Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính

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 là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, 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 nói riêng. Như chúng ta cũng 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.

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn 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 là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, 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 nói riêng. Như chúng ta cũng 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 lý đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển. Bình thường, các thiết bị trong ngôi 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 hệ thống thì mới điều khiển được. 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 "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính" để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà. 2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Tập trung nghiên cứu, phân tích bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, đưa ra các phương án và lựa chọn ra phương án tối ưu để thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa, module sim 900, AVR và máy tính. Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến các phương pháp điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, đưa tín hiệu báo về vi điều khiển và từ vi điều khiển đưa ra tín hiệu xử lý. -1- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông Nghiên cứu về module sim 900 và cách lập trình giao tiếp, điều khiển module thực hiện chức năng bật tắt đèn. Nghiên cứu, lập trình giao tiếp giữa AVR và máy tính. 3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài - Các phương pháp điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động. - Các tài liệu liên quan đến kỹ thuật vi điều khiển atmega 16. - Nghiên cứu về giao tiếp vi điều khiển atmega 16 với các thiết bị ngoại vi như máy tính, cổng truyền thông nối tiếp điều khiển module sim 900. - Nghiên cứu module sim 900, cấu trúc và tập lệnh. 4. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Nhằm trang bị cho bản thân những kiến thức chuyên ngành một cách sâu rộng về vi điều khiển cũng như về bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính. - Nhằm hệ thống hóa được nhiều kiến thức đã học. - Có cơ hội nâng cao tư duy độc lập cũng như khả năng làm việc nhóm để nghiên cứu và thiết kế ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu của xã hội. 5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tìm hiểu các tài liệu trên sách vở, trên mạng internet về lĩnh vực điều khiển từ xa bằng điện thoại di động và lập trình vi điều khiển để đưa ra cơ sở lý thuyết về quá trình thiết kế, chế tạo bộ điều khiển từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính. Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính. Xây dựng chương trình điều khiển hoạt động của hệ thống. Chạy thử, hiệu chỉnh, giám sát và đánh giá kết quả của hệ thống. Tham khảo ý kiến của thầy cô và các anh chị khóa trước về các lĩnh vực thuộc chuyên ngành điện tử. 6. 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 công nghệ ngày càng cao. Từ những nhu cầu thực tế đó, chúng em mong muốn đưa một phần 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 từ xa bằng điện thoại di động nhằm đáp ứng nhu cầu nâng cao của con người. Đề tài lấy cơ sở là điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động. Việc sử dụng hệ thống này có thuận lợi là giới hạn về khoảng cách bị loại bỏ, 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 nhận được tín hiệu). Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, -2- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông có thể mở rộng và áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công nghiệp. 7. Bố cục đề tài Mở đầu Nội Dung Chương I: Cơ sở lý thuyết đề tài Chương II: Phân tích nhiệm vụ và các phương án thực hiện Chương III: Thiết kế và thực hiện phương án lựa chọn Kết luận và khuyến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục -3- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Vi điều khiển AVR - ATMEGA 16 1.1.1. Giới thiệu tổng quan Vi điều khiển AVR do hãng Atmel (Hoa Kỳ) sản xuất được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1996. AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny (như At tiny 13, At tiny 22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đến dòng AVR (chẳng hạn AT90S8535, AT90S8515…) có kích thước bộ nhớ vào loại trung bình và mạnh hơn là dòng Mega (như ATmega 16, ATmega 32, ATmega 128…) với bộ nhớ có kích thước vài Kbyte đến vài trăm Kb cùng với bộ ngoại vi đa dạng được tích hợp cả bộ LCD trên chip (dòng LCD AVR). Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với các dòng khác. Sự khác nhau cơ bản giữa các dòng là cấu trúc ngoại vi, còn nhân thì vẫn như nhau. ATmega 16 là một loại vi điều khiển có tính năng đặc biệt thích hợp cho việc giải quyết những bài toán điều khiển trên nền vi xử lý: - Các loại vi điều khiển AVR rất phổ biến trên thị trường Việt Nam nên không khó khăn trong việc thay thế và sửa chữa hệ thống lúc cần. - Giá thành thấp. - Các phần mềm lập trình và mã nguồn mở có thể tìm kiếm khá dễ dàng trên mạng. Các thiết kế demo nhiều nên có nhiều gợi ý tốt cho người thiết kế hệ thống. 1.1.2. Cấu trúc vi điều khiển Atmega 16 Hình 1.1. Hình ảnh thực tế của vi điều khiển Atmega 16 Atmega16 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc RISC (Reduced Intruction Set Computer). Vào ra Analog – digital và ngược lại. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1Mhz. Vi -4- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông điều khiển này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá chế độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý. 1.1.3. Sơ đồ chân của Atmega 16 Hình 1.2. Sơ đồ chân của Atmega 16 * Atmega 16 gồm có 40 chân: - Chân 1 đến 8: Cổng nhập xuất dữ liệu song song B (PORTB) nó có thể được sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu. - Chân 9: RESET để đưa chip về trạng thái ban đầu. - Chân 10: VCC cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển. - Chân 11, 31: GND 2 chân này được nối với nhau và nối đất. - Chân 12, 13: 2 chân XTAL2 và XTAL1 dùng để đưa xung nhịp từ bên ngoài vào chip. - Chân 14 đến 21: Cổng nhập xuất dữ liệu song song D (PORTD) nó có thể được sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu. - Chân 22 đến 29: Cổng nhập xuất dữ liệu song song C (PORTC) nó có thể được sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu. - Chân 30: AVCC cấp điện áp cho bộ so sánh và bộ ADC. -5- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông - Chân 32: AREF điện áp so sánh tín hiệu vào ADC. - Chân 33 đến 40: Cổng vào ra dữ liệu song song A (PORTA). Ngoài ra nó còn được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC (analog to digital converter). PortA (PA7…PA0): Là các chân từ 33 đến 40. PortA nhận vào tín hiệu Analog và chuyển đổi qua tín hiệu Digital. Ngoài ra PortA có thể được tách ra làm 2 hướng vào/ra 2 bit nếu bộ chuyển đổi A/D không được sử dụng. Khi các chân PA0 đến PA7 là các lối vào và được đặt xuống chế độ thấp từ bên ngoài, chúng sẽ là nguồn dòng nếu các điện trở nối lên nguồn dương được kích hoạt. Các chân của Port A ở vào trạng thái có điện trở cao khi tín hiệu Reset ở chế độ tích cực hoặc ngay cả khi không có tín hiệu xung đồng hồ. Port A cung cấp các đường địa chỉ/dữ liệu vào/ra hoạt động theo kiểu đa hợp kênh khi dùng bộ nhớ SRAM ở bên ngoài. PortB (PB7…PB0): Là các chân từ 1 đến 8. Nó tương tự như PORTA khi là cổng vào ra song song. Ngoài ra các chân của PORTB còn có các chức năng đặc biệt sẽ được nhắc đến sau. PortC (PC7…PC0): Là các chân từ 22 đến 30. Nó cũng giống như PORTA và PORTB khi là cổng vào ra song song. Nếu giao tiếp JTAG được bật, các trở treo ở các chân PC5 (TDI), PC3 (TMS), PC2 (TCK) sẽ hoạt động khi sự kiện reset xảy ra. Chức năng giao tiếp JTAG và 1 số chức năng đặc biệt khác sẽ được nghiên cứu sau. PortD (PD7…PD0): Là các chân từ 13 đến 21. Cũng là 1 cổng vào ra song song giống các PORT khác, ngoài ra nó còn có một số tính năng đặc biệt sẽ được nghiên cứu sau. 1.1.4. Sơ đồ khối của Atmega16 Atmega 16 có tập lệnh phong phú về số lượng với 32 thanh ghi làm việc đa năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit), cho phép truy cập 2 thanh ghi độc lập bằng một chu kì xung nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC (ComplexIntruction Set Computer) thông thường. Khi sử dụng vi điều khiển Atmega16, có rất nhiều phần mềm được dùng để lập trình bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau đó là: Trình dịch Assembly như AVR studio của Atmel, trình dịch C như win AVR, CodeVisionAVR C, ICCAVR. C - CMPPILER của GNU.… Trình dịch C đã được nhiều người dụng và đánh giá tương đối mạnh, dễ tiếp cận đối với những người bắt đầu tìm hiểu AVR, đó là trình dịch CodeVisionAVR C. Phần mềm này hỗ trợ nhiều ứng dụng và có nhiều hàm có sẵn nên việc lập trình tốt hơn. -6- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông Hình 1.3. Sơ đồ khối của Atmega16 1.1.5. Ưu điểm của Atmega 16 Là vi điều khiển 8 bit với tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc RISC (Reduced Instruction Set Computer). Vào ra Analog – digital và ngược lại. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1Mhz. Vi điều khiển này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá chế độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý. AVR có tập lệnh phong phú với số lượng với 32 thanh ghi làm việc chung với nhau. Tất cả 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit), cho phép 2 thanh ghi truy cập độc lập trong một chỉ lệnh đơn trong một chu kỳ xung nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC (Complex Instruction Set Computer) thông thường. Atmega 16 được hỗ trợ đầy đủ phần mềm và công cụ phát triển hệ thống bao gồm: Trình dịch Assembly như AVR studio của Atmel, trình dịch C như win AVR, -7- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông CodeVisionAVR C, ICCAVR. C - CMPPILER của GNU… Trình dịch C đã được nhiều người dùng và đánh giá tương đối mạnh, dễ tiếp cận đối với những người bắt đầu tìm hiểu AVR, đó là trình dịch CodeVisionAVR C. Phần mềm này hỗ trợ nhiều ứng dụng và có nhiều hàm có sẵn nên việc lập trình tốt hơn. 1.1.6. Tính năng của Atmega16 - Được chế tạo theo kiến trúc RISC hiệu suất cao mà điện năng tiêu thụ thấp. - Tập lệnh gồm 131 lệnh, hầu hết đều chỉ thực thi trong 1 chu kì xung nhịp. - Bộ nhân hai chu kì. - 32 x 8 thanh ghi làm việc đa dụng. - Hoạt động tĩnh. - 16 MIPS với thông lượng 16MHz. - 8KB Flash ROM lập trình được ngay trên hệ thống. - Giao diện nối tiếp SPI có thể lập trình ngay trên hệ thống. - Cho phép 1000 lần ghi/xóa. - Bộ EEPROM 512 byte, cho phép 100000 lần ghi/xóa. - 16 Kbyte bộ nhớ chương trình in-System Self - programmable Flash. - Chu kì ghi/xóa (Write/Erase): 10000 Flash/ 100000 EEPROM. - Độ bền dữ liệu 20 năm ở 85°C và 100 năm ở 25°C. - Bộ nhớ SRAM 512 byte. - Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit. - 32 ngõ I/O lập trình được. - Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART. - Vcc = 2.7V đến 5.5V. - Tốc độ làm việc: 8MHz đối với Atmega16L, 16MHz đối với Atmega16 tối đa. - Tốc độ xử lý lệnh đến 8 MIPS ở 8 MHz nghĩa là 8 triệu lệnh trên giây. - Bộ định thời gian thực (RTC) với bộ dao động và chế độ đếm tách biệt. - 2 bộ Timer 8 bit và 1 bộ Timer 16 bit với chế độ so sánh và chia tần số tách biệt và chế độ bắt mẫu. - 4 kênh điều chế độ rộng xung PWM. - Có đến 13 interrupt ngoài và trong. - Bộ so sánh Analog. - Bộ lập trình Watch dog timer. - 6 chế độ ngủ: Idle, ADC Noise Reduction, Power - save, Power - down, Standby và Extended Standby. - Giao tiếp nối tiếp Master/Slave SPI. 1.1.7. Bộ định thời (Timer/ Counter) Là một module định thời/đếm 8 bit, có đặc điểm sau: -8- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông - Bộ đếm một kênh. - Xóa bộ định thời khi trong mode so sánh (tự động nạp). - Tạo tần số. - Bộ đếm sự kiện ngoài. - Bộ chia tần 10 bit. - Nguồn ngắt tràn bộ đếm và so sánh. 1.1.8. Ngắt của bộ định thời Timer Hình 1.4. Ngắt của bộ định thời Ngắt là sự đáp ứng những sự kiện bên trong và bên ngoài nhằm thông báo cho bộ vi điều khiển biết thiết bị đang cần được phục vụ. Nhìn vào tiến trình của hàm main và có ngắt: Chương trình chính đang chạy, ngắt xảy ra thì sẽ thực hiện hàm ngắt rồi quay lại chương trình chính. Thời gian thực hiện hàm ngắt rất nhỏ cho nên thời gian thực hiện hàm ngắt không ảnh hưởng gì đến chức năng của hàm chính. 1.1.9. Giao tiếp USART USART - Bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ phổ dụng. Đây là khối chức năng dùng cho việc truyền thông giữa vi điều khiển với các thiết bị khác. Trong vấn đề truyền dữ liệu đó, có thể phân chia cách thức truyền dữ liệu ra 2 chế độ cơ bản là: Chế độ nhận đồng bộ và chế độ nhận bất đồng bộ. Ngoài ra, nếu có góc độ phần cứng thì có thể phân chia theo cách khác đó là: Truyền nhận dữ liệu theo kiểu nối tiếp và song song. Quá trình truyền USART: Việc truyền dữ liệu nối tiếp ra ngoài thông qua chân TxD. Một quá trình truyền dữ liệu từ MCU đi được khởi tạo bằng việc viết dữ liệu vào thanh ghi đệm dữ liệu UDR, sau đó dữ liệu được chuyển tới thanh ghi dịch bộ phát khi thanh ghi dịch đã sẵn sàng truyền một byte mới. Các bit start và stop được bổ sung vào khung dữ liệu trong thanh ghi này với thiết đặt từ thanh ghi điều khiển bộ phát. Cũng như vậy bit thứ 9 (nếu có) có thể được thêm vào TXB8 trong thanh ghi UCSRB trước -9- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông khi byte thấp của ký tự được viết vào UDR. Khi thanh ghi dịch dịch hết dữ liệu (đã được điều chế) ra thế giới bên ngoài thông qua chân TxD, nó sẽ sẵn sàng nhận dữ liệu mới nếu nó đang ở trạng thái rỗi hoặc ngay lập tức sau khi bit stop cuối cùng của khung trước đó được truyền đi. Lưu ý rằng dữ liệu được dịch ra ngoài với bit LSB trước, cuối cùng là MSB. Quá trình nhận USART: Phần mềm cho phép thanh ghi dịch nhận dữ liệu nối tiếp từ thế giới bên ngoài thông qua chân RxD (PD0). Bộ đếm bắt đầu tiếp nhận dữ liệu khi dò được một bit start. Sau khi dò được bit stop đầu tiên dữ liệu được chuyển đến thanh ghi UDR (bộ đếm dữ liệu bộ thu) không có các Start và Stop bits theo dạng song song để vào CPU. 1.2. Tổng quan về công nghệ GSM 1.2.1. 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 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 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. 1.2.2. Đặc điểm của công nghệ GSM Cho phép gửi 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 -10- [...]... nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN 2.1 Nhiệm vụ của đề tài Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính Từ yêu cầu của đề tài, ta có nhiệm vụ cần phải giải quyết đó là nghiên cứu, lựa chọn các phần tử để chế tạo mạch sao cho phù hợp với yêu cầu của đề tài và điều kiện, khả... rơle Nguồn cấp Module SIM9 00: Khối nguồn 12Vđược đưa tới chỉnh lưu và cấp cho module sim hoạt động - Khối vi điều khiển Khối vi điều khiển sử dụng atemega 16 để điều khiển hoạt động của mạch điện nhận tín hiệu từ Module SIM9 00 sử lý thông tin được đưa tới và đưa ra tín hiệu điều khiển - Khối giao tiếp Sử dụng IC MAX 232 và cổng COM để truyền thông nối tiếp giữa vi điều khiển và Module SIM9 00 - Khối... nhấc máy ATA Ví dụ: Khi có số điện thoại nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên module SIM 900, ta muốn nhấc máy để kết nối thì gõ lệnh -22- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông ATA < cr> - Lệnh bỏ cuộc gọi ATH < cr> Ví dụ: Khi có số điện thoại nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên module SIM 900, ta không muốn nhấc máy mà từ chối thì gõ lệnh ATH < cr> 1.4.7 Các... AT+CFUN” được sử đụng để thiết lập cho modulecung cấp nguồn thấp nhất Trong chế độ này phần RF và SIMcard sẽ không truy nhập được Cổng nối tiếp vẫn truy nhậpđược 1.4.4 Tập lệnh AT của SIM9 00 Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời của máy tính Từ modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator Và định nghĩa -20- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông... vi điều khiển lập trình ứng dụng trên SIM9 00A hoặc giao tiếp với máy tính để kiểm tra SIM9 00A sử dụng các phần mềm Terminal Hình 1.12 Cổng giao tiếp của RS232 Dễ dàng kết nối module SIM9 00A với máy tính sử dụng mạch chuyển đổi USB TO UART -17- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông Hình 1.13 Kết nối giao tiếp 1.4.2 Các tính năng chính của SIM9 00 Bảng 1.2 Mô tả tính năng của SIM9 00... người điều khiển từ xa : Cổng kết nối : Tên miền của người điều khiển từ xa Nếu lệnh thực hiện đúng thì lệnh trả về: CONNECT OK 1.4.10 Các lệnh khác - Lệnh nghỉ AT+CFUN Ví dụ: Muốn tắt hết chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và chức năng liên quan đến sim thì gõ lệnh: AT+CFUN=0 OK - Lệnh chuyển từ chế độ nghỉ sang chế độ hoạt động bình thường AT+CFUN Ví dụ: Sim đang ở chế. .. lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc - Có thể cung cấp nguồn cho các mạch điện đơn giản Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data Terminal Equipment) và DCE (Data Communication Equipment) DCE là các thiết bị trung gian như MODEM còn DTE là các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệu như máy tính, PLC, vi điều khiển, -25- Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông... 1.3 Các chế độ hoạt động của SIM9 00 Chế độ GSM/GPRSSLEEP GMS IDLE GMS TALK GPRS STANDBY GPRSDATA Công suất xuống Chế độ chức năng nhỏ nhất Chức năng Chế độ ngủ GSM/GPRS: Module sẽ tự động trở về chế độ ngủ, trong điều kiện chế độ ngủ được kích hoạt và không có không khí và ngắt phần cứng( như ngắt GPIOvà dữ liệu trên cổng nối tiếp) Trong các điều kiện nàydòng điện cung cấp sẽ là thấp nhất Trong chế độ... tần số đáp ứng 150Khz - Điện áp ngõ vào: 7-12V DC - Điện áp ngõ ra : 4.5V, 4V, 3.3V chọn bằng “jumper select “ trên mạch * Giao tiếp máy tính: - Cổng USB 2.0 kiểu B cho phép SIM9 00 giao tiếp máy tính - Sử dụng IC FT232RL chuyển đổi USB TO UART Hình 1.11 Cổng giao tiếp của Module SIM9 00 GSM Module SIM9 00A với ngõ ra chuẩn RS232 giúp người sử dụng dễ dàng giao tiếp với Module SIM9 00A thông qua tập lệnh... ParityReplace: thiết lập và trả lại kí tự thay thế kí tự không đúng trong lỗi giống nhau + PortOpen: thiết lập và trả lại tính trạng của cổng(đóng hoặc mở) object.PortOpen [ = value ] value = true cổng mở value = false cổng đóng và xóa toàn bộ dữ liệu trong bộ đệm nhận và truyền Cần phải thiết lập thuộc tính CommPort đúng với tên của cổng trước khi mở cổng giao tiếp Thêm vào đó, cổng giao tiếp của thiết bị -29- . vực điều khiển từ xa bằng điện thoại di động và lập trình vi điều khiển để đưa ra cơ sở lý thuyết về quá trình thiết kế, chế tạo bộ điều khiển từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR. 900, AVR và máy tính. Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính. Xây dựng chương trình điều khiển hoạt. cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính& quot; để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ,