Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo module đóng ngắt thiết bị điện qua mạng di động gsm

MỤC LỤCMỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM .............................................. 3 Tổng quan về mạng di động GSM ..................................................................... 31.1.1. Giới thiệu về mạng di động GSM................................................................ 31.1.2. Đặc điểm mạng di động GSM ..................................................................... 31.1.3. Cấu trúc hệ thống mạng GSM ..................................................................... 4 Tổng quan về tin nhắn SMS ............................................................................... 61.2.1. Lịch sử tin nhắn SMS .................................................................................. 61.2.2. Một số thành phần mạng GSM liên quan đến SMS .................................... 71.2.3. Tin nhắn SMS chuỗiTin nhắn SMS dài ...................................................... 81.2.4. Ưu điểm và một số ứng dụng của tin nhắn SMS ......................................... 9CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ SIM900 VÀ TẬP LỆNH AT ..................................... 11 Tổng quan về Sim900....................................................................................... 112.1.1. Giới thiệu về sim900.................................................................................. 112.1.2. Sơ đồ chân sim900 ..................................................................................... 132.1.3. Các chế độ hoạt động của sim900 ............................................................. 18 Tập lệnh AT...................................................................................................... 192.2.1. Giới thiệu về tập lệnh AT .......................................................................... 192.2.2. Cú pháp tổng quát của các lệnh AT mở rộng ............................................ 212.2.3. Mã kết quả của lệnh AT............................................................................. 212.2.4. Một số lệnh AT được dùng ........................................................................ 23CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A ............................... 27 Giới thiệu PIC16F877A................................................................................... 27 Cấu trúc bộ nhớ vi điều khiển PIC16F877A................................................... 293.2.1. Bộ nhớ chương trình của PIC16F877A ..................................................... 293.2.2. Bộ nhớ dữ liệu của PIC16F877A............................................................... 30 Các cổng xuất nhập của PIC16F877A ............................................................. 303.3.1. PORTA ...................................................................................................... 313.3.2. PORTB....................................................................................................... 313.3.3. PORTC....................................................................................................... 313.3.4. PORTD ...................................................................................................... 323.3.5. PORTE ....................................................................................................... 32 Giao tiếp nối tiếp – USART ............................................................................. 32 Ngắt – Interrup ................................................................................................. 33 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MODULE ĐIỀU KHIỂN ............................... 35 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển ................................................................ 35 Thiết kế phần cứng .......................................................................................... 364.2.1. Module sim900 .......................................................................................... 364.2.2. Khối điều khiển.......................................................................................... 434.2.3. Khối công suất ........................................................................................... 46 Thiết kế phần mềm ........................................................................................... 484.3.1. Lưu đồ chương trình chính ........................................................................ 484.3.2. Lưu đồ xử lý tin nhắn mới ......................................................................... 504.3.3. Lưu đồ thực hiện xử lý nội dung tin nhắn ................................................. 52 Thử nghiệm hệ thống ....................................................................................... 54PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 57 MỞ ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật hiện đại, việc điều khiển các thiết bị điện tử từ đơn giản đến phức tạp đã không còn quá khó khăn. Trong đó, phải kể đến việc điều khiển thiết bị từ xa, như không cần có mặt tại nhà nhưng vẫn có thể điều khiển tắt mở điện hay cổng nhà, hệ thống tưới cây, bật đèn. Đó chỉ là một trong số những ưu điểm vượt bậc của “Nhà thông minh” mà ngày nay các nhà nghiên cứu đang phát triển. Việc điều khiển thiết bị từ xa đã trở nên phổ biến, trên thực tế chúng ta có thể điều khiển thiết bị từ xa thông qua internet, thông qua mạng không dây wireless hay qua sóng điện thoại di động GSM.Mạng GSM hiện nay đã trở nên thông dụng trong cuộc sống, thông qua chiếc điện thoại di động chúng ta có thể trò chuyện, nhắn tin, gọi điện thoại tới bạn bè, người thân. Cùng với sự phát triển của công nghệ, các ứng dụng dựa trên điện thoại cũng phát triển không ngừng cho phép chúng ta mở rộng các ứng dụng của chiếc điện thoại ngoài chức năng nghe, gọi và nhắn tin như dịch vụ ngân hàng SMS banking, tra cứu thông tin, nạp tiền, đăng ký dịch vụ qua SMS. Và trong đồ án này, em sẽ trình bày một ứng dụng cụ thể hơn về việc sử dụng mạng GSM để điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn bằng việc sử dụng module sim900.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tàiXã hội càng phát triển thì nhu cầu sử dụng các thiết bị điện một cách tự động của con người ngày càng cao. Trên thế giới, việc điều khiển thiết bị từ xa đã được ứng dụng rộng rãi từ lâu. Song tại Việt Nam, việc này chưa làm được một cách phổ biến mà thường áp dụng cho những tòa nhà, biệt thự sang trọng, đắt tiền.Hơn nữa, hiện nay các phương pháp điều khiển từ xa hay dùng như điều khiển qua mạng internet, qua hồng ngoại, bên cạnh những ưu điểm thì cũng tồn tại những nhược điểm nhất định. Ví dụ như để sử dụng được thiết bị điều khiển qua mạng internet thì điều cần thiết là phải có mạng internet và thiết bị sử dụng mạng như máy vi tính, điện thoại có hỗ trợ truy cập internet. Chính điều này đã trở thành một rào cản không nhỏ cho việc phát triển các sản phẩm, bởi vì không phải lúc nào người ta cũng ngồi bên máy vi tính hoặc không phải ai cũng có một chiếc điện thoại có hỗ trợ truy cập internet.Khắc phục những nhược điểm đó, hệ thống điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMSthông qua mạng GSM tỏ ra vượt trội và khả năng phát triển cao hơn. Đó là vì ngày nay mạng GSM đã trở nên phổ biến, hầu như ai cũng có một chiếc điện thoại di động, và100% các loại điện thoại di động này đều hỗ trợ tin nhắn SMS. Đây là một lợi thế vượt trội hơn so với điều khiển bằng internet vì có những loại điện thoại không hỗ trợ internet nhưng luôn hỗ trợ SMS. Một lý do khác cũng tác động đáng kể là chi phí của việc sử dụng tin nhắn SMS tương đối nhỏ. Chính vì các lý do trên mà hệ thống điều khiển này có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như công nghiệp.Đối tượng nghiên cứuĐối tượng nghiên cứu trong đồ án là: Tổng quan về mạng di động GSM và tin nhắn SMS Sim900 của hãng Simcom và tập lệnh AT để điều khiển Tổng quan về vi điều khiển PIC16F877APhương pháp và nội dung nghiên cứu.Phương pháp và nội dung nghiên cứu trong đồ án là: Nghiên cứu tổng quan về mạng di động GSM và tin nhắn SMS. Nghiên cứu, tìm hiểu về sim900 của hãng Simcom và tập lệnh AT dùngđể điều khiển module sim900.Nghiên cứu, xây dựng chương trình cho vi điều khiển PIC16F877A thực hiện việc điều khiển module sim900 để điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS.Mặc dù đã có cố gắng, nhưng do thời gian và khả năng hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để em có thể hòan thiện đồ án nàyNghiên cứu, thiết kế, chế tạo module đóng ngắt thiết bị điện qua mạng di động gsm