CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ LUẬN
CHƯƠNG 4: CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG
4.7 MODULE GSM/GPRS SIM 900
4.7.1 Giới thiệu tổng quan về GSM
GSM là viết tắt của từ " Global System for Mobile Communication" - Mạng thông tin di động toàn cầu. Một trong những công nghệ về mạng điện thoại di động phổ biến nhất trên thế giới. Là tiêu chuẩn chung cho các thuê bao di động di chuyển giữa các vị trí địa lý khác nhau mà vẫn giữ đƣợc liên lạc. Các mạng điện thoại GSM sử dụng công
nghệ TDMA (Time Division Multiple Access " - Phân chia các truy cập theo thời gian).Đây là công nghệ cho phép 7 máy di động có thể sử dụng chung 1 kênh để đàm thoại , mỗi máy sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian để truyền và nhận thông tin.
4.7.1.2 Lịch sử phát triển của GSM
Vào đầu những năm 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 đƣợc chuẩn hoá bởi (CEPT : European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo ra Groupe Special Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu.
Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM đƣợc xây dựng và đƣa vào sử dụng đầu tiên bởi nhà khai thác Radiolinja ở Finland. Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM đƣợc chuyển cho viện viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards Institute (ETSI)), các tiêu chuẩn, đặc tính của công nghệ GSM đƣợc công bố vào năm 1990. Đến 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.
4.7.1.3 Cấu trúc mạng di động
28 Hình 4.15: Cấu trúc mạng thông tin di động
EIR ( Equipment Indentity Register) : Chứa số liệu phần cứng của thiết bị.
Trung tâm xác thực (AuC) là một cơ sở dữ liệu bảo vệ chứa bản sao các khoá bảo mật của mỗi card SIM, đƣợc dùng để xác thực và mã hoá trên kênh vô tuyến..
Hệ thống trạm gốc ( Base Station Subsystem) điều khiển kết nối vô tuyến với trạm di động. Hệ thống trạm gốc gồm có hai phần: Trạm thu phát gốc (BTS) và Trạm điều khiển gốc (BSC: là kết nối giữa trạm di động và tổng đài chuyển mạch di động MSC).
Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động (MSC), thực hiện việc chuyển mạch cuộc gọi giữa các thuê bao di động và giữa các thuê bao di động với thuê bao của mạng cố định.
Trạm di động (Mobile Station) được người thuê bao mang theo.
Hệ thống trạm gốc ( Base Station Subsystem) điều khiển kết nối vô tuyến với trạm di động.
HLR bao gồm tất cả các thông tin quản trị cho các thuê bao đã đƣợc đăng ký của mạng GSM, cùng với vị trí hiện tại của thuê bao. Chỉ có một HLR logic cho toàn bộ mạng GSM mặc dù nó có thể được triển khai dưới dạng cơ sở dữ liệu phân bố.
29 Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) bao gồm các thông tin quản trị đƣợc lựa chọn từ HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp dịch vụ thuê bao, cho các di động hiện đang ở vị trí mà nó quản lý. Mặc dầu các chức năng này có thể đƣợc triển khai ở các thiết bị độc lập nhƣng tất cả các nhà sản xuất tổng đài đều kết hợp VLR vào MSC, vì thể việc điều khiển vùng địa lý của MSC tương ứng với của VLR nên đơn giản được báo hiệu
4.7.2 Giới thiệu về Module Sim 900 4.7.2.1 Tổng quan về Sim900
Hình 4.16: Sim 900
Sim900 là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ gọn, đƣợc thiết kế cho thị trường toàn cầu. Sim900 hoạt động được ở 4 băng tần GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz nhƣ là một loại thiết bị đầu cuối với một Chip xử lý đơn nhân đầy sức mạnh, tăng cường các tính năng quan trọng dựa trên nền vi xử lý ARM926EJ-S, mang lại nhiều lợi ích từ kích thước nhỏ gọn (24x24 mm), đáp ứng những yêu cầu về không gian trong các ứng dụng M2M.
30 4.7.2.2 Khảo sát sơ đồ chân sim 900
Hinh 4.17: Sơ đồ chân Sim 900
31 4.7.2.3 Module sim 900
Hình 4.18: Module Sim 900 thực tế Thông số kỹ thuật của Sim900 :
Nguồn cấp: 3,5V - 4,5V, có thể sử dụng với nguồn dòng thấp từ 500mAh trở lên (nhƣ cổng USB, nguồn từ Board Arduino).
Dòng khi ở chế độ chờ: 10 mA.
Dòng khi hoạt động: 100 mA đến 2A.
Kích thước: 2.5 cm x 3.1 cm.
Nhiệt độ hoạt động: C đến C.
Tốc độ GPRS: download dat: 85.6kpbs; upload data: 42.8kpbs.
Hỗ trợ đồng hồ thời gian thực, lập trình bằng tập lệnh AT
32 Chức năng các chân của module Sim900:
VCC: Nguồn vào 5V
DTR: Chân Uart DTR
TXD: Chân truyền Uart TX.
RXD: Chân nhận Uart RX.
Headphone: Chân phát âm thanh.
Microphone: Chân nhận âm thanh (phải gắn thêm Micro từ GND vào chân này thì mới thu đƣợc tiếng).
Reset: Chân khởi động lại Module (thường không xài).
GND: Chân Mass, cấp 0V
4.7.2.4 Các chế độ hoạt động của Module sim 900
GSM/GPRS SLEEP: Module sẽ tự động chuyển sang chế độ SLEEP nếu DTR đƣợc thiết lập mức cao và ở đó không có ngắt phần cứng nhƣ ngắt GPIO hoặc dữ liệu trên port nối tiếp. Trong trường hợp này, dòng tiêu thụ của module sẽ giảm xuống mức thấp nhất.Trong suốt chế độ SLEEP, module vẫn có thể nhận gói tin nhắn hoặc SMS tự hệ thống.
GSM IDLE: Phần mềm tích cực. Module kết nối mạng GSM và module sẵn sàng gửi và nhận.
GSM TALK: Kết nối vẫn tiếp tục diễn ra giữa 2 thuê bao, nhƣng không có dữ liệuđược gửi hoặc nhận. Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập mạng và cấu hình GPRS.
GPRS STANDBY: Module sẵn sàng truyền dữ liệu GPRS, nhƣng không có dữ liệu nào được gửi và nhận. Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập mạng và cấu hình GPRS.
GPRS DATA: Xảy ra việc truyền dữ liệu GPRS. Trong trường hợp này, năng lƣợng tiêu thụ liên quan tới việc thiết lập mạng ( mức điều khiển nguồn), tốc độ uplink/downlink và cấu hình GPRS (sử dụng thiết lập multi-slot).
33 4.7.2.5 Các tập lệnh AT test Module sim900
Các tập lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một
modem.AT là một cách viết gọn của chữ Attention. Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với “AT” hay “at”. Đó là lý do tại sao các lệnh modem đƣợc gọi là các lệnh aT.
Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động còn đƣợc hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM. Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS nhƣ: AT+CMGS ( gửi tin nhắn SMS),
AT+CMSS(gửi tin nhắn SMS từ một vùng lưu trữ), AT+CMGL(liệt kê các tin nhắn SMS) và AT+CMGR( đọc tin nhắn SMS).
Tắt ứng dụng GSM của module SIM900: Các cách đƣợc sử dụng để tắt ứng dụng GSM của module SIM900:
Sử dụng chân PWRKEY (kéo mức thấp trong một khoảng thời gian ngắn. Module sẽ gửi thông báo: NORMAL POWER DOWN )
Sử dụng lệnh AT
4.7.3 Tổng quan về tin nhắn SMS
SMS là từ viết tắt của Short Message Service. Đó là một công nghệ cho phép gửi và nhận các tín nhắn giữa các điện thoại với nhau. Dữ liệu có thể đƣợc lưu giữ bởi một tin nhắn SMS là rất giới hạn. Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu. Vì vậy, một tin nhắn SMS chỉ có thể chứa :
160 kí tự nếu nhƣ mã hóa kí tự 7 bit đƣợc sử dụng.
70 kí tự nếu nhƣ mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 đƣợc sử dụng.
Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể hoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm cả Arabic, Trung Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc.
Một đặc tính nổi bật của SMS đó chính là sự báo nhận.
Ƣu điểm: