Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển các thiết bị trong nhà thông qua module sim 900 và sóng RF

Đồ án này đã được hoàn thành sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu các nguồn tài liệu là sách báo chuyên ngành và thông tin trên mạng mà theo em là hoàn toàn tin cậy. Em xin cam đoan nội dung của đồ án được em tổng hợp lại từ các tài liệu tham khảo, nội dung của đồ án này không phải là bản sao chép của bất cứ đồ án hoặc công trình đã có từ trước. Nếu vi phạm tôi (em) xin chịu mọi hình thức kỷ luật của Khoa.

LỜI CAM ĐOAN Đồ án hoàn thành sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu nguồn tài liệu sách báo chuyên ngành thông tin mạng mà theo em hoàn toàn tin cậy Em xin cam đoan nội dung đồ án em tổng hợp lại từ tài liệu tham khảo, nội dung đồ án chép đồ án công trình có từ trước Nếu vi phạm (em) xin chịu hình thức kỷ luật Khoa Đà Nẵng, tháng 06 năm 2013 Người thực Hồ Tuấn Việt LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài, em cố gắng nhiều song thời gian thực đề tài số hạn chế việc tìm hiểu tài liệu liên quan nên chắn tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp ý kiến chân thành quý Thầy Cô bạn bè để đồ án em hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Huỳnh Thanh Tùng Thầy trực tiếp hướng dẫn, theo sát, ân cần bảo chúng em bước, kịp thời cách nhiệt tình từ bắt đầu đồ án hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Điện Tử-Viễn Thông trường Đại học Bách Khoa truyền thụ kiến thức suốt thời gian học tập trường Đà Nẵng, tháng 06 năm 2013 Người thực Hồ Tuấn Việt MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG GIỚI THIỆU MODULE BREAKOUT SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND VÀ MODULE RF 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Giới thiệu Module Breakout SIM 900 1.2.1 Giới thiệu Module Breakout SIM 900 1.2.2 Đặc điểm module SIM 900 1.2.3 Khảo sát sơ đồ chân chức chân Breakout SIM 900 5 1.3 Khảo sát tập lệnh AT Command Module SIM 900 1.3.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem 1.3.2 Delete tin nhắn SIM 1.3.3 Thực gọi 1.3.4 Nhận gọi đến 1.3.5 Đọc tin nhắn 1.3.6 Gửi tin nhắn 1.3.7 Các lệnh khác: 10 12 13 15 16 18 19 21 1.4 Giới thiệu cặp Module thu phát RF 1.4.1 Module phát RF 1.4.2 Module thu RF 21 21 22 1.5 Kết luận 23 CHƯƠNG 2.1 Giới thiệu chương VI ĐIỀU KHIỂN AVR 24 24 2.2 Giới thiệu tổng quan AVR 24 2.3 Chức chân ATMega 32 27 2.4 Ngắt USART 30 2.5 Kết luận 32 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 33 3.1 Giới thiệu chương 33 3.2 Phần mạch điều khiển 3.2.1 Nguyên lý 3.2.2 Layout 3.2.3 Tính toán thiết kế 3.2.4 Quá trình thi công 3.2.5 Thuật toán khối trung tâm 33 33 35 35 35 41 3.3 Phần thu RF cấu chấp hành khu vực 3.3.1 Nguyên lý 3.3.2 Layout 3.3.3 Tính toán chọn linh kiện 3.3.4 Lưu đồ thuật toán 49 49 49 50 50 3.4 Phần điều khiển từ xa RF 3.4.1 Nguyên lý 3.4.2 Layout 3.4.3 Tính toán chọn linh kiện 3.4.4 Lưu đồ thuật toán 52 52 53 53 53 3.5 Phần công suất sử dụng Role 12V 3.5.1 Nguyên lý mạch công suất dung Role 12V 3.5.2 Layout 3.5.3Tính toán thiết kế 3.5.4 Nguyên tắc hoạt động 54 54 55 55 56 3.6 Phần động đóng mở cổng sử dụng Role 12V 56 3.6.1 Nguyên lý 3.6.2 Layout 3.6.3 Tính toán thiết kế 3.6.4 Nguyên tắc hoạt động 56 57 57 58 3.7 Mạch nguồn 3.7.1 Nguyên lý 3.7.2 Layout 3.7.3 Tính toán thiết kế 59 59 60 60 3.8 Khối cảm biến 3.8.1 Nguyên lý 3.8.2 Layout 3.8.3 Tính toán thiết kế 62 62 62 62 3.8 Kết luận 63 CHƯƠNG TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỒ ÁN 64 4.1 Kết đánh giá đồ án 64 4.2 Hướng phát triển đề tài 65 4.3 Tài liệu tham khảo 66 PHẦN PHỤ LỤC 67 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Module SIM 900 Hình 1.2 Breakout Module SIM 900 Hình 1.3 Sơ đồ thiết kế Breakout Module SIM 900 Hình 1.4 Sơ đồ chân Breakout SIM900 Hình 1.5 Cấu hình mặc định cho SIM 900 12 Hình 1.6 Cấu hình xóa tin nhắn SIM 900 14 Hình 1.7 Cấu hình gọi điện cho SIM 900 15 Hình 1.8 Cấu hình nhận gọi 17 Hình 1.9 Cấu hình đọc tin nhắn 19 Hình 1.10 Cấu hình gửi tin nhắn 20 Hình 1.11 :Module phát RF 22 Hình 1.12:Module thu RF 22 Hình 2.1 Hình dạng phân bố chân vào ATMega32 24 Hình 2.2 Sơ đồ khối ATMega32 25 Hình 2.3 Chức đặc biệt PORTA 28 Hình 2.7 Các cách mắc nguồn dao động cho ATMega32 30 Hình 2.8 Đơn vị tạo xung clock 31 Hình 2.9 Định dạng khung truyền 32 Hình 3.1 PuTYY UART to USB 36 Hình 3.2 Sơ đồ kết nối Module SIM với máy tính thông qua Module UART to USB 36 Hình 3.3 Cấu hình mặc định cho SIM 900 37 Hình 3.4 Test gọi đến 38 Hình 3.5 Test gửi tin nhắn 39 Hình 3.6 Test đọc tin nhắn xóa tin nhắn 39 Hình 3.7 Test truyền Vi điều khiển 40 PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG PHẦN PHỤ LỤC Từ yêu cầu thực tế, đòi hỏi ngày cao sống nhà mình, cộng với hợp tác, phát triển mạnh mẽ mạng di động nên em chọn đề tài " THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ THÔNG QUA MODULE SIM 900 VÀ SÓNG RF " để đáp ứng nhu cầu ngày cao người góp phần vào tiến bộ, văn minh, đại nước nhà  Nội dung đồ án: Đồ án thiết lập hệ thống điều khiển 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 … Nó hoạt động nhà thông minh Nghĩa tất thiết bị giao tiếp với mặt liệu thông qua đầu não trung tâm.Đầu não trung tâm xử lí sử dụng AVR ATMega32 lập trình sẵn tất chương trình điều khiển Bình thường, thiết bị ngồi nhà điều khiển từ xa thông qua tin nhắn chủ nhà.Chẳng hạn việc tắt quạt, đèn điện … người chủ nhà quên chưa tắt trước khỏi nhà.Hay với tin nhắn SMS, người chủ nhà bật máy điều hòa để làm mát phòng trước nhà khoảng thời gian định Bên cạnh gửi thông báo cho người điều khiển biết có người lạ đột nhập vào nhà thông qua hệ thống báo động dùng cảm biến chuyển động gửi thông báo cảnh báo rò rỉ khí gas gia đình Ngoài ra, hệ thống mang tính bảo mật Nghĩa có chủ nhà hay người biết mật nhà điều khiển nhà Đồng thời đồ án đưa giải pháp để điều khiển nhà thông qua sóng RF module thu phát RF, giải pháp điều khiển từ xa có khoảng cách tương đối xa, ưu điểm giải pháp việc điều khiển không bị hạn chế tường, vật chắn hồng ngoại đơn Để làm điều ta thiết PHẦN MỞ ĐÂU Page Code ATmega32 & ATMmega8 delay_ms(1000); a = strstr(sms,"OK"); if(a==0) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts("SMS DIDN'T SEND!"); delay_ms(1000); return 1; } else { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts("SMS SEND!"); delay_ms(1000); return 0; } #asm("cli") } int read_sms() { int sel; char* sms; char* a; #asm("sei") UART_init(); UART_rx_reset(); UART_rx_on(); UART_puts("AT+CMGR=1\r"); sms = UART_gets(); delay_ms(1000); a = strstr(sms,"DATN"); if(a!=0) { a = strstr(sms,str1); if(a!=0) { sel=1; return sel; } a = strstr(sms,str2); if(a!=0) { sel=2; return sel; } a = strstr(sms,str3); if(a!=0) { sel=3; return sel; } a = strstr(sms,str4); if(a!=0) { sel=4; return sel; } a = strstr(sms,str5); PHẦN PHỤ LỤC Page 76 Code ATmega32 & ATMmega8 if(a!=0) { sel=5; return sel; } a = strstr(sms,str6); if(a!=0) { sel=6; return sel; } a = strstr(sms,str7); if(a!=0) { sel=7; return sel; } a = strstr(sms,str8); if(a!=0) { sel=8; return sel; } a = strstr(sms,str9); if(a!=0) { sel=9; return sel; } a = strstr(sms,str10); if(a!=0) { sel=10; return sel; } a = strstr(sms,"MO CONG"); if(a!=0) { sel=11; return sel; } a = strstr(sms,"DONG CONG"); if(a!=0) { sel=12; return sel; } a = strstr(sms,"TAT BAO DONG"); if(a!=0) { sel=13; return sel; } a = strstr(sms,"BAT BAO DONG"); if(a!=0) { sel=14; return sel; } } #asm ("cli") } void call(unsigned char* phone) { UART_init(); UART_puts("ATD"); delay_ms(10); UART_puts(phone); delay_ms(10); UART_puts(";"); PHẦN PHỤ LỤC Page 77 Code ATmega32 & ATMmega8 UART_puts("\r"); delay_ms(100); } void RF_Sent_Bit(unsigned char i) { /* Ma hoa Manchester: Bit > 10 Bit > 01 */ if(i) // toc truyen 1K { TX=1; delay_us(500); TX=0; delay_us(500); } else // toc truyen 1K { TX=0; delay_us(500); TX=1; delay_us(500); } } void RF_Data_Start() { int i; for(i=0; ii)&0x01); RF_Sent_Bit(temp&(0x80>>i)); } } void RF_Sent_Array(unsigned char *array,unsigned char length) { unsigned char i; PHẦN PHỤ LỤC Page 78 Code ATmega32 & ATMmega8 for(i=0; i