Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn sms

Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn sms

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP

1.1 Giới thiệu

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹthuật điện tử - viễn thông, trong đó kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò quantrọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp thôngtin… Là một sinh viên chuyên ngành điện, 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 thếgiới nói chung và thúc đẩy sự phát triển của nền kĩ thuật khoa học nước nhà nóiriêng

Một nền kinh tế càng phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng cao, cácthiết bị máy móc hiện đại dần thay thế bàn tay con người, giúp con người thoải máihơn trong cuộc sống Bên cạnh đó, hệ thống mạng di động và các thiết bị di độngngày càng phổ biến hơn trong cuộc sống Từ đó đã nảy sinh ý tưởng thiết kế một hệthống điều khiển các thiết bị trong nhà một cách tự động thông qua tin nhắn SMS.Điển hình là hệ thống giám sát các thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMSgồm 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… Điều này giúp ít rất nhiều chocon người trong cuộc sống Các thiết bị trong nhà sẽ được điều khiển và giám sát từ

xa thông qua các tin nhắn của chủ nhà Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện … khingười chủ nhà quên tắt trước khi ra khỏi nhà Hay chỉ với một tin nhắn SMS, ngườichủ nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng, hay mở máy nước nóng trướckhi chủ nhà về trong một khoảng thời gian nhất định

Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, đồng thời mạng điện thoại di động phát triển rộng khắp và các thiết bị điện thoại di động

ngày càng có mức giá phù hợp với người dân nên chúng tôi đã chọn đề tài “Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS " 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

1.2 Ý nghĩa khoa học

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử ra đời ngàycàng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng Bên cạnh đó nhu cầu sử dụngcác thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người ngày càng muốn có nhiềuthiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật và công nghệ ngày càngcao Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ trong lĩnh này nhưng hiện nay ởtrên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu Âu hay Mỹ thì mô hình ngôi nhà tựđộng được điều khiển từ xa đã phát triển rất mạnh mẽ Với sự kết hợp chặt chẽ giữacác thiết bị điện tử tinh vi và phần mềm xây dựng tương ứng, chúng ta có thể xâydựng được mô hình ngôi nhà thông minh, tự động hoàn toàn và còn cho phép điềukhiển từ xa thông qua một bộ điều khiển trung tâm

Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm muốn phát triển mô hình này tại ViệtNam, đưa một phần những kỹ thuật hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực

tế trong nước tạo ra một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tinnhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Đề tài lấy cơ sở làtin nhắn SMS để điều khiển thiết bị Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết

bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ởchỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều khiển thiết bịđược)

Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đốitượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công nghiệp

1.3 Mục đích nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu và thực hiện với mục đích áp dụng các kiến thức đã

học để thiết kế ra một hệ thống “Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển thiết bị

từ xa qua tin nhắn SMS” hoàn chỉnh Hệ thống là sự kết hợp của module gửi/nhận

tin nhắn sử dụng mạng GSM, module đo nhiệt độ, module công suất cho các thiết bịđiện

Hệ thống “Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS” có các chức năng sau:

- Qua xử lý, nhiệt độ sẽ được cập nhật liên tục và gửi tin nhắn báo kết quả đếnđiện thoại người dùng khi được yêu cầu.

- Người dùng gửi lệnh bằng tin nhắn để điều khiển tắt/mở thiết bị

- Hệ thống sau khi nhận tin nhắn sẽ xuất lệnh điều khiển các thiết bị

Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS ápdụng cho một ngôi nhà hoàn chỉnh như trên là rất phức tạp và rất tốn kém Để đápứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải có một lượng thời gian,kiến thức nhất định Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính Với lượng thời gian vàkiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm thực hiện chỉ thực thi một phần của hệthống hoàn chỉnh đó

Yêu cầu đặt ra của đề tài mà nhóm dự kiến sẽ đạt được là:

- Đo nhiệt độ phòng và liên tục cập nhật đến điện thoại người dùng

- Điều khiển một bóng đèn dây tóc (220V, 60W)

- Điều khiển và giám sát các thiết bị trên bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủsóng của mạng điện thoại di động đang hoạt động trong nước như Viettel, MobilePhone, Vina Phone …

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Trong đề tài này nhóm đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạpchí về điện tử và truy cập từ mạng internet

- Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện thực tế đang có trên thịtrường và tham khảo thêm một số dạng mạch từ mạng Internet

- Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mìnhkết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm đã lắp ráp thử nghiệm nhiều dạngmạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu

1.5 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

1.5.1 Trong nước

Ở nước ta hiện nay, việc nghiên cứu điều khiển bằng tin nhắn SMS vẫn cònmới mẻ và chưa đi vào thực tiễn nhiều Hầu hết có nhóm nghiên cứu về đề tài nàyđiều là nghiên cứu tự phát, hay những cá nhân riêng lẻ muốn tìm hiểu về công nghệnày Các hoạt động nghiên cứu chưa chuyên nghiệp và không thể áp dụng vào thựctiễn

Trong vòng 10 năm trở lại đây, có một số nhóm nghiên cứu ở các trường đạihọc đã nghiên cứu thành công và đưa vào ứng dụng thực tiễn việc điều khiển thiết

bị từ xa nhưng thông qua mạng Internet Hệ thống có sơ đồ khối như sau:

Hình 1.1 Hệ thống điều khiển thiết bị qua InternetVới hệ thống trên, tác giả đã khai thác, ứng dụng rất tốt sự phát triển của mạngInternet vào trong thực tế Song, đề tài này còn rất nhiều hạn chế như: hệ thống chỉđược ứng dụng cho những địa điểm có mạng Internet và hoạt động của hệ thốngkhông ổn định khi có sự sụp mạng bất ngờ và còn nhiều bất cập khác Tuy nhiên,

các đề tài này đã tạo nền tảng cho việc phát triển các ứng dụng điều khiển từ xa quatin nhắn SMS.

1.5.2 Ngoài nước

Hiện nay trong thế giới, sử dụng tin nhắn SMS điều khiển từ xa không cònmới mẻ, các ứng dụng từ SMS đã được nghiên cứu và áp dụng rất nhiều vào thực tế

Kỹ thuật này ra đời vào năm 2000 và được phát triển rất nhanh ở các nước châu Mỹ

và Nam Phi Người dùng chỉ cần sử dụng điện thoại nhắn tin là có thể theo dõi vàkiểm soát các hoạt động trong công nghiệp và nông nghiệp Các hệ thống điềukhiển từ xa qua SMS nghiên cứu và thiết kế đầy đủ để điều khiển các thiết bị và ứngdụng khủng như:

- Nông nghiệp thủy lợi

- Hệ thống nhà xưởng

- Hệ thống xử lý nước thải

- Máy điều hòa, lò sưởi…

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan công nghệ GSM

2.1.1 Giới thiệu công nghệ GSM

Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile

Communications - GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động Dịch

vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ Cácmạng thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với nhau do đó những máyđiện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiềunơi trên thế giới

GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới.Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trênthế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trênthế giới 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 ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second

generation, 2G) GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd

Generation Partnership Project (3GPP)

Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượngcuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn Thuận lợi đối với nhà điềuhành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng GSM cho phépnhà điều hành mạng có thể kết hợp chuyển vùng với nhau do vậy mà người sử dụng

có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới

2.1.2.2 Các chỉ tiêu phục vụ

Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể được dùng trong tất cả các nước cómạng

Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất cho các

loại dịch vụ khác liên quan đến mạng liên kết số liệu đa dịch vụ ISDN (Intergrated

Service Digital Network)

Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tàu viễn dương cũngnhư một mạng mở rộng của các dịch vụ di động mặt đất

2.1.2.3 Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật

- Chất lượng của tiếng thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệthống di động tương tự trước đó trong điều kiện thực tế

- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnhhưởng gì đến hệ thống, cũng như không ảnh hưởng đến thuê bao khác không dùngđến khả năng này

2.1.2.4 Về sử dụng tần số

- Hệ thống cho phép khả năng sử dụng dải tần đạt hiệu quả cao để có thể phục

vụ ở vùng thành thị lẫn vùng nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển

2.1.3 Các đặc tính và phục vụ của GSM:

2.1.3.1 Các đặc tính của công nghệ GSM:

Từ các khuyến nghị của GSM ta có thể tổng hợp nên các đặc tính chủ yếu sau:

- Số lượng lớn các dịch vụ và tiện ích cho các thuê bao cả trong thông tin thoại

và số liệu

- Sự tương thích của các dịch vụ trong GSM với các dịch vụ của mạng có sẵn

(PSTN-ISDN) bởi các giao diện theo tiêu chuẩn chung.

- Tự động cập nhật vị trí cho mọi thuê bao di động

- Độ linh hoạt cao nhờ sử dụng các đầu cuối thông tin di động khác nhau nhưmáy xách tay, máy cầm tay, đặt trên ô tô

- Sử dụng băng tần số 900MHz với hiệu quả cao nhờ sự kết hợp giữa TDMA

(Time Division Multiple Access) với FDMA (Frequency Division Multiple Access).

- Giải quyết sự hạn chế dung lượng nhờ việc sử dụng tần số tốt hơn

2.1.3.2 Các dịch vụ tiêu chuẩn ở GSM

 Các dịch vụ thoại

- Chuyển hướng các cuộc gọi vô điều kiện

- Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê bao di động không bận

- Chuyển hướng cuộc gọi khi thuê bao di động bận

- Chuyển hướng cuộc gọi khi không đến được MS

- Chuyển hướng cuộc gọi khi ứ nghẽn vô tuyến

- Cấm tất cả các cuộc gọi ra

- Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế

- Cấm tất cả các cuộc gọi ra quốc tế trừ các nước PLMN thường trú

- Cấm tất cả các cuộc gọi đến

- Cấm tất cả các cuộc gọi đến khi lưu động ở ngoài nước có PLMN thường trú

- Giữ cuộc gọi

- Đợi gọi

- Chuyển tiếp cuộc gọi

- Hoàn thành các cuộc gọi đến các thuê bao bận

- Nhóm và sử dụng khép kín

- Dịch vụ ba phía

- Thông báo cước phí

- Dịch vụ điện thoại không trả cước

- Nhận dạng số chủ gọi

- Nhận dạng số thoại được nối.

- Nhận dạng cuộc gọi hiềm thù

Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

EIR Thanh ghi nhận dạng thiết bị

2.1.5 Các thành phần chức năng trong hệ thống

Mạng thông tin di động công cộng mặt đất PLMN (Public Land MobileNetwork) theo chuẩn GSM được chia thành 4 phân hệ chính sau:

- Trạm di động MS (Mobile Station)

- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)

- Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)

- Phân hệ khai thác và hỗ trợ (Operation and Support Subsystem)

2.1.5.1 Trạm di động (MS - Mobile Station)

Trạm di động (MS) bao gồm thiết bị trạm di động ME (Mobile Equipment) vàmột khối nhỏ gọi là mođun nhận dạng thuê bao (SIM-Subscriber Identity Module).Trạm di động ở GSM thực hiện hai chức năng:

- Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê bao di động với mạng qua đường vôtuyến

- Đăng ký thuê bao, ở chức năng thứ hai này mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi

là SIM card Trừ một số trường hợp đặc biệt như gọi cấp cứu… thuê bao chỉ có thểtruy nhập vào hệ thống khi cắm thẻ này vào máy

2.1.5.2 Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem)

BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động MS bằng thiết bị BTS thông quagiao diện vô tuyến Mặt khác BSS thực hiện giao diện với các tổng đài ở phân hệchuyển mạch SS

Phân hệ trạm gốc BSS bao gồm:

- TRAU (Transcoding and Rate Adapter Unit): Bộ chuyển đổi mã và phối hợptốc độ

- BSC (Base Station Controler): Bộ điều khiển trạm gốc

- BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc

- Khối BTS (Base Tranceiver Station): Một BTS bao gồm các thiết bị thu /pháttín hiệu sóng vô tuyến, anten và bộ phận mã hóa và giải mã giao tiếp với BSC BTS

là thiết bị trung gian giữa mạng GSM và thiết bị thuê bao MS, trao đổi thông tin với

MS qua giao diện vô tuyến Mỗi BTS tạo ra một hay một số khu vực vùng phủ sóngnhất định gọi là tế bào (cell)

- Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit): Khối thích ứng và chuyển đổi

mã thực hiện chuyển đổi mã thông tin từ các kênh vô tuyến (16 Kb/s) theo tiêuchuẩn GSM thành các kênh thoại chuẩn (64 Kb/s) trước khi chuyển đến tổng đài

- Khối BSC (Base Station Controller): BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giaodiện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển từ xa

 Các chức năng chính của BSC:

 Quản lý trạm vô tuyến gốc BTS

 Quản lý mạng truyền dẫn

2.1.5.3 Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem)

Phân hệ chuyển mạch bao gồm các khối chức năng sau:

 Trung tâm chuyển mạch nghiệp vụ di động MSC

Chức năng chính của tổng đài MSC:

- Xử lý cuộc gọi (Call Processing)

- Điều khiển chuyển giao (Handover Control)

- Quản lý di động (Mobility Management)

- Tương tác mạng IWF(Interworking Function): qua GMSC

 Thanh ghi định vị thường trú HLR

HLR là cơ sở dữ liệu tham chiếu lưu giữ lâu dài các thông tin về thuê bao, cácthông tin liên quan tới việc cung cấp các dịch vụ viễn thông HLR không phụ thuộcvào vị trí hiện thời của thuê bao và chứa các thông tin về vị trí hiện thời của thuêbao

 Thanh ghi định vị tạm trú VLR

VLR là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùngphục vụ của MSC

 Trung tâm nhận thực AuC

AuC được nối đến HLR, chức năng của AuC là cung cấp cho HLR các tần sốnhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật Đường vô tuyến cũng đượcAuC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt chotừng thuê bao

 Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng diđộng quốc tế (IMEI-International Mobile Equipment Identity) và chứa các số liệu

về phần cứng của thiết bị

2.1.5.4 Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS)

OSS (Operation and Support System) thực hiện 3 chức năng chính:

- Khai thác và bảo dưỡng mạng

- Quản lý thuê bao và tính cước

và duy trì các chuẩn GSM và SMS

Như chính tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, dữ liệu có thể đượclưu giữ bởi một SMS là rất giới hạn Một SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120bit) dữ liệu Vì vậy, một SMS có thể chứa:

160 ký tự nếu mã hóa ký tự 7 bit được sử dụng (phù hợp với mã hóa các ký tựlatin như alphatet của tiếng Anh)

70 ký tự nếu như mã hóa ký tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng (dùng chocác ký tự không phải mã latin như chữ Trung Quốc…)

SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau Nó có thể hoạt động tốt vớinhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm Arabic, Trung Quốc, Nhật Bản,Hàn Quốc…

Bên cạnh gửi tin nhắn dạng text thì tin nhắn còn có thể mang dữ liệu dạngbinary Nó cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác…tới điệnthoại khác

Instructions tohandset

Instructions toSIM (optional)

MessageBodyHình 2.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS

- Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao diệnkhông khí)

- Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC

- Instructions to handset: chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay

- Instructions to SIM (optional): chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM

- Message body: nội dung tin nhắn SMS

2.2.3 Ưu điểm của SMS

- Tin nhắn có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào

- Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại dù chúng đang bị tắt nguồn

- Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác

- Được sử dụng trên các điện thoại di động khác nhau và có thể gửi cùng mạnghoặc khác mạng đều được

- Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: chức năngSMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM; có thể gửi nhạcchuông, hình ảnh…; hỗ trợ chi trả các dịch vụ trực tuyến download nhạc chuông…

2.2.4 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài

Để khắc phục khuyết điểm mang lượng giới hạn dữ liệu, một mở rộng mới rađời đó là SMS chuỗi (SMS dài) Một SMS dạng text dài có thể chứa nhiều hơn 160

ký tự theo chuẩn dùng trong tiếng Anh SMS chuỗi có cơ cấu hoạt động như sau:điện thoại di động sẽ chia tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi cácphần nhỏ này như tin nhắn SMS đơn Khi các tin nhắn SMS này đã được gửi tớiđích hoàn toàn thì nó sẽ được kết hợp lại với nhau trên máy di động của người nhận.Khó khăn của SMS chuỗi là nó ít được hỗ trợ nhiều so với SMS ở các thiết bị

có sử dụng sóng wireless

2.2.5 SMS center/SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt độngliên quan tới SMS của một mạng wireless Khi một tin nhắn SMS được gửi đi từmột điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâm SMS Sau đó,trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (người nhận) Một tin nhắnSMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng (chẳng hạn như SMSC vàSMS gateway) trước khi đi tới đích thực sự của nó Nhiệm vụ duy nhất của mộtSMSC là luân chuyển các tin nhắn SMS và điều chỉnh quá trình này cho đúng vớichu trình của nó Nếu như máy điện thoại của người nhận không ở trạng thái nhận(bật nguồn) trong lúc gửi thì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này Và khi máy điện thoạicủa người nhận mở nguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tới người nhận

Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyển lưuthông SMS của một mạng wireless Hệ thống vận hành mạng luôn luôn quản líSMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thống mạng wireless Tuynhiên 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 chức năng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn Điển hình một địa chỉSMSC là một số điện thoại thông thường ở hình thức, khuôn mẫu quốc tế Một điệnthoại nên có một thực đơn chọn lựa để cấu hình địa chỉ SMSC Thông thường thì

địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless Điều này cónghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay đổi nào cả.

2.2.6 SMS quốc tế

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng mục gồmtin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa các nhà điềuhành quốc tế với nhau Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ là tin nhắn màđược gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn tin nhắn SMS giữa cácnhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa các nhà điều hành mạngwireless ở những quốc gia khác nhau

Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với gửitrong nước Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửi cho mạngkhác trong cùng một quốc gia <= chi phí cho việc gửi tin nhắn SMS quốc tế

Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ hay thậmchí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽ của hệ thốngSMS toàn cầu

2.2.7 SMS gateway

Một khó khăn của SMS là các SMSC được phát triển, xây dựng bởi các công

ty sử dụng giao thức truyền thông riêng của họ và hầu hết các giao thức này thuộcquyền sở hữu riêng Ví dụ như Nokia có một giao thức SMSC là CIMD, nhà điềuhành CMG lại có giao thức SMSC là EMI Chúng ta không thể kết nối hai SMSCnếu chúng không có cùng giao thức SMSC Để giải quyết vấn đề này, một SMSgateway được đặt giữa hai giao thức SMSC khác nhau Gateway này hoạt động ởhai sóng mang khác nhau để có thể gửi SMS cho nhau mà không gặp bất kỳ trở ngạinào

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN

3.1 Giới thiệu Module SIM900

3.1.1 Giới thiệu

Hình 3.1 Module SIM900SIM900 module là một module Quad-Band GSM/GPRS hoàn chỉnh kết hợpcông nghệ GPS để dẫn đường vệ tinh Thiết kế nhỏ gọn tích hợp GPRS và GPStrong một gói SMT sẽ tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí để phát triển các ứngdụng GPS được kích hoạt.

Với một giao diện tiêu chuẩn công nghiệp và chức năng GPS, nó cho phéptheo dõi liên tục ở bất kỳ vị trí nào và bất cứ lúc nào với tín hiệu được bảo đảmtuyệt đối nhưng chỉ có kích thước: 30 x 30 x 3.2mm

3.1.2 Thông số kĩ thuật

Các dải tần hoạt

động

- GSM850, EGSM900, DCS1800, PCS1900 có thể tìm thấycác dải tần một cách tự động Các dải tần có thểđược thiếtlập bởi câu lệnh AT

- Tương thích với pha GSM 2/2+

Công suất truyền

tải

- Lớp 4(2W) ở GSM850 và EGSM 900

- Lớp 1(1W) ở DCS 1800 và PCS 1900

- GPRS nhiều khe tùy chọn ở lớp 8

- GPRS trạm di động lớp B

- Hoạt động hạn chế ở -40 đến 30 và 80 đến 85 độ C

- Nhiệt độ lưu trữ là -45 đến 90 độ C

- Truyền dữ liệu lên lớn nhất 42.8 kbps

- Mã hóa chương trình CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

- SIM900 hỗ trợ các giao thức PAP( Giao thức xác nhậnmật mã) thường được sử dụng trong các kết nối PPP

- SIM900 được tích hợp giao thức TCP/IP

- Cung cấp gói chuyển mạch kênh điều khiển quảng bá(PBCCH)

- Các tốc độ truyền CSD: 2.4, 4.8, 9.6, 14.4 kbps, khôngtrong suốt

- Hỗ trợ dịch vụ dữ liệu bổ xung phi cấu trúc

- Lưu trữ SMS: thẻ SIM

+ Một nửa tốc độ(ETS 06.20) + Tốc độ đầy đủ(ETS 06.11) + Nâng cao tốc độ đầy đủ(ETS06.50/ 06.60/06.80) + Đa tốc độ thích nghi(AMR)

+ Triệt tiếng dội + Triệt nhiễu19Cổng nối tiếp và

dữ liệu

+ Hỗ trợ RTS/CTS bắt tay phần cứng và phần mềm điều

khiển luồng ON/OFF.

+ Kết hợp khả năng theo giao thức hợp kênh GSM 07.10 + Hỗ trợ các tốc độ baud tự động từ 1200 bps đến115200bps

- Cổng gỡ lỗi (debug) + Giao tiếp 2 dây trống DBG_TXD và DBG_RXD + Có thể sử dụng để gỡ lỗi hoặc cập nhật Fireware

Hình 3.3 Ứng dụng của SIM 900GSM Module Sim900 cho phép điều khiển các thiết bị điện trong nhà như đènquạt, máy tính, các thiết bị sử dụng điện 220V, thiết bị công suất thấp…Đồng thờiGSM Module Sim900 cũng cập nhật và giám sát các thiết bị bằng các cảm biến màngười dùng tùy chọn thông qua các mạch vi điều khiển.

3.2 Vi điều khiển PIC 16F877A

3.2.1 Giới thiệu về PIC

PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là

“máy tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điềukhiển đầu tiên của họ: PIC1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi cho

vi điều khiển CP1600 Vi điều khiển này sau đó được nghiên cứu phát triển thêm và

từ đó hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay

- Họ vi điều khiển này có thể tìm mua dễ dàng trên thị trường Việt Nam

- Giá thành không quá đắt

- Có đủ tính năng của một vi điều khiển hoạt động độc lâp

- Là một sự bổ sung rất tốt về kiến thức cũng như về ứng dụng cho họ vi điềukhiển mang tính truyền thống : họ vi điều khiển 8051

- Hiện nay số lượng người sử dụng vi điều khiển họ PIC tại Việt Nam cũngnhư trên thế giới là khá rộng rãi Điều này tạo điều kiện thuận lợi trong quá trìnhtìm hiểu và phát triển các ứng dụng, dễ dàng tìm tài liệu, học tập lẫn nhau

- Sự hỗ trợ của nhà sản xuất về trình phiên dịch, các công cụ lập trình, nạpchương trình từ đơn giản đến phức tạp….

- Các tính năng đa dạng của vi điều khiển PIC, và các tính năng này khôngngừng phát triển

Các ký hiệu của vi điều khiển PIC:

- PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit

- PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit

- PIC18xxxx: độ dài lệnh 16 bit

- C: PIC có bộ nhớ EPROM

- F: PIC có bộ nhớ flash

- LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp

- LV như LF

- Bên cạnh đó một số vi điều khiển có kí hiệu xxFxxx là EEPROM nếu có chữ

A cuối là flash (ví dụ PIC16F877 là EEPROM, PIC16F877A là flash)

3.2.1.1 Kiến trúc PIC

Cấu trúc phần cứng của một vi điều khiển được thiết kế theo hai dạng kiếntrúc: kiến trúc Von Neuman và kiến trúc Havard

Hình 3.4 Kiến trúc Havard và kiến trúc Von-Neuman

Tổ chức phần cứng của PIC được thiết kế theo kiến trúc Havard Điểm khácbiệt giữa kiến trúc Havard và kiến trúc Von-Neuman là cấu trúc bộ nhớ dữ liệu và

bộ nhớ chương trình

Đối với kiến trúc Von-Neuman, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình nằmchung trong một bộ nhớ, do đó ta có thể tổ chức, cân đối một cách linh hoạt bộ nhớchương trình và bộ nhớ dữ liệu Tuy nhiên điều này chỉ có ý nghĩa khi tốc độ xử lícủa CPU phải rất cao, vì với cấu trúc đó, trong cùng một thời điểm CPU chỉ có thểtương tác với bộ nhớ dữ liệu hoặc bộ nhớ chương trình Như vậy có thể nói kiếntrúc Von-Neuman không thích hợp với cấu trúc của một vi điều khiển.

Đối với kiến trúc Havard, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình tách ra thànhhai bộ nhớ riêng biệt Do đó trong cùng một thời điểm CPU có thể tương tác với cảhai bộ nhớ, như vậy tốc độ xử lí của vi điều khiển được cải thiện đáng kể

3.2.1.2 Ngôn ngữ lập trình cho PIC

Ngôn ngữ lập trình cho PIC rất đa dạng Ngôn ngữ lập trình cấp thấp cóMPLAB (được cung cấp miễn phí bởi nhà sản xuất Microchip), các ngôn ngữ lậptrình cấp cao hơn bao gồm C, Basic, Pascal, … Ngoài ra còn có một số ngôn ngữlập trình được phát triển dành riêng cho PIC như PICBasic, MikroBasic,…

3.2.2 PIC 16F877A

3.2.2.1 Sơ đồ khối

Hình 3.5 Sơ đồ khối PIC 16F877A

Sơ đồ khối của PIC 16F877A gồm các khối sau:

- Khối ALU – Arithmetic Logic Unit

- Khối bộ nhớ chứa chương trình – Flash Program Memory

- Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EPROM – Data EPROM

- Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM – RAM file Register

- Khối giải mã lệnh và điều khiển – Instruction Decode Control

- Khối thanh ghi đặc biệt