Đề tài này được thực hiện gồm 4 chương, trình bày cụ thể như sau: Tổng quan về mạng GSM và dịch vụ nhắn tin qua mạng SMS; vi điều khiển PIC16F887; thiết kế mạch tự động cân bằng nhiệt độ và điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn SMS; kết quả đạt được của hệ thống.
LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô trường Cao đẳng CNTT Hữu Nghị Việt – Hàn, người trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích cho em, tảng bản, hành trang vô quý giá, bước cho em bước vào nghiệp sau tương lai Đặc biệt Trần Thị Trà Vinh tận tình giúp đỡ em suốt trình thực tập đến hoàn thành đồ án tốt nghiệp, giải đáp thắc mắc q trình thực Nhờ đó, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án, thời gian hạn hẹp nên báo cáo tốt nghiệp chắn khơng tránh khỏi sai sót Kính mong nhận góp ý từ q Thầy, Cơ bạn để kiến thức em ngày hoàn thiện rút kinh nghiệm bổ ích áp dụng vào thực tiễn cách hiệu tương lai Kính chúc thầy ln vui vẻ, hạnh phúc, dồi sức khỏe thành công công việc Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, 05 năm 2016 Lê Tấn Vàng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH VẼ .vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG GSM VÀ DỊCH VỤ NHẮN TIN NHẮN SMS 1.1 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 1.1.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động GSM 1.1.2 Đặc điểm hệ thống thông tin di động GSM 1.1.3 Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM 1.1.3.1 Cấu trúc tổng quát 1.1.3.2 Các thành phần hệ thống thông tin di động GSM 1.1.4 Sử phát triển hệ thống thông tin di động Việt Nam 1.2 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS 1.2.1 Giới thiệu SMS 1.2.2 Cấu trúc tin nhắn SMS 1.2.3 Tin nhắn SMS chuỗi 1.2.4 SMS CENTER/SMSC 1.2.5 Nhắn tin SMS quốc tế CHƢƠNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887 2.1 GIỚI THIỆU PIC (Programmable Intelligent Computer) .9 2.1.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC 2.1.2 Ƣu nhƣợc điểm PIC 10 2.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PIC16F887 10 2.2.1 Giới thiệu PIC16F887 .10 ii 2.2.2 Sơ đồ khối PIC16F887 12 2.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN 13 2.3.1 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F887 13 2.3.2 Tổ chức nhớ .15 2.3.2.1 Bộ nhớ chương trình 15 2.3.2.2 Bộ nhớ liệu 17 2.3.3 Các cổng I/O PIC16F887 17 2.4 BỘ CHUYỂN ĐỔI TƢƠNG TỰ - SỐ (ADC) 19 2.4.1 Kết chuyển đổi AD .20 2.4.2 Các bƣớc chuyển đổi từ tƣơng tự - số 21 2.4.3 Các ghi ADC 22 2.5 BỘ SO SÁNH COMPARATOR .22 2.6 TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP EUART 24 2.6.1 Bộ EUSART hoạt động chế độ bất đồng 24 2.6.1.1 Bộ phát bất đồng EUSART .25 2.6.1.2 Bộ thu bất đồng EUSART .26 2.6.1.3 Độ xác xung clock với hoạt động không đồng .28 2.6.2 Bộ EUSART hoạt động chế độ đồng 30 2.7 HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI TIMER .30 2.7.1 Bộ định thời TIMER0 30 2.7.2 Bộ định thời TIMER1 32 2.7.3 Bộ định thời TIMER2 34 2.8 NGẮT (INTERRUPT) .35 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH TỰ ĐỘNG CÂN BẰNG NHIỆT ĐỘ VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ THÔNG QUA TIN NHẮN SMS 37 3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM900A, TẬP LỆNH AT COMMAND 37 3.1.1 Giới thiệu module SIM900A .37 iii 3.1.2 Đặc điểm module SIM900A 37 3.1.3 Khảo sát sơ đồ chân chức chân 40 3.1.4 Khảo sát tập lệnh AT module SIM900A 42 3.2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 44 3.2.1 Phần tự động cân nhiệt độ 44 3.2.2 Phần điều khiển tin nhắn SMS .45 3.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 46 3.3.1 Sơ đồ mạch 46 3.3.1.1 Nguồn 46 3.3.1.2 Mạch cân nhiệt 46 3.3.1.3 Mạch điều khiển 47 3.3.1.4 Relay 47 3.3.3 Mạch layout 48 CHƢƠNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC CỦA HỆ THỐNG 50 4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC .50 4.2 QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA SẢN PHẨM .50 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO x PHỤ LỤC xi iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt 3GPP Third Generation Partnership Project Dự án cộng tác bên thứ ba ADC Analog Digital Converter Bộ chuyển đổi tín hiệu từ analog sang digital AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực BSS Base Station Subsystem Hệ thống trạm sở phụ BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CSPDN Circuit Switched Public Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh EDGE Enhanced Data Rates for Global Nâng cao tốc độ truyền liệu Evolution EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standards Institute Châu Âu GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp GSM Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động số Communications tồn cầu HLR Home Location Register Địa điểm đăng kí thường trú ISDN Integrated Services Digital network Mạng số dịch vụ tích hợp MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile-services Switching Centrer Trung tâm chuyển mạch dịch vụ mạng NSS Network Switching Subsystem Mạng chuyển mạch hệ thống OMC Operation and Maintenance Center Trung tâm khai thác bảo dưỡng OSS Operation Subsystem Hoạt động hệ thống phụ PIC Programmable Interface Controller Giao diện điều khiển lập trình v PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất PSP Parallel Slave Port Cổng phụ song song PSPDN Packet Switch Public Data Network Mạng chuyển mạch số liệu công cộng PSTN Public Switch Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PWM Pulse Width Modulation Phương pháp điều chỉnh điện áp SIM Subscriber Identity Module Module nhận dạng thuê bao SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn SMSC Short message Service Centre Trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn SPI Serial Peripheral Interface Giao tiếp ngoại vi nối tiếp TDM Time Division Multiplexing Điều chế phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian USB Universal Serial Bus Cổng nối tiếp chung VLR Visitor Location Register Địa đăng kí truy cập WAP Wireless Application Protocol Giao thức Ứng dụng Khơng dây vi DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình Trang hình 1.1 Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM 1.2 Các thành phần hệ thống GSM 1.3 Cấu trúc tin nhắn SMS 2.1 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F887 12 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F887 13 2.3 Bộ nhớ chương trình PIC16F887 16 2.4 Địa ghi PIC16F887 17 2.5 Sơ đồ khối AD 20 2.6 Chu kỳ xung clock tần số làm việc ADC 20 2.7 Các cách lưu kết chuyển đổi 10 bit A/D 21 2.8 Các ghi liên quan đến điều khiển A/D 22 2.9 Nguyên lý hoạt động so sánh đơn giản 23 2.10 Sơ đồ khối đơn giản Comparator 23 2.11 Các ghi liên quan đến so sánh 24 2.12 Sơ đồ khối truyền liệu EUSART bất đồng 26 2.13 Các ghi liên quan đến trình truyền bất đồng 26 2.14 Sơ đồ khối nhận liệu EUSART bất đồng 27 2.15 Các ghi liên quan đến trình nhận liệu bất đồng 28 2.16 Cấu tạo ghi TXSTA 28 2.17 Cấu tạo ghi RCSTA 29 2.18 Sơ đồ khối định thời Timer 31 2.19 Các ghi liên quan đến định thời Timer0 32 2.20 T1CON: Thanh ghi điều khiển Timer1 33 2.21 Sơ đồ khối Timer1 33 2.22 Các ghi liên quan đến định thời Timer1 34 2.23 T2CON: Thanh ghi điều khiển Timer2 35 2.24 Sơ đồ khối định thời Timer2 35 vii 2.25 Các ghi liên quan đến định thời Timer2 35 3.1 Module SIM900A 39 3.2 Sơ đồ chân Module SIM900A 40 3.2 Sơ đồ khối hệ thống tự cân nhiệt 44 3.3 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị SMS 45 3.4 Mạch nguồn 46 3.5 Mạch cân nhiệt 47 3.6 Mạch điều khiển 47 3.7 Relay 48 3.8 Mạch cân nhiệt độ 48 3.9 Mạch điều khiển 49 4.1 Mạch hoàn thiện 50 4.2 Bật thiết bị 50 4.3 Thông báo bật thiết bị 50 4.4 tắt thiết bị 51 4.5 Thông báo tắt thiết bị 51 4.6 Bật thiết bị 51 4.7 Thông báo bật thiết bị 51 4.8 Tắt thiết bị 51 4.9 Thông báo tắt thiết bị 51 4.10 Bật thiết bị 51 4.11 Thông báo bật thiết bị 51 4.12 Tắt thiết bị 52 4.14 Bật thiết bị 52 4.15 Thông báo bật thiết bị 52 4.16 Tắt thiết bị 52 4.17 Thông báo tắt thiết bị 52 4.18 Kiểm tra nhiệt độ phịng 52 4.19 Thơng báo nhiệt độ phịng 52 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang bảng 2.1 Bảng so sánh chức PIC16F887 AT89C51 10 2.2 Bảng mô tả chức chân PIC 13 3.1 Bảng mô tả chức chân SIM900A 40 ix Thiết kế mạch tự động cân nhiệt độ điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn SMS MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển vược bậc khoa học kỹ thuật công nghệ thông tin, tự động hóa, điện điện tử, …thì việc ứng dụng chúng vào sống sản xuất vô cần thiết Mạng GSM việc sử dụng điện thoại di động phát triển mạnh mẽ phổ biến, mang lại nhiều ứng dụng hay mang tính cơng nghệ Sử dụng tin nhắn SMS mạng GSM để điều khiển thiết bị ứng dụng tiêu biểu Trong trình nghiên cứu, em định thực đề tài: “Thiết kế mạch tự động cân nhiệt độ điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn SMS” Với đề tài này, em muốn sử dụng điện thoại di động điều khiển thiết bị điện dân dụng, dùng Module SIM900A mạng GSM để thu SMS điều khiển tích hợp với mạch tự động cân nhiệt độ để sử dụng nơi có diện tích rộng, khơng sử dụng máy lạnh nhà kính trồng rau,nhà máy, xí nghiệp, Em hi vọng với đề tài làm sở cho việc mở rộng, phát triển tương lai Đề tài thực gồm chương : Chương 1: Tổng quan mạng GSM dịch vụ nhắn tin qua mạng SMS Chương 2: Vi điều khiển PIC16F887 Chương 3: Thiết kế mạch tự động cân nhiệt độ điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn SMS Chương 4: Kết đạt hệ thống SVTH: Lê Tấn Vàng_Lớp: CCVT06A Thiết kế mạch tự động cân nhiệt độ điều khiển thiết bị thông qua tin nhắn SMS KẾT LUẬN Qua thời gian gần tháng nghiên cứu đề tài hoàn thành, mạch kiểm tra chạy ổn định Trong trình làm đề tài em xin gửi lời cảm ơn đến Cô Trần Thị Trà Vinh tận tình giúp đỡ em để em hồn thành để tài tiến độ đạt mục tiêu đề Đề tài em thực có số ưu điểm nhược điểm sau: Ưu điểm: Sử dụng mạng viễn thơng GSM Hệ thống điều khiển thiết bị cần tin nhắn Hệ thống có tính ứng dụng cao Nhược điểm: Mạch chưa tự reset lỗi xảy Em tiếp tục cố gắng nghiên cứu phát triển hệ thống để đáp ứng nhu cầu thực tế Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Lê Tấn Vàng_Lớp: CCVT06A 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO x PHỤ LỤC Code mạch cân nhiệt: #include #include // dinh nghia chan dieu khien led doan #define CS_ADC P3_0 #define RD_ADC P3_1 #define WR_ADC P3_2 #define LED_1 P2_4 #define LED_2 P2_5 #define LED_3 P2_6 #define LED_4 P2_7 #define RELAY1 P2_0 #define RELAY2 P2_1 #define KEY1 P3_3 #define KEY2 P3_4 #define KEY3 P3_5 // khai bao bien toan cuc unsigned char code bang_ma[13] = {0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90 , 0x9c, 0xc6, 0xFF};// CODE CHAN LED DOAN unsigned char dem = 0, time = 0, giay = 0, phut = 0, gio = ; char n1, n2 ,n3 , n4 ; unsigned char value, temp, nhiet_do; char nhietdocd = 30; bit caidat = 0; char bat_dau = 0, mod = 0; xi char chuong_trinh = 0; /// Ham delay void delay (unsigned int a) { unsigned int x ; unsigned char y ; for (x=0 ; x