Giám sát nhiệt độ, độ ẩm và điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn sms
Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN NỘI DUNG SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1.1 Giới thiệu Ngày với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử - viễn thông, kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp thông tin… Là sinh viên chuyên ngành điện, phải biết nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung thúc đẩy phát triển kĩ thuật khoa học nước nhà nói riêng Một kinh tế phát triển nhu cầu người ngày cao, thiết bị máy móc đại dần thay bàn tay người, giúp người thoải mái sống Bên cạnh đó, hệ thống mạng di động thiết bị di động ngày phổ biến sống Từ nảy sinh ý tưởng thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị nhà cách tự động thông qua tin nhắn SMS Điển hình hệ thống giám sát thiết bị nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS gồm có thiết bị đơn giản bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến thiết bị tinh vi, phức tạp tivi, máy giặt, hệ thống báo động… Điều giúp nhiều cho người sống Các thiết bị nhà điều khiển giám sát từ xa thông qua tin nhắn chủ nhà Chẳng hạn việc tắt quạt, đèn điện … người chủ nhà quên tắt trước khỏi nhà Hay với tin nhắn SMS, người chủ nhà bật máy điều hòa để làm mát phòng, hay mở máy nước nóng trước chủ nhà khoảng thời gian định Từ yêu cầu thực tế, đòi hỏi ngày cao sống, đồng thời mạng điện thoại di động phát triển rộng khắp thiết bị điện thoại di động ngày có mức giá phù hợp với người dân nên chọn đề tài “Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS " để đáp ứng nhu cầu ngày cao người góp phần vào tiến bộ, văn minh, đại nước nhà SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 1.2 Ý nghĩa khoa học Cùng với tiến khoa học kỹ thuật, thiết bị điện tử đời ngày nhiều chủng loại tính sử dụng Bên cạnh nhu cầu sử dụng thiết bị cách tự động ngày cao, người ngày muốn có nhiều thiết bị giải trí thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật công nghệ ngày cao Có thể Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ lĩnh giới, quốc gia thuộc Châu Âu hay Mỹ mô hình nhà tự động điều khiển từ xa phát triển mạnh mẽ Với kết hợp chặt chẽ thiết bị điện tử tinh vi phần mềm xây dựng tương ứng, xây dựng mô hình nhà thông minh, tự động hoàn toàn cho phép điều khiển từ xa thông qua điều khiển trung tâm Từ nhu cầu thực tế đó, nhóm muốn phát triển mô hình Việt Nam, đưa phần kỹ thuật đại giới áp dụng vào điều kiện thực tế nước tạo hệ thống điều khiển thiết bị nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người Đề tài lấy sở tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị có thuận lợi tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh động cao (nghĩa chỗ có phủ sóng mạng điện thoại di động ta điều khiển thiết bị được) Ngoài ra, sản phẩm đề tài có tính mở, áp dụng cho nhiều đối tượng khác dân dụng công nghiệp 1.3 Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu thực với mục đích áp dụng kiến thức học để thiết kế hệ thống “Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS” hoàn chỉnh Hệ thống kết hợp module gửi/nhận tin nhắn sử dụng mạng GSM, module đo nhiệt độ, module công suất cho thiết bị điện Hệ thống “Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS” có chức sau: SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN - Qua xử lý, nhiệt độ cập nhật liên tục gửi tin nhắn báo kết đến điện thoại người dùng yêu cầu - Người dùng gửi lệnh tin nhắn để điều khiển tắt/mở thiết bị - Hệ thống sau nhận tin nhắn xuất lệnh điều khiển thiết bị Để thực thi hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS áp dụng cho nhà hoàn chỉnh phức tạp tốn Để đáp ứng việc điều khiển toàn thiết bị đòi hỏi phải có lượng thời gian, kiến thức định Bên cạnh vấn đề tài Với lượng thời gian kiến thức có hạn, đề tài nhóm thực thực thi phần hệ thống hoàn chỉnh Yêu cầu đặt đề tài mà nhóm dự kiến đạt là: - Đo nhiệt độ phòng liên tục cập nhật đến điện thoại người dùng - Điều khiển bóng đèn dây tóc (220V, 60W) - Điều khiển giám sát thiết bị tin nhắn SMS ví trí có phủ sóng mạng điện thoại di động hoạt động nước Viettel, Mobile Phone, Vina Phone … 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong đề tài nhóm sử dụng phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp tham khảo tài liệu: cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí điện tử truy cập từ mạng internet - Phương pháp quan sát: khảo sát số mạch điện thực tế có thị trường tham khảo thêm số dạng mạch từ mạng Internet - Phương pháp thực nghiệm: từ ý tưởng kiến thức vốn có kết hợp với hướng dẫn giáo viên, nhóm lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khác để từ chọn lọc mạch điện tối ưu SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 1.5 Tình hình nghiên cứu nước nước 1.5.1 Trong nước Ở nước ta nay, việc nghiên cứu điều khiển tin nhắn SMS mẻ chưa vào thực tiễn nhiều Hầu hết có nhóm nghiên cứu đề tài điều nghiên cứu tự phát, hay cá nhân riêng lẻ muốn tìm hiểu công nghệ Các hoạt động nghiên cứu chưa chuyên nghiệp áp dụng vào thực tiễn Trong vòng 10 năm trở lại đây, có số nhóm nghiên cứu trường đại học nghiên cứu thành công đưa vào ứng dụng thực tiễn việc điều khiển thiết bị từ xa thông qua mạng Internet Hệ thống có sơ đồ khối sau: Hình 1.1 Hệ thống điều khiển thiết bị qua Internet Với hệ thống trên, tác giả khai thác, ứng dụng tốt phát triển mạng Internet vào thực tế Song, đề tài nhiều hạn chế như: hệ thống ứng dụng cho địa điểm có mạng Internet hoạt động hệ thống không ổn định có sụp mạng bất ngờ nhiều bất cập khác Tuy nhiên, SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN đề tài tạo tảng cho việc phát triển ứng dụng điều khiển từ xa qua tin nhắn SMS 1.5.2 Ngoài nước Hiện giới, sử dụng tin nhắn SMS điều khiển từ xa không mẻ, ứng dụng từ SMS nghiên cứu áp dụng nhiều vào thực tế Kỹ thuật đời vào năm 2000 phát triển nhanh nước châu Mỹ Nam Phi Người dùng cần sử dụng điện thoại nhắn tin theo dõi kiểm soát hoạt động công nghiệp nông nghiệp Các hệ thống điều khiển từ xa qua SMS nghiên cứu thiết kế đầy đủ để điều khiển thiết bị ứng dụng khủng như: - Nông nghiệp thủy lợi - Hệ thống nhà xưởng - Hệ thống xử lý nước thải - Máy điều hòa, lò sưởi… SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 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) công nghệ dùng cho mạng thông tin di động Dịch vụ GSM sử dụng tỷ người 212 quốc gia vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép roaming với máy điện thoại di động GSM mạng GSM khác sử dụng nhiều nơi giới GSM chuẩn phổ biến cho điện thoại di động (ĐTDĐ) giới Khả phú sóng rộng khắp nơi chuẩn GSM làm cho trở nên phổ biến giới, cho phép người sử dụng sử dụng ĐTDĐ họ nhiều vùng giới GSM khác với chuẩn tiền thân tín hiệu tốc độ, chất lượng gọi Nó xem hệ thống ĐTDĐ hệ thứ hai ( second generation, 2G) GSM chuẩn mở, phát triển 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Đứng phía quan điểm khách hàng, lợi GSM chất lượng gọi tốt hơn, giá thành thấp dịch vụ tin nhắn Thuận lợi nhà điều hành mạng khả triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng GSM cho phép nhà điều hành mạng kết hợp chuyển vùng với mà người sử dụng sử dụng điện thoại họ khắp nơi giới 2.1.2 Đặc điểm công nghệ GSM 2.1.2.1 Về mặt kỹ thuật Hệ thống GSM cho phép chuyển vùng tự với thuê bao, có nghĩa thuê bao nước thâm nhập vào mạng nước khác di chuyển qua biên giới trạm GSM-MS (Mobile -Station) phải tạo cho người dùng gọi bị gọi vùng phủ sóng quốc tế SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 2.1.2.2 Các tiêu phục vụ Hệ thống thiết kế cho MS dùng tất nước có mạng Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép linh hoạt lớn cho loại dịch vụ khác liên quan đến mạng liên kết số liệu đa dịch vụ ISDN (Intergrated Service Digital Network) Tạo hệ thống phục vụ cho MS tàu viễn dương mạng mở rộng dịch vụ di động mặt đất 2.1.2.3 Về chất lượng phục vụ an toàn bảo mật - Chất lượng tiếng thoại GSM phải có chất lượng hệ thống di động tương tự trước điều kiện thực tế - Hệ thống có khả mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh hưởng đến hệ thống, không ảnh hưởng đến thuê bao khác không dùng đến khả 2.1.2.4 Về sử dụng tần số - Hệ thống cho phép khả sử dụng dải tần đạt hiệu cao để phục vụ vùng thành thị lẫn vùng nông thôn dịch vụ phát triển - Dải tần số hoạt động: 890-960MHz - Hệ thống GSM900 tồn với hệ thống dùng 900MHz trước 2.1.2.5 Về mạng - Kế hoạch nhận dạng dựa khuyến nghị CCITT Kế hoạch đánh số dựa khuyến nghị CCITT Hệ thống phải cho phép cấu trúc tỷ lệ tính cước khác dùng mạng khác 2.1.3 Các đặc tính phục vụ GSM: 2.1.3.1 Các đặc tính công nghệ GSM: Từ khuyến nghị GSM ta tổng hợp nên đặc tính chủ yếu sau: - Số lượng lớn dịch vụ tiện ích cho thuê bao thông tin thoại số liệu SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN - Sự tương thích dịch vụ GSM với dịch vụ mạng có sẵn (PSTN-ISDN) giao diện theo tiêu chuẩn chung - Tự động cập nhật vị trí cho thuê bao di động - Độ linh hoạt cao nhờ sử dụng đầu cuối thông tin di động khác máy xách tay, máy cầm tay, đặt ô tô - Sử dụng băng tần số 900MHz với hiệu cao nhờ kết hợp TDMA (Time Division Multiple Access) với FDMA (Frequency Division Multiple Access) - Giải hạn chế dung lượng nhờ việc sử dụng tần số tốt 2.1.3.2 Các dịch vụ tiêu chuẩn GSM Các dịch vụ thoại - Chuyển hướng gọi vô điều kiện - Chuyển hướng gọi thuê bao di động không bận - Chuyển hướng gọi thuê bao di động bận - Chuyển hướng gọi không đến MS - Chuyển hướng gọi ứ nghẽn vô tuyến - Cấm tất gọi - Cấm tất gọi quốc tế - Cấm tất gọi quốc tế trừ nước PLMN thường trú - Cấm tất gọi đến - Cấm tất gọi đến lưu động nước có PLMN thường trú - Giữ gọi - Đợi gọi - Chuyển tiếp gọi - Hoàn thành gọi đến thuê bao bận - Nhóm sử dụng khép kín - Dịch vụ ba phía - Thông báo cước phí - Dịch vụ điện thoại không trả cước - Nhận dạng số chủ gọi SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 10 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN - Nhận dạng số thoại nối - Nhận dạng gọi hiềm thù Các dịch vụ số liệu - Truyền dẫn số liệu - Dịch vụ tin ngắn - Dịch vụ hộp thư thoại - Phát quảng bá cell 2.1.4 Cấu trúc hệ thống GSM Hình 2.1 Cấu trúc hệ thống GSM Bảng 2.1 Các kí hiệu hệ thống GSM OSS AUC HLR MSC BSS BSC OMC SS VLR Phân hệ khai thác hỗ trợ Trung tâm nhận thực Bộ ghi định vị thường trú Tổng đài di động Phân hệ trạm gốc Bộ điều khiển trạm gốc Trung tâm khai thác bảo dưỡng Phân hệ chuyển mạch Bộ ghi định vị tạm trú SVTH: Nguyễn Minh Trạm vô tuyến gốc BTS Trạm di động MS Mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN PSTN (Public Switched Telephone Network): Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng Mạng chuyển mạch gói công PSPDN cộng CSPDN (Circuit Switched Public Data Network): Mạng số liệu chuyển mạch kênh công cộng PLMN Mạng di động mặt đất công cộng Báo cáo LVTN 33 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN CHƯƠNG : THIẾT KẾ, THI CÔNG MẠCH Thiết kế mạch kết nối với GSM Modem: nhận tin nhắn, xử lý tin nhắn, điều khiển thiết bị điện tắt, mở kiểm tra trạng thái hoạt động thiết bị theo nội dung tin nhắn gửi tin trả lời Mục đích: - Giám sát nhiệt độ - Điều khiển tắt/mở bóng đèn - Kiểm tra trạng thái Đèn (qua SMS) Ngôn ngữ chương trình: ASSEMBLY 4.1 Sơ đồ khối Hình 4.1 Sơ đồ khối Nguyên lý hoạt động: Mục đích đề tài điểu khiển hai bóng đèn dây tóc có điện áp định mức 220V, công suất 60W kết nối với mạch công suất giám sát nhiệt độ, độ ẩm qua tin nhắn SMS Một cảm biến nhiệt độ sử dụng để đo nhiệt độ phòng, độ ẩm không khí gửi kết MCU MCU xử lý kết đưa sang module sim, module sim gửi kết tới điện thoại người dùng qua SMS Bên cạnh đó, người dùng muốn điều khiển bóng đèn gửi tin nhắn đến SIM, MCU SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 34 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN gửi lệnh đọc tin nhắn đến SIM thực việc tắt/mở bóng đèn qua khối công suất Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 4.2 Thiết kế chi tiết mạch 4.2.1 Khối MCU Thành phần MCU vi điều khiển PIC 16F877A, điền khiển toàn hoạt động mạch PIC 16F877A nhận tín hiệu từ module SIM để điều khiển tắt/mở bóng đèn nhận tín hiệu từ khối cảm biến nhiệt độ, sau gửi đến điện thoại người dùng SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 35 R VC C 10k 2 SW G N D 1 1 2 2 C M C L R */V P P R R R R R R A A A A A A /A N /A N /A N /V R E F -/C V R E F /A N /V R E F + /T C K I/C O U T /A N /S S * /C O U T R R R R R R R R C C C C C C C C /T O S O /T C K I /T O S I/C C P /C C P /S C K /S C L /S D I/S D A /S D O /T X /C K /R X /D T O S C /C L K IN Y 33pC 20M C 14 O S C /C L K O U T R B /IN T R B1 R B2 R B /P G M R B4 R B5 R B /P G C R B /P G D R R R R R R R R D D D D D D D D /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P 3 3 3 4 2 2 2 9 10 R E /R D * /A N R E /W R */A N R E /C S * /A N G N D 13 PVN G N D 12 31 33pC VSS VSS 11 32 VD D VD D VC C P IC F 7 A Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch Pic 16f877a - Vi điều khiển PIC 16F877A cấp nguồn từ mạch nguồn 5V qua chân: 11, 32 (VCC) 12, 31(GND) - PIC 16F877A hoạt động tần số 20M cấp từ thạch anh qua chân số 13 14 - Chân số dùng để RESET PIC 4.2.2 Khối hiển thị Hiển thị kết tin nhắn nhận từ Module sim, kiểm tra hai kết từ điện thoại gửi Module nhận có hay không Hiển thị kết nhiệt độ đo R VC C PVN 1 /T O S O /T C K I /T O S I/C C P /C C P /S C K /S C L /S D I/S D A /S D O /T X/C K /R X/D T O S C /C L K IN 20M 14 O S C /C L K O U T R R R R R R R R D D D D D D D D /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P R E /R D * /A N R E /W R * /A N R E /C S */A N 19 20 21 22 27 28 29 30 D D D D D D C C C C C C C C Y 33pC C R R R R R R R R LCD VC C 10k R G N D 10 R 10K VC C G N D 13 /A N /A N /A N /V R E F -/C V R E F /A N /V R E F + /T C K I/C O U T /A N /S S */C O U T G N D 33pC 12 31 VSS VSS VD D VD D 11 32 VC C P IC F 7 A Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị SVTH: Nguyễn Minh C A A A A A A 33 34 35 36 37 38 39 40 D D D D 15 16 17 18 23 24 25 26 R R R R R R R B /IN T R B1 R B2 R B /P G M R B4 R B5 R B /P G C R B /P G D SS D D EE S W N B G N D SW M C L R */V P P V V V R R E D D D D D D D D A K 2 D G N D D 1 1 1 1 10k G N D Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 36 LCD cấp nguồn từ mạch nguồn 5V (VCC _ GND) Các chân RS, RW E kết nối tới VĐK để điều khiển đọc / ghi LCD Chân D4-D7 nhận tín hiệu từ MCU Chân số (VEE) nối vào biến trở, biến trở có tác dụng điều chỉnh độ tương phản LCD 4.2.3 Khối công suất Khi nhận lệnh từ khối xử lý trung tâm, khối kết nối thiết bị, khối công suất có nhiệm vụ nâng dòng ngõ khối xử lý trung tâm 12v D C Jack O p to TB TB R R U G N D2 O p to G N D2 U 31 v R R ES 31 v R 10 R ES G N D 12v 12v 12v Q D 468 J1 LS2 Q D 468 Q T IP 12v C O N G N D Q T IP LS3 J3 G N D C O N Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý khối công suất Mạch công suất dùng để điều khiển bóng đèn dây tốc 220V, 60W Opto pc817 Opto hay gọi cách ly quang linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm led photo diot hay photo transitor Được sử dụng đẻ ly khối chênh lệch điện hay công suất nhu khối có công suất nhỏ với khối điện áp lớn Nguyên lý hoạt động: - Khi có dòng nhỏ di qua đầu led có opto làm cho led phát sáng Khi led phát sáng làm thông cực photo diot, mở cho dòng điện chạy qua SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 37 Tác dụng: Cách ly điều khiển hai tầng mạch điện khác Với sơ đồ ứng dụng trên, cung cấp 5V vào chân số 1, LED phía Opto nối chân số sáng, xảy hiệu ứng quang điện dẫn đến 3-4 thông, mức logic bị chuyển từ sang mà không cần tác động trực tiếp từ IC Mục đích: Nếu có cố từ tầng ứng dụng cháy, chập, tăng áp, không làm ảnh hưởng đến tầng điều khiển 4.2.4 Khối nguồn Khối nguồn đảm bảo cung cấp điện áp cho toàn mạch hoạt động C 100u VI VO VC C C 100u D LED C O N U LM 7805 G N D J7 G N D Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn - CON2 kết nối với Adapter 9V, 0.5A - LM7805 biến đổi điện áp 9V xuống 5V cung cấp cho toàn hoạt động mạch - Trước sau LM7805 kết nối thêm tụ khoảng 100u để tín hiệu phẳng ổn định SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 38 4.2.5 Module SIM 900 Module có chức nhận tin nhắn từ điện thoại truyền qua MCU để điều khiển thiết bị nhận lệnh từ MCU gửi tin nhận đến điện thoại người dùng thông báo kết trạng thái thiết bị điều khiển R 10k VC C G N D SW MODULE SIM 15 16 17 18 23 24 25 26 R X0 TX0 C R R R R R R A A A A A A /A N /A N /A N /V R E F -/C V R E F /A N /V R E F + /T C K I/C O U T /A N /S S * /C O U T R R R R R R R R C C C C C C C C /T O S O /T1 C K I /T O S I/C C P 2 /C C P /S C K /S C L /S D I/S D A /S D O /T X/C K /R X/D T O S C /C L K IN Y 33pC C M C L R * /V P P 20M 14 O S C /C L K O U T R B /IN T R B1 R B2 R B /P G M R B4 R B5 R B /P G C R B /P G D R R R R R R R R D D D D D D D D /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P R E /R D * /A N R E /W R * /A N R E /C S */A N 33 34 35 36 37 38 39 40 19 20 21 22 27 28 29 30 10 900 G N D 13 PVN G N D 33pC 12 31 VSS VSS VD D VD D 11 32 VC C P IC F 7 A Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý kết nối SIM PIC - Module SIM kết nối với PIC qua chân TXD RXD Các bước test module SIM 900 Bước 1: Khởi động SIM 900 - Cho thẻ SIM hoạt động vào vào khe cắm SIM modem GSM - Kết nối modem GSM tới máy tính qua cổng COM - Sau khởi động SIM900 ta nhìn thấy sau… - Màn hình dòng tức SIM900 khởi động hoàn tất Bước 2: Test kiểm tra đường truyền SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 39 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN - Để kiểm tra đường truyền ta gởi lệnh AT cho sim ta gõ từ bàn phím lệnh AT nhấn enter Lúc hình hiển thị: - Nếu nhận thông báo OK tức đường truyền truyền tốt Bước 3: Test nhận gọi: - Sau test gởi AT thành công ta dùng điện thoại khác để gọi vào sim GSM Module Sim900 để test nhận gọi - SIM900 hoạt động tốt trả sau: Bước 4: Test nhận tin nhắn - Đầu tiên ta phải cấu hình tin nhắn SIM900 với định dạng kiểu text - Cấu trúc lệnh sau: AT+CMGF=1 Gõ Enter - Bây ta dùng điện thoại khác để gởi tin nhắn vào SIM900 - Nếu SIM900 hoạt động tốt nhận chuỗi sau: Bước 5: Test gọi - Bước test cho sim thực gọi ta dùng lệnh: Cú pháp lệnh: ATDxxxxxxxxxx; Gõ Enter (xxxxxxxxxxx: số điện thoại cần gọi) Nếu muốn kết thúc gọi dùng lệnh ATH để kết thúc gọi Cú pháp lệnh: ATH Gõ Enter - Nên nhớ sau đánh xong dòng lệnh ATD; gõ Enter phải nhấn tổ hợp phím Ctrl+z sim hiểu thực gọi SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 40 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Bước 6: Test nhắn tin - Để test nhắn tin ta dùng lệnh AT+CMGS=”xxxxxxxxxxx” (xxxxxxxxxxx: số điện thoại cần nhắn tin) >nội dung tin nhắn - Sau nhập nội dung tin nhắn cuối tổ hợp phím Ctrl+z để sim hiểu gởi tin nhắn Sau thao tác hình: - Sim trả OK tức gởi thành công tin nhắn Bước 7: Test kiểm tra tài khoản: - Để kiểm tra tài khoản ta dùng lệnh ATD*101# sim trả trước Cú pháp lệnh: ATD*112# sim trả sau SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 41 4.2.6 Khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 4.2.6.1 Sơ đồ nguyên lý VC C R R SW 1 SW P U S H BU TTO N D A TA C LK J5 G N D C C O N CC 2A P N P PVN 1 1 2 2 13 M C L R * /V P P R R R R R R A A A A A A /A N /A N /A N /V R E F -/C V R E F /A N /V R E F + /T C K I/C O U T /A N /S S * /C O U T R R R R R R R R C C C C C C C C /T O S O /T C K I /T O S I/C C P /C C P /S C K /S C L /S D I/S D A /S D O /T X/C K /R X/D T O S C /C L K IN Y C R Y S1 T4 A L 12 31 C AP N P O S C /C L K O U T R B /IN T R B1 R B2 R B /P G M R B4 R B5 R B /P G C R B /P G D R R R R R R R R D D D D D D D D /P /P /P /P /P /P /P /P S S S S S S S S P P P P P P P P R E /R D * /A N R E /W R * /A N R E /C S * /A N VSS VSS VD D VD D 3 3 3 4 2 2 2 9 10 J6 D G V C S H T71 11 32 P IC F 7 A Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm Cảm biến SHT71 cấp nguồn vào chân Chân đồng tín hiệu CLK_chân số nối vào chân 18 PIC Chân truyền liệu_ chân số nối vào chân 15 PIC SVTH: Nguyễn Minh A TA N D C C LK R R Báo cáo LVTN 4.3 Lưu đồ giải thuật 4.3.1 Lưu đồ SVTH: Nguyễn Minh 42 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Báo cáo LVTN 43 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Hình 4.9 Lưu đồ giải thuật 4.3.2 Giải thích Khi chương trình khởi động, module sim 900 PIC kết nối với PIC bắt đầu đọc nhiệt độ độ ẩm đưa từ SHT71 Tiếp hành kiểm tra +CMTI: để xem PIC SIM có giao tiếp với chưa - Nếu chưa giao tiếp đươc quay lại kiểm tra kết nối PIC SIM - Nếu giao tiếp đươc xuất lệnh gửi tin nhắn vào SIM SIM gửi tin nhắn đến điện thoại người dùng báo kết sẵn sàng chờ điều khiển Sau gửi xong tin nhắn, tất tin nhắn xóa để làm thông thoáng đường truyền đảm bảo lần nhận/gửi tin nhắn bị nghẽn không bị sai Người dùng muốn giám sát nhiệt độ, độ ẩm nơi lắp đặt hệ thống gửi lệnh tới SIM PIC đọc tin nhắn, xử lý phản hồi số thuê bao Người dùng muốn điều khiển tắt/mở đèn gửi tin nhắn đến SIM PIC xuất lệnh đọc tin nhắn vào SIM, tiến hành kiểm tra cú pháp tin nhắn: - Nếu sai cú pháp xóa tin nhắn xuất lệnh gửi tin nhắn báo sai điện thoại - Nếu cú pháp tiến hành điều khiển thiết theo yêu cầu SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 4.3 Mạch layout SVTH: Nguyễn Minh 44 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Báo cáo LVTN 4.3 4.Sản phẩm hoàn chỉnh SVTH: Nguyễn Minh 45 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Báo cáo LVTN 46 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN CHƯƠNG TỔNG KẾT 5.1 Kết đặt Sau gần tháng thực đề tài, nhóm hoàn thành việc thiết kế thi công mạch điện giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS Trong trình thực đề tài, nhóm thu kết định: Về phần cứng: - Nhóm thiết kế thi công hoàn chỉnh mạch điện - Hệ thống test thử chạy ổn định - Hoạt động hệ thống độ có tính an toàn cao cố gắng làm nhỏ gọn mạch… Về phần mềm: - Thiết kế thuật toán viết chương trình hoàn chỉnh cho mạch điện - Kiểm tra thực tế hoạt động hệ thống 5.2 Ưu khuyết điểm đề tài 5.2.1 Ưu điểm - Hệ thống sử dụng công nghệ GSM có sẵn - Thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí - Hệ thống điều khiển thiết bị có công suất nguồn 220V - Phần cứng thiết kế đơn giản, sử dụng số linh kiên tối thiểu, kết nối chân đáp ứng nhu cầu phát triển đề tài sau - Sau gửi tin nhắn với nội dung tin nhắn đó, xử lí thực thi trình xử lí, sau điều khiển thiết bị cách tự động 5.2.2 Khuyết điểm - Chỉ hoạt động vùng có phủ sóng điện thoại - Đôi hoạt động không ổn định ảnh hưởng nhiễu từ linh kiện SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 47 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN 5.3 Khả ứng dụng thực tế đề tài Có thể điều khiển thiết bị thông qua điện thoại vị trí giúp người linh hoạt nhu cầu sống bật máy lạnh hay máy nước nóng trước nhà… Không tốn chi phí nhiều cho việc lắp đặt Với đặc điểm tính trên, hệ thống trở thành sản phẩm tiêu dùng, đáp ứng nhu cầu xã hội Đề tài mang tính đại, thực tiễn cao tính khả thi tốt thực tế 5.4 Hướng phát triển đề tài Do thời gian kinh phí có hạn, nên nhóm thực phần nhỏ hệ thống hoàn chỉnh Để đề tài thêm phong phú, có tính thực tế cao vào ứng dụng thực tế đề tài phải cần them yêu cầu sau: - Lắp đặt thêm camera để chụp ảnh, sau gửi tin nhắn đa phương tiện đến người dùng - Sử dụng thêm nhiều cảm biến khác như: cảm biến khí ga, độ ẩm đất, cảm biến mưa… - Mở rộng điều khiển nhiều thiết bị - Mở rộng áp dụng phục vụ nơi công cộng điều khiển tín hiệu đèn giao thông, biển quảng cáo… SVTH: Nguyễn Minh [...]... : THIẾT KẾ, THI CÔNG MẠCH Thiết kế mạch kết nối với GSM Modem: nhận tin nhắn, xử lý tin nhắn, điều khiển thiết bị điện tắt, mở hoặc kiểm tra trạng thái hoạt động của thiết bị theo nội dung tin nhắn và gửi tin trả lời Mục đích: - Giám sát nhiệt độ - Điều khiển tắt/mở bóng đèn - Kiểm tra trạng thái của Đèn (qua SMS) Ngôn ngữ chương trình: ASSEMBLY 4.1 Sơ đồ khối Hình 4.1 Sơ đồ khối Nguyên lý hoạt động:... khiển hai bóng đèn dây tóc có điện áp định mức là 220V, công suất 60W được kết nối với mạch công suất và giám sát nhiệt độ, độ ẩm qua tin nhắn SMS Một cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo nhiệt độ phòng, và độ ẩm không khí và gửi kết quả về MCU MCU xử lý kết quả đưa sang module sim, module sim sẽ gửi kết quả tới điện thoại người dùng qua SMS Bên cạnh đó, người dùng muốn điều khiển bóng đèn sẽ gửi tin. .. chân trong PORTE - TRISE : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho chuẩn giao tiếp PSP - ADCON1 : thanh ghi điều khiển khối ADC 3.3 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm SHT71 3.3.1 Tổng quan về SHT71 SHT71 là cảm biến đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối, module đa cảm biến được tích hợp một đầu ra, ứng dụng của công nghệ quá trình CMOS đảm bảo độ tin cậy cao và làm việc dài hạn Thiết bị bao gồm một loại polymer... center/SMSC Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt động liên quan tới SMS của một mạng wireless Khi một tin nhắn SMS được gửi đi từ một 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 nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway)... điều hành quốc tế với nhau Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với gửi trong nước Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì... 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 các phần nhỏ này như tin nhắn SMS đơn Khi các tin nhắn SMS này đã được gửi tới đích 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... giám sát ngay trên nền web SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 20 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN Hình 3.3 Ứng dụng của SIM 900 GSM Module Sim900 cho phép điều khiển các thiết bị điện trong nhà như đèn quạt, máy tính, các thiết bị sử dụng điện 220V, thiết bị công suất thấp…Đồng thời GSM Module Sim900 cũng cập nhật và giám sát các thiết bị bằng các cảm biến mà người dùng tùy chọn thông qua các mạch vi điều khiển. .. địa chỉ SMSC Thông thường thì SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN 16 GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless Điều này có nghĩa 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 gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành... các tín hiệu từ cảm biến Giao diện nối tiếp 2-wire và việc điều chỉnh điện thế trong cho phép ghép nối hệ thống dễ dàng và nhanh chóng Kích thước nhở và tiêu thụ điện năng thấp tạo thuận lợi cho hầu hết các ứng dụng cần thiết Hình 3.9 Hình ảnh của SHT71 Độ chính xác đổ ẩm là ±3% (% RH) Độ chính xác nhiệt độ ±0.4°C (°C) Chuẩn giao tiếp 2Wire Đặc tính kỹ thuật - Sensor đo độ ẩm và nhiệt độ tương đối... 16f877a - Vi điều khiển PIC 16F877A được cấp nguồn từ mạch nguồn 5V qua 4 chân: 11, 32 (VCC) và 12, 31(GND) - PIC 16F877A hoạt động ở tần số 20M được cấp từ thạch anh qua 2 chân số 13 và 14 - Chân số 1 được dùng để RESET PIC 4.2.2 Khối hiển thị Hiển thị kết quả tin nhắn nhận được từ Module sim, kiểm tra hai kết quả từ điện thoại gửi đi và Module nhận có đúng hay không Hiển thị kết quả nhiệt độ đo được ... thức học để thiết kế hệ thống Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS hoàn chỉnh Hệ thống kết hợp module gửi/nhận tin nhắn sử dụng mạng GSM, module đo nhiệt độ, module... cho thiết bị điện Hệ thống Giám sát nhiệt độ, độ ẩm điều khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS có chức sau: SVTH: Nguyễn Minh Báo cáo LVTN GVHD: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN - Qua xử lý, nhiệt độ cập... mạng di động thiết bị di động ngày phổ biến sống Từ nảy sinh ý tưởng thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị nhà cách tự động thông qua tin nhắn SMS Điển hình hệ thống giám sát thiết bị nhà từ xa thông