Bảng 2.8: Chức năng các chân LCD.
Chân Ký
hiệu Mô tả
1 Vss Chân nối đất cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với GND của mạch điều khiển.
2 VDD Chân cấp nguồn cho LCD, khi thiết kế mạch ta nối chân này với VCC=5V của mạch điều khiển.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 19
4 RS
Chân chọn thanh ghi (Register select). Nối chân RS với logic “0” (GND) hoặc logic “1” (VCC) để chọn thanh ghi.
+ Logic “0”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi lệnh IR của LCD (ở chế độ “ghi” - write) hoặc nối với bộ đếm địa chỉ của LCD (ở chế độ “đọc” - read).
+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu DR bên trong LCD.
5 R/W
Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write). Nối chân R/W với logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối với logic “1” để LCD ở chế độ đọc.
6 E
Chân cho phép (Enable). Sau khi các tín hiệu được đặt lên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1 xung cho phép của chân E.
+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyển vào(chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện một xung (high-to-low
transition) của tín hiệu chân E.
+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7 khi phát hiện cạnh lên (low-to-high transition) ở chân E và được LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp.
7 - 14 DB0 - DB7
Tám đường của bus dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với MPU. Có 2 chế độ sử dụng 8 đường bus này :
+ Chế độ 8 bit : Dữ liệu được truyền trên cả 8 đường, với bit MSB là bit DB7.
+ Chế độ 4 bit : Dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 tới DB7, bit MSB là DB7.
15 - Nguồn dương cho đèn nền. 16 - GND cho đèn nền.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 20 Module I2C-LCD
Mạch chuyển giao tiếp LCD2004 sang I2C. Để sử dụng các loại LCD có driver là HD44780(LCD 1602, LCD 2004, ... ), cần có ít nhất 6 chân của MCU kết nối với các chân RS, EN, D7, D6, D5 và D4 để có thể giao tiếp với LCD. Nhưng với module chuyển giao tiếp LCD sang I2C, ta chỉ cần 2 chân (SDA và SCL) của MCU kết nối với 2 chân (SDA và SCL) của module là đã có thể hiển thị thơng tin lên LCD. Ngồi ra có thể điều chỉnh được độ tương phản bởi biến trở gắn trên module.
Hình 2.16: Module I2C - LCD 2.3.4 Module SIM900
a. Giới thiệu SIM900
Hình 2.17: Hình ảnh thực tế của SIM900.
SIM900 có tính năng như một chiếc điện thoại. Có thể nói nó chính là “nhân” của một chiếc điện thoại di động vì nó có khả năng kết nối với mạng GSM/GPRS để thực hiện các tác vụ tương tự như một chiếc điện thoại bình thường như: gọi điện, nhắn tin và kết nối GPRS thơng qua tập lệnh AT.
SIM900 có thể hoạt động trong các giải băng tần: GSM 850 MHz, EGMS 900 MHz, DCS 1800 MHz và PCS 1900 MHz. Được thiết kế với kích thước rất nhỏ gọn: 24 mm x 24 mm x 3 mm nên SIM900 hầu như được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng hiện ngày nay như: M2M (Mobile to Mobile), trong các SmartPhone, PDA, các thiết
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 21
bị định vị cầm tay và các thiết bị di động khác hoặc các ứng dụng của AVL (Automated Vehicle Location) và cho các dịch vụ định vị khác,... Giao tiếp vật lý trong ứng dụng điện thoại của SIM900 là 60 chân, nó cung cấp tất cả các giao diện vật lý giữa module Sim và board mạch của khách hàng:
Có cổng truyền dữ liệu nối tiếp và cổng gỡ lỗi giúp dễ dàng hơn trong việc phát triển ứng dụng.
Một kênh âm thanh bao gồm ngõ vào microphone và ngõ ra loa.
Có thể dễ dàng được cấu hình bằng lệnh AT qua cổng giao tiếp nối tiếp.
Giao tiếp với simcard giống như điện thoại di động.
SIM900 hỗ trợ giao thức TCP/IP, rất hữu ích cho việc truyền dữ liệu trên internet. SIM900 được thiết kế với cơng nghệ tiết kiệm năng lượng vì vậy mức tiêu thụ chỉ ở mức 1.5mA ở trong chế độ ngủ.
Module Sim900 GSM/GPRS Shield tương thích và phù hợp với hầu hết các board Arduino như (Uno R3, Mega 2560, …). GPRS Shield được cấu hình và điều khiển thơng qua UART của nó bằng cách sử dụng lệnh AT. Dựa trên các module SIM900, GPRS Shield là giống như một điện thoại di động.
b. Tính năng
Bảng 2.9: Tính năng của SIM900
Tính năng Mơ tả thực thi
Nguồn cung cấp Sử dụng điện áp từ 3.4. đến 4.5V
Nguồn tiết kiệm Sử dụng điển hình ở chế độ ngủ với dịng 1.5mA
Các dải tần hoạt động.
- GSM850, EGSM900, DCS1800, PCS1900 có thể tìm t hấy các dải tần một cách tự động. Các dải tần có thể được thiết lập bởi câu lệnh AT.
- Tương thích với pha GSM 2/2+ Lớp GMS - MS nhỏ
Công suất truyền tải
- Lớp 4(2W) ở GSM850 và EGSM 900 - Lớp 1(1W) ở DCS 1800 và PCS 1900 Kết nối GPRS - GPRS nhiều khe mặc định trong lớp 10
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 22
- GPRS trạm di động lớp B
Dải nhiệt độ
- Hoạt động bình thường ở -30 đến 80 độ C
- Hoạt động hạn chế ở -40 đến 30 và 80 đến 85 độ C - Nhiệt độ lưu trữ là -45 đến 90 độ C
Dữ liệu GPRS CSD
- Truyền dữ liệu xuống lớn nhất là 85.6 kbps - Truyền dữ liệu lên lớn nhất 42.8 kbps
- Mã hóa chương trình CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
- SIM900 hỗ trợ các giao thức PAP (Giao thức xác nhận mật mã) thường được sử dụng trong các kết nối PPP.
- SIM900 được tích hợp giao thức TCP/IP.
- Cung cấp gói chuyển mạch kênh điều khiển quảng bá (PBCCH).
- Các tốc độ truyền CSD: 2.4, 4.8, 9.6, 14.4 kbps, không trong suốt.
- Hỗ trợ dịch vụ dữ liệu bổ xung phi cấu trúc. SMS - MODULE, MO, CB, Text và chế độ PDU.
- Lưu trữ SMS: thẻ SIM. Giao tiếp SIM Cung cấp thẻ SIM: 1.8, 3V.
Cổng nối tiếp và cổng gỡ lỗi
- Cổng nối tiếp:
Giao tiếp modem 8 dây với các đường trạng thái và đường dữ liệu, không cân bằng, không đồng bộ.
1.2 kbps đến 11.52 kbps
Cổng nối tiếp có thể sử dụng được cho lệnh AT và luồng dữ liệu.
Hỗ trợ RTS/CTS bắt tay phần cứng và phần mềm điều khiển luồng ON/OFF.
Kết hợp khả năng theo giao thức hợp kênh GSM 07.10
Hỗ trợ các tốc độ baud tự động từ 1200 bps đến 115200 bps.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 23
Giao tiếp 2 dây trống DBG_TXD và DBG_RXD.
Có thể sử dụng để gỡ lỗi hoặc cập nhật Fireware. Chức năng định
thời Lập trình thơng qua lệnh AT. Đặc điểm vật lý Kích cỡ: 24mm x 24mm x 3mm.
Trọng lượng 3.4g. Cập nhật
Firmware Cập nhật Firmware bởi cổng gỡ lỗi.
c. Các chế độ hoạt động của SIM900
Bảng 2.10: Các chế độ hoạt động của SIM 900A.
Chế độ Chức năng
GSM/GPRS SLEEP
- Chế độ ngủ GSM/GPRS: module sẽ tự động trở về chế độ ngủ, trong điều kiện chế độ ngủ được kích hoạt và khơng có khơng khí và ngắt phần cứng (như ngắt GPIO và dữ liệu trên cổng nối tiếp). Trong các điều kiện này dòng điện cung cấp sẽ là thấp nhất. Trong chế độ ngủ, module vẫn có thể nhận gói dữ liệu và SMS.
GSM IDLE Phần mềm được hiệu hóa. Module được đăng ký tới mạng GSM và các module sẵn sàng để kết nối.
GSM TALK Kết nối giữa hai thuê bao trong tiến trình. Trong trường hợp này công suất tiêu thụ độc lập trên mạng thiết lập như DTX on/off FR/EFR/HR, nhảy chuỗi, an-ten.
GPRS STANDBY
Module sẵn sàng cho module truyền dữ liệu GPRS, dù khơng có dữ liệu trên dịng gửi và nhận. Trong trường hợp này, cơng suất tiêu thụ trên mạng được thiết lập và cấu hình GPRS.
GPRS DATA Có dữ liệu truyền GPRS (PPP hoặc TCP và UDP) trong tiến trình. Trong điều kiện này, công suất tiêu thụ liên quan tới thiết lập mạng. Tốc độ dữ liệu lên, xuống và cấu hình GPRS.
Chế độ cơng suất thấp
Bình thường cơng suất xuống được gửi bởi lệnh AT là “AT+CPOWD=1” hoặc sử dụng PWRKEY. Đơn vị quản lý công suất thực hiện bật và tắt module. Phần mềm được kích hoạt khi có kết nối tới nguồn pin và cổng nối tiếp
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 24
Chế độ chức năng nhỏ nhất
Lệnh AT “AT+CFUN” được sử đụng để thiết lập cho module cung cấp nguồn thấp nhất. Trong chế độ này phần RF và SIM card sẽ không truy nhập được. Cổng nối tiếp vẫn truy nhập được.
d. Tập lệnh AT cho SIM900
- Các thuật ngữ
<CR> : Carriage return (0x0D).
<LF> : Line Feed (0x0A).
MT : Mobile Terminal. Thiết bị đầu cuối mạng (trong trường hợp này là modem).
TE : Terminal Equipment.Thiết bị đầu cuối (máy tinh, hệ vi điều khiển). - Chế độ nghỉ (sleep mode)
Hình 2.18: Chuyển từ chế độ hoạt động bình thường sang chế độ nghỉ (sleep mode).
(1) AT+CFUN=0<CR>
Tắt hết mọi chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và các chức năng liên quan đến SIM. MT khơng cịn được kết nối với mạng.
(2) <CR><LF>OK<CR><LF>
Chuỗi thông báo kết quả thực thi lệnh thành công, thông thường là sau 3 giây kể từ lúc nhận lệnh AT+CFUN=0.
(3) Chuyển trạng thái chân DTR từ mức 0 sang mức 1 Module hoạt động ở chế độ sleep mode.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 25 Chuyển từ chế độ nghỉ sang chế độ hoạt động bình thường
Hình 2.19: Đưa module về trạng thái hoạt động.
(1) Đưa chân DRT chuyển từ mức 1 xuống mức 0 Module thoát khỏi chế độ sleep.
(2) AT+CFUN=1<CR> Đưa module trở về chế độ hoạt động bình thường. (3) MT trả về chuỗi <CR><LF>OK<CR><LF>.
(4) Module gửi tiếp chuỗi thông báo <CR><LF>Call Ready<CR><LF>.
Thời gian kể từ lúc nhận lệnh AT+CFUN = 1<CR> đến lúc module gửi về thông báo trên khoảng 10 giây.
Bảng 2.11: Tập lệnh thiết lập và cài đặt tin nhắn
Lệnh AT Chức năng
AT+CMGD Xóa tin nhắn sms.
AT+CMGF Định dạng văn bản tin nhắn. AT+CMGL Danh sách tin nhắn đã lưu. AT+CMGR Lệnh đọc tin nhắn.
AT+CMGS Lệnh gửi tin nhắn.
AT+CMGW Lưu tin nhắn vào bộ nhớ. AT+CMSS Gửi tin nhắn đã lưu. AT+CMGC Gửi sms lệnh.
AT+CNMI Module gửi thơng báo khi có tin nhắn mới. AT+CPMS Các tin nhắn riêng biệt được lưu.
AT+CRES Cài đặt lại tin nhắn.
AT+CSAS Lưu các cài đặt cho tin nhắn. AT+CSCA Địa chỉ dịch vu tin nhắn.
AT+CSMP Cài đặt định dạng chữ của tin nhắn. AT+CSMS Lựa chọn tin nhắn dịch vụ.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 26
e. Công nghệ GPRS
GPRS (General Packet Radio Service) là công nghệ chuyển mạch gói được phát triển trên nền tảng công nghệ thơng tin di động tồn cầu (GSM: Global System for Mobile) sử dụng đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access). Những lợi ích chính của GPRS là dành riêng các tài ngun vơ tuyến chỉ khi có dữ liệu truyền đi và làm giảm độ tin cậy trên các thành phần chuyển mạch kênh truyền thống. Với các chức năng được tăng cường, GPRS làm giảm giá thành, tăng khả năng thâm nhập các dịch vụ số liệu cho người dùng. Hơn nữa, GPRS nâng cao các dịch vụ dữ liệu như độ tin cậy và đáp ứng các đặc tính hỗ trợ. Các ứng dụng sẽ được phát triển với GPRS sẽ hấp dẫn hàng loạt các thuê bao di động và cho phép các nhà khai thác đa dạng hoá các dịch vụ. [3]
SIM900 tích hợp giao thức TCP/IP, tập lệnh AT mở rộng được phát triển cho người dùng dễ dàng tiếp cận với Internet nhờ dịch vụ HTTP, và rất có ích cho việc phát triển các ứng dụng liên quan. SIM900 có thể chạy một hoạt động HTTP như GET hoặc POST, thông qua đó có thể tải dữ liệu lên mạng.
Bảng 2.12 :Tập lệnh với tính năng GPRS
Lệnh AT Đáp ứng Mơ tả
AT+SAPBR OK Cấu hình GPRS
AT+HTTPINIT OK Khởi tạo dịch vụ HTTP AT+HTTPPARA OK Cấu hình thơng số HTTP
AT+HTTPACTION=0 OK Thiết lập phương thức hoạt động HTTP AT+HTTPREAD Đọc dữ liệu HTTP
AT+HTTPTERM OK Đóng dịch vụ HTTP đã mở. AT+CIPMUX= OK Chọn kết nối đơn hay đa kết nối AT+CSTT="myAPN" OK Đặt APN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 27
AT+CIICR Trả về kết nối không dây AT+CIFSR Xem địa chỉ IP
AT+CIPSTART Thiết lập kết nối với server AT+CIPSEND Gửi dữ liệu khi đã kết nối AT+CIPCLOSE Đóng kết nối
2.4 LÝ THUYẾT VỀ INTERNET 2.4.1 Các khái niệm về Internet 2.4.1 Các khái niệm về Internet
- Internet (mạng máy tính) là một hệ thống các máy tính được kết nối với nhau, có thể chia sẽ dữ liệu cho nhau.
- TCP/IP là giao thức truyền dữ liệu giữa 2 máy tính, mỗi máy tính có một địa chỉ IP (Internet Protocol) xác định. Địa chỉ IP là cụm gồm 4 số giới hạn từ 0 – 255 có dạng A.B.C.D. Ví dụ như 193.168.1.93.
- Domain name (tên miền) là một định danh để xác định vị trí của một máy tính trên mạng internet. Domain name chỉ có duy nhất và khơng trùng nhau. Ví dụ như www.google.com là duy nhất.
- Host được hiểu theo nghĩa của ngành công nghệ website nghĩa là một máy tính có thể được truy cập hai chiều (nhận kết nối và gửi kết nối ra ngồi), cái máy tính mà mình nói tới đó nghĩa là một máy chủ web (còn gọi là Web Server) có thể chứa các dữ liệu liên quan đến website bao gồm mã nguồn, dữ liệu tải lên (hình ảnh, media,…) và cơ sở dữ liệu (database – các dữ liệu được sinh ra trong quá trình bạn sử dụng WordPress như nội dung post, page, tag,…).
- Để tạo một trang web đòi hỏi người dùng cần chuẩn bị cho mình:
Web browser (trình duyệt web) như Internet Explorer, Google Chrome, … Trình soạn thảo văn bản: Notepad, Notepad ++, PHP Designer,…
2.4.2 Ngôn ngữ HTML
- HTML (Hyper Text Markup Language) là ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản, dùng để viết các trang web, do Tim Berner Lee phát minh và được W3C (World Wide
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 28
Web Consortium) đưa thành chuẩn năm 1994. HTML là một ngôn ngữ đánh dấu chứ khơng phải một ngơn ngữ lập trình, nhằm tạo ra các trang web tĩnh dựa trên các thẻ (tag) đánh dấu, dựa vào các thẻ đánh dấu để trình duyệt cách hiển thị.
- HTML chứa các thành phần định dạng để báo cho trình duyệt web biết cách để hiển thị một trang web. Một trang web thơng thường gồm có 2 thành phần chính:
Dữ liệu của trang web (văn bản, âm thanh, hình ảnh,…).
Các thẻ tag HTML dùng để định dạng mô tả cách thức các dữ liệu được hiển thị trên trình duyệt.
Để đọc được trang Web phải thơng qua trình duyệt web (Web Browser) như Internet Explorer, Mozzila Firefox, Google Chrome,…
- Đặc điểm cơ bản của ngôn ngữ HTML:
HTML sử dụng các thẻ tag để định dạng dữ liệu.
HTML không phân biệt chữ hoa hay chữ thường.
Các trình duyệt thường khơng báo lỗi cú pháp HTML. Nếu viết sai cú pháp chỉ dẫn đến kết quả không đúng như dự định.
Một trang HTML có phần mở rộng (đi) là .HTM hoặc .HTML.
Có thể tao trang HTML bằng bất cứ trình soạn thảo văn bản thuần nào như Notepad, Notepad ++, EditPlus, PHP Designer…
Có nhiều trình soạn thảo HTML cho phép người sử dụng soạn thảo trực quan, kết quả sinh ra HTML tương ứng như: Microsoft FrontPage, Macromedia Dreamweaver…
2.4.3 Ngôn ngữ PHP
- PHP (Hypertext Preprocessor) là một ngơn ngữ lập trình kịch bản hay một loại mã lệnh chủ yếu được dùng để phát triển các ứng dụng viết cho máy chủ, mã nguồn mở, dùng cho mục đích tổng qt. Nó rất thích hợp với web và có thể dễ dàng nhúng vào trang HTML. Do được tối ưu hóa cho các ứng dụng web, tốc độ nhanh, nhỏ gọn, cú pháp giống C và Java, dễ học và thời gian xây dựng sản phẩm tương đối ngắn hơn so với các ngôn ngữ khác nên PHP đã nhanh chóng trở thành một ngơn ngữ lập trình web phổ biến nhất thế giới.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 29
Mã nguồn mở: PHP là một sản phẩm mã nguồn mở nên việc cài đặt và sử