- (1): Khi thuê bao chủ gọi quay số thuê bao di động bị gọi, số mạng dịch vụ số liên kết của thuê bao di động, sẽ có hai trƣờng hợp sảy ra:
- (1a): Nếu cuộc gọi khởi đầu từ mạng cố định PSTN thì tổng đài sau khi phân tích số thuê bao sẽ biết đây là cuộc gọi cho một thuê bao di động. Cuộc gọi sẽ đƣợc định tuyến tới tổng đài cổng GMSC gần nhất.
- (1b): Nếu cuộc gọi khởi đầu từ trạm di động, MSC phụ trách ô mà trạm di động trực thuộc sẽ nhận đƣợc bản tin thiết lập cuộc gọi từ MS thơng qua BTS có chứa số thoại của thuê bao di động bị gọi.
- (2): MSC (hay GMSC) sẽ phân tích số MSISDN (The Mobile Station ISDN) của thuê bao bị gọi để tìm ra HLR nơi MS đăng kí.
- (3): MSC (hay GMSC) sẽ rời khỏi HLR thơng tin để có thể định tuyến đến MSC/VLR quản lý MS.
- (4): HLR sẽ trả lời, khi đó MSC (hay GMSC) này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS. Vậy có thể nối thơng một cuộc gọi ở mạng GSM, đó là chức năng xử lý cuộc gọi của MSC.
Để kết nối MSC với một số mạng khác cần phải thích ứng các đặc điểm truyền dẫn của mạng GSM với các mạng này. Các thích ứng đó đƣợc gọi là chức năng tƣơng tác IWF (Internet Working Function). IWF bao gồm một thiết bị để thích ứng giao thức và truyền dẫn. IWF có thể thực hiện trong cùng chức năng MSC hay có thể ở thiết bị riêng, ở trƣờng hợp giao tiếp giữa MSC và IWF đƣợc để mở.
Bộ đăng kí định vị thƣờng trú HLR (Home Location Register).
Trong GSM, mỗi hoạt động đều đƣợc lƣu giữ số liệu cùng những thông tin về tất cả các thuê bao. Dữ liệu đƣợc lƣu trữ trên một hay nhiều HLR.
HLR chứa thông tin về thuê bao nhƣ: dịch vụ mà thuê bao lựa chọn và các thông sốnhận thực. Bất kể MS ở đâu, HLR đều lƣu giữ thơng tin về MS, kể cả vị trí hiện thời củaMS. Ngoài ra, HLR sẽ nhận dạng thông tin do AUC cung cấp. HLR kết nối với các MSCvà VLR thông qua giao thức GSM MAP.
Bộ định vị tạm trú VLR (Visitor Loacation Register).
Là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin về tất cả các MS hiện đang ở vùng phục vụ của MSC. Mỗi MSC có một VLR, thƣờng thiết kế VLR ngay trong MSC.
Khi MS lƣu động vào một vùng MSC mới, VLR liên kết với MSC sẽ yêu cầu số liệu về MS từ HLR. Đồng thời, HLR sẽ đƣợc thông báo MS đang ở vùng MSC nào. Các số liệu về thuê bao trong VLR chính xác hơn số liệu tƣơng ứng trong HLR. Nếu sau đó MS muốn thực hiện một cuộc gọi, VLR sẽ có tất cả các thơng tin cần thiết để thiết lập một cuộc gọi mà không cần hỏi HLR. Khi MS tắt máy hay rời khỏi vùng phục vụ của MSC thì các số liệu liên quan tới nó cũng hết giá trị.
Chức năng của VLR đƣợc liên kết với chức năng MSC. MSC/VLR thực hiện chuyển mạch các cuộc gọi và trạm nên điểm điều khiển để cập nhật vị trí và chuyển giao MSC chủ yếu chịu trách nhiệm cho thiết lập, điều khiển cuộc gọi và tính cƣớc.
Tổng đài GMSC (Gateway MSC)
Tất cả các cuộc gọi vào cho mạng GSM/PLMN sẽ đƣợc định tuyến cho tổng đài vô tuyến cổng Gateway-MSC.
Nếu một thuê bao ở mạng cố định PSTN muốn thực hiện một cuộc gọi đến một thuê bao di động của mạng GSM/PLMN, tổng đài tại PSTN sẽ kết nối cuộc gọi này đến MSC có trang bị một chức năng đƣợc gọi là chức năng cổng. MSC này gọi là MSC cổng và nó có thể là một MSC bất kỳ ở mạng GSM. G-MSC phải tìm ra vị trí của MS cần tìm bằng cách hỏi HLR nơi MS đăng ký. HLR sẽ trả lời và MSC này có thể định tuyến lại cuộc gọi đến MSC cần thiết. Khi cuộc gọi đến MSC này, VLR sẽ biết chi tiết hơn về vị trí của MS. Nhƣ vậy có thể nối thơng một cuộc gọi ở mạng GSM. Nhƣ vậy, G-MSC có chức năng hỏi định tuyến cuộc gọi.
Trung tâm nhận thực AUC (Authentication Center).
Đƣợc nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần số nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đƣờng vô tuyến cũng đƣợc AUC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này đƣợc thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao. Cơ sở dữ liệu của AUC cịn ghi nhiều thơng tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và đƣợc sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép.
Thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR (Equipment Identity Register)
Để kiểm tra thiết bị di động, EIR sẽ kết nối với MSC qua một đƣờng báo hiệu, cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị ME thông qua số liệu nhận dạng di động quốc tế IMEI (International Mobile Equiptment Indentity) và chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị. ME thuộc một trong ba danh sách sau:
- ME thuộc danh sách trắng (White list): đƣợc quyền truy nhập và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký.
- ME thuộc danh sách xám (Gray list): có nghi vấn và cần kiểm tra. - ME thuộc danh sách đen (Black list): cấm không cho truy nhập mạng.
1.3.5.3. Trạm di động MS (Mobile Station)
Trạm di động MS là đầu cuối di động, MS có thể là: máy cầm tay, máy xách tay hay máy đặt trên ơ tơ. Ngồi việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vơ tuyến, MS cịn phải cung cấp các giao diện với ngƣời sử dụng nhƣ: micro, loa, màn hình hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi, hoặc giao diện với các thiết bị khác nhƣ: giao diện với máy tính các nhân, FAX ….
Trạm di động MS bao gồm thiết bị trạm di động ME (Mobile Equipment) và một khối module nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Identity Module).
ME (Mobile Equipment)
- Trên xe: lắp đặt trong xe, anten ngoài xe. - Xách tay: anten không liền tổ hợp cầm tay.
- Cầm tay: anten liền với tổ hợp cầm tay, máy cầm tay nằm gọn trong lòng bàn tay.
Module nhận dạng thuê bao SIM (Subscriber Indentity Module)
thuê bao đăng ký. Nhà cung cấp dịch vụ di động bán SIM cho thuê bao đăng ký. Chức năng chính của MS:
- Thiết bị đầu cuối: thực hiện các dịch vụ ngƣời sử dụng (thoại, fax, số liệu).
- Kết cuối trạm di động: thực hiện chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao
diện vơ tuyến và mạng.
- Bộ thích ứng đầu cuối: liên kết thiết bị đầu cuối với kết cuối di động. Khi lắp
đặt các thiết bị đầu cuối tuân theo tiêu chuẩn ISDN, thiết bị đầu cuối có giao diện với module.
1.3.5.4. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS (Operation and Support System)
Hệ thống OSS đƣợc kết nối với tất cả các thiết bị ở hệ thống chuyển mạch và nối đến BSC. OSS thực hiện 3 chức năng chính:
- Khai thác và bảo dƣỡng mạng. - Quản lý thuê bao và tính cƣớc. - Quản lý thiết bị di động.
1.4. GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO VÀ CÁC LINH KIỆN ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCH TRONG MẠCH
1.4.1. Giới thiệu về Arduino
Arduino là một board mạch vi điều khiển do một nhóm giáo sƣ và sinh viên Ý thiết kế và đƣa ra đầu tiên vào năm 2005. Mạch Arduino đƣợc sử dụng để cảm nhận và điều khiển nhiều đối tƣợng khác nhau. Nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ từ lấy tín hiệu từ cảm biến đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối tƣợng khác. Ngoài ra mạch cịn có khả năng liên kết với nhiều module khác nhau nhƣ module đọc thẻ từ, ethernet shield, sim900A, … để tăng khả năng ứng dụng của mạch.
Arduino sử dụng ngơn ngữ lập trình C++ đƣợc điều khiển biên dịch bởi Arduino IDE và các trình biên dịch đi kèm.
Khả năng kết nối
Arduino có thể hoạt động hồn tồn độc lập hoặc các Arduino có thể kết nối với nhau.
Hệ thống cảm biến đa dạng về chủng loại (đo đạc nhiệt độ, độ ẩm, gia tốc, vận tốc, cƣờng độ ánh sáng, màu sắc vật thể, lƣu lƣợng nƣớc, phát hiện chuyển động, phát hiện kim loại, khí độc, …).
Ứng dụng của Arduino trong đời sống
Làm robot.
Máy bay không ngƣời lái.
Máy in 3D.
Điều khiển đèn tín hiệu giao thông.
Điều khiển các thiết bị cảm biến ánh sáng, âm thanh,... . Một số loại board Arduino thông dụng hiện nay