Hệ thống quan trắc môi trường bằng GSM phần 2

Hệ thống quan trắc môi trường bằng GSM

LỜI NÓI ĐẦU

Cuộc sống ngày càng phát triển kéo theo nó là sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật Là sinh viên khoa Điện - Điện Tử chúng em dành nhiều sự quan tâm của mình đến lĩnh vực công nghệ trong cuộc sống Song song với sự phát triển của công nghệ máy tính là sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ viễn thông Dễ dàng nhận thấy nhất là sự thay đổi chóng mặt của các thiết bị viễn thông được phát triển trên các công nghệ tiên tiến nhất và đi kèm với nó là những phần mềm ngày càng thân thiện và tiện dụng Nếu như trước đây một chiếc điện thoại di động chỉ có màn hình hiển thị với các con số thì giờ đây nó đã được biết đến như một sản phẩm đa truyền thông được tích hợp đủ loại phần mềm trên đó Đi cùng với sự phát triển về công nghệ của các mạng viễn thông thì ta còn bắt gặp sự phát triển như vũ bão của các dịch vụ được triển khai trên nó Mạnh mẽ nhất trong sự phát triển của những dịch vụ trên hệ thống các mạng viễn thông đó là những dịch vụ được triển khai trên hệ thống SMS

Nắm bắt được sự phát triển về công nghệ cũng như những lợi ích to lớn và khả năng áp dụng thực tế rất cao mà những ứng dụng triển khai trên hệ thống SMS đem

lại, chúng em, những sinh viên khoa Điện - Điện Tử đã quyết định “THIẾT KẾ HỆ

THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG BẰNG GSM”

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, hàng loạt các khu công nghiệp ra đời, bên cạnh tạo ra việc làm cho người dân mà còn gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường năng ở các con sông, và khu vực lân cận các khu công nghiệp này Vì vậy, rất cần một hệ thống quan trắc để đánh giá tác động môi trường

PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là địa bàn tỉnh Đồng Nai

- Đối tượng nghiên cứu là nước thải của các công ty, nhà máy và hệ thống quan trắc tự động, liên tục

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu tổng hợp về điều kiện Địa lý tự nhiên, kinh tế, xã hội của tỉnh Đồng

Nai

- Nghiên cứu về các khái niệm, quy định trong lĩnh vực môi trường (cơ sở pháp lý, kỹ thuật quan trắc, nguyên lý hoạt động của các loại đầu dò, nguyên lý truyền thông tin)

Đề xuất mô hình hệ thống quan trắc tuân thủ nước thải tự động, liên tục tại các

công ty, nhà máy

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp chuyên gia: tham khảo các ý kiến của các chuyên gia về môi trường, chuyên gia về điện tử, tin học

- Xử lý số liệu thu thập và lập bản đồ: xử lý số liệu thống kê về các nguồn thải và lập bản đồ bố trí các nguồn thải cũng như bản đồ vị trí quan trắc nước thải tự động, liên tục

DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

- Có được tài liệu về điều kiện Địa lý, kinh tế xã hội tỉnh Đồng Nai cập nhật mới nhất

- Thu thập tài liệu về lĩnh vực môi trường

- Nắm bắt được nguyên lý hoạt động của các đầu dò trong phân tích môi trường và nguyên tắc truyền thông tin (truyền các kết quả quan trắc tại các trạm về Trung tâm)

- Đề xuất mô hình một hệ thống quan trắc tuân thủ nước thải, tự động, liên tục phù hợp với điều kiện của tỉnh Đồng Nai

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GSM

1.1 Cơ bản về hệ thống mạng GSM

1.1.1, Tìm hiểu sơ lược về mạng GSM

GSM được viết tắt bởi cụm từ Global System for Mobile Communications (tiếng Anh) hoặc Groupe Spécial Mobile (tiếng Pháp) tạm dịch là hệ thống thông tin di động toàn cầu

Đây là một trong những công nghệ về mạng điện thoại di động phổ biến trên thế giới Cho đến nay công nghệ này có gần 2 tỷ thuê bao sử dụng trên phạm vi 212 quốc gia và vùng lãnh thổ 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 chuyển vùng với nhau 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 chuyển vùng cho thuê bao

của mình với các mạng khác trên toàn thế giới Ngoài ra công nghệ GSM cũng phát triển thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS, sau này truyền với tốc độ cao hơn họ sử dụng EGDE

Hình 1.1: Logo của công nghệ GSM

GSM là một tiêu chuẩn của hệ thống tế bào thế hệ thứ 2 được phát triển để giải quyết các vấn đề “phân mảnh” của hệ thống tế bào thế hệ đầu tiên ở Châu Âu GSM là

hệ thống tế bào đầu tiên trên thế giới định rõ việc điều chế số, các kiến trúc và dịch vụ cấp độ mạng

Hình 1.2: Mô hình hệ thống GSM

Trước GSM, các quốc gia Châu Âu đã sử dụng các tiêu chuẩn tế bào khác nhau trên toàn lục địa và chính điều này đã cản trở khi một khách hàng muốn sử dụng một đơn vị thuê bao duy nhất trên toàn Châu Âu GSM được phát triển để phục vụ mạng tế bào trên toàn Châu Âu và hứa hẹn nhiều dịch vụ về mạng thông qua mạng số liên kết dịch vụ ISDN hoặc PSTN Sự thành công của mạng GSM đã vượt quá sự mong đợi của mọi người và hiện tại bây giờ là chuẩn phổ biến trên thế giới cho các thiết bị liên lạc cá nhân và vô tuyến tế bào mới

Nhiệm vụ xác định rõ hệ thống thông tin liên lạc di động chung cho Châu Âu trên băng tần 900 MHz được đảm nhiệm bởi một Uỷ ban của CEPT (Conference of European Postal and Telecommunications Administrations - Hội nghị các cơ quan

quản lý Viễn thông và Bưu chính Châu Âu) Việc thiết lập các tiêu chuẩn cho mạng GSM được thực hiện bởi ETSI (European Telecommunications Standard Institute)

Mạng GSM được chia thành 2 hệ thống chính là Hệ thống chuyển mạch và Hệ thống trạm gốc Mỗi hệ thống này lại chứa một số các đơn vị chức năng, là nơi thực hiện các chức năng của hệ thống Các chức năng này được thực hiện bằng các thiết bị phần cứng

1.1.2, Lịch sử phát triển của mạng GSM

Vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi CEPT và tạo ra Groupe Spécial Mobile với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan

Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển cho viện viễn thông châu Âu Và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM đã được công bố vào năm 1990 Vào cuối năm 1993, đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia

Cho đến nay công nghệ này có gần 2 tỷ thuê bao sử dụng trên phạm vi 212 quốc gia và vùng lãnh thổ Và trong tương lai dự kiến số lượng thuê bao vẫn còn tiếp tục tăng

1.1.3, Giao tiếp Radio của mạng GSM

GSM là mạng điện thoại di động thiết kế gồm nhiều tế bào do đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần Hầu hết thì hoạt động ở băng 900 Mhz và 1800 Mhz Vài nước ở Châu Mỹ thì sử dụng băng 850 Mhz và 1900 Mhz do băng 900 Mhz và 1800 Mhz ở nơi này đã bị sử dụng trước.Và cực kỳ hiếm có mạng nào sử dụng tần số 400 Mhz hay 450 Mhz chỉ có ở Scandinavia sử dụng do các băng tần khác đã bị cấp phát cho việc khác

Các mạng sử dụng băng tần 900 Mhz thì đường uplink sử dụng tần số trong dải 890-915 MHz và đường downlink sử dụng tần số trong dải 935-960 MHz Các băng tần này được chia thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 Mhz, mỗi kênh cách nhau một khoảng 200 Khz Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate Có 8 khe thời gian gộp lại gọi là một khung TDMA Tốc độ truyền dữ liệu của một kênh là 270.833 kbit/s và khoảng thời gian của một khung là 4.615 ms

Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watt đối với băng GSM 850/900 Mhz và tối đa là 1 watt đối với băng GSM 1800/1900 Mhz

Mạng GSM sử dụng hai kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1 Khz

đó là mã hoá 6 và 13 kbps gọi là full rate (13 kbps) và haft rate (6 kbps) Để nén họ sử

dụng hệ thống có tên là linear predictive coding (LPC).Vào năm 1997 thì họ cải tiến thêm cho mạng GSM là bộ mã GSM-EFR sử dụng full rate 12,2 kbps

Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và umbrella Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư Pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32 km (22 dặm) Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài trời vào

Mạng và hệ thống chuyển mạch Network and Switching Subsystem (phần này gần giống với mạng điện thoại cố định) Đôi khi người ta còn gọi nó là mạng lõi (core network)

Phần mạng GPRS (GPRS care network) Phần này là một phần lắp thêm để cung cấp dịch vụ truy cập Internet

Và một số phần khác phục vụ việc cung cấp các dịch vụ cho mạng GSM như gọi, hay nhắn tin SMS

Máy điện thoại - Mobile Equipment Thẻ SIM (Subscriber identity module)

Hình 1.3: Cấu trúc của hệ thống mạng GSM Trạm di động (Mobile Station-MS)

Trong mạng GSM, có một sự khác biệt giữa thiết bị vật lý và đăng kí thuê bao Phần thiết bị vật lý này có thể được cài đặt trên các phương tiện (ví dụ như xe hơi…), xách tay (portable) hoặc cầm tay (hand-hold) Các phần này tách biệt với một đơn vị được gọi là modul nhận dạng thuê bao (Subscriber Identity Module- SIM) chứa đăng

kí thuê bao SIM và thiết bị di động kết hợp với nhau để cấu thành một trạm di động Moblile Station (MS) Không có module nhận dạng thuê bao thì Moblile Station không thể truy xuất tới mạng GSM, ngoại trừ trường hợp khẩn cấp Việc đăng kí thuê bao liên kết với SIM card chứ không phải với thiết bị di động, do đó một thuê bao có thể sử dụng các thiết bị di động khác mà không có trở ngại gì Điều này dẫn tới vấn đề là nếu như MS bị mất cắp thì sẽ không có biện pháp ngăn chặn được đăng kí thuê bao với các thiết bị bị mất cắp đó

Chúng ta cần có một cơ sở dữ liệu chứa các số nhận dạng phần cứng của thiết bị gọi là bộ ghi nhận dạng thiết bị (Equipment Identity Register- EIR) Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR này được nối với MSC thông qua một đường báo hiệu mà cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị Bằng cách này ta cũng có thể cấm một trạm di động không phù hợp Cần nhớ rằng việc nhận thực thuê bao được thực hiện bởi các thông số từ AUC

Cell

Hệ thống được xem như là một mạng lưới của các cell vô tuyến cạnh nhau Các cell này kết hợp với nhau để đảm bảo cho việc phủ sóng toàn bộ vùng phục vụ

Trạm vô tuyến gốc (Base Transceiver Station -BTS)

Mỗi cell có một trạm vô tuyến gốc BTS hoạt động trên một tập các kênh vô tuyến Các kênh vô tuyến của cell này sẽ khác với các kênh vô tuyến của các cell bên cạnh để tránh hiện tượng can nhiễu

Bộ điều khiển trạm gốc (Base Station Controller - BSC)

Một nhóm các trạm vô tuyến gốc BTS sẽ được điều khiển bởi một bộ điều khiển trạm gốc BSC Bộ điều khiển trạm gốc BSC có nhiệm vụ quản lý các chức năng như chuyển giao (handover) và điều khiển công suất

Tổng đài di động (Mobile Switching Centre-MSC)

Một số các bộ điều khiển trạm gốc BSC được phục vụ bởi một tổng đài di động MSC Tổng đài di động MSC này có chức năng kiểm soát các cuộc gọi tới cũng như từ mạng điện thoại và các hệ thống liên lạc dữ liệu khác chẳng hạn như mạng chuyển

mạch công cộng PSTN, mạng số liên kết dịch vụ ISDN, mạng di động mặt đất công cộng PLMN và các mạng dữ liệu công cộng cũng như các mạng cá nhân khác

Cơ sở dữ liệu (Databases)

Tất cả các đơn vị chức năng đã được đề cập ở trên đều liên quan đến việc thiết lập cuộc gọi giữa một trạm di động MS và một thuê bao khác, ví dụ một thuê bao trong mạng PSTN, là một mạng cố định Nếu không thể thực hiện một cuộc gọi tới MS, ta sẽ không cần bất cứ thiết bị nào nữa Vấn đề nảy sinh khi ta muốn thực hiện cuộc gọi tới một MS, khi đó người khởi đầu cuộc gọi sẽ hầu như không xác định được vị trí hiện tại của MS Do đó ta cần một số các cơ sở dữ liệu trong mạng để theo dõi MS, từ đó có thể biết được vị trí hiện thời của MS

Thành phần quan trọng nhất của các cơ sở dữ liệu là Bộ ghi định vị thường trú (Home Location Register-HLR) Khi một người nào đó mua một đăng kí thuê bao từ một hãng khai thác mạng GSM thì người này sẽ được đăng kí trong HLR của hãng khai thác đó Bộ ghi định vị thường trú chứa đựng các thông tin về thuê bao, chẳng hạn như các dịch vụ phụ trợ (Supplementary Services) và các thông số nhận thực Ngồi ra còn có thông tin về vị trí hiện thời của MS, có nghĩa là vùng MSC mà MS đang có mặt trong đó Thông tin này sẽ thay đổi khi MS di động MS sẽ gởi thông tin về vị trí (thông qua MSC/VLR) tới Bộ ghi định vị thường trú HLR của mình, vì vậy luôn đảm bảo phương tiện để thu được một cuộc gọi

Một đơn vị được gọi là Trung tâm nhận thực (Authentication Centre- AUC) được kết nối tới Bộ ghi định vị thường trú HLR Chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các thông số nhận thực và các khối mật mã để sử dụng cho các mục đích bảo mật

Bộ ghi định vị tạm trú (Visitor Location Register-VLR) là một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin về các MS đang có mặt trong vùng do MSC quản lý Ngay khi MS lưu động vào vùng MSC mới thì VLR mở kết nối với MSC đó, sẽ yêu cầu HLR cung cấp dữ liệu về MS đó Đồng thời thì HLR sẽ được thông báo cho biết về vị trí hiện tại của MS đang nằm trong vùng do MSC nào quản lý Sau đó, nếu như MS muốn thực hiện cuộc gọi thì Bộ ghi định vị tạm trú VLR đã có đầy đủ các thông tin cần thiết cho việc thiết lập cuộc gọi mà không cần phải truy xuất tới HLR

Gateway

Nếu một người nào đó trong một mạng cố định (PSTN) muốn thực hiện cuộc gọi tới cho một thuê bao trong mạng GSM thì trước hết tổng đài trong mạng PSTN sẽ kết nối cuộc gọi tới một Gateway Gateway này thường là một MSC, do đó MSC này được coi như là một MSC cổng (Gateway MSC-GMSC) Có thể là một trong số các MSC trong mạng GSM (hoặc cũng có thể hầu hết các MSC) đều là GMSC GMSC này sẽ phải xác định được vị trí của MS cần tìm Điều này có thể được thực hiện bằng cách truy xuất tới Bộ ghi định vị thường trú HLR nơi MS đăng kí Khi đó HLR sẽ cho biết vùng MSC mà MS hiện tại đang có mặt trong đó từ đó GMSC có thể tái định tuyến cuộc gọi tới MSC đó Khi cuộc gọi tới được MSC thì VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS và cuộc gọi sẽ được thông

1.2 Một vài dịch vụ của mạng GSM

Các dịch vụ trong GSM thông thường là dịch vụ chuyển mạch kênh Giao diện vô tuyến sau khi đã thực hiện sửa sai là 12 Kbps (hoặc 13 Kbps cho thoại) Tốc độ tối đa cho người sử dụng là 9,6 Kbps giữa MS và MSC Tại Việt Nam, việc kết nối diễn ra trên tốc độ thấp hơn là 8Kbps Trên nền tảng đó, GSM có các nhóm dịch vụ sau :

Một dịch vụ khác nữa là hệ thống của mạng GSM có thể cho phép các bản tin thoại có thể được lưu trữ rồi lấy ra ở thời điểm bất kỳ

1.2.2, Dịch vụ số liệu

GSM được thiết kế để đưa ra rất nhiều dịch vụ số liệu Các dịch vụ số liệu được phân biệt với nhau bởi người sử dụng phương tiện (người sử dụng điện thoại PSTN, ISDN hoặc các mạng đặc biệt ), bởi bản chất các luồng thông tin đầu cuối (dữ liệu

thô, Fax, Videotex, Teletex ), bởi phương tiện truyền dẫn (gói hay mạch , đồng bộ hay không đồng bộ ) và bởi bản chất thiết bị đầu cuối

Các dịch vụ này chưa thực sự thích hợp với môi trường di động Một trong các vấn đề đó là do yêu cầu thiết bị đầu cuối khá cồng kềnh, chỉ phù hợp với mục đích bán cố định hoặc thiết bị đặt trên ô tô Do đó các dịch vụ số liệu nêu dưới đây đã ra đời và từng bước đưa ra áp dụng cho hệ thống GSM Đó là hai dịch vụ:

Dịch vụ số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao HSCSD Dịch vụ số liệu chuyển mạch gói GPRS

Dịch vụ HSCSD truyền số liệu vẫn dựa trên nguyên tắc chuyển mạch kênh của hệ thống GSM hiện nay, chỉ nâng cấp thêm một số phần mềm mới và hoàn toàn không có thay đổi lớn nào về thiết bị phần cứng

Dịch vụ GPRS ra đời dựa trên nền mạng GSM nhưng cơ chế truyền trong mạng dựa trên nguyên tắc chuyển mạch gói, phù hợp với các ứng dụng trong đó lưu lượng truyền đi dưới dạng burst

1.2.3, Dịch vụ SMS

Dịch vụ SMS là dịch vụ bản tin ngắn của hệ thống mạng GSM Đây là một dịch vụ được sử dụng nhiều nhất trong các dịch vụ của hệ thống mạng GSM Sự thành công của dịch vụ này được biết đến trên phạm vi toàn cầu Ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về hệ thống dịch vụ này ngay trong phần tiếp theo của đề tài để hiểu rõ hơn tại sao nó lại thành công như vậy

1.3 Tổng quan về SMS 1.3.1, Cơ bản về SMS

1.3.1.1, SMS là gì?

SMS là sự viết tắt của cụm từ Short Message Service tạm dịch là dịch vụ tin nhắn ngắn Là một giao thức viễn thông cho phép gửi các thông điệp dạng text ngắn (không quá 160 chữ cái trên một tin nhắn) Giao thức này có trên hầu hết các điện thoại di động và một số PDA với khả năng truyền thông không dây SMS là dịch vụ tin nhắn đang được dùng rất phổ biến

SMS là công nghệ mà nó cho phép gửi và nhận những thông điệp giữa những chiếc điện thoại di động SMS lần đầu tiên xuất hiện năm 1992, nó được sử dụng trên hệ thống mạng GSM đây là chuẩn duy nhất vào thời điểm khởi đầu Sau đó nó được sử dụng cho các công nghệ mạng không dây khác như CDMA và TDMA Các chuẩn GSM và SMS được phát triển bởi ETSL Bây giờ 3GPP (Third Generation Partnership Project) chụi trách nhiệm cho việc duy trì và phát triển các chuẩn của hệ thống GSM và SMS 3GPP là tổ chức chuẩn hoá các công nghệ mạng thông tin di động tế bào được thành lập từ năm 1998 với mục đích ban đầu là chuẩn hoá mạng di động thế hệ thứ 3 (3G) dựa trên sự phát triển của mạng lõi GSM và mạng truy nhập toàn cầu (UTRAN) Sau đó, 3GPP đảm nhiệm luôn việc duy trì và phát triển chuẩn GSM, GPRS và EDGE Ngày nay 3GPP đang tiếp tục phát triển mạng 3G cũng như là bắt đầu chuẩn hoá thế hệ tiếp theo của mạng di động: 3G LTE

Đúng như ý nghĩa cái tên của nó "dịch vụ tin nhắn ngắn" dữ liệu mà nó có thể mang trong mỗi tin nhắn SMS vô cùng giới hạn Một tin nhắn SMS chỉ có thể bao gồm nhiều nhất là 140 byte (tương đương với 1120 bit) dữ liệu vì vậy một tin nhắn chỉ có thể bao gồm các dạng sau:

160 ký tự nếu 7 bít ký tự mã hoá được dùng 7 bít ký tự mã thích hợp cho việc mã hoá các ký tự Latin như bảng chữ cái alphabe của tiếng Anh

70 ký tự nếu như 16 bit ký tự Unicode UCS2 mã hoá được dùng Lúc này các ký tự trong tin nhắn văn bản SMS là những ký tự không thuộc hệ ký tự Latin như ký tự chữ Trung Quốc, phải sử dụng 16 bít ký tự để mã hoá

Việc soạn thảo tin nhắn được hỗ trợ hầu hết các ngôn ngữ trên thế giới Nó hoạt động tốt với tất cả các ngôn ngữ hỗ trợ Unicode bao gồm như: tiếng Trung Quốc, Hàn, Nhật và cả tiếng Việt

Ngoài định dạng văn bản, hệ thống tin nhắn SMS còn có thể mang được cả dự liệu nhị phân Nó có thế gửi nhạc chuông, hình ảnh, logo mạng, hình nền, ảnh động, business cards (ví dụ như VCards) và cấu hình WAP đến một chiếc điện thoại di động với một tin nhắn SMS

Một lợi điểm chính của SMS là được hỗ trợ 100% đối với các điện thoại di động GSM Không giống như SMS, các công nghệ di động khác như WAP và Java thì không hỗ trợ hỗ trợ trên nhiều dòng điện thoại đời cũ

Một đặc tính nổi bật của SMS đó chính là sự báo nhận Tức là nếu một máy di động gửi tin và có yêu cầu báo cáo tình trạng sau khi gửi tin nhắn Trung tâm lưu trữ SMS sau khi gửi SMS đến máy đích và khi máy đích nhận được trung tâm sẽ phúc đáp cho máy di động gửi tin một bản tin nhỏ gọi là bản tin xác nhận Việc này giúp cho người gửi có thể biết được là bản tin SMS của mình đã được nhận hay chưa Vì SMS sử dụng các kênh tín hiệu khác nhau để phân chia nên các bản tin có thể được gửi, nhận đồng thời như các dịch vụ voice, data, fax thông qua mạng GSM SMS hỗ trợ trên bình diện quốc gia và cả quốc tế, vì vậy bạn có thể dùng một thuê bao di động gửi tin SMS đến bất cứ một thuê bao di động nào khác trên thế giới Hiện nay các mạng di động đều được xây dựng dựa trên ba kỹ thuật cơ bản đó là: GSM, CDMA, TDMA và cả ba đều hỗ trợ SMS

1.3.1.2, Nối những SMS ngắn thành SMS dài

Một điểm yếu của công nghệ SMS là một tin nhắn SMS chỉ có thể mang theo một khối lượng dữ liệu rất hạn chế Để khắc phục vấn đề trên một cách giải quyết được đưa ra là nối các SMS lại với nhau (và nó được hiểu là một SMS dài).Một tin nhắn văn bản được nối lại có thể chứa hơn 160 ký tự Tiếng Anh Công việc nỗi các SMS lại như sau Bên phía điện thoại gửi tin nhắn sẽ chia một tin nhắn dài vào trong những phần nhỏ hơn và gửi từng phần của chúng đi như một tin nhắn SMS riêng biệt Khi các tin nhắn SMS này đến được đích bên phía điện thoại nhận sẽ kết hợp chúng lại thành một tin nhắn dài Công việc chia tin nhắn dài thành các tin nhắn nhỏ sẽ được tính như sau 160 ký tự đầu tiên sẽ chiếm 1 tin nhắn riêng, tin nhắn thứ 2 chỉ có 145 ký tự, tin nhắn thứ 3 có 152 ký tự và nhưng phần về sau sẽ là 152 ký tự mỗi tin

Một yếu điểm của việc nối dài các tin nhắn SMS là sự hạn chế về chiều rộng hỗ trợ trên các thiết bị không dây Không phải chiếc điện thoại di động nào cũng có tính nắng tự nối lại những tin nhắn thành một tin nhắn dài ví dụ như chiếc điện thoại 8210 của Nokia Lúc đó bên máy nhận sẽ phải đọc từng phần tin nhắn riêng biệt

Một trở ngại của EMS là nó ít được hỗ trợ hơn SMS đối với một số thiết bị mạng không dây Hơn nữa nhiều thiết bị không dây cho phép sử dụng EMS chỉ hỗ trợ một phần nhỏ các tính năng được định nghĩa trong các đặc tả của nó Một điều chắc chắn là các tính năng EMS có thể hỗ trợ trên một thiết bị không dây nhưng không trên các thiết bị khác

SMS là một sự thành công trên toàn thế giới Con số mà tin nhắn SMS được gửi đi mỗi ngày là khổng lồ.Theo Portio Research, mỗi ngày mọi người trên thế giới gửi đi khoảng 15 tỷ tin nhắn khác nhau, và số lượng tin nhắn SMS này tăng trưởng theo hàm mũ mỗi năm - nó không còn là một sở thích của giới trẻ nữa, mọi người ở mọi lứa tuổi khác nhau đều nhắn tin qua điện thoại di động Hệ thông tin nhắn SMS ngày nay là một trong những nguồn thu nhập quan trọng nhất của các hãng truyền thông không dây Điều gì đặc biệt ở SMS mà có thể khiến nó quá phổ biến trên thế giới rộng lớn này đến vậy? Một vài lý do sẽ được đưa ra trong phần sau của đề tài nghiên cứu khoa học

1.3.2, Một vài thành phần cơ bản trong hệ thống SMS

Trong mục này chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu một vài thành phần cơ bản trong hệ thống SMS

1.3.2.1, Cơ bản về trung tâm SMS

Một trung tâm SMS hay còn gọi là SMSC (viết tắt của cụm từ SMS Center) là nơi mà nó chịu trách nhiệm điều khiển hoạt động hệ thống SMS của một mạng truyền thông không dây Hệ thống SMSC có chức năng chuyển tiếp và lưu phát các bản tin ngắn SMS trên mạng di động Nó có vai trò kết nối trung gian giữa mạng di động và Internet, là cơ sở hạ tầng phát triển cho một loạt các dịch vụ gia tăng khác

Hệ thống được thiết kế dựa trên nguyên tắc modul hoá nhằm đắp ứng các yêu cầu về dung lượng khác nhau và tính linh hoạt khi cần tương thích với các mạng di động khác như CDMA hay Cityphone…

Khi một tin nhắn được gửi đi từ một chiếc điện thoại di động nó sẽ tìm đến một SMSC trước tiên Sau đó SMSC này sẽ chuyển tiếp tin nhắn đến thẳng đến nơi nhận Một tin nhắn SMS có thể phải di chuyển qua nhiều hơn một mạng, nó có thể phải di chuyển qua SMSC và một SMS Gateway trước khi đến được đích Nhiệm vụ chính của SMSC là định hướng tin nhắn SMS và điều chỉnh hoạt động của nó Nếu phía nhận đang trong trạng thái không thể trả lời (ví dụ như khi điện thoại của người nhận đang tắt), SMSC phải lưu lại tin nhắn SMS này và sẽ chuyển đến người nhận khi máy của họ hiện hữu trở lại

Thông thường một SMSC được xây dựng để kiểm soát sự lưu thông của tin nhắn SMS trên một mạng truyền thông không dây Hoạt động của một mạng di động thường được quản lý bởi chính những SMSC của nó và những SMSC này sẽ được đặt bên trong hệ thống của mạng di động này Tuy nhiên, nó có thể được sử dụng cho hoạt động của một mạng khác với việc sử dụng một SMSC thứ 3 và SMSC này sẽ được đặt bên ngoài hệ thống mạng di động

Bạn phải biết được địa chỉ SMSC của hệ thống mạng không dây mà bạn đang dùng để sử dụng dịch vụ tin nhắn SMS với chiếc điện thoại di động của bạn Thông thường thi địa chỉ SMSC là một số điện thoại được định dạng sẵn trên phạm quy quốc tế Một chiếc điện thoại di động nên có một danh sách lựa chọn để sử dụng trong việc cấu hình địa chỉ SMSC Thường thì địa chỉ SMSC sẽ được đặt trước trong SIM Card bởi hãng truyền thông không dây nghĩa là bạn không cần phải thay đổi bất cứ điều gì

1.3.2.2, Đôi nét về SMS Gateway

Có một vấn đề của hệ thống tin nhắn SMS đó là sự phát triển các SMSC bởi các công ty khác nhau sử dụng chính các giao thức kết nối của họ và hầu hết các giao thức này do họ độc quyển sở hữu Ví dụ như Nokia có một giao thức cho SMSC được gọi là CIMD ngược lại so với các nhà cung cấp SMSC khác như CMG thì lại có giao thức EMI Chúng ta sẽ không thể kết nối hai SMSC này với nhau được nếu như họ không hỗ trợ một chuẩn giao thức chung nào cho SMSC Để giải quyết vấn đề này một SMS Gateway sẽ được đặt giữa hai SMSC (mô hình dưới đây sẽ mô tả điều này)

SMS Gateway hoạt động như một bộ chuyển tiếp giữa hai SMSC, nó sẽ chuyển đổi từ một giao thức của SMSC này sang một giao thức khác Đó là cách được sử dụng cho hai thiết bị của các hãng truyền thông không dây khác nhau để liên kết với SMSC của họ cho việc trao đổi tin nhắn SMS

Hình 1.4: SMS Gateway với chức năng chuyển tiếp

Có thể nói SMS Gateway là cổng kết nối tới các nhà khai thác mạng di động, cho phép các đối tác tổ chức những chương trình sử dụng tin nhắn SMS, MMS làm phương tiện tương tác với hệ thống của mình (VD: Mobile Marketing, nhắn tin trúng thưởng, cung cấp nội dung dành cho điện thoại di động…)

Hình 1.5: SMS Gateway với chức năng làm cổng kết nối

SMS Gateway mang đến một phương thức tương tác tin nhắn hai chiều đầy đủ để các đối tác có thể chủ động thiết kế các chương trình tin nhắn để sử dụng hoặc có thể cung cấp chương trình dịch vụ cho một khách hàng khác

Ví dụ hệ thống VIETGUYS SMS Gateway khách hàng sẽ nhắn tin theo hướng dẫn của chương trình gửi đến đầu số được quy định (8x27) thì hệ thống sẽ tiếp nhận và chuyển tiếp toàn bộ nội dung sang hệ thống xử lý của đối tác, lắng nghe kết quả phản hồi và gửi trả nội dung đến người tham gia chương trình Để sử dụng, VIETUYS sẽ cung cấp cho đối tác đầu số (8x27) và toàn bộ cơ sở hạ tầng kết nối đến các nhà khai thác mạng di động; và các đối tác có thể bắt đầu khai thác dịch vụ tin nhắn theo kế hoạch kinh doanh của mình

Thông qua môi trường internet, VIETGUYS SMS Gateway có thể thực hiện kết nối đến đối tác qua nhiều giao thức khác nhau như HTTP POST, SMPP, Webservice, FTP…

Hình 1.6: Mô hình kết nối của VIETGUYS SMS Gateway

Listener module làm nhiệm vụ tiếp nhận nội dung tin nhắn do VIETGUYS gửi qua và gọi hàm thực thi tương ứng Sau khi thực thi thì hệ thống đối tác sẽ gửi trả phản hồi trực tiếp vào hệ thống Gateway của VIETGUYS

Bên cạnh việc kết nối của các hãng truyền thông không dây là các vấn đề của nhà cung cấp như việc phát triển các hệ thống ứng dụng SMS thì ta có thể thấy SMS Gateway lúc này thật hữu dụng Chúng ta hãy xem xét vấn đề sau đây Giả sử bạn là một developer của một hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản SMS Để gửi và nhận các tin nhắn văn bản SMS trong server của bạn, có một cách là bạn sẽ kết nối đến SMSC của các hãng truyền thông không dây Với các hãng truyền thông không dây khác nhau có thể sử dụng các SMSC từ các thiết bị khác nhau có nghĩa là hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản SMS của bạn phải hỗ trợ chức năng đa giao thức SMSC (mô hình bên dưới sẽ minh hoạ rõ hơn vấn đề này) Như một hệ quả thì hệ thống này nếu càng phát triển thì sẽ càng phức tạp hơn

Hình 1.7: Mô hình kết nối của hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản với các SMSC không sử dụng SMS Gateway

Để giải quyết vấn đề ở trên, một SMS Gateway có thể được cài đặt để quản lý các kết nối đến các SMSC Bây giờ thì hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bẳn SMS của bạn chỉ cần biết là làm sao để kết nối đến SMS Gateway mà không cần quan tâm đến các SMSC khác sử dụng giao thức gì Để hỗ trợ nhiều hơn các SMSC, bạn chỉ cần chỉnh sửa cấu hình của SMS Gateway Việc sử dụng SMS Gateway có thể rút ngắn thời gian cho việc để phát triển hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản SMS

Hình 1.8: Mô hình kết nối của hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản với các SMSC có sử dụng SMS Gateway

Để kết nối đến SMS Gateway, bạn có thể sử dụng giao thức SMSC như SMPP và CIMD Một vài SMS Gateway hỗ trợ các giao thức như HTTP/HTTPS, việc sử dụng các giao thức này dễ dàng hơn so với giao thức SMSC Có một vài trở ngại đối với một số ít các đặc tính của SMS ví dụ như SMS Gateway có thể không hỗ trợ việc truyền tin nhắn hình ảnh thông qua giao thức HTTP/HTTPS

Bên cạnh việc sử dụng để kết nối trực tiếp đến các SMSC của các hãng truyền thông không dây, có một cách khác để gửi và nhận tin nhắn văn bản SMS trên một máy tính đó là việc sử dụng một điện thoại di động hoặc một modem GSM/GPRS Để làm được việc này thì hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản của bạn phải biết cách làm sao có thể kết nối với các thiết bị trên thông qua việc sử dụng các câu lệnh AT

Một vài SMS Gateway có khả năng quản lý các kết nối đến điện thoại di động và modem GSM/GPRS Để gửi và nhận tin nhắn văn bản SMS với một chiếc điện thoại di động hoặc modem GSM/GPRS thì hệ thống ứng dụng tin nhăn văn bản của bạn chỉ cần biết làm sao nói chuyện được với SMS Gateway mà không cần biết bất kỳ điều gì

về các câu lệnh AT Ta sẽ tìm hiểu chi tiết về các câu lệnh AT trong phần sau của cuốn báo cáo này

Hình 1.9: Mô hình kết nối giữa hệ thống ứng dụng tin nhắn văn bản với các thiết bị thông qua một SMS Gateway

Như đã trình bày ở trên, một SMS Gateway có thể thi hành được rất nhiều nhiệm vụ trong hệ thống tin nhắn SMS Tuy nhiên những phần mềm cho SMS Gateway có thể rất phức tạp và thường thì những phần mềm này khá đắt May mắn thay chúng ta có một hệ thống mã nguồn mở các phần mềm cho SMS Gateway có thể được download miễn phí trên một số trang web Một trong số những phần mềm miễn phí chất lượng cao cho SMS Gateway là Kannel Được viết trên ngôn ngữ lập trình C, Kannel có khả năng kiểm soát các kết nối đến các SMSC, điện thoại di động và các modem GSM/GPRS Nó có thể hỗ trợ giao thức HTTP/HTTPS cho việc gửi và nhận tin nhắn SMS Để biết thêm thông tin chi tiết về Kannel chúng ta có thể tìm trên website http://www.kannel.org/

1.3.2.3, Ý nghĩa một vài thông số

Validity Period

Một tin nhắn SMS được lưu tạm thời trên SMSC nếu bên máy nhận không hiện hữu Thời gian này tuỳ thuộc vào giá trị mà nhà cung cấp dịch vụ SMS đặt trước, nếu quá thời gian này tin nhắn SMS sẽ bị xoá trên SMSC và sẽ không được chuyển đến điện thoại di động của người nhận khi máy này hiện hữu trở lại Thời gian đó gọi là Validity Period (tạm dịch là giá trị ưu tiên)

Status Report Request

Đôi khi bạn băn khoăn không biết tin nhắn SMS mà bạn gửi đi có đến được đích thành công hay không? Để biết được thông tin này bạn cần đặt một cờ trong tin nhắn SMS để thông báo với SMSC rằng bạn muốn có một báo cáo về tình trạng nhận được của tin nhắn đó Báo cáo về tình trạng này sẽ được gửi đến bạn theo mẫu của một tin nhắn SMS

Một chiếc điện thoại di động nên có một danh sách lựa chọn để có thể cài đặt tính năng báo cáo trạng thái ở chế độ bật hoặc tắt Sau khi cài đặt nó, điện thoại di động sẽ đặt một cờ tương ứng vào hộp thi đi của tin nhắn SMS cho bạn một cách tự động Tính năng báo cáo trạng thái này mặc định có thể sẽ bị tắt trên hầu hết điện thoại di động và modem GSM/GPRS

Message Submission Report

Sau khi rời khỏi điện thoại di động của máy gửi, tin nhắn SMS sẽ đến một SMSC Khi nó đến được SMSC, SMSC sẽ gửi trả lại một tin nhắn Submission Report để thông báo về lỗi hay hỏng của tin nhắn mà máy đó vừa gửi (ví dụ như định dạng tin nhắn không đúng, SMSC đang bận v.v) Nếu như không có lỗi hay hỏng, SMSC sẽ gửi trả lại một tin nhắn chấp nhận đến máy gửi Còn không nó sẽ gửi trả lại một tin nhắn từ chối Điện thoại di động sau đó có thể sẽ nhận được một thông báo là tin nhắn đó bị lỗi và lý do gây ra lỗi

Nếu điện thoại di động vẫn không nhận được tin nhắn submission report khi đã hết thời gian ưu tiên, thì nó được xem như bị mất và máy gửi sẽ gửi lại tin nhắn cho

SMSC Lúc đó cờ sẽ được bật và thông báo cho SMSC rằng đó thông tin của tin nhắn đã được gửi trước đó Nếu tin nhắn trước có submission thành công thì SMSC sẽ bỏ qua tin nhắn mới này và sẽ send lại một tin nhắn submission report đến điện thoại di động Đây là cơ chế chống việc gửi những tin nhắn SMS giống nhau đến người nhận nhiều lần Đôi khi cơ chế tin nhắn submission report không được sử dụng và nó được biết rằng đã hoàn tất ở một lớp thấp hơn

Message Delivery Reports

Sau khi nhận được một tin nhắn, bên phía máy nhận sẽ gửi lại một tin nhắn delivery report đến SMSC để thông báo rằng không có bất kỳ lỗi hay hỏng nào (ví dụ như không hỗ trợ định dạng tin nhắn SMS, không đủ bộ nhớ lưu trữ v.v) Việc hoạt động này hoàn toàn trong suốt đối với người sử dụng điện thoại di động Nếu nó không có lỗi hay hỏng, máy nhận sẽ gửi trả lại một tin nhắn thông báo chấp nhận đến SMSC Còn không nó sẽ gửi trả lại một tin nhắn từ chối đến SMSC

Nếu người gửi yêu cầu một báo cáo tình trạng sớm hơn, SMSC sẽ gửi một báo cáo tình trạng đế người gửi khi nó nhận được tin nhắn delivery report từ phía máy nhận Nếu SMSC không nhận được tin nhắn delivery report sau khi hết thời gian ưu tiên, nó sẽ cho rằng tin nhắn delivery report đã bị mất và sẽ gửi lại một tin nhắn đến đến máy nhận Đôi khi cơ chế tin nhắn delivery report không được sử dụng và nó được hiểu rằng tin nhắn delivery report đã thành công ở một lớp thấp hơn

1.3.2.4, Tin nhắn SMS quốc tế

Hoạt động của tin nhắn SMS khác mạng có thể chia nhỏ hơn nữa ra thành 2 loại đó là hoạt động của tin nhắn khác mạng trong một quốc gia hoạt động của tin nhắn khác mạng trên quốc tế Một tin nhắn SMS khác mạng trong một quốc gia là một tin nhắn SMS được gửi từ một mạng truyền thông không dây này đến một mạng truyền thông không dây khác trong cùng một đất nước Còn tin nhắn SMS khác mạng trên quốc tế là tin nhắn SMS được gửi từ một mạng truyền thông không dây của một quốc gia này đến một mạng truyền thông không dây của một quốc gia khác

Thường thì giá cho việc gửi một tin nhắn SMS trên quốc tế từ một chiếc điện thoại di động sẽ cao hơn so với việc gửi tin nhắn khác mạng trong nước

Nhìn chung giá cho các trường hợp gửi tin nhắn sẽ được sắp xếp như sau theo hướng tăng dần :

1.3.3.1, Gửi những đoạn tin nhắn văn bản giữa hai người

Việc gửi những đoạn tin nhắn văn bản giữa hai người là phổ biến nhất trên những ứng dụng SMS và nó là vấn đề được thiết kế đầu tiên của công nghệ SMS Trong ứng dụng của tin nhắn văn bản này một người dùng điện thoại di động sẽ soạn thảo một tin nhắn văn bản SMS sử dụng bàn phím điện thoại di động của họ Sau đó họ đặt một số điện thoại di động vào phần người nhận và nhấn một lựa chọn chính xác nào đó trên màn hình như "Send" hoặc "OK" để gửi tin nhắn văn bản này đi Khi điện thoại di động bên phía người nhận nhận được tin nhắn SMS, nó sẽ thông báo đến người sử dụng bằng việc đưa ra một tín hiệu âm thanh hoặc rung Người nhận có thể đọc tin nhắn văn bản SMS đó ngay lập tức hoặc trong khoảng thời gian sau và có thể gửi lại một tin nhắn văn bản nếu họ muốn

Một ứng dụng trò chuyện là một thể loại khác của ứng dụng tin nhắn văn bản giữa hai người, nó cho phép một nhóm những người có thể trao đổi tin nhắn văn bản SMS với nhau Trong một ứng dụng trò chuyện, tất cả tin nhắn SMS được gửi và nhận sẽ được hiển thị trên màn hình di động với thứ tự sắp xếp theo thời gian Tin nhắn văn bản SMS được viết bởi những người khác nhau có thể sẽ được hiển thị với những màu sắc khác nhau để dễ dàng hơn trong việc đọc chúng việc này tương tự như chat trên Yahoo! Messenger

1.3.3.2, Cung cấp thông tin

Một ứng dụng phổ biến của công nghệ SMS khác với việc gửi những đoạn văn bản giữa hai người là việc cung cấp thông tin cho người dùng di động Nhiều nội dung mà nhà cung cấp đưa ra bằng việc sử dụng tin nhắn văn bản SMS để gửi thông tin thời sự, dự báo thời tiết, các bản tin về thị trường, các chương trình khuyến mãi, kết quả sổ xố, các dịch vụ tra cứu đến các thuê bao di động Nhiều thông tin trong số chúng không miễn phí Phí này sẽ được tính vào hoá đơn hàng tháng của người sử dụng điện thoại di động đối với những thuê bao trả sau hoặc có thể trừ trực tiếp vào tài khoản của họ đối với nhưng thuê bao trả trước

1.3.3.3, Downloading

Tin nhắn SMS có thể mang dữ liệu nhị phân và do đó nó có thể dùng để tải những đối tượng dữ liệu có dung lượng trung bình trong mạng không dây Đối tượng đó có thể là nhạc chuông, hình nền, tranh ảnh, logo mạng và có thể mã hoá một hoặc nhiều tin nhắn tuỳ thuộc vào kích thước đối tượng cần tải Giống như những dịch vụ thông tin, các dịch vụ download không dây thường không miễn phí Việc trả phí này có thể tính bằng một nhiều tin nhắn thông thường Người dùng điện thoại di động yêu cầu dịch vụ sẽ phải trả một lệ phí nhất định đối với mỗi tin nhắn nhận được Việc thanh toán lệ phí này cũng giống như việc thanh toán lệ phí của những ứng dụng cung cấp thông tin

1.3.3.4, Ứng dụng SMS để khai báo và cảnh báo

SMS là công nghệ rất phù hợp cho việc gửi các cảnh báo và khai báo đối với một số sự kiện quan trọng

Thiết bị di động là thiết bị mà chủ nhân mang đi hầu hết với mọi thời gian Bất cứ lúc nào một tin nhắn SMS cũng có thể được nhận, điện thoại di động sẽ thông báo cho người nhận bằng âm thanh hay máy rung Người nhận có thể kiểm tra tin nhắn SMS ngay lập tức

Công nghệ SMS cho phép đẩy ra thông tin Đó là sự khác biệt so với chế độ "pull" (thăm dò) nơi mà những thiết bị cần một máy chủ thăm dò đều đặn việc kiểm tra dù có hay không có những thông tin mới Chế độ thăm dò kém thích hợp cho những

ứng dụng cảnh báo và khai báo bởi vì nó làm lãng phí băng thông và tăng dung lượng của máy chủ

Một vài ví dụ phổ biến của ứng dụng thông báo và cảnh báo trên SMS sẽ được mô tả dưới đây

Những thông báo email, fax và tin nhắn thoại

Trong hệ thống thông báo email, máy chủ sẽ gửi một tin nhắn văn bản đến người sử dụng điện thoại di động bất cứ khi nào một email nhận được trong inbox Tin nhắn văn bản SMS có thể bao gồm địa chỉ của người gửi email, chủ đề và dòng đầu tiên trong nội dung email Hệ thống thông báo email này có thể cho phép người sử dụng chỉnh sửa các việc lọc thông tin riêng biệt Ví dụ như một tin nhắn cảnh báo SMS chỉ có thể được gửi đi nếu email chắc chắn có một từ khoá nào đó hoặc nếu người gửi email là một người quan trọng Việc sử dụng gửi fax hoặc tin nhắn thoại cũng tương tự như email

Những cảnh báo giao dịch thương mại điện tử hoặc tín dụng

Bất cứ khi nào một giao dịch thương mại điện tử hoặc tín dụng được tạo ra, hệ thống máy chủ sẽ gửi một tin nhắn văn bản đến người sử dụng điện thoại di động Người sử dụng có thể biết được ngay lập tức bất cứ một giao dịch bất hợp pháp nào diễn ra Ví dụ trong hệ thống quản lý của Ngân Hàng Đông Á có một dịch vụ SMS Banking cho phép chủ tài khoản nhận được tin nhắn thông báo mỗi khi có giao dịch trên tài khoản của mình như nạp tiền, rút tiền

Những cảnh báo về thị trường chứng khoán

Trong một ứng dụng cảnh báo trên thị trường chứng khoán, một chương trình sẽ liên tục theo dõi và phân tích thông tin về thị trường chứng khoán nào đó Nếu một điều kiện nào đó thoả mãn, chương trình sẽ gửi một tin nhắn văn bản đến người sử dụng điện thoại di động để thông báo cho họ về tình hình hiện tại Ví dụ như bạn có thể cấu hình hệ thống cảnh báo như nếu giá cổ phiếu của một công ty thấp hơn một giá trị chính xác nào đó hoặc giảm đi bao nhiêu tỷ lệ phần trăm, hệ thống sẽ gửi đến bạn một tin nhắn cảnh báo

Hệ thống theo dõi từ xa

Trong hệ thống ứng dụng theo dõi từ xa, một chương trình (đôi khi có sự giúp đỡ của một nhóm các thiết bị cảm biến) sẽ thường xuyên theo dõi trạng thái của một hệ thống từ xa Nếu một điều kiện nào đó thoả mãn, chương trình sẽ gửi một tin nhắn văn bản đến nhà quản trị hệ thống để thông báo cho họ biết về tình trạng hiện tại Ví dụ như một chương trình có thể được viết để ping đến một sever thường xuyên Nếu không có sự hồi đáp từ sever đó chương trình có thể sẽ gửi một tin nhắn cảnh báo đến nhà quản trị hệ thống để thông báo cho họ biết rằng sever có thể đã bị treo

SMS marketing

Tin nhắn SMS còn có thể được sử dụng như một công cụ marketing Một ví dụ đó là một hệ thống gửi thư thông báo bằng SMS Sau khi đăng ký với hệ thống, người sử dụng sẽ nhận được những tin nhắn văn bản SMS những thông tin mới nhất về giảm giá, khuyến mại và về những sản phẩm mới của công ty triển khai hệ thống ứng dụng tin nhắn SMS này Nếu người dùng có bất kỳ câu hỏi hay thắc mắc nào họ có thể gửi một tin nhắn văn bản đến hệ thống Công ty sẽ có một số điện thoại trong hệ thống này để người sử dụng có thể nói chuyện trực tiếp với nhân viên chăm sóc khách hàng về những điều mà họ thắc mắc

1.3.4, Ưu điểm và nhược điểm của SMS 1.3.4.1, Những ưu điểm của SMS

Trong thời nay với sự phát triển của xã hội, hầu như thiết bị di động đã được sử dụng nhiều nên người ta có thể gửi hoặc nhận tin nhắn một cách dễ dàng và mọi lúc mọi nơi Hầu hết các thiết bị di động GSM đều hỗ trợ SMS, ngoài việc gửi những đoạn văn bản nó còn có thể kèm theo hình ảnh, số điện thoại, VCard,… Ta hãy tìm hiểu kỹ hơn về những nguyên do khiến SMS thành công trên phạm vi toàn cầu

SMS có thể gửi và đọc bất cứ lúc nào

Ngày nay với sự phát triển như vũ bảo của công nghệ, hầu hết mọi người đều có điện thoại di động nên ta có thể mang đi bất cứ lúc nào và đi bất cứ nơi đâu Với chiếc

điện thoại di động ta có thể gửi và đọc bất cứ lúc nào, không quan trọng bạn có đang ở trong văn phòng, trên xe buýt hay ở nhà

SMS có thể gửi khi máy nhận tắt máy

Không giống như một cuộc gọi ta có thể gửi một tin nhắn SMS đến người bạn của mình cho dù khi người bạn đó không bật máy hoặc đang ở một nơi nào đó không có tín hiệu Hệ thống SMS của mạng di động sẽ lưu tin nhắn SMS đó lại và sẽ gửi đi sau đó khi máy của người bạn đó có tín hiệu trở lại

SMS ít làm mất tập trung khi đang làm việc gì đó

Không giống như các cuộc gọi ta không cần phải trả lời ngay lập tức khi nhận được tin nhắn.Bên cạnh đó việc soạn thảo và đọc tin nhắn SMS không gây bất kỳ tiếng ồn nào Trong khi bạn phải chạy ra khỏi rạp chiếu phim hay thư viện để trả lời một cuộc gọi nhưng bạn chẳng cần phải làm thế đối với một tin nhắn SMS

SMS được hỗ trợ 100% đối với thiết bị di động GSM

Tin nhắn SMS là một công nghệ rất mạnh Tất các thiết bị di động GSM đều hỗ trợ chúng Không những bạn có thể trao đổi tin nhắn SMS với người dùng di động trong cùng mạng mà bạn còn có thể trao đổi chúng với những người dùng khác mạng trên phạm vi toàn cầu

SMS là một công nghệ thích hợp cho các ứng dụng không dây

Tin nhắn SMS đã được hỗ trợ bởi 100% các thiết bị di động GSM nên việc xây dựng các ứng dụng không dây sẽ đạt được một khả năng khai thác tối đa khi triển khai trên công nghệ SMS Hơn nữa, SMS có khả năng mang theo dữ liệu nhị phân bên cạnh những dữ liệu văn bản Chúng có thể sử dụng để truyền các nhạc chuông, hình ảnh, ảnh động, hình nền, logo mạng, VCards v.v

1.3.4.2, Những nhược điểm của SMS

Tuy SMS rất phổ biến, nhưng không phải là nó không có các nhược điểm, dưới đây là một số nhược điểm của nó

Bạn chỉ có gửi các tin nhắn dạng văn bản không thể đính kèm các file âm thanh hoặc hình ảnh ( sau này được phát triển bằng EMS )

Các bản tin bị giới hạn bởi kích cỡ Một bản tin SMS không thể tồn tại lớn hơn 160 ký tự Đối với các bản tin dài hơn 160 ký tự, tự động mạng sẽ tách nó ra thành nhiều Segment để gửi đi, mỗi Segment là một bản tin Và nhiệm vụ của các trung tâm là sẽ xem xét, đánh dấu để gửi các bản tin đi sao cho khi đến máy thì máy có thể tự động lắp ghép lại thành một bản tin hoàn chỉnh (vấn đề hạn chế về kích cỡ đã được giải quyết bằng MMS)

Có nhiều giao thức độc quyền được sử dụng bởi nhà cung cấp dịch vụ SMS và nhà phát triển dịch vụ cần cho các interface để tạo nên các ứng dụng cần thiết vì vậy sẽ có sự khác nhau giữa các trung tâm SMS, dẫn đến việc khó khăn trong giao tiếp giữa các trung tâm này

Đơn vị dữ liệu giao thức SMS được xác định trong GSM 03.40, tuy nhiên chúng không có hiệu quả lắm Sự khác nhau giữa các trường header trong PDU được cố định

Tốc độc truyền dữ liệu thấp, có độ trễ cao GPRS và USSD cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và độ trễ thấp hơn so với SMS Điều này là bởi vì SMS sử dụng kênh báo hiệu tốc độ chậm, MMS sau này được sử dụng các kênh dữ liệu, vì vậy tốc độ truyền cao hơn

Việc lưu trữ và chuyển tiếp các bản tin SMS một cách tự nhiên sẽ rất hữu ích cho SMS tuy nhiên nó lại là một điểm bất lợi khi phát triển kĩ thuật WAP

1.4 Tìm hiểu về modem GSM/GPRS và tập lệnh AT 1.4.1, Giới thiệu về modem không dây GSM/GPRS

1.4.1.1, Modem GSM/GPRS là gì?

Một modem GSM là một modem không dây, nó làm việc trên hệ thống mạng không dây GSM Modem không dây hoạt động giống như một modem quay số Điểm khác biệt lớn nhất giữa chúng là modem quay số gửi và nhận dữ liệu thông qua đường dây điện thoại cố định trong khi modem không dây gửi và nhận dữ liệu thông qua sóng radio

Một modem GSM có thể được dùng như một thiết bị ngoại vi như PC Card/PCMCIA Card Điển hình một modem GSM lắp ngoài được kết nối với máy tính

thông qua cáp serial hoặc cáp USB Một modem GSM kết nối theo kiểu PC Card/PCMCIA Card được thiết kế để sử dụng với máy tính xách tay Nó sẽ được cắm vào một trong các khe PC Card/PCMCIA Card của máy tính xách tay

Giống như một chiếc điện thoại di động GSM thì một modem GSM đòi hỏi phải có một thẻ SIM từ một hãng truyền thông không dây để hoạt động

Như đã đề cập ở phần trước, máy tính sử dụng câu lệnh AT để điều khiển modem Cả hai modem GSM và modem quay số đều hỗ trợ các câu lệnh AT chuẩn Bạn có thể sử dụng modem GSM như sử dụng một modem quay số bình thường

Ngoài các câu lệnh AT chuẩn, modem GSM còn hỗ trợ những câu lệnh AT mở rộng, những câu lệnh này cho phép bạn có thể làm những việc sau

Đọc, ghi và xoá tin nhắn SMS Gửi tin nhắn SMS

Theo dõi tín hiệu

Theo dõi trạng thái và cho phép xạc pin Đọc, ghi và tìm kiếm trong danh bạ điện thoại

Số tin nhắn SMS mà modem GSM có thể xử lý trong mỗi phút là rất thấp chỉ vào khoảng 6 đến 10 tin nhắn SMS

1.4.1.2, Giới thiệu về điện thoại di động

Điện thoại di động là một phương tiện dùng để trao đổi thông tin Sau này, các nhà chế tạo điện thoại di động lại tích vào điện thoại di động nhiều chức năng, và tiện ích khác nhau, chẳng hạn như:SMS, EMS, nghe nhạc, chụp hình…

Bên cạnh những tính năng như vậy, thì việc chuyển dữ liệu từ ngoài vào điện thoại là không thể thiếu Vì vậy, mỗi nhà sản xuất lại tạo ra mỗi chuẩn truyền khác nhau.Ví dụ: Nokia sử dụng chuẩn F-Bus, và M-Bus để truyền dữ liệu giữa máy tính và điện thoại di động

Hình 1.10: Sơ đồ chân F-Bus, M-Bus

1.4.2, Điện thoại di động và modem GSM/GPRS cái nào tốt hơn?

Nói chung, tuỳ vào mục đích sử dụng mà ta sử dụng modem GSM/GPRS hay điện thoại di động

Đối với Modem GSM/GPRS, nó có thể gửi và nhận tin nhắn với số lượng lớn, nhưng nó lại có giá thành cao

Đối với điện thoại di động, nó có thể gửi và nhận tin nhắn có thể chấp nhận được, mà giá thành lại thấp Rất phù hợp cho đề tài

Nhìn chung một modem GSM/GPRS được khuyến cáo sử dụng khi ta muốn gửi và nhận tin nhắn bằng máy tính Đó là bởi vì một vài điện thoại di động có một số hạn chế nhất định so với modem GSM/GPRS Một vài hạn chế đó được mô tả dưới đây

Một vài dòng điện thoại di động (ví dụ như Ericsson R380, Nokia 8250) không thể sử dụng cho máy tính để nhận tin nhắn SMS dài

Đâu là nguyên nhân của vấn đề? Khi điện thoại di động nhận được tin nhắn SMS mà có nhiều phần của một tin nhắn được kết nối, nó sẽ tự động kết hợp chúng lại thành một tin nhắn duy nhất Nhưng khi điện thoại di động nhận được những phần tin nhắn SMS của tin nhắn được kết nối nó sẽ chuyển tiếp đến máy tính mà không kết hợp chúng lại

Một vài dòng điện thoại di động không thể sử dụng trong việc dùng máy tính để nhận tin nhắn MMS bởi vì khi chứng nhận một thông báo MMS, chúng lại tự động xử lý nó thay vì phải chuyển tiếp đến máy tính

Một chiếc điện thoại di động có thể không hỗ trợ một số câu lệnh AT, các tham số và các giá trị Ví dụ như một vài điện thoại di động sẽ không hỗ trợ việc gửi và nhận tin nhắn SMS trên chế độ văn bản Khi ta dùng câu lệnh AT để điều khiển có thể hệ thống sẽ báo lỗi Thường thì modem GSM/GPRS hỗ trợ hoàn hảo hơn các câu lệnh AT so với điện thoại di động

Phần lớn những hệ thống ứng dụng tin nhắn SMS có thể sẵn sàng phục vụ 24/24 Ví dụ như hệ thống ứng dụng tin nhắn SMS cho phép cung cấp nhạc chuông có thể chạy tất cả mọi thời điểm, người sử dụng có thể có thể tải nhạc chuông bất cứ khi nào họ muốn Nhưng nếu ta sử dụng điện thoại di động cho hệ thống ứng dụng tin nhắn SMS để gửi và nhận tin nhắn SMS, điện thoại di động phải được hoạt động liên tục Tuy nhiên một vài dòng điện thoại di động không thể hoạt động khi hết pin thậm chí ngay cả khi ta có cắm thiết bị cấp nguồn, nghĩa là pin được nạp liên tục 24 giờ trong ngày

Bên cạnh những vấn đề phát sinh trên, điện thoại di động và modem GSM/GPRS cũng có ít nhiều những điểm giống nhau trong việc gửi và nhận tin nhắn SMS từ máy tính

Không có nhiều điểm khác biệt lắm giữa điện thoại di động và modem GSM/GPRS về tốc độ truyền, trong việc sử dụng các câu lệnh AT

1.4.3, Hình ảnh và đặc tính kỹ thuật của modem GSM/GPRS và điện thoại di động

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều hãng nổi tiếng sản xuất modem GSM/GPRS như Siemens, Falcom, Motorola, Wavecom, SonyEricsson

Các modem GSM/GPRS có thể hỗ trợ truy cập Internet trên môi trường GSM/GPRS , đường truyền dữ liệu, SMS, tín hiệu thoại (bao gồm cả FAX và các dịch vụ TCP/IP)

Hầu hết các modem GSM/GPRS sẽ được điều khiển bởi các câu lệnh AT (theo các chuẩn GSM 07.07 và GSM 07.05)

Thông thường việc kết nối giữa các modem GSM/GPRS này với máy tính bằng cổng COM (RS232), cũng có một số modem GSM/GPRS hỗ trợ kết nối USB hoặc kết nối PC Card cho laptop

Một số modem GSM/GPRS cho phép kết nối trực tiếp với điện thoại thông qua giao tiếp của nó

Hình 1.12: Modem GSM/GPRS kết nối trực tiếp với điện thoại

Ngoài ra một điện thoại di động có thể đóng vai trò như một modem GSM/GPRS Tuy nhiên không phải bất kỳ chiếc điện thoại di động nào cũng có thể làm modem GSM/GPRS cái này tuỳ thuộc và sự thiết kế của nhà sản xuất Trên thị trường hiện nay có rất nhiều nhà sản xuất điện thoại di động tích hợp chức năng này vào thiết bị của họ Ví dụ như Nokia với các dòng 6210e, 6310, 7110, 8250,8210, 6220 Motorola, Sony-Ericsson, Siemens

Hoạt động trên băng tần 900/1800/1900 Mhz, gửi và nhận tin nhắn, gọi điện thoại

1.4.4, Tập lệnh AT

1.4.4.1, Giới thiệu về câu lệnh AT

Câu lệnh AT được sử dụng để điều khiển một modem AT là sự viết tắt của từ ATtention Mỗi dòng lệnh đều được bắt đầu bởi chữ "AT" hoặc "at" và đấy là lý do tại sao mà các câu lệnh cho modem được gọi là câu lệnh AT Nhiều câu lệnh được sử dụng để điều khiển modem quay số có dây như ATD (Dial - câu lệnh quay số), ATA

(Answer - câu lệnh trả lời), ATH (Hook control) và ATO tất cả đều hỗ trợ modem GSM/GPRS và điện thoại di động Bên cạnh những câu lệnh AT thông thường modem GSM/GPRS và điện thoại di động còn hỗ trợ những câu lệnh AT dành riêng cho công nghệ GSM ví dụ những câu lệnh về SMS như AT+CMGS (gửi một tin nhắn SMS), AT+CMSS (gửi một tin nhắn SMS được lưu trữ), AT+CMGL (hiện danh sách các tin nhắn SMS) và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS)

Có hai loại của tập lệnh AT đó là các câu lệnh cở bản và các câu lệnh mở rộng Câu lệnh cơ bản là câu lệnh AT mà không bắt đầu với "+" Ví dụ "ATD" câu lệnh để quay số điện thoại, "ATA" bắt máy và trả lời, "ATH" bỏ máy và "ATO" trả về trạng thái trực tuyến là các câu lệnh cơ bản

Các câu lệnh mở rộng là câu lệnh AT mà bắt đầu với "+" Tất cả các câu lệnh AT của GSM đều là các câu lệnh mở rộng Ví dụ như "AT+CMGS" gửi tin nhắn, "AT+CMSS" gửi tin nhắn trong bộ nhớ, "AT+CMGL" xem danh sách các tin nhắn và "AT+CMGR" đọc tin nhắn

ƒ Những câu lệnh trên modem GSM/GPRS

Để lấy tên của nhà sản xuất modem GSM/GPRS ta đánh lệnh "AT+CGMI" at+cgmi

SIMCOM_Ltd

Xem số model "AT+CGMM", xem số IMEI (International Mobile Equipment Identity - Số nhận dạng thiết bị di động toàn cầu) với lệnh "AT+CGSN", xem phiên bản phần mềm hỗ trợ "AT+CGMR", xem trạng thái hiện tại của điện thoại di động hoặc modem GSM/GPRS "AT+CPAS"

ƒ Những câu lệnh trên SMS

Để đọc tin nhắn ta dùng câu lệnh AT+CMGR hoặc AT+CMGL

Với lệnh at+cmgl ="ALL" ta sẽ xem được tất cả các tin nhắn; = "REC READ" ta sẽ xem được tất cả các tin nhắn đã được đọc; ="REC UNREAD" ta sẽ xem được tất cả các tin nhắn chưa được đọc

at+cmgl="ALL"

+CMGL: 1,"REC READ","+84937768167",,"07/11/28,14:09:07+28" Uh vay la tot roi

Với câu lệnh "at+cmgr" ta chỉ đọc một tin nhắn với "=2" là vị trí tin nhắn at+cmgr=2