Tra cứu thông tin và điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn SMS

Đồ án tốt nghiệp Đại học gồm 2 hệ thống ứng dụng modem gsm/gprs: thứ 1 là tra cứu thông tin (điểm thi) qua tin nhắn SMS, thứ 2 là điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn SMS (cú pháp tin nhắn có chứa mật khẩu)

“Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | i Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên chúng em xin cảm ơn Khoa Điện – Điện tử, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đã tạo điều kiện tốt cho chúng em thực hiện đề tài. Nhóm xin cảm ơn ThS Đinh Quốc Hùng– Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa TPHCM – đã trực tiếp hướng dẫn tận tình,chỉ bảo, giúp đỡ nhóm, cung cấp thiết bị trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin cảm ơn sâu sắc các Thầy, Cô Bộ môn Điện tử Viễn thông đã tận tình giảng dạy, trang bị những kiến thức quý báu trong những năm học vừa qua, giúp chúng em tự tin hơn trong quá trình làm đồ án Lời kết nhóm em xin cảm ơn bạn bè, những người thân trong gia đình đã luôn ủng hộ, giúp đỡ, động viên để nhóm hoàn thành đồ án đúng thời hạn TP. Hồ Chí Minh, Ngày 4 Tháng 1 Năm 2011 Nhóm Sinh viên thực hiện Trần Hoàng Lê Chuyên Lưu Văn Đại “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | ii Đồ án tốt nghiệp  QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Họ và tên sinh viên: 1. Trần Hoàng Lê Chuyên MSSV: 06117007 2. Lưu Văn Đại MSSV: 06117014 Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: THIÊT KẾ HỆ THỐNG TRA CỨU THÔNG TIN VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN QUA TIN NHẮN Cơ sở ban đầu: Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Các bản vẽ: Giáo viên hướng dẫn: Th.SĐinh Quốc Hùng Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Giáo viên hướng dẫn Th.S Đinh Quốc Hùng Ngày ….tháng ….năm 2011 Chủ nhiệm bộ môn Bộ Giáo dục và Đào tạo Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | iii Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày ….tháng ….năm 2011 Giáo viên hướng dẫn Th.S Đinh Quốc Hùng “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | iv Đồ án tốt nghiệp Ngày ….tháng ….năm 2011 Giáo viên phản biện 2 Ngày ….tháng ….năm 2011 Giáo viên phản biện 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | v Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Cùng với thoại, SMS là một trong những tính năng được khai thác nhiều nhất của thiết bị di động (DĐ) cầm tay. SMS đang được ứng dụng ngày càng sâu rộng, mang lại hiệu quả kinh tế và là phương tiện giải trí cho số đông người dùng, đặc biệt là giới trẻ. Tuy nhiên, SMS đi cùng một số rủi ro, nên có những dịch vụ quy định người chi tiêu thường xuyên 3 triệu đồng/tháng trở lên mới được sử dụng . SMS (Short Message Service – dịch vụ thông điệp ngắn gọn) là dịch vụ cho phép gửi những tin nhắn ngắn 160 ký tự. Đối tượng là các thiết bị DĐ như ĐTDĐ, Smartphones, PDAs. Hiện cách thức mở rộng của SMS khá rộng như: gửi SMS giữa các thiết bị DĐ với nhau; gửi từ website đến thiết bị DĐ và ngược lại; gửi/nhận từ điện thoại cố định có hỗ trợ tính năng nhắn tin với các thiết bị DĐ khác . SMS có thể tham gia các quá trình điều khiển, tự động hóa, kinh doanh, thanh toán . Hiện tại, ngay cả các cửa hàng kinh doanh viễn thông, các công ty tin học và nhiều cơ quan truyền thông cũng đã tham gia vào thị trường này. SMS đang trở thành một loại hạ tầng thông tin không thể thiếu trong cuộc sống thường ngày từ vui chơi giải trí, thương mại, xã hội . Ứng dụng tra cứu thông tin, giải trí là loại ứng dụng phổ thông nhất của SMS và đang được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Người sử dụng chỉ việc nhắn tin theo cú pháp định sẵn đến 1 số tổng đài nhất định, tổng đài sẽ tra cứu thông tin và phản hồi về (tra cứu thông tin) hoặc sẽ xác nhận người sử dụng tham gia vào một chương trình giải trí nào đó (đố vui, trúng thưởng .). Có thể kể đến các ứng dụng cụ thể như tra cứu danh bạ điện thoại; địa chỉ nhà hàng, khách sạn; địa chỉ đặt ATM; giá cổ phiếu; kết quả xổ số, bóng đá . Một số khả năng của SMS đã được khai thác trên thế giới và chắc chắn cũng sẽ có mặt ở Việt Nam. Ví dụ, dùng SMS điều khiển từ xa. Ông Ngô Chí Đức, công ty SQS cũng tỏ ra rất tâm huyết với phương án dùng SMS điều khiển từ xa các thiết bị điện trong nhà. Trong khi đó, ông Nguyễn Anh Tiến, trưởng phòng CNTT công ty Tân Lai, TP.HCM cho biết, bài toán này đã được ứng dụng ở một số nước (bật tắt các thiết bị điện trong nhà) và TP.HCM có một nhóm đã nghiên cứu đề tài này. 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 "Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện 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. Đề tài này được chia làm 3 phần như sau: o Phần A. Giới thiệu (Lời cảm ơn, lời nói đầu, mục lục…) o Phần B. Nội dung chính của đề tài (chương 1 đến chương 6) o Phần C. Phụ lục và tài liệu tham khảo Mặc dù em đã có nhiều cố gắng trong quá trình viết báo cáo, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những khiếm khuyết. Vì vậy rất mong nhận được sự góp ý từ quý Thầy “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | vi Đồ án tốt nghiệp GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS áp dụng cho một ngôi nhà hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rất tốn kém. Để đáp ứng 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 và kiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm em chỉ thực thi một phần của hệ thống hoàn chỉnh đó. Đó là điều khiển đóng mở đèn, quạt… Với những gì đã trình bày trên, nhóm em đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát và thực hiện và dự kiến đạt được các mục tiêu đặt ra như sau:  Nhận tin nhắn đến, phân tích nội dung xem tin nhắn yêu cầu tra cứu điểm của học sinh nào và tự động trả lời  Điều khiển các thiết bị trong nhà (cụ thể là điều khiển một thiết bị công suất trung bình) bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ sóng của mạng thông tin di động trong nước như viettel, mobifone, vinaphone …  Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho người điều khiển, với nội dung tin nhắn chứa thông tin hoạt động của thiết bị (on/off) TP. Hồ Chí Minh, Ngày 4 Tháng 1 Năm 2011 Nhóm Sinh viên thực hiện Trần Hoàng Lê Chuyên Lưu Văn Đại . “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | vii Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN . i QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI NÓI ĐẦU v MỤC LỤC vii TỪ VIẾT TẮT x LIỆT KÊ HÌNH xi LIỆT KÊ BẢNG xiii CHƯƠNG 1.TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ TIN NHẮN SMS 1 1.1 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1 1.1.1 Giới thiệu 1 1.1.2 Cấu trúc mạng GSM . 2 1.2 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS . 9 1.2.1 Giới thiệu SMS . 9 1.2.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS . 11 1.2.3 Tin nhắn SMS chuỗi/ Tin nhắn SMS dài . 11 1.2.4 SMS Centre /SMSC 11 1.2.5 Nhắn tin SMS quốc tế . 12 CHƯƠNG 2.GSM MODEM, TẬP LỆNH AT 13 2.1 GSM MODEM . 13 2.1.1 Giới thiệu 13 2.1.2 WAVECOM Fastrack Supreme 20 . 13 2.2 TẬP LỆNH AT DÙNG CHO SMS . 16 2.2.1 Giới thiệu 16 2.2.2 Tập lệnh AT dùng cho dịch vụ cuộc gọi và SMS 17 CHƯƠNG 3.VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 VÀ LCD HD44780 25 3.1 VI ĐIỀU KHIỂN AT89S52 25 3.1.1 Giới thiệu 25 3.1.2 Tổ chức bộ nhớ của AT89S52 27 3.1.3 Timer 30 3.1.4 Truyền dữ liệu nối tiếp 32 “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | viii Đồ án tốt nghiệp 3.1.5 Tóm tắt tập lệnh của vi điều khiển AT89S52 34 3.2 LCD HD44780 . 36 3.2.1 Chức năng các chân LCD 16x2 . 36 3.2.2 Sơ đồ khối của LCD 16x2 . 37 3.2.3 Các thanh ghi và vùng RAM của LCD 38 CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRA CỨU THÔNG TIN QUA TIN NHẮN . 48 4.1 SƠ ĐỒ KHỐI . 49 4.2 LƯU ĐỒ . 50 4.3 THIẾT KẾ 51 4.3.1 Một số hàm cơ bản liên quan đến lập trình SMS . 51 4.3.2 Kết nối Access Database với C# . 51 4.3.3 Truyền nhận dữ liệu qua cổng com (RS232) . 53 4.3.4 Làm việc với chuỗi . 59 4.3.5 Cơ sở dữ liệu 59 4.3.6 Cấu hình Modem GSM . 60 4.4 GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH . 61 4.4.1 Cài đặt kết nối . 61 4.4.2 Giao diện chương trình chính 61 4.4.3 Khi có tin nhắn tới . 62 4.4.4 Trong Tab Message gồm 4 menu: Send, Send Multiple, Read, Delete . 62 4.4.5 Menu Send 63 4.4.6 Menu Send Multiple 63 4.4.7 Menu Read Message . 63 4.4.8 Menu Delete 64 4.5 TESTING . 64 CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ, THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN QUA TIN NHẮN 68 5.1 SƠ ĐỒ KHỐI . 68 5.2 THIẾT KẾ MẠCH 68 5.2.1 Khối GSM Modem . 68 5.2.2 Khối hiển thị . 72 5.2.3 Khối Relay 73 5.3 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH 73 “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | ix Đồ án tốt nghiệp 5.4 TESTING . 82 CHƯƠNG 6.KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI . 87 6.1 KẾT LUẬN 87 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 87 PHỤ LỤC . 89 A. BẢNG MÃ ASCII . 89 B. GSM EQUIPMENT AND NETWORK ERROR CODES 98 C. CÚ PHÁP TIN NHẮN . 102 D. HƯỚNG DẪN KẾT NỐI VÀ SỬ DỤNG 104 E. CODE CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ 110 F. CODE CHƯƠNG TRÌNH TRA CỨU 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 160 “Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | x Đồ án tốt nghiệp TỪ VIẾT TẮT A ANSI American National Standards Institude AUC Authentication Center B BSC Base Station Controler BSS Base Station Subsystem BTS Base Tranceiver Station D DTE Data Terminal Equipment E ETSI European Telecommunications Standards Institute F GSM Global System for Mobile Communication GPRS General Packet Radio Services GMSC Gateway Mobile Switching Center H HLR Home Location Register I IMSI International Mobile Subscriber Identity L LR Location Registration M ME Mobile Equipment MS Mobile Station MSC Mobile Service Switching Center MMS More Message to Send MoU Memorandum of Understanding MO Mobile Originated MR Message Reference MT Mobile Terminated N NSS Network and Switching Subsystem P PDU Protocol Data Unit S SIM Subsriber Identify Module SMS Short Message Service SMSC Short Message Service Center T TCH Traffic Channel TDMA Time Division Multiple Access V VLR Visitor Location Register . 45 Tra cứu thông tin và Điều khiển thiết bị điện qua tin nhắn” T r a n g | 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ TIN NHẮN SMS 1.1. Cấu trúc một tin nhắn SMS . 11 1.2.3 Tin nhắn SMS chuỗi/ Tin nhắn SMS dài .