khiển PIC 16F877A - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 3.1 Vi điều khiển PIC 16F877A (Trang 21)
Hình 4.1: Sơ đồ khối hệ thống - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống (Trang 27)
Hình 4.2: MIC 29152 - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.2 MIC 29152 (Trang 27)
Hình 4.3: Sơ đồ chân SIM 300CZ - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.3 Sơ đồ chân SIM 300CZ (Trang 28)
Hình 4.4: Kết nối SIM CARD - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.4 Kết nối SIM CARD (Trang 28)
Hình 4.5: Sơ đồ kết nối chân IC MAX 232 - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.5 Sơ đồ kết nối chân IC MAX 232 (Trang 29)
Hình 4.8: Sơ đồ chân PIC 16F877A - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.8 Sơ đồ chân PIC 16F877A (Trang 30)
Hình 4.7: Khối nguồn cho PIC 16F877A - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.7 Khối nguồn cho PIC 16F877A (Trang 30)
Hình 4.9: Khối công suất - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.9 Khối công suất (Trang 31)
Hình 4.10: LCD - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.10 LCD (Trang 32)
Hình 4.11: Keypad - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.11 Keypad (Trang 33)
Hình 4.12: Lưu đồ giải thuật chương trình chính - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.12 Lưu đồ giải thuật chương trình chính (Trang 34)
Hình 4.13: Lưu đồ giải thuật chương trình xử lý tin nhắn - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.13 Lưu đồ giải thuật chương trình xử lý tin nhắn (Trang 35)
Hình 4.15: Lưu đồ giải thuật xử lý nút nhấn - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.15 Lưu đồ giải thuật xử lý nút nhấn (Trang 36)
Hình 4.14: Lưu đồ giải thuật xử lý cuộc gọi - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.14 Lưu đồ giải thuật xử lý cuộc gọi (Trang 36)
Hình 4.16: Đồng bộ dữ liệu - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.16 Đồng bộ dữ liệu (Trang 37)
Hình 4.17: Giao tiếp giữa PIC 16F877A và SIM 300CZ - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 4.17 Giao tiếp giữa PIC 16F877A và SIM 300CZ (Trang 37)
Hình 5.1: Điều khiển thiết bị trong nhà - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 5.1 Điều khiển thiết bị trong nhà (Trang 39)
Hình 5.3: Hệ thống tưới tiêu tự hành - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 5.3 Hệ thống tưới tiêu tự hành (Trang 40)
Hình 5.2: Báo động qua mạng GSM - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 5.2 Báo động qua mạng GSM (Trang 40)
Hình 5.4: Điều khiển thiết bị kết hợp Module RF - Đồ án điều khiển thiết bị qua mạng GSM
Hình 5.4 Điều khiển thiết bị kết hợp Module RF (Trang 41)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w