Bao Cao Hoan Chinh

Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ

thuật, công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển

đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công

nghiệp, cung cấp thông tin ... Do đó là một sinh viên chuyên ngành Điện tử -

Viễn thông chúng ta phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả

nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và

trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy

sự phát triển của nền kinh tế nước nhà.

Như chúng ta cũng đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy,

trong đời sống của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi

thiết bị có một quy trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt

của người sử dụng. Chúng chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữ

liệu. Nhưng đối với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS

thì lại khác. Ở đây, các thiết bị điều khiển tự động được kết nối với nhau thành

một hệ thống hoàn chỉnh qua một một thiết bị trung tâm và có thể giao tiếp với

nhau về mặt dữ liệu.

Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông

qua tin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò

sưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động …

Nó hoạt động như một ngôi nhà thông minh. Nghĩa là tất cả các thiết bị này có

thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu thông qua một đầu não trung tâm. Đầu

não trung tâm ở đây có thể là một máy vi tính hoàn chỉnh hoặc có thể là một

bộ xử lí đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển. Bình thường,

các thiết bị trong ngồi nhà này có thể được điều khiển từ xa thông qua các tin

nhắn của chủ nhà. Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện … khi người chủ nhà

quên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà. Hay chỉ với một tin nhắn SMS, người chủ

SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 1


nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trong một

khoảng thời gian nhất định. Bên cạnh đó nó cũng gửi thông báo cho người

điều khiển biết khi có người lạ đột nhập vào nhà thông qua hệ thống báo động

dùng led thu phát hồng ngoại hay các bộ cảm biến khác bằng một tin nhắn

cảnh báo. Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật. Nghĩa là chỉ có chủ nhà

hay người biết mật khẩu của ngôi nhà thì mới điều khiển được ngôi nhà này.

Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống,

cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã

chọn đề tài " Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa qua tin nhắn SMS " để

đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến

bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà.

1.1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử

ra đời ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng. Bên cạnh

đó nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người

ngày càng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ

thuật và công nghệ ngày càng cao. Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ

trong lĩnh này nhưng hiện nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu

âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự động được điều khiển từ xa đã phát triển rất

mạnh mẽ.

Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm em muốn đưa một phần những kỹ

thuật hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể

tạo ra một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS

nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Đề tài lấy cơ sở là tin

nhắn SMS để điều khiển thiết bị. Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển

thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao

(nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều

khiển thiết bị được). Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp

dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công

nghiệp.



1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng

những kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống

Điều khiển tự động từ xa bằng tin nhắn SMS hoàn chỉnh. Hệ thống tích hợp

module điều khiển giám sát trung tâm, module công suất cho các thiết bị trong

nhà và và module báo động (cảnh báo) cùng các module tiện ích khác. Với

module báo động thì sử dụng hai Led thu phát hồng ngoại sẽ gởi thông tin dữ

liệu về bộ xử lí trung tâm khi có tác động của đối tượng bên ngoài (người lạ

đột nhập). Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (mobile) của

người điều khiển để báo cho biết có tác động của đối tượng bên ngoài ( người

lạ đột nhập). Module điều khiển giám sát có chức năng điều khiển và giám sát.

1.1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn

SMS áp dụng cho một ngôi nhà hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rất

tốn kém. Để đáp ứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải có

một lượng thời gian, kiến thức nhất định. Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính.

Với lượng thời gian và kiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm em thực hiện

chỉ thực thi một phần của hệ thống hoàn chỉnh đó. Đó là điều khiển đóng mở

đèn, ngoài ra còn có chức năng báo động (cảnh báo) khi có người lạ đột nhập

vào nhà.

Với những gì đã trình bày trên, nhóm em đã tiến hành nghiên cứu, khảo

sát và thực hiện và dự kiến đạt được các mục tiêu đặt ra như sau:

Điều khiển các thiết bị trong nhà (cụ thể là điều khiển một thiết

bị công suất trung bình) bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ sóng của mạng

điện thoại di động đang hoạt động trong nước như Viettel, Mobile Phone,

Vina Phone …

Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho người điều khiển, với

nội dung tin nhắn chứa thông tin hoạt động của thiết bị (on/off).

Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng tự động báo động bằng

cách gửi một tin nhắn SMS tới người điều khiển khi có người lạ đột nhập.



1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC

1.2.1.1 Ngoài nước

Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị

từ xa không còn vấn đề mới mẻ nữa vì được nghiên cứu và đã áp dụng vào

thực tế trong các nhà máy xí nghiệp. Kĩ thuật này được ra đời vào cuối tháng

8/2000, khi đó có đến 6.3 triệu GSM (Global System for Mobile

communications) được sử dụng tại South Africa. Theo thống kê thì tổng số

người dùng GSM vào năm 2005 được dự đoán là 11 triệu người chỉ tính riêng

South Africa. Hiện tại có 49 mạng GSM tại Africa với sự phát triển ghê ghớm

hơn nữa trong tương lai. Kĩ thuật GSM có khả năng truyền tin wireless với

phạm vi rất rộng lớn và đảm bạo độ tin cậy cao. Chính vì vậy, người dùng có

thễ gửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa mang lại hiệu quả cao. Người

dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc thương

hiệu) để Theo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nông

nghiệp. Những hệ thống được điều hiển bởi SMS (SMS Control Systems) thì

chỉ cần điều khiển thông qua việc gửi nhận tin nhắn SMS. Điều này có nghĩa

là việc điều khiển có phạm vi rất xa. Hệ thống điều khiển bằng tin nhắn SMS

được thiết kế để điều khiển những thiết bị và ứng dụng :

Máy móc nhà xưởng.

Hệ thống xử lí nước thải.

Nông nghiệp thủy lợi.

Lò sưởi, ướp lạnh, máy điều hòa.

1.2.1.2 Trong nước

Ở phạm vi trong nước, trước khi thực hiện đề tài này thì cũng đã có

nhóm nghiên cứu về đề tài điều khiển thiết bị bằng SMS nhưng nghiên cứu



đầy đủ về một hệ thống điều khiển thiết bị điện bằng tin nhắn SMS dùng

Module Sim300CZ thì theo em tìm hiểu trên google và các tài liệu khác thì

chưa có. Tuy nhiên, vẫn có những nghiên cứu phát triển, ứng dụng làm nền

tảng cho đề tài này được thực hiện. Chẳng hạn như đề tài nghiên cứu: “Điều

khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính ” của tác giả Nguyễn

Trọng Kiên và Phạm Văn Nam, sinh viên trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật năm

2008. Trong đề tài này, hai tác giả Nguyễn Trọng Kiên và Phạm Văn Nam đã

sử dụng yếu tố chính là máy tính giao tiếp với điện thoại bằng dây cáp USB

Modem để điều khiển các thiết bị điện, điện tử ở trong nhà chẳng hạn như điều

khiển, giám sát và cho hiển thị được hình ảnh thông qua camera và các tính

năng khác. Tác giả đã nghiên cứu và cho đi vào các ứng dụng như: tìm hiểu

các vấn đề về truyền dữ liệu, các giao thức truyền thông, giao tiếp, phần mềm

điều khiển. Hệ thống thiết kế giao diện điều khiển trên máy bằng cách giao

tiếp điện thoại với máy tính qua USB Modem.

Hệ thống có sơ đồ khối như hình sau:

Với hệ thống như trên, tác giả đã khai thác, ứng dụng rất tốt sự phát

triển của mạng di động vào trong thực tế. Song, theo ý kiến chủ quan thì đề tài

này vẫn còn một số thiếu sót cần khắc phục chẳng hạn như: hệ thống trên chỉ



ứng dụng cho những địa điểm, vị trí nào có lắp đặt máy tính hay có dùng

laptop nhưng rất cồng kềnh, phức tạp và trong quá trình thực thi hệ thống thì

ngoài việc giao diện phần mềm xây dựng hoạt động ổn định thì phải luôn đảm

bảo được giao tiếp đồng bộ giữa máy tính với điện thoại. Nếu hệ thống không

duy trì được những yếu tố trên thì sẽ không thực thi được quá trình điều khiển

thiết bị điện trong nhà. Bên cạnh đề tài nêu trên còn có một số đề tài khác đề

cập đến vấn đề điều khiển thiết bị từ xa khác, nhưng chưa có đề tài nào sử

dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị dùng Module Sim300CZ. Tuy nhiên,

các đề tài đi trước đã tạo nền tảng cho việc phát triển ý tưởng điều khiển thiết

bị từ xa qua tin nhắn SMS.

Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị

hiện nay tại Việt Nam đang còn rất mới mẻ và chưa đi vào thực tiễn ứng dụng

nhiều. Hầu hết các nghiên cứu đều là nghiên cứu tự phát của cá nhân những

người hay nhóm người muốn tìm hiểu về công nghệ này, vẫn chưa phải là một

hoạt động nghiên cứu mang tính chuyên nghiệp để có thể đưa vào ứng dụng.

Mặc dù vậy việc nghiên cứu vẫn có những nhen nhóm khi tập đoàn điện lực

EVN đã sử dụng công nghệ nhắn tin SMS để điều khiển máy cắt thông qua

Modem điện thoại của họ. Ước tính 70 triệu thuê bao di động ở Việt Nam năm

2009 khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và

Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao mỗi ngày phát triển

được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao. Dịch vụ về SMS cũng tăng lên rất

mạnh. Điều này là một lợi thế cho việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng

trong điều khiển tự động hóa.

1.2.2 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ

Dùng mạng điện thoại di động của các nhà cung cấp dịch vụ như

Viettel, Mobiphone, Vinaphone, S-Fone để gửi tin nhắn SMS điều khiển các

thiết bị và có thể nhận dữ liệu đáp ứng lại từ các thiết bị cho biết tình trạng

hoạt động ON/OFF của các thiết bị và gửi dữ liệu báo động cho người điều

khiển.

1.2.3 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT NGHIÊN CỨU



Đề tài này được thực hiện gồm 3 phần:

PHẦN A: GIỚI THIỆU, giới thiệu một cách khái quát về đề tài.

PHẦN B: NỘI DUNG, gồm 5 chương.

Chương 1: Tổng quan về đề tài, nêu lên những vấn đề hiện nay có liên

quan đến đề tài, tầm quan trọng của vấn đề và hướng giải quyết vấn đề đó. Cơ

sở lý luận, trình bày tổng quát đề cương nghiên cứu, các phương pháp, cách

thức nghiên cứu và kế hoạch để thực hiện đề tài.

Chương 2: Giới thiệu tổng quát về Module Sim300CZ, tập lệnh AT

Command, tổng quát về tin nhắn SMS, tổng quát về công nghệ GSM.

Chương 3: Giới thiệu tổng quát về Vi điều khiển Pic18f26k20, khảo sát

sơ đồ chân, tổ chức bộ chức, hoạt động Timer, hoạt động port nối tiếp, hoạt

động ngắt, truyền thông nối tiếp, chuyển đổi ADC...

Chương 4: Thiết kế và thi công mạch

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

PHẦN C: PHỤ LỤC

1.2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong đề tài này nhóm em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp

chí về điện tử và truy cập từ mạng internet.

- Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện thực tế đang có trên thị

trường và tham khảo thêm một số dạng mạch từ mạng Internet.

- Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mình

kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm em đã lắp ráp thử nghiệm nhiều

dạng mạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu.

Với đề tài này, nhóm em dựa vào sách giáo khoa và những kiến thức

được trang bị trong quá trình học tập cùng với sự trợ giúp của máy tính và

những thông tin trên mạng Internet. Ngoài ra, còn có những thiết bị trợ giúp

trong quá trình thiết kế mạch do nhóm em tự trang bị.



CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU MODULE SIM 300CZ, TẬP LỆNH

ATCOMMAND, TIN NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM

2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS

2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ 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. SMS xuất hiện

đầu tiên ở Châu âu vào năm 1992. Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn

về GSM (Global System for Mobile Communications). Một thời gian sau đó,

nó phát triển sang công nghệ wireless như CDMA và TDMA. Các chuẩn GSM

và SMS có nguồn gốc phát triển bởi ETSI. ETSI là chữ viết tắt của European

Telecommunications Standards Institute. Ngày nay thì 3GPP (Third

Generation Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm soát về sự phát triển và

duy trì các chuẩn GSM và SMS.

Như đã nói ở trên về tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, từ

cụm từ đó, có thể thấy được là dữ liệu có thể được 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 như mã hóa kí tự 7 bit được sử dụng (mã hóa kí tự 7

bit thì phù hợp với mã hóa các lí tự latin chẳng hạn như các lí tự alphabet của

tiếng Anh).

+ 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng

(các tin nhắn SMS không chứa các kí tự latin như kí tự chữ Trung Quốc phải

sử dụng mã hóa kí tự 16 bit).

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.Bên cạnh gữi tin nhắn dạng text

thì tin nhắn SMS còn có thể mang các dữ liệu dạng binary. Nó còn cho phép

gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác … tới một điện thoại

khác.



Một trong những ưu điểm nổi trội của SMS đó là nó được hỗ trợ bởi

các điện thoại có sử dụng GSM hoàn toàn. Hầu hết tất cả các tiện ích cộng

thêm gồm cả dịch vụ gửi tin nhắn giá rẻ được cung cấp, sử dụng thông qua

sóng mang wireless. Không giống như SMS, các công nghệ mobile như WAP

và mobile Java thì không được hỗ trợ trên nhiều model điện thoại.

Sử dụng tin nhắn SMS ngày càng phát triển và trở lên rộng khắp :

- Các tin nhắn SMS có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào.

Ngày nay, hầu hết mọi người đều có điện thoại di động của riêng mình

và mang nó theo người hầu như cả ngày. Với một điện thoại di động , bạn có

thể gửi và đọc các tin nhắn SMS bất cứ lúc nào bạn muốn, sẽ không gặp khó

khăn gì khi bạn đang ở trong văn phòng hay trên xe bus hay ở nhà…

- Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại mà tắt nguồn.

Nếu như không chắc cho một cuộc gọi nào đó thì bạn có thể gửi một tin

nhắn SMS đến bạn của bạn thậm chí khi người đó tắt nguồn máy điện thoại

trong lúc bạn gửi tin nhắn đó. Hệ thống SMS của mạng điện thoại sẽ lưu trữ

tin nhắn đó rồi sau đó gửi nó tới người bạn đó khi điện thoại của người bạn

này mở nguồn.

- Các tin nhắn SMS ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ

liên lạc với người khác

Việc đọc và viết các tin nhắn SMS không gây ra ồn ào. Trong khi đó,

bạn phải chạy ra ngoài khỏi rạp hát, thự viện hay một nơi nào đó để thực hiện

một cuộc điện thoại hay trả lời một cuộc gọi. Bạn không cần phải làm như vậy

nếu như tin nhắn SMS được sử dụng.

- Các điện thoại di động và chúng có thể được thay đổi giữa các

sóng mang Wireless khác nhau.

Tin nhắn SMS là một công nghệ rất thành công và trưởng thành. Tất cả

các điện thoại mobile ngày nay đều có hỗ trợ nó. Bạn không chỉ có thể trao

đổi các tin nhắn SMS đối với người sử dụng mobile ở cùng một nhà cung cấp

dịch vụ mạng sóng mang wireless, mà đồng thời bạn cũng có thể trao đổi nó

với người sử dụng khác ở các nhà cung cấp dịch vụ khác.



- SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử

dụng cùng với nó.

Nói như vậy là do:

Thứ nhất, tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử

dụng công nghệ GSM. Xây dựng các ứng dụng wireless trên nền công nghệ

SMS có thể phát huy tối đa những ứng dụng có thể dành cho người sử dụng.

Thứ hai, các tin nhắn SMS còn tương thích với việc mang các dữ liệu

binary bên cạnh gửi các text. Nó có thể được sử dụng để gửi nhạc chuông,

hình ảnh, hoạt họa …

Thứ ba, tin nhắn SMS hỗ trợ việc chi trả các dịch vụ trực tuyến.

2.1.2 CẤU TRÚC MỘT TIN NHẮN SMS

Nội dung của một tin nhắn SMS khi được gửi đi sẽ được chia làm 5

phần như sau :

- Instructions to air interface : Chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao

diện

không khí) .

- Instructions to SMSC : Chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC

(short message service centre).

- Instructions to handset : Chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay.

- Instructions to SIM (optional) : Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM

(Subscriber Identity Modules).

- Message body : Nội dung tin nhắn SMS.

2.1.3 TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI

Một trong những trở ngại của công nghệ SMS là tin nhắn SMS chỉ có

thể mang một lượng giới hạn các dữ liệu. Để khắc phục trở ngại này, một mở



rộng của nó gọi là SMS chuỗi (hay SMS dài) đã ra đời. Một tin nhắn SMS

dạng text dài có thể chứa nhiều hơn 160 kí tự theo chuẩn dùng trong tiếng

Anh. Cơ cấu hoạt động cơ bản SMS chuỗi làm việc như sau: điện thoại di

động của người gửi sẽ chia tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi

các phần nhỏ này như một tin nhắn SMS đơn. Khi các tin nhắn SMS này đã

được gửi tới đích hoàn toàn thì nó sẽ được kết hợp lại với nhau trên máy di

động của người nhận.

Khó khăn của SMS chuỗi là nó ít được hỗ trợ nhiều so với SMS ở các

thiết bị có sử dụng sóng wireless.

2.1.4 SMS CENTER/SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt

động liên quan tới SMS của một mạng wireless. Khi một tin nhắn SMS được

gửi đi từ một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâm

SMS. Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (người

nhận). Một tin nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng

(netwok) (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích thực

sự của nó. Nhiệm vụ duy nhất của một SMSC là luân chuyển các tin nhắn

SMS và điều chỉnh quá trình này cho đúng với chu trình của nó. Nếu như máy

điện thoại của người nhận không ở trạng thái nhận (bật nguồn) trong lúc gửi

thì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này. Và khi máy điện thoại của người nhận mở

nguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tới người nhận.

Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyển

lưu thông SMS của một mạng wireless. Hệ thống vận hành mạng luôn luôn

quản lí SMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thống mạng

wireless. Tuy nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có

vị trí bên ngoài của hệ thống mạng wireless.

Bạn phải biết địa chỉ SMSC của hệ thống vận hành mạng wireless để sử

dụng, tinh chỉnh chức năng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn. Điển hình

một địa chỉ SMSC là một số điện thoại thông thường ở hình thức, khuôn mẫu

quốc tế. Một điện thoại nên có một thực đơn chọn lựa để cấu hình địa chỉ



SMSC. Thông thường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ

thống mạng wireless. Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay

đổi nào cả.

2.1.5 NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng

mục gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa

các nhà điều hành quốc tế với nhau. Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục

bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn

tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa

các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau.

Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với

gửi trong nước. Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửi

cho mạng khác trong cùng một quốc gia <= chi phí cho việc gửi tin nhắn

SMS quốc tế.

Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ hay

thậm chí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽ

của hệ thống SMS toàn cầu.

2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông tin

di động số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2G(second

generation) có cấu trúc mạng tế bào, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói và

chuyển giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz,

900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz, được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI)

quy định.

GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộc

vào phần cứng, người ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.

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 roaming với nhau nhờ đó 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 roaming cho thuê

bao của mình với các mạng khác trên toàn thế giới. Và công nghệ GSM cũng

phát triển thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền với

tốc độ cao hơn sử dụng EDGE.

GSM hiện chiếm 85% thị trường di động với 2,5 tỷ thuê bao tại 218

quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể

roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng

GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.

2.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM

- Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến

126 kí tự.

- Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với

tốc độ hiện hành lên đến 9.600 bps.

- Tính phủ sóng cao: Công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao

trong toàn mạng mà còn chuyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà

không có một sự thay đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất

của công nghệ GSM(dịch vụ roaming).

- 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.

- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối

với băng tần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM

1800/1900Mhz.

- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh

3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps).

2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM



2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát

Hình 2.1 Cấu trúc của công nghệ GSM

Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).

- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).

- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).

- Trạm di động MS (Mobile Station).

2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM

Hình 2.2 Các thành phần mạng GSM



2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM

Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993. Hiện, ba nhà cung cấp

di động công nghệ GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và

Viettel Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thị

trường với số lượng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua.

Hiện nay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng của

các nhà cung cấp dịch vụ theo công nghệ GSM.

Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có

khoảng 70 triệu thuê bao di động. Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam

là VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng

thuê bao mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao.

2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM300CZ, TẬP LỆNH AT COMMAND.

2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM300CZ

Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời máy tính.

Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator. Và

định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này

sẽ làm cái gì. Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữ liệu đầu cuối được

điều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệu qua các đường dây

truyền dẫn. Ở một mặt khác của đường dây, một modem khác thứ hai điều chế

dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó.

Các modem ngày xưa chỉ tương thích cho việc gữi nhận dữ liệu. Đễ

thiết lập một kết nối thì một thiết bị thứ hai như một dialer thì được cần đến.

Đôi khi kết nối cũng được thiết lập bằng tay bằng cách quay số điện thoại

tương ứng và một khi modem được bật thì kết nối coi như được thực thi. Các

máy tính loại nhỏ ở các năm 70 thâm nhập vào thị trường là các gia đình, cùng

với chi phí thì sự thiếu hụt về kiến thức kỹ thuật trở thành một vấn đề nan giải

Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một

mạng wireless GSM. Một modem wireless thì cũng hoạt động giông như một

modem quay số. Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và



nhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một

modem wireless thì việc gữi nhận dữ liệu thông qua sóng.

Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1

thẻ sim với một mạng wireless để hoạt động.

Module Sim300CZ là một trong những loại modem GSM. Nhưng

Module Sim300CZ đựoc nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó

sữ dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS

1800 Mhz và PCS 1900Mhz, tính năng GPRS của Sim 300CZ có nhiều lớp

8 lớp điện dung

10 lớp điện dung

Và hỗ trợ GPRS theo dang đồ thị mã hóa CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

2.3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM300CZ.

1. Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 4,5V

2. Nguồn lưu trữ

3. Băng tần

EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz,

Sim300CZ có thể tự động tìm kiếm các băng tần

Phù hợp với GSM Pha 2/2+

4. Loại GSM là loại MS nhỏ

5. Kết nối GPRS

GPRS có nhiều rãnh loại 8 ( lựa chọn )

GPRS có nhiều ránh loại 10 ( tự động )

6. Giới hạn nhiêt độ:

Bình thường -300C tới +700C

Hạn chế : - 350C tới -300C và +700C tới +800C

Nhiệt độ bảo quản: -450C tới 850C

7. Dữ liệu GPRS:

GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps

GPRS dữ liệu úp lên: Max 42.8 kbps

Sơ đồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4



Sim 300 CZ hổ trợ giao thức PAP ,kiểu sử dụng kết nối

PPP

Sim 300CZ tích hợp giao thức TCP/IP

Chấp nhận thông tin được điều chỉnh rộng rãi

8.CSD:

Tốc độ truyền dẫn CSD: 2; 4; 8; 9; 6; 14 KPPS

Hỗ trợ USSD

9.SMS:

MT, MO, CB, Text and PDU mode

Bộ nhớ SMS: Sim, card

10. FAX:

Nhóm 3 loại 1

11.Sim card:

Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v

12. Anten ngoài:

Kết nối thông qua anten ngoài 500km hoặc đế anten

13. Âm thanh:

Dạng mã hòa âm thanh.

Mức chế độ (ETS 06.20)

Toàn bộ chế độ (ETS 06.10)

Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)

Loại bỏ tiếng dội

14.Giao tiếp nối tiếp và sự ghép nối:

Cổng nối tiếp: 7 Cổng nối tiếp( ghép nối)

Cổng kết nối có thể Sd với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh

ATCommand tới mudule điều khiển

Cổng nối tiếp có thể Sd chức năng giao tiếp

Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS

Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD

Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử dụng sữa lỗi



15. Quản lý danh sách:

Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC,ON, MC

16. Sim Application toolkit:

Hỗ trợ SAT loại GSM 11,14 bản 99

17. Đồng hồ thời gian thực:

Người cài đặt

18. Times function:

Lập trình thông qua AT Command

19. Đặc tính vật lý (đặc điểm):

Kích thướt 50±0.15 x 33±0.15 x7.7±0.3mm

Nặng 13.8 kg

20. Chương trình hoàn thiện:

Bảng phối hợp:

Coding scheme 1.Time & lot 2. Tome slot 4. Time slot

CS – 1 9. oskbps 18.1 kbps 36. 2 kbps

CS – 2 13.4 kbps 26.8 kbps 53.6 kbps

CS – 3 15.6 kbps 31.2 kbps 62.4 kbps

CS – 4 21.4 kbps 42.8 kbps 85.6 kbps

Hình 2.3 Module Sim300CZ

2.3.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN



S 1

SIM 300C z

V C C -E XT1 5

V R TC1 4

V C H G1 1

D C D3 7

D TR3 9

R XD4 1

TXD4 3

R TS4 5

C TS4 7

R I4 9

D B G -R XD4 8

D B G -TXD5 0

TE

MP

-BA

T13

PW

RK

EY

17

NE

TLI

GH

T16

BU

ZZ

ER

23

GN

D2

GN

D4

GN

D6

GN

D8

GN

D10

AG

ND

51

AG

ND

52

ST

AT

US

19

GP

IO-0

21

GP

IO-1

35

AD

C-0

12

D I S P -R S T4 6D I S P -D / C4 4D I S P -D A T4 2D I S P -C L K4 0D I S P -C S3 8

M I C 1 P5 4

M I C 1 N5 6

M I C 2 P5 8

M I C 2 N6 0

S P K 1 P5 3

S P K 1 N5 5

S P K 2 P5 7

S P K 2 N5 9

KB

C0

18

KB

C1

20

KB

C2

22

KB

C3

24

KB

C4

26

KB

R0

28

KB

R1

30

KB

R2

32

KB

R3

34

KB

R4

36

VB

AT

1

VB

AT

3

VB

AT

5

VB

AT

7

VB

AT

9

SIM

-CLK

31S

IM-D

AT

A29

SIM

-RS

T27

SIM

-PR

ES

EN

CE

33S

IM-V

CC

25 Hình 2.4 Sơ đồ chân của Module Sim300CZ

+ Chân 1, 3,5,7,9: 5 chân của dip được dành riêng để kết nối tới nguồn cung

cấp, nguồn cung cấp của Sim300CZ là nguồn đơn VDAT là 3,4 V – 4,5 V

+ Chân 2,4,6,8,10: chân max

+ Chân 11 (VCHG) : Voltage input for the charge circuit; making the system

detect the charger.

+ Chân 12 (ADC) : Chân vào của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số

+ Chân 13 (TEMP-BAT):

+ Chân 14 ( VRTC): Current input for RTC when the battery is not supplied

for the system.Current output for backup battery when the main battery is

present and the backup battery is in low voltage state.

+ Chân 15 (VCC-EXT) :Supply 2.93V voltage for external circuit.

Bymeasuring this pin, user can judge whether the system is power on or off.

When the voltage is low, the system is power off. Otherwise, the system is

power on

+ Chân 16 ( NETLIGHT): đầu ra dùng để chỉ báo mạng kết nối được hệ

thống.

+ Chân 17 (PWRKEY): chân này dùng để điều khiển hệ thống bật/tắt

+ Chân 18, 20, 22, 24, 26 (KBC): bàn phím.



+ Chân 19 (STATUS) : báo trình trạng công việc.

+ Chân 21, 35 (GPIO) :Normal input/output port

+ Chân 23 (BUZZER) : đầu ra chuông

+ Chân 25 ( SIM VCC) : nguồn cung cấp cho thẻ sim.

+ Chân 27 ( SIM RST) :chân reset cho mạch sim

+ Chân 28, 30, 32, 34, 36 ( KBR ):chân kết nối với bàn phím

+ Chân 29 ( SIM DATA) : đầu ra dữ liệu chân sim

+ Chân 31 ( SIM CLK ): chân thời gian của sim

+ Chân 33 (SIM PRESENCE ) :chân dò tìm mạng

+ Chân 37 (DCD): Data carrier detection

+ Chân 38 (DISP CS):

+ Chân 40 (DISP CLK) :

+ Chân 42 (DISP DATA ) :

+ Chân 44 (DISP D/C ):

+ Chân 46 ( DISP RST ): chân ra giao tiếp với mạng hình

+ Chân 39 ( DTR ) : chân đầu cuối dữ liệu

+ Chân 41 (RXD ) : chân nhận dữ liệu

+ Chân 43 (TXD ) : chân truyền dữ liệu

+ Chân 45 ( RTS ) : Request to send

+ Chân 47 ( CTS ) : Clear to send

+ Chân 49 ( RI ) : Ring indicator

+ Chân 48 ( DBG RXD ) : đầu ra dùng để điều chỉnh trong nhận dữ liệu

+ Chân 50 ( DBG TXD ) : đầu ra dùng để điều chỉnh trong truyền dữ liệu

+ Chân 51, 51 ( AGND ) : chân max

+ Chân 53 ( SPK1P), 55 ( SPK1N ) : chân output

+ Chân 54 ( MIC1P ), 56 ( MIC1N ) : chân input

+ Chân 57 ( SPK2P ), 59 ( SPK2N) : chân output

+ Chân 58 ( MIC2P ), 60 ( MIC2N ) :chân input

2.3.4 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM300CZ



Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời của máy

tính. Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và

demodulator. Và định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần

nào là thiết bị này sẽ làm cái gì. Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữ

liệu đầu cuối được điều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệu

qua các đường dây truyền dẫn. Ở một mặt khác của đường dây, một modem

thứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó.

Khi chúng ta xem trong RS232 port layout thì chuẩn RS232 miêu tả

một kênh tryuền thông với bộ kết nối 25 chân DB25, nó được thiết kế để thực

thi quá trình truyền các lệnh đến modem được kết nối với nó. Thao tác này bao

gồm cả các lệnh quay một số điện thoại nào đó. Không máy đó là các quá trình

dùng RS232 với chi phí thấp này chỉ thể hiện trên các máy tính ở các hộ gia

đình trong những năm 70, và kênh truyền thông thứ 2 không được thực thi.

Thế nên nhất thiết phải có một phương pháp được thiết lập để sử dụng kênh dữ

liệu hiện tại để không chỉ truyền dữ liệu từ một điểm đầu cuối này tới một

điểm đầu cuối khác mà nó còn nhắm tới modem duy nhất. Dennis Hayes đã

đưa ra giải pháp cho vấn đề này trong năm 1977. Modem thông minh

( Smartmodem ) của ông sử dụng chuẩn truyền thông RS232 đơn giản kết nối

tới một máy tính để truyền cả câu lệnh và dữ liệu. Bởi vì mõi lệnh bắt đầu với

chữ AT trong chữ Attention nên ngôn ngữ điều khiển được định nghĩa bởi

Hayes nhanh chóng đựoc biết đến với bộ lệnh Hayes AT. Chính vị sự đơn giản

và khả năng thực thi với chi phí thấp của nó, bộ lệnh Hayes AT nhanh chóng

được sử dụng phổ biến trong các modem của các nhà sản xuất khác nhau. Khi

chức năng và độ tích hợp của các modem ngày càng tăng cùng thời gian, nên

làm cho ngôn ngữ lệnh Hayes AT càng phức tạp. Vì thế nhanh chóng mỗi nhà

sản xuất modem đã sử dụng ngôn ngữ riêng của ông ấy. Ngày nay bộ lệnh AT

bao gồm cả các lệnh về dữ liệu, fax, voice và các truyền thông SMS

Các 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 được gọi là các lệnh AT.



Nhiều lệnh của nó được sử dụng để điều khiển các modem quay số sử

dụng dây mối (wired dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA

(Answer), ATH (Hool control) và ATO (return to online data state), cũng

được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động.

Bên cạch bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các

điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công

nghệ GSM. Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+ CMGS (gửi tin

nhắn SMS), AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ một vùng lư trữ), AT+CMGL

(chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS) và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS).

Ngoài ra, các modem GSM còn hỗ trợ một bộ lệnh AT mở rộng. Những

lệnh AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của GSM. Với các lệnh

AT mở rộng này,bạn có thể làm một số thứ như sau:

Đọc,viết, xóa tin nhắn

Gửi tin nhắn SMS

Kiểm tra chiều dài tín hiệu

Kiểm tra trạng thái sạc bin và mức sạc của bin.

Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ

Số tin nhắn SMS có thể được thực thi bởi một modem SMS trên một

phút thì rất thấp, nó chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin nhắn SMS trên 1 phút.

2.3.4.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim300CZ:

Lệnh AT<cr>

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:

Ok

Bắt đầu thực hiện các lệnh tiếp theo.

Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:

+CMS ERROR <err>

Lệnh AT+CMGF=[<mode>] <cr>




Ok

<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU

1 dạng dữ liệu kiểu text


+CMS ERROR <err>

Lệnh AT&W[<n>]


Ok

Lưu cấu hình cho GSM Module Sim300CZ


+CMS ERROR <err>

Lệnh ATE[<value>]


Ok

<value> 0 Tắt chế độ Echo

1 Bật chế độ Echo


+CMS ERROR <err>

2.3.4.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi:

Lệnh quay số:

ATD<cr>

Ví dụ: muốn quay số tới số điện thoại 01266609025 thi ta gõ lệnh

ATD01266609025;<cr>

<cr>: Enter

Lệnh nhấc máy:

ATA<cr>

Ví dụ: khi có số điện thoai nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên modem

Sim300Cz, ta muốn nhất máy để kết nối thì gõ lệnh

ATA <cr>



Lệnh bỏ cuộc gọi:

ATH<cr>

Ví dụ: khi có số điện thoai nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên modem

Sim300Cz, ta không muốn nhấc máy mà từ chối cuộc gọi thì gõ lệnh

ATH<cr>

2.3.4.3 Các lệnh về SMS

Lệnh Xóa tin nhắn

AT+CMGD

Ví dụ: muốn xóa một tin nhắn nào đó được lưu trên sim thì ta thực hiện lệnh

sau.

AT+CMGD=<index> <cr>

<index>: vị trí ngăn nhớ lưu tin nhắn


Ok


+CMS ERROR <err>

Lệnh đọc tin nhắn:

AT+CMGR=<index>[,mode] <cr>

<index> : số nguyên, đó là vị trí ngăn nhớ chứa tin nhăn cần đọc

<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU

1 dạng dữ liệu kiểu text

Nếu như lệnh được thực hiện thì kiểu dữ liệu trả về dưới dạng text ( mode=1):

Từ SMS-DELIVER:

+CMGR:<stat>,<oa>,

[<alpha>],<scts>[,<tooa>,<fo>,<pid>,<dcs>,<sca>,<tosca>,<length>]<

CR><LF><data>

Từ SMS-SUBMIT:

+CMGR:<stat>,<da>,[<alpha>][,<toda>,<fo>,<pid>,<dcs>,

[<vp>],<sca>,<tosca>,<length>]<CR><LF><data>

Từ SMS-STATUS-REPORTs:



+CMGR: <stat>,<fo>,<mr>,[<ra>],[<tora>],<scts>,<dt>,<st>

Từ SMS-COMMANDs:

+CMGR:<stat>,<fo>,<ct>[,<pid>,[<mn>],[<da>],

[<toda>],<length><CR><LF><cdata>]

Từ CBM storage

+CMGR:<stat>,<sn>,<mid>,<dcs>,<page>,<pages><CR><LF>

<data>

Nếu dữ liệu trả về dạng PDU(mode=0):

+CMGR: <stat>,[<alpha>],<length><CR><LF><pdu>

Nếu lệnh bị lỗi thì trả về dưới dạng:

+CMS ERROR: <err>

Lệnh gửi tin nhắn SMS:

AT+CMGS

Nếu gửi tin nhắn dưới dạng text:

(+CMGF=1):

+CMGS=<da>[,<toda>]<CR> text is entered <ctrl-Z/ESC>

Nếu gửi tin nhắn dạng PDU:

(+CMGF=0):

+CMGS=<length><CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>

Lệnh được thực hiện thành công thi dữ liệu trả về:

Dạng text : +CMGS: <mr>

OK

Dạng PDU : +CMGS: <mr>

OK

Lệnh bị lổi : +CMS ERROR: <err>

Lệnh viết tin nhắn rồi lưu vào ngăn nhớ:

AT+CMGW

Nếu viết tin nhắn dưới dạng text :

AT+CMGW=[<oa/da>[,<tooa/toda>[,<stat>]]]<CR>text is entered

<ctrl-Z/ESC> <ESC>



Lệnh được thực hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:

+CMGW: <index>

OK

Lệnh sai:

+CMS ERROR: <err>

Nếu viết tin nhắn dưới dạng PDU:

AT+CMGW=<length>[,<stat>]<CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>

Lệnh gửi tin nhắn từ một ngăn nhớ nào đó:

AT+CMSS=<index>[,<da>[,<toda>]]

Nếu lệnh được thực hiện thành công dữ liệu trả về dạng:

Dạng text: +CMGS: <mr> [,<scts>]

OK

Dạng PDU: +CMGS: <mr> [,<ackpdu>]

OK

Nếu lệnh bị lỗi:

+CMS ERROR: <err>

Lệnh báo hiệu tin nhắn mới:

AT+CNMI=[<mode>[,<mt>[,<bm> [,<ds>[,<bfr>]]]]]

Nếu lệnh được thưch hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:

OK

Nếu lệnh bị lỗi:

+CMS ERROR: <err>

2.3.4.4 Các lệnh về GPRS

AT+CGATT : lệnh gán hay tách thiết bị khỏi GPRS

AT+CGDCONT : định nghĩa dạng PDP

AT+CGQMIN : chất lượng dich vụ ở mức thấp nhất

AT+CGQREQ : chất lượng dich vụ

AT+CGDATA : trạng thái dữ liệu vào

AT+CGREG : tình trạng đăng ký của mạng

AT+CGCOUNT : đếm gói dữ liệu vào



2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP

Lệnh bắt đầu kết nối TCP hay UDP

AT+CIPSTART=<mode>,[<IPaddress>,<domain name>],<port>

Trong đó:

<mode> : tham số báo kiểu kết nối TCP hay UDP

<IP address> : địa chỉ IP của người điều khiển từ xa

<port> :

<domain name> : tên miền của người điểu khiển từ xa

Nếu lệnh thực hiện đúng thì lệnh trả về :

CONNECT OK

Nếu lệnh thực hiện

2.3.4.6 Các lệnh khác

Lệnh nghỉ

AT+CFUN

Ví dụ muốn tắt hết chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và các chức

năng liên quan đến sim thì gõ lệnh:

AT+CFUN=0 <cr>

OK

Lệnh chuyển từ chế độ nghỉ sang chế độ hoạt động bình

thường

AT+CFUN

Ví dụ sim đang ở chế độ nghỉ ta muốn chuyển sang chế độ hoạt động bình

thường thi gõ lệnh:

AT+CFUN=1 <cr>

OK

Lệnh reset mode

ATZ <cr>

OK

Lệnh tắt chế độ echo

ATE0 <cr>



2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu:

- Lấy thông tin cơ bản về điện thoại di động hay modem GSM/GPRS. Ví

dụ như tên của nhà sản xuất (AT+CGMI), số model (AT+CGMM), số IMEI

(International Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phần

mềm (AT+CGMR).

- Lấy các thông tin cơ bản về những người kí tên dưới đây. Thí dụ,

MSISDN (AT+CNUM) và số IMS (International Mobile Subscriber Identity)

(AT+CIMI).

- Lấy thông tin trạng thái hiện tại của điện thoại di động hay modem

GSM/GPRS. Ví dụ như trạng thái hoạt động của điện thoại (AT+CPAS), trạng

thái đăng kí mạng mobile (AT+CREG), chiều dài sóng radio (AT+CSQ), mức

sạc bin và trạng thái sạc bin (AT+CBC).

- Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hay tìm kiếm (AT+CPBF) cá mục

về danh bạ điện thoại (phonebook).

- Thực thi các nhiệm vụ liên quan tới an toàn, chẳng hạn như mở hay

đóng các khóa chức năng (AT+CLCK), kiểm tra xem một chức năng được

khóa hay chưa (AT+CLCK) và thay đổi password (AT+CPWD).

- Điều khiển hoạt động của các mã kết quả/các thông báo lỗi của các lệnh

AT. Ví dụ, bạn có thể điều khiển cho phép hay không cho phép kích hoạt hiển

thị thông báo lỗi (AT+CMEE) và các thông báo lỗi nên được hiển thị theo

dạng số hay theo dạng dòng chữ (AT+CMEE=1 hay AT+CMEE=2).

- Thiết lập hay thay đổi cấu hình của điện thoại di dộng hay modem

GSM/GPRS. Ví dụ, thay đổi mạng GSM (AT+COPS), loại dịch vụ của bộ

truyền tin (AT+CBST), các thông số protocol liên kết với radio (AT+CRLP),

địa chỉ trung tâm SMS (AT+CSCA) và khu vực lưu trữ các tin nhắn SMS

(AT+CPMS).

- Lưu và phục hồi các cấu hình của điện thoại di động hay modem

GSM/GPRS. Ví du, lưu (AT+COPS) và phục hồi (AT+CRES) các thiết lập

liên quan tới tin nhắn SMS chẳng hạn như địa chỉ trung tâm tin nhắn SMS.



CHƯƠNG 3

KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F26K20

3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PIC18F26K20.

3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PIC18F26K20

Khối xử lí trung tâm mà đóng vai trò chính là Pic 18F26K20 sẽ làm

nhiệm vụ chính là tiếp nhận và xử lí các dữ liệu đến và đi một cách tự động.

Đề tài sử dụng PIC 18F26K20 vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các vi

điều khiển khác.Về mặt tính năng và công năng thì có thề xem PIC vượt trội

hơn rất nhiều so với 89 với nhiều module được tích hợp sẵn như ADC 10

BIT, PWM 10 BIT, EEPROM 256 BYTE, COMPARATER, VERF

COMPARATER…Về mặt giá cả thì có đôi chút chênh lệch như giá 1 con

89S52 khoảng 20.000 thì PIC18F26K20 là 60.000 nhưng khi so sánh như thế

thì ta nên xem lại phần linh kiện cho việc thiết kế mạch nếu như xài 89 muốn

có ADC bạn phải mua con ADC chẳng hạn như ADC 0808 hay 0809 với giá

vài chục ngàn và bộ opamp thì khi sử dung PIC nó đã tích hợp cho ta sẵn các

module đó có nghĩa là bạn ko cần mua ADC, Opam, EPPROM vì PIC đã có

sẵn trong nó. Ngoài chúng ta sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn trong thiết kế board,

khi đó board mạch sẽ nhỏ gọn và đẹp hơn dễ thi công hơn rất nhiều, vì tính về

giá cả tổng cộng cho đến lúc thành phẩm thì PIC có thể xem như rẻ hơn 89.

Một điều đặc biệt nữa là tất cả các con PIC được sử dụng thì đều có chuẩn PI

tức chuẩn công nghiệp thay vì chuẩn PC (chuẩn dân dụng).

Ngoài ra, PIC có ngôn ngữ hổ trợ cho việc lập trình ngoài ngôn ngữ

Asembly còn có ngôn ngữ C thì có thề sử dung CCS, HTPIC, MirkoBasic,…

và còn nhiều chương trình khác nữa để hỗ trợ cho việc lập trình bên cạnh ngôn

ngữ kinh điển là asmbler thì sử dụng MPLAB IDE. Bên cạnh đó với bề dày

của sự phát triển lâu đời PIC đã tạo ra rất nhiều diễn đàn sôi nổi về PIC cả

trong và ngoài nước. Chính vì vậy chúng ta sẽ có nhiều thuận lợi trong việc dễ

dàng tìm kiếm các thông tin lập trình cho các dòng PIC.



Dòng PIC 18F26K20 được chọn sử dụng trong đề tài là dòng phổ thông

với các tính năng cơ bản và dễ cho việc sử dụng với:

- Tập lệnh để lập trình chỉ có 35 lệnh rất dễ nhớ và dễ học, có độ dài 16bit.

Mỗi lệnh đều được thực thi trong 1 chu kỳ xung clock. Tốc độ hoạt động tối

đa cho phép là 64MHz.

- 64k Flash Rom.

- 3936 Bytes Ram.

- 1024 Bytes EEPROM

- 4 Port điều khiển vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập, với dòng ra cao có

thề

kích trực tiếp các transirtor mà ko cần wa bộ buffer.

- 4 bộ định thời Timer0, Timer1, Timer2, Timer3

- 1 bộ định thời Timer0 8 bit có thể lập trình được.

- 3 bộ định thời Timer1, Timer2 và Timer3 16 bit có thể hoạt động trong chế

độ sleep với nguồn xung clock ngoài.

- 2 bộ module CCP ( bao gồm Capture bắt giữ, Compare so sánh, PWM điều

chế xung 10 bit) và 1 bộ module ECCP.

- 1 bộ ADC với 10 kênh ADC 10 bit .

- 2 bộ so sánh tương tự hoạt động độc lập.

- Bộ giám sát định thời Watchdog timer.

- Cổng giao tiếp song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển.

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp MSSP (SPI/I2C)

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART (AUSART/EUSART) với 9bit địa chỉ

- Hỗ trợ giao tiếp I2C.

- 15 nguồn ngắt.

- Chế độ sleep tiết kiệm năng lượng.

- Chức năng bảo mật chương trình

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP( In Cỉcuit Serial Programming)

thông qua 2 chân.

- Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.



- Tần số hoạt động tối đa là 64Mhz.

- Bộ nhớ Flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần

- Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần

- Dữ liệu EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm

- Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm.

3.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC18F26K20

Hình 3.1 Sơ đồ khối Vi điều khiển Pic18F26K20

3.2 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN



3.2.1 SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F26K20

Hình 3.2 Vi điều khiển Pic18F26K20 và các dạng sơ đồ chân

3.2.2 TỔ CHỨC BỘ NHỚ.

Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao gồm bộ nhớ

chương trình (Program memory) và bộ nhớ dữ liệu (Data Memory).

3.2.2.1 Bộ nhớ chương trình.

Bộ nhớ chương trình của Vi điều khiển Pic 18F26K20 là bộ nhớ flash,

dung lượng bộ nhớ 64K word (1 word = 16bit).

Để mã hóa được địa chỉ của 64k word bộ nhớ chương trình, bộ đếm

chương trình có 21bit (PC<20:0>).

Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ

0000h (Reset vertor). Khi có ngắt xảy ra, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa



chỉ 0008h (Interrupt vertor). Bộ nhớ chương trình bao gồm bộ nhớ Stack và

được địa chỉ hóa bởi bộ đếm chương trình.

Hình 3.3 Bộ nhớ chương trình Pic 18F26K20

3.2.2.2 Bộ nhớ dữ liệu

Bộ nhớ dữ liệu của Pic là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiều

bank. Đối với Pic 18F26K20 bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm 16 bank.



Hình 3.4 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu Pic 18F26K20



Hình 3.5 Địa chỉ thanh ghi của Pic 18F26K20

3.2.3 CÁC CỔNG I/O CỦA PIC18F26K20.

Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng

để tương tác với thế giới bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua



quá trình tương tác đó, chức năng của vi điều khiển được thể hiện một cách rõ

ràng.

Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin),

tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất

nhập và số lượng chân trong mỗi cổng có thể khác nhau. Bên cạnh đó, do vi

điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bên

cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn có

thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu

trên đối với thế giới bên ngoài. Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi

cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được thông qua các thanh

ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó.

Vi điều khiển PIC18F26K20 có 4 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA,

PORTB, PORTC và PORTE.

PORTA

PORTA (RPA) bao gồm 8 I/O pin. Đây là các chân “hai chiều”

(bidirectional pin), nghĩa là có thể xuất và nhập được. Chức năng I/O này được

điều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ 92h). Muốn xác lập chức năng của

một chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng với chân đó

trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân

trong PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong

thanh ghi TRISA. Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và các

thanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối với PORTA là TRISA, đối với

PORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, và đối với PORTE là TRISE).

Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADECLARE, bộ so sánh, ngõ vào

analog ngõ vào xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP

(Master Synchronous Serial Port). Đặc tính này sẽ được trình bày cụ thể trong

phần sau. Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:

PORTA (địa chỉ 80h) : chứa giá trị các pin trong PORTA.

TRISA (địa chỉ 92h) : điều khiển xuất nhập.

CM1CON0 (địa chỉ 7Bh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh 1.



CM2CON0 (địa chỉ 7Ah) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh 2.

CVRCON (địa chỉ B5h) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp.

LATA (địa chỉ 89h) : thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTA.

ANSEL (địa chỉ 7Eh) : thanh ghi

SLRCON (địa chỉ 78h) :

PORTB

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISB (địa chỉ 93h). Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử

dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển với các chế độ nạp

khác nhau. PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0. PORTB

còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương

trình. Cấu trúc bên trong và chức năng cụ thể của từng chân trong PORTB sẽ

được trình bày cụ thể trong Phụ lục 1. Các thanh ghi SFR liên quan đến

PORTB bao gồm:

PORTB (địa chỉ 81h) : chứa giá trị các pin trong PORTB

TRISB (địa chỉ 93h) : điều khiển xuất nhập

INTCON (địa chỉ F2h) : chứa các bit điều khiển và các bit cờ hiệu.

INTCON2 (địa chỉ F1h)

INTCON3 (địa chỉ F0h).

SLRCON (địa chỉ 78h)

LATB (địa chỉ 8Ah) :thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTB.

WPUB (địa chỉ 7Ch)

IOCB (địa chỉ 7Dh)

ANSELH (địa chỉ 7Fh)

PORTC

PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng

là TRISC. Bên cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh,

bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.

Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:

PORTC (địa chỉ 82h) : chứa giá trị các pin trong PORTC



TRISC (địa chỉ 94h) : điều khiển xuất nhập.

LATC (địa chỉ 8Bh) : điều khiển dữ liệu PORTC

T1CON (địa chỉ CDh)

T3CON (địa chỉ B1h)

TXSTA (địa chỉ ACh)

RCSTA (địa chỉ ABh)

SSPCON1 (địa chỉ C6h)

CCP1CON (địa chỉ BDh)

CCP2CON (địa chỉ BAh)

ECCP1AS (địa chỉ B6h)

SLRCON (địa chỉ 78h)

PORTE

PORTE (RPE) gồm 1 chân I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương

ứng là TRISE.

Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm:

+ PORTE (địa chỉ 84h) : chứa giá trị các chân trong PORTE.

+ TRISE (địa chỉ 96h) : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho

chuẩn giao tiếp PSP.

+ LATE (địa chỉ 8Dh) : thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTE.

+ SLRCON (địa chỉ 78h)

+ ANSEL (địa chỉ 7Eh)

3.3 BỘ CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ (ADC)

ADECLARE (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu

giữa hai dạng tương tự và số. Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương tự sang tín

hiệu số là 10 bit số tương ứng và được lưu trong hai thanh ghi ADRESH và

ADRESL. Khi không sử dụng bộ chuyển đổi ADECLARE, các thanh ghi này

có thể được sử dụng như các thanh ghi thông thường khác. Khi quá trình

chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào hai thanh ghi

ADRESH:ADRESL, bit GO/DONE (ADECLAREON0<2>) được xóa về 0

và cờ ngắt ADIF được set.



Hình 3.6 Sơ đồ khối của AD

Hình 3.7 Chu kỳ xung clock và tần số làm việc của ADC

3.3.1 KẾT QUẢ CHUYỂN ĐỔI AD.

Có 2 cách lưu kết quả của chuyển đổi 10bit A/D , bên trái hoặc bên

phải. Việc lựa chọn các cách lưu được điều khiển bởi bit ADFM và được minh

họa cụ thể trong hình sau:



Hình 3.8 Các cách lưu kết quả chuyển đổi 10bit A/D

3.3.2 CÁC BƯỚC CHUYỂN ĐỔI TỪ TƯƠNG TỰ - SỐ.

Thiết lập cấu hình cho port:

- Ngắt kết nối các đầu ra của bộ điều khiển

- Thiết lập cấu hình các chân ở dạng analog

Thiết lập các thông số cho bộ chuyển đổi ADC

- Chọn xung clock cho bộ chuyển đổi ADC

- Chọn điện áp mẫu

- Chọn đầu vào cho bộ ADC

- Chọn dạng kết quả

- Chọn chế độ kết nối trễ

- Cho phép bộ chuyển đổi ADC hoạt động

Thiết lập các cờ ngắt cho bộ ADC

- Clear cờ ngắt ADC

- Mở chế độ ngắt của bộ ADC

- Mở ngắt ngoài

- Mở ngắt toàn bộ

Đợi cho tới khi quá trình lấy mẫu hoàn tất

Bắt đầu quá trình chuyển đổi bằng cách set bit GO/DONE

Đợi cho tới khi quá trình chuyển đổi hoàn tất bằng cách:

- Kiểm tra bit GO/DONE

- Kiểm tra cờ ngắt ADC

Đọc kết quả chuyển đổi ADC



Xóa cờ ngắt ADC (tiếp tục thực hiện nếu cần tiếp tục chuyển đổi)

3.3.3 CÁC THANH GHI ADC

ADCON0: Thanh ghi điều khiển A/D 0



ADRESH: Thanh ghi kết quả mức cao ADC (DRESH) ADFM = 0

ADRESL: Thanh ghi kết quả mức thấp ADC (ADRESL) ADFM = 0

ADRESH: Thanh ghi kết quả mức cao ADC (DRESH) ADFM = 1

ADRESL: Thanh ghi kết quả mức thấp ADC (ADRESL) ADFM = 1

Hình 3.9 Các thanh ghi liên quan đến bộ điều khiển A/D

3.4 BỘ SO SÁNH COMPARATOR

Bộ so sánh bao gồm hai bộ so sánh tín hiệu analog và 1 bộ digital

Cơ chế hoạt động của bộ Comparator như sau:

Tín hiệu analog ở chân V



Hình 3.10 Nguyên lý hoạt động của một bộ so sánh đơn giản

Hình 3.11 Sơ đồ khối đơn giản của bộ Comparator C1

Hình 3.12 Sơ đồ khối đơn giản của bộ Comparator C2



3.5 TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP EUART

EUSART (Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver

Transmitter) là một bộ truyền thông nối tiếp. Nó có tất cả các bộ phát xung

clock, đăng ký thay đổi và bộ đệm dữ liệu cần thiết để thực hiện một đầu vào

hay đầu ra dữ liệu nối tiếp chuyển giao độc lập của thiết bị thực hiện chương

trình. EUSART còn được gọi là giao diện giao tiếp nối tiếp nối tiếp SCI

(Serial Communication Interface).

Bộ EUSART là một trong hai hình thức giao tiếp nối tiếp vào

ra.EUSART có thể được cấu hình như là một hệ thống bất đồng bộ hoạt động

song công mà có thể giao tiếp với các thiết bị bên ngoài như là các thiết bị đầu

cuối CRT và các máy tính cá nhân nó cũng có thể được cấu hình như là một hệ

thống đồng bộ hoạt động bán công mà có thể giao tiếp với các mạch tích hợp

A/D hay D/A, các EEPROM nối tiếp….EUSART có thể được cấu hình để

hoạt động một trong các chế độ sau:

Bất đồng bộ ( song công: Asynchronous ).

Đồng bộ chủ ( bán công: Master mode )

Đồng bộ tớ ( bán công: Slave mode )

3.5.1 BỘ EUSART HOẠT ĐỘNG TRONG CHẾ ĐỘ BẤT ĐỒNG BỘ.

Ở chế độ truyền này EUSART hoạt động theo chuẩn NRZ (None-

Return-to-Zero), nghĩa là các bit truyền đi sẽ bao gồm 1 bit Start, 8 hay 9 bit

dữ liệu (thông thường là 8 bit) và 1 bit Stop. Bit LSB sẽ được truyền đi trước.

Các khối truyền và nhận data độc lập với nhau sẽ dùng chung tần số tương

ứng với tốc độ baud cho quá trình dịch dữ liệu (tốc độ baud gấp 16 hay 64 lần

tốc độ dịch dữ liệu tùy theo giá trị của bit BRGH), và để đảm bảo tính hiệu

quả của dữ liệu thì hai khối truyền và nhận phải dùng chung một định dạng dữ

liệu.

Bộ EUSART bất đồng bộ bao gồm các thành phần quan trọng sau:

Bộ phát tốc độ baud ( BRG )

Mạch lấy mẫu

Bộ phát bất đồng bộ.



Bộ thu bất đồng bộ.

3.5.1.1 Bộ phát bất đồng bộ EUSART.

Sơ đồ khối bộ phát EUSART bất đồng bộ được chỉ ra hình vẽ 3.11. Phần

chính của nó là thanh ghi dịch nối tiếp phát (TSR). Nó nhận dữ liệu từ thanh

ghi đệm phát TXREG. Thanh ghi TXREG được nạp dữ liệu bởi phần

mềm.Thanh ghi TXR sẽ không được nạp dữ liệu cho đến khi stop bit đã được

phát đi trong lần nạp trước đó. ngay khi stop bit được phát.TSR được nạp giá

trị mới từ thanh ghi TXREG. Mỗi khi TXREG phát dữ liệu đến TSR.TXREG

rỗng và cờ TXIF được bật.Ngắt này có thể được cho phép hoặc không cho

phép bằng cách đặt hoặc xóa bit TXIE ( PIE<4>). Cờ TXIF sẽ được đặt bất

chấp trạng thái của bit TXIE và không thể được xóa bởi phần mềm. Nó chỉ có

thể được xóa khi dữ liệu mới được nạp vào thanh ghi TXREG. Trong khi bit

TXIF chỉ ra trạng thái của thanh ghi TXREG thì bit TRMT lại chỉ ra trạng thái

của thanh ghi TSR.Bit này chỉ có thể đọc, được đặt khi thanh ghi TSR rỗng.

Việc phát dữ liệu được phép bằng cách cho phép bit TXEN. Việc phát dữ

liệu thực sư không xảy ra cho đến khi thanh ghi TXREG được nạp dữ liệu và

bộ BRG tạo ra một clock dịch.Việc phát dữ liệu cũng có thể được bắt đầu

bằng nạp thanh ghi TXREG và cho phép bit TXEN.

Để có thể phát 9 bit dữ liệu , bit TX9 được đặt và 9 bit dữ liệu được ghi

đến bit TX9D.Bit thứ 9 phải được ghi trước khi ghi 8 bit dữ liệu đến TXREG.

Để thiết lập chế độ phát bất đồng bộ , các bước sau được thực hiện :

1) Thiết lập tốc độ Baud cho thanh ghi SPBRGH:SPBRG , nếu tốc độ

baud được yêu cầu cao , đặt bit BRGH.

2) Set chân điều khiển RX/DT và TX/CK bằng “1”.

3) Cho phép port nối tiếp bất đồng bộ bằng cách xóa bit SYNC và bit

SPEN.

4) Nếu cần phát 9 bit dữ liệu , đặt bit TX9.

5) Set bit điều khiển CKTXP nếu dữ liệu phát bị đảo ngược.

6) Cho phép phát dữ liệu bằng cách đặt bit điều khiển TXEN, có thể ngắt

bit TXIF



7) Nếu ngắt được yêu cầu , cho phép bit TXIE. Trường hợp có sử dụng

ngắt , phải bảo đảm rằng bit GIE và bit PEIE trong thanh ghi INTCON được

đặt.

8) Nếu cần phát 9 bit dữ liệu , bit thứ 9 sẽ phụ thuộc vào bit dữ liệu TX9D

9) Nhận 8 bit dữ liệu từ thanh ghi TXREG. Có thể bắt đầu truyền dữ liệu.

Hình 3.13 Sơ đồ khối bộ truyền dữ liệu EUSART bất đồng bộ

Hình 3.14 Các thanh ghi liên quan đến quá trình truyền bất đồng bộ

3.5.1.2 Bộ thu bất đồng bộ EUSART

Sơ đồ khối của bộ thu được chỉ ra ở hình vẽ 3.13. Dữ liệu nhận trên chân

RC7/RX/DT và dồn vào khối khôi phục dữ liệu. Khối khôi phục dữ liệu thật

ra là dịch dữ liệu tốc độ cao, hoạt động nhanh gấp 16 lần tốc độ Baud. Một khi



chế độ bất đồng bộ được chọn thì việc tiếp nhận được phép bằng cách đặt Bit

CREN (RCSTA<4>).

Trung tâm của bộ nhận là thanh ghi dịch nhận RSR. Sau khi lấy mẫu

Bit Stop dữ liệu nhận trong RSR được truyền đến thanh ghi RCREG. Nếu việc

truyền hoàn tất thì Bit Cờ RCIF lên 1. Ngắt thật sự cho phép hoặc không cho

phép bằng cách đặt hoặc xóa Bit RCIE. Cờ RCIF chỉ là 1 Bit chỉ đọc và được

xó bởi phần cứng. Nó được xóa khi thanh ghi RCREG được đọc và hoàn toàn

không có dữ liệu. RCREG là 1 thanh ghi bộ đệm đôi (Bởi vì nó cho 2 Byte dữ

liệu có thể truyền và nhận đồng thời đến RCREG FIFO và Byte thứ 3 bắt đầu

được dịch chuyển đến thanh ghi RSR). Khi phát hiện ra Bit Stop của Byte thừ

3 này, Nếu thanh ghi RCREG vẫn còn đầy thì Bit bào lỗi

trànOERR(RCSTA<1>), sẽ lên 1. Những dữ liệu trong RSR sẽ mất đi. Và

thanh ghi RCREG có thể được đọc 2 lần để lấy lại 2 Byte trong FIFO. Bit báo

tràn OERR phải được xóa trong phần mềm.

Để thiết lập chế độ thu bất đồng bộ, các bước sau được yêu cầu :

1. Khởi tạo thanh ghi SPBRGH:SPBRG, BRGH và BRG16 bit cho việc

chọn sai số tốc độ Baud.

2. Set chân điều khiển RX/DT và TX/CK bằng “1”.

3. Cho phép nhận qua Port nối tiếp bất đồng bộ bằng cách xóa Bit SYNC

và cho Bit SPEN lên 1.

4. Nếu ngắt xảy ra thì set Bit RCIE và Nếu sử dụng ngắt thì set bit GIE

và PEIE của thanh ghi INTCON.

5. Nếu nhận 9-Bit dữ liệu thì set Bit RX9 .

6. Set bit CKTXP nếu dữ liệu nhận bị đảo ngược.

7. Cho phép nhận dữ liệu bằng cách set Bit CREN.

8. Sau khi dữ liệu được nhận , Bit Cờ ngắt RCIF sẽ được set và cờ ngắt

được kích hoạt (nếu bit RCIE được set).

9. Đọc nội dung thanh ghi RCSTA để nhận bit dữ liệu thứ 9 và xác định

các lỗi xảy trong quá trình thu dữ liệu.



10. Nhận 8 bit dữ liệu thu được bằng cách đọc nội dung thanh ghi

RCREG.

11. Nếu xuất hiện lỗi trong quá trình nhận thì xóa lỗi bằng cách xóa

BitCREN

Hình 3.15 Sơ đồ khối bộ nhận dữ liệu EUSART bất đồng bộ

Hình 3.16 Các thanh ghi liên quan đến quá trình nhận dữ liệu bất đồng bộ

3.5.1.3 Độ chính xác của xung clock với hoạt động không đồng bộ



Hình 3.17 Cấu tạo thanh ghi TXSTA



Hình 3.18 Cấu tạo thanh ghi RCSTA



3.5.2 BỘ EUSART HOẠT ĐỘNG TRONG CHẾ ĐỘ ĐỒNG BỘ.

Giao diện EUSART đồng bộ được kích hoạt bằng cách set bit SYNC.

Cổng giao tiếp nối tiếp vẫn là hai chân RC7/RX/DT, RC6/TX/CK và được

cho phép bằng cách set bit SPEN. EUART cho phép hai chế độ truyền nhận

dữ liệu là Master mode và Slave mode. Master mode được kích hoạt bằng

cách set bit CSRC (TXSTA<7>), Slave mode được kích hoạt bằng cách Clear

bit CSRC. Điểm khác biệt duy nhất giữa hai chế độ này làMaster mode sẽ lấy

xung clock đồng bộ từ bộ tạo xung baud BRG còn Slave mode lấy xung clock

đồng bộ từ bên ngoài qua chân RC6/TX/CK. Điều này cho phép Slave mode

hoạt động ngay cả khi vi điều khiển đang ở chế độ sleep.

3.6 HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI TIMER

3.6.1 BỘ ĐỊNH THỜI TIMER0

Bộ định thời/bộ đếm Timer0 có các đặc tính sau :

- Bộ định thời / bộ đếm 8 bit hoặc 16 bit

- Cho phép đọc và ghi

- Bộ chia 8 bit lập trình được bằng phần mềm

- Chọn xung clock nội hoặc ngoại

- Ngắt khi có sự tràn từ FFh đến 00h



- Chọn cạnh cho xung clock ngoài

Bên dưới là sơ đồ khối của bộ định thời Timer0 và bộ chia dùng chung

với WDT . Chế độ định thời (Timer) được chọn bằng cách xóa bit T0CS

( OPTION_REG<5> ) Trong chế độ định thời , bộ định thời Timer0 sẽ tăng

dần sau mỗi chu kỳ lệnh ( không có bộ chia ) . Nếu thanh ghi TMR0 được ghi

thì sự tăng sẽ bị ngăn lại sau hai chu kỳ lệnh .

Chế độ đếm (Counter) được chọn bằng cách set bit T0SC

( OPTION_REG<5> ). Trong chế độ đếm , Timer0 sẽ tăng dần ở mỗi cạnh

lên hoặc cạnh xuống của chân RA4/T0CKI . Sự tăng cạnh được xác định bởi

bit Timer0 Source Edge Select , T0SE (OPTION_REG<4> ) . Bộ chia chỉ

được dùng chung qua lại giữa bộ định thời Timer0 và bộ định thời Watchdog .

Bộ chia không cho phép đọc hoặc ghi .

Hình 3.19 T0CON: Thanh ghi điều khiển Timer0

Hình 3.20 Sơ đồ khối Timer0 (8-BIT MODE)

Hình 3.21 Sơ đồ khối Timer0 (16-BIT MODE)

Ngắt Timer0



Ngắt TMR0 được phát ra khi thanh ghi TMR0 tràn từ FFh đến 00h đối

với 8 bit hoặc từ FFFFh tới 0000h đối với 16 bit. Sự tràn này sẽ set bit

T0IF(INTCON<2>). Ngắt này có thể được giấu đi bằng cách xóa đi bit T0IE

(INTCON<5>) . Bit T0IF cần phải được xóa trong chương trình bởi thủ tục

phục vụ ngắt của bộ định thời Timer0 trước khi ngắt này được cho phép lại .

Hình 3.22 Các thanh ghi liên quan đến bộ định thời Timer0


Bộ định thời Timer1 là một bộ định thời/bộ đếm 16 bit gồm hai thanh

ghi TMR1H ( byte cao ) và TMR1L ( byte thấp ) mà có thể đọc hoặc ghi . Cặp

thanh ghi này tăng số đếm từ 0000h đến FFFFh và một tràn sẽ xuất hiện khi có

sự chuyển số đếm từ FFFFh xuống 0000h . Ngắt, nếu được phép có thể phát ra

khi có số đếm tràn và được đặt ở bit cờ ngắt TMR1IF. Ngắt có thể được phép

hoặc cấm bằng cách đặt hoặc xóa bit cho phép ngắt TMR1IE.

Bộ định thời Timer1 có thể được cấu hình để hoạt động một trong hai

chế độ sau:

- Định thời một khoảng thời gian ( Timer )

- Đếm sự kiện ( Counter )

Việc lựa chọn một trong hai chế độ được xác định bằng cách đặt hoặc

xóa bit chọn clock TMR1CS. Trong chế độ định một khoảng thời gian, bộ

định thời tăng số đếm lên sau mỗi chu kỳ lệnh. Trong chế độ đếm sự kiện, bộ

định thời tăng sau mỗi cạnh lên của clock ngoài đặt vào.Bộ định thời 1 có thể

được phép hoặc cấm bằng cách đặt hoặc xóa bit điều khiển TMR1ON.




Hình 3.24 Sơ đồ khối Timer1

Hình 3.25 Sơ đồ khối Timer1 (16-BIT READ/WRITE MODE)



Bộ định thời Timer2 là bộ định thời 8 bit với một bộ chia và một bộ

Postscaler. Nó thường được dùng chung với bộ CCP trong chế độ PWM ( sẽ



được đề cập ở phần sau ). Thanh ghi TMR2 có thể đọc hoặc ghi và được xóa

khi có bất kỳ tín hiệu reset nào của thiết bị.

Bộ định thời Timer2 có một thanh ghi chu kỳ 8 bit. Bộ định thời tăng

số đếm lên từ 00h đến giá trị được ghi trong thanh ghi TR2 và sau đó reset lại

giá trị 00h trong chu kỳ kế tiếp. PR2 là thanh ghi có thể đọc hoặc ghi.Giá trị

trùng hợp trong thanh ghi TMR2 được đi qua bộ postscaler 4 bit để phát ra

một ngắt TMR2(được đặt ở bit cờ ngắt TMR2IF). Bộ định thời 2 có thể được

tắt ( không hoạt động ) bằng cách xóa bit điều khiển TMR2ON để giảm

thiểu công suất tiêu tán nguồn.


Hình 3.28 Sơ đồ khối của bộ định thời Timer2



Bộ định thời Timer3 là một bộ định thời/bộ đếm 16 bit gồm hai thanh

ghi TMR3H ( byte cao ) và TMR3L ( byte thấp ) 8 bit mà có thể đọc hoặc ghi



Hình 3.30 T3CON: Thanh ghi điều khiển Timer

Hình 3.31 Sơ đồ khối bộ định thời Timer3

Hình 3.32 Sơ đồ khối bộ Timer3 (16-BIT READ/WRITE MODE)


3.7 NGẮT (INTERRUPT)



PIC18F26K20 có nhiều nguồn tạo ra hoạt động ngắt và được điều khiển

bởi rất nhiều thanh ghi: RCON; INTCON; INTCON2; INTCON3; PIR1,

PIR2; PIE1, PIE2; IPR1, IPR2. Bên cạnh đó mỗi ngắt còn có một bit điều

khiển và cờ ngắt riêng. Các cờ ngắt vẫn được set bình thường khi thỏa mãn

điều kiện ngắt xảy ra bất chấp trạng thái của bit GIE, tuy nhiên hoạt động ngắt

vẫn phụ thuộc vào bit GIE và các bit điều khiển khác. Bit điều khiển ngắt

RB0/INT0 và TMR0 nằm trong thanh ghi INTCON, thanh ghi này còn chứa

bit cho phép các ngắt ngoại vi PEIE. Bit điều khiển các ngắt nằm trong thanh

ghi PIE1 và PIE2. Các cờ ngắt ngoại vi được chứa trong hai thanh ghi chức

năng đặc biệt : thanh ghi PIR1 và PIR2.Các bit cho phép ngắt tương ứng được

chứa trong hai thanh ghi PIE 1 và PIE 2.

Trong một thời điểm chỉ có một chương trình ngắt được thực thi,

chương trình ngắt được kết thúc bằng lệnh RETFIE. Khi chương trình ngắt

được thực thi, bit GIE tự động được xóa, địa chỉ lệnh tiếp theo của chương

trình chính được cất vào trong bộ nhớ Stack và bộ đếm chương trình sẽ chỉ

đến địa chỉ 0008h. Lệnh RETFIE được dùng để thoát khỏi chương trình ngắt

và quay trở về chương trình chính, đồng thời bit GIE cũng sẽ được set để cho

phép các ngắt hoạt động trở lại. Các cờ hiệu được dùng để kiểm tra ngắt nào

đang xảy ra và phải được xóa bằng chương trình trước khi cho phép ngắt tiếp

tục hoạt động trở lại để ta có thể phát hiện được thời điểm tiếp theo mà ngắt

xảy ra.

Khi một ngắt được đáp ứng, bit GIE được xóa và cấm tất cả các ngắt

khác.Cờ ngắt phải được xóa bởi phần mềm trước khi cho phép lại ngắt.Thông

thường, trước khi thực hiện các chương trình phục vụ ngắt, nội dung các thanh

ghi w và status nên được lưu lại để bảo đảm an toàn và được phục hồi trước

khi trở lại chương trình chính.

Đối với các ngắt ngoại vi như ngắt từ chân INT hay ngắt từ sự thay đổi

trạng thái các Pin của PortB (PORTB interrupt-on-change), việc xác định ngắt

nào xảy ra cần 3 hoặc 4 chu kì lệnh tùy thuộc vào thời điểm xảy ra ngắt.



Trong quá trình thực thi ngắt, chỉ có giá trị của bộ đếm chương trình

được cất vào trong Stack, trong khi một số thanh ghi quan trọng sẽ không

được cất và có thể bị thay đổi giá trị trong quá trình thực thi chương trình ngắt.

Điều này nên được xử lí bằng chương trình để tránh hiện tượng trên xảy ra.

Hình 3.34 Sơ đồ logic của tất cả các ngắt trong vi điều khiển PIC18F26K20

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

4.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Gồm 2 phuơng án thiết kế như sau:

Phương án 1 : Dùng bộ GSM MODULE SIM300CZ để kết nối với vi

điều khiển PIC18F26K20 : chi phí và giá thành khá đắt. Thích hợp cho lập

trình lệnh AT dễ dàng và đầy đủ tín năng cho lập trình với lệnh AT. Ngoài ra

còn có thể phát triển ứng dụng sâu thêm với GPRS, GPS.



Phương án 2: Dùng điện thoại di động (Ericssion T28, T39 …) có chức

năng giống với GSM MODULE SIM300CZ để kết nối với PIC18F26K20.

Việc lập trình cho điện thoại di động cũng gần tương tự như GSM MODULE

nhưng có hạn chế hơn vì một số loại điện thoại chỉ hỗ trợ lệnh AT ở dạng

Mode PDU nên lập trình rất phức tạp. Ngoài ra phần kết nối giữa điện thoại di

động với khối vi điều khiển cũng rất phức tạp.

Phương án lựa chọn : chọn phương án 1 vì MODULE SIM300CZ hỗ

trợ lập trình lệnh AT ở cả 2 chế độ Mode Text và Mode PDU nên việc lập

trình đơn giản hơn nhiều so với điện thoại di động. Mặc dù giá thành khá đắt

nhưng vì nó hỗ trợ chế độ Mode Text nên việc lập trình đơn giản hơn nhiều so

với dùng điện thoại di động vì vậy nhóm em quyết định dùng Module

Sim300CZ. Ngoài ra còn có thể phát triển các ứng dụng khác sử dụng GPRS,

GPS.

4.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA TOÀN HỆ THỐNG


Kh

ối Giao T

iếp

SM

S

MODULE SIM300CZ

VIĐIỀU

KHIỂNPIC18F26K20

KHỐICẢMBIẾN

KHỐICÔNGSUẤT

KHỐI

NGUỒN


MOBILE

Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị bằng SMS

CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI:

Khối giao tiếp SMS

Có chức năng gửi nhận tin nhắn SMS cho việc điều khiển các thiết bị.

Khối này cần 1 thiết bị điện thoại di động và 1 Module Sim300CZ:

- Thiết bị điện thoại di động : dành cho người sử dụng (điều

khiển). Người sử dụng cần phải đăng kí dịch vụ viễn thông đối với các nhà

cung cấp dịch vụ trong nước.

- GSM Module Sim300CZ : Module này phải được gắn Sim

của nhà cung cấp dịch vụ và cũng cần phải có chức năng như một điện thoại di

động để kết nối với vi điều khiển PIC18F26K20. Cái này được đặt cố định và

thường xuyên kết nối với Pic18f26k20.

Khi người sử dụng nhắn một tin SMS có nội dung là một lệnh yêu cầu

điều khiển thiết bị. Ví dụ : DV:ADA:ON, DV:ADA:OFF, PT:ADA:ON, …..

thì Module Sim300CZ sẽ nhận tin nhắn và được xử lí bởi câu lệnh điều khiển

được lập trình và được nạp vào vi điều khiển Pic18f26k20.

Khối xử lý phần cứng

Khối xử lí phần cứng là khối trung tâm trong việc xử lí và điều khiển

phần cứng. Khối do một vi điều khiển PIC18F26K20 đảm nhận và có nhiệm

vụ gửi nhận dữ liệu với Module Sim300CZ một cách liên tục. Khi Module

Sim300CZ gửi thông tin điều khiển thì Khối xử lí phần cứng sẽ được lập trình

để thực thi. Vi điều khiển có nhiệm vụ giao tiếp với Khối công suất và khối

cảm biến hồng ngoại.



Khối cảm biến hồng ngoại

Là một Led phát và một Led thu hồng ngoại. Led phát là một Led hồng

ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì Led phát hồng ngoại trong khoảng

thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì Led không sáng . Do

đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’. Led thu : Tia hồng

ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi Led thu hồng ngoại.

Khối công suất

Khối này bao gồm 2 BJT C1815 có nhiệm vụ khuếch đại điện áp để

kích cho relay. Khối công suất với dòng thấp, đáp ứng tải tiêu tụ công suất

thấp và dân dụng như bóng đèn.

4.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

Trong quá trình thi công phần cứng, nhóm em đã sử sử phần mềm khá

thông dụng trong lĩnh vực thiết kế board mạch điện tử. Đó là phần mềm

Orcad. Phần mềm này là phần mềm thiết kế rất mạnh để phục vụ việc thiết kế.

Nó đáp ứng tốt các kỹ thuật cần thiết để làm một board mạch điện tử hoàn

chỉnh.

4.3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ PHẦN CỨNG & TÍNH TOÁN.

4.3.1.1 Nguồn cung cấp cho toàn hệ thống.

- +

D 81

2

3

4

C 41 0 0 0 u F

U 4

IC 7 8 0 51 3

2

I N O U TG N D

C 64 7 u F

C 82 2 0 u F

C 72 2 u F

C 91 0 u F

C 51 0 0 0 u F

U 6

IC 7 8 1 21 3

2

I N O U TG N D

R 1 2

6 8 0J 5

C O N 2

12

D 9L E D

VC C _ 5 VVC C _ 1 2 V

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho toàn mạch

Dùng IC LM78xx để đảm bảo điện áp ra cung cấp cho mạch luôn ổn đinh.

+ LM7805: Ổn định điện áp làm việc cho Chip AT89C51.

+ LM7812: Ổn định điện áp 12V cho Rơle

Dùng các tụ hóa có giá trị khác nhau để lọc điện áp ra, thường chọn các tụ

lớn: 1000uF, 220uF,47uF…

Dùng các điện trở có giá trị khác nhau để ổn định điện áp, thường chon các

điện trở: 680...



Dùng đèn led để hiển trị trạng thái của nguồn.

4.3.1.2 Nguồn cung cấp cho khối Module SIM300CZ + Pic18F26K20.

R _ 3 . 3 V

2 . 2 k D _ 3 . 3 V

5 V

4 V

3 . 3 V

J 1

C O N N J A C K P W R

321

U 1 4

K A 7 8 0 5 C / TO

I N1

O U T3

U 1 5

M I C 2 9 3 0 2 B U _ 1

V in2

GN

D3

V o u t4

A d j5

E n a b le1

C _ 1 2 V

4 7 0 u / 1 6 VR 1 _ 4 V

2 . 2 k

R 2 _ 4 V 5 . 6 k

C 2 _ 4 V

1 0 u F

C _ 5 V

4 7 0 u F

C _ 3 . 3 V

1 0 u

U 7

A M S 1 1 1 7 -3 v 3 -S O T2 2 3

V in3

GN

D1

V o u t2

12V

0 0

0

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho Sim300CZ + Pic18F26K20

Nguồn cung cấp cho Khối Module Sim300CZ + Pic18F26K20 sử dụng:

+ IC MIC29302BU_1 để ổn định điện áp 4V cung cấp cho Module

Sim300CZ.

+ IC KA7805C/TO để ổn định điện áp 5V cung cấp cho khối khối thu phát

hồng ngoại.

+ IC AMS1117-3v3-SOT223 để ổn định điện áp 3.3V cung cấp cho

Pic1826k20

+ Dùng các tụ hóa có giá trị khác nhau để lọc điện áp ra, thường chọn các tụ :

470uF, 10uF…

+ Dùng các điện trở có giá trị khác nhau để ổn định điện áp, thường chon các

điện trở: 5.6k, 2.2k...

+ Dùng đèn led để hiển trị trạng thái của nguồn.

4.3.1.3 Module Sim300CZ.



R XTX

4 V

U 1 3

c o n n e c t o r_ s im 3 0 0 c z

V B A T1

V B A T3

V B A T5

V B A T7

V B A T9

V C H G1 1

TE M P _ B A T1 3

V D D _ E XT1 5

P W _ K E Y1 7

S TA TU S1 9

G P I O 02 1

B U Z Z E R2 3

S I M _ V D D2 5

S I M _ R S T2 7

S I M _ D A TA2 9

S I M _ C L K3 1

S I M _ P R E3 3

G P I O 13 5

D C D3 7

D TR3 9

R XD4 1

TXD4 3

R TS4 5

C TS4 7

R I4 9

A G N D5 1

S P K _ 1 P5 3

S P K _ 1 N5 5

S P K _ 2 P5 7

S P K _ 2 N5 9

G N D2

G N D4

G N D6

G N D8

G N D1 0

A D C 01 2

V R TC1 4

N E T_ L1 6

K B C 01 8

K B C 12 0

K B C 22 2

K B C 32 4

K B C 42 6

K B R 02 8

K B R 13 0

K B R 23 2

K B R 33 4

K B R 43 6

D I S P _ C S3 8

D I S P _ C L K4 0

D I S P _ D A TA4 2

D I S P _ D / C4 4

D I S P _ R S T4 6

D B G _ R XD4 8

D B G _ TXD5 0

A G N D5 2

M I C 1 P5 4

M I C 1 N5 6

M I C 2 P5 8

M I C 2 N6 0

R I

D _ N L

L E D

R _ N L

2 . 2 kVD

D_E

XT

R _ P W R

3 3 0 S TA TU S

V S I M

U 1 6

c o n n e c t o r_ s im c a rd

V C C1

S I M _ R S T2

S I M _ C L K3

G N D4

V S I M5

I / O6

0V S I M

0

S I M _ R S T00

S I M _ R S T

0

0

S I M _ C L K

R _ 4 V

2 . 2 K

D _ 4 V

S I M _ C L K

C _ V R TC1 0 u f

Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý kết nối Module Sim300CZ

4.3.1.4 Vi điều khiển PIC18F26K20.

J 3

C O N 6

123456

M TC L R

P G DP G C

3 . 3 V

R _ M TC L R1 0 K 3 . 3 V

R _ D B

L e d _ D B

0

D E B U G

0



0

3 . 3 V

1 2 V5 V

M TC L RP G C C _ A N 1

R _ A N 1

R _ A N 2

C _ A N 2

P G D

0

0 A N I 2

A N I 1

3 . 3 V

A N I N 1

A N I N 2

R _ I N 1 R _ I N 2 R _ I N 3 R _ I N 4 R _ I N 5

0

IN1

IN2

IN3

IN4

IN5

TXR X

U 1 2

P I C 1 8 F 2 6 K 2 0

M C L R / V P P / R E 31

R A 0 / A N 02

R A 1 / A N 13

R A 2 / A N 24

R A 3 / A N 35

R A 46

R A 5 / A N 47

V S S 18

O S C 1 / C L K I N9

O S C 2 / C L K O U T1 0

R C 01 1

R C 11 2

R C 21 3

R C 31 4

R B 7 / P G D2 8

R B 6 / / K B I 2 / P G C2 7

R B 5 / K B I 1 / P G M2 6

R B 4 / K B I 0 / A N 1 1 / P 1 D2 5

R B 3 / A N 92 4

R B 2 / I N T2 / A N 82 3

R B 1 / I N T1 / A N 1 02 2

R B 0 / I N T02 1

V D D2 0

V S S1 9

R C 7 / R X/ D T1 8

R C 6 / TX/ C K1 7

R C 5 / S D O1 6

R C 4 / S D I / S D A1 5

Y 1

1 1 . 0 5 9 2

C 1 _ XT

R _ O 1

C 2 _ XT

R _ O 2 R _ O 3 R _ O 4 R _ O 5

0

OU

T1

OU

T2

OU

T3

OU

T4

OU

T5

I N

12345678

O U T

12345678

R _ A O 1 R _ A O 2

AN

O1

AN

O2

A N I 1A N I 2

R II N 1I N 2I N 3I N 4I N 5

D E B U GO U T1O U T2O U T3 O U T4

O U T5

A N O 1A N O 2

I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5A N I N 1A N I N 2

O U T1O U T2O U T3O U T4O U T5A N O 1A N O 2

0 0

J 7

C O N 4

1234

0

J 2

C O N 3

123

TXR X

0

0

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý kết nối Pic18F26K20

4.3.1.5 Khối công suất.J 1

C O N 4

1234

J 2

C O N 2

12

L S 1

R E L A Y S P D T

35

412

Q 1C 1 8 1 5

Q 2C 1 8 1 5

D 1D I O D E

D 2

D I O D ER 12 . 2 K

D 3L E D

0

0

R 2

4 7 0

R 34 . 7 K

J 3

Th ie t B i D ie n

12

J 4

2 2 0 A C

12

Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý khối công suất

Khối Công suất gồm: Rơle 12V, 2 BJT C1815 và 2 Diod để khuếch đại

dòng qua Rơle và tránh điện áp ngược.

Chọn Rơle 12V:

+ Điện áp tác động: 12V

+ Điện trở cuộn dây Rơle R = 360



+ Dòng điện qua cuộn dây IR khoảng 400A

+ Điện áp đóng mở 220V

Tính toán chọn BJT và các điện trở phân cực:

Chọn Q1 là BJT C1815, BJT làm việc ở chế độ bão hòa

Dòng điện qua cuộn dây của Rơle

IL =

= = 32mA

Dòng điện qua Rơle cũng là dòng qua cực C của BJT. Suy ra Ic = 32mA

Để Transitor dẫn bão hòa thì

Ib = = 0.4mA

Chọn Ib = 10 0.4 = 4mA

Chọn Diode D1,D2:

Tác dụng của D1,D2: D1,D2 là 2 diode dùng để tránh dòng Fuco trong

cuộn dây sinh ra trong quá trình hoạt động làm hỏng các linh kiện khác như:

BJT,IC...

Việc chọn D1,D2 không khó khăn vì D1,D2 chỉ là loại Diode chịu được

dòng tương đối nhỏ. Trong mạch này ta chọn Diode là loại 1N4147.

4.3.1.6 Khối thu phát hồng ngoại.

I S O 2O P TO I S O L A TO R 2

12

34

J 1

C O N 4

1234

J 2

C O N 4

1234

J 3

C O N 2

12

J 4

C O N 2

12

4 7 0 R

R

R 2

1 K

R 3

4 7 0 R

R 41 K

R 61 0 K

D 1

L E D Th u

D 2 L E D P h a t

D 3

L E D

0 0

0

0

0

0

Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý khối thu phát hồng ngoại

Mạch phát hồng ngoại



Điện trở R3 có giá trị 470 Ohm có tác dụng hạn dòng cấp cho Led phát

hồng ngoại. Led phát IR 2 chân là Led phát hồng ngoại, khi có tín hiệu chạy

qua thì phát ra tín hiệu hồng ngoại một cách liên tục ra ngoài không gian theo

hướng nhất định. Ở mạch báo động ta chỉnh sao cho tín hiệu hồng ngoại phát

ra từ Led phát đi thẳng trực tiếp đến Led thu tín hiệu ở mạch thu hồng ngoại.

Mạch thu hồng ngoại

Led thu IR 2 chân là Led thu hồng ngoại, Led sẽ cho dòng điện đi qua

nếu nó nhận được tín hiệu hồng ngoại từ Led phát, vì vậy ta phải chỉnh sao

cho Led thu hướng về tín hiệu từ Led phát.

Điện trở R2 giá trị 1K có tác dụng hạn dòng cấp cho Led phát hồng

ngoại.

Opto Isolato

Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm

1 led và 1 photo diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng để các ly giữa các

khối chênh lệch nhau về điện hay công suất như khối có công suất nhỏ với

khối điện áp lớn.

Sơ đồ mạch nguyên lý cho opto:

Opto Isolato có tác dụng khi có dòng nhỏ di qua 2 đầu của led có trong opto

làm cho led phát sáng. Khi led phát sáng làm thông 2 cực của photo diot, mở

cho dòng điện chạy qua.

4.3.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN

4.3.2.1 Khối Module Sim300CZ + Pic18F26K20.



Hình 4.8 Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Module Sim300CZ + Pic18F26K20

Hình 4.9 Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM Module Sim300CZ + Pic18F26K20



4.3.2.2 Khối công suất.

Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý khối công suất

4.3.2.3 Khối thu phát hồng ngoại.

Hình 4.11 Sơ đồ mạch in khối cảm biến hồng ngoại

Hình 4.12 Mạch phần cứng thi công phần cứng



4.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM

4.4.1 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN

4.4.1.1 Lưu đồ giải thuật tổng quát chương chính chính.


Bắt Đầu

Khai Báo Biến

Khởi Tạo Gía Trị Biến

Khởi Tạo Thanh Ghi

Khởi Tạo Ngắt Timer

Ngắt Timer0

Khởi Tạo Cấu Hình

GSM

Chương trình Chính (Main)

Ngắt EUART

Thực HiệnLệnh Điều Khiển

Kết Thúc

Ngắt Tin Nhắn


Giải thích:

Đối với Ngắt Timer: Thời gian cài đặt cho việc thực thi này là mỗi một

giây sẽ quay lại thực hiện 1 lần. Thực hiện nhận dữ liệu cho việc kết nối với

module sim300CZ, để kiểm tra được tin nhắn yêu cầu đến hay chưa thì cần

truyền lệnh đọc tin nhắn cho Module Sim300C. Nếu một tin nhắn được gửi

đến thì chương trình sẽ kiểm tra đúng lệnh cài đặt và mật khẩu hay không.

Nếu số lệnh cài đặt và mật khẩu không đúng thì chương trình sẽ không

thực hiện. Ngược lại chương trình sẽ gửi yêu cầu đến cho Pic để tắt mở thiết

bị.

4.4.1.2 Lưu đồ giải thuật chương trình con Ngắt Timer0.

S Đ


Bắt Đầu

Khai Báo BiếniTimer0

Bật Biếnichuyendong=1

iTimer0 =1

Kết Thúc

Khởi Tạo Timer

Reset Gía TrịTMRH, TMRL …

Xóa Cờ Ngắt

Đ


4.4.1.3 Lưu đồ giải thuật chương trình con Ngắt nhận dữ liệu.

Đ

Đầy

Đ

S

Đ

Đ

Đ


Bắt Đầu

Khai Báo BiếnNext_in/Buffer_Size

Bộ Đệm (BUFFER)

Đọc Và Lưu Dữ Liệu

Nhận Dữ Liệu Từ PIC

Kết Thúc

Khởi Tạo Ngắt Timer

So sánh &Kiểm Tra Lệnh

Thực Hiện Lệnh Điều Khiển

ResetBiến


4.4.1.4 Lưu đồ giải thuật chương trình con Cấu hình GSM.

S Đ

Đ

Đ S

Đ

4.4.1.5 Lưu đồ giải thuật chương trình nhận dữ liệu và thực hiện lệnh điều

khiển.

Đ


A

Bắt Đầu

Khai Báo Biến


Khởi Tạo Biến


Bắt Đầu

Gửi Lệnh AT

Gửi lệnh AT&W(Lưu cấu hình)

Gửi lệnh AT + CMGF = 1(Chuyển sang dạng Text)

Kết Thúc

Xóa Bộ ĐệmBUFFER


Đ

Đ

Đ S

Đ

Đ

Đ

S

Đ

S

Đ

Đ

Đ S

Đ

Đ Đ

Đ


Xóa Tin Nhắn(AT + CMGD)

Thực Hiện Các Lệnh Tiếp Theo

Kiểm Tra Lệnh Điều Khiển và

MK

Thực Hiện Lệnh


Có Chuyển Động

Ngắt Timer0

Gửi Tin NhắnBáo Động

Kết Thúc

Lưu SĐT

Kiểm Tra Lệnh CONF và MK

Đọc Và Lưu Dữ Các Lệnh

CONF:MK:SĐT(Tối đa 5 SĐT)

A


4.4.1.6 Lưu đồ giải thuật chương trình con Báo Động.

Đ

Đ

Đ

Đ S

Đ

Đ

Đ

Đ S

Đ

Đ

Đ Đ


2

1

Bắt Đầu

Khai Báo Biến


Kiểm Tra Lệnh CONF và MK

Đọc Và Lưu Dữ Các Lệnh


CONF:MK:SĐT(Tối đa 5 SĐT)

Lưu SĐT


PT:MK:ON

Kiểm Tra Lệnh

Bật Hệ thống Cảnh báo Có Chuyển Động

2


Đ Đ

Đ

Đ

Đ S

Đ

Đ

Đ

4.4.2 MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN


Ngắt Timer0

Gửi Tin NhắnBáo Động

Kết Thúc

PT:MK:OFF

Kiểm Tra Lệnh

Tắt Hệ Thống Cảnh Báo



1 2


CHƯƠNG 5

KẾT LUẬN

5.1 KẾT LUẬN

Qua thời gian nghiên cứu, thi công đồ án đã cơ bản được hoàn thành.

Bằng sự nỗ lực cố gắng của bản thân mỗi cá nhân và sự phân chia, phối hợp

công việc hợp lí, chặt chẽ, nhịp nhàng giữa mỗi thành viên của nhóm, bên

cạnh đó còn là sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm của thầy Trần Văn Phát, đồ án

này đã được hoàn thành đúng thời gian như đã định và đã đạt được yêu cầu đặt

ra theo yêu cầu là thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua tin

nhắn SMS. Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã thu được những kết

quả nhất định như sau:

Mạch điện với các module nhỏ trên mạch được thiết kế, thi công

hoàn chỉnh và đã được thử nghiệm nhiều lần và đã thoạt động ổn định trong

thực tế.

Xây dựng được mô hình để ứng dụng điều khiển các thiết bị và hệ

thống báo động.

Trong đồ án này, nhóm em đã trình bày khá đầy đủ về chức năng, cấu

trúc của từng khối module nhỏ trên board mạch điện tích hợp. Như vậy, giúp

người đọc có thể nắm bắt, hiểu được chức năng của từng module một cách dễ

dàng. Bên cạnh đó, nội dung của đề tài được trình bày khá chi tiết rõ ràng

bằng cách sử dụng những từ ngữ thông dụng, các hình ảnh đi kèm giúp người

đọc dễ hiểu và có thể thực hiện một cách tương tự, đạt hiệu quả trong một thời

gian ngắn.

Hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS

được thực hiện như trong đề tài là một hệ thống với các chức năng đạt được

như sau:

Hệ thống có thể điều khiển được thiết

bị điện từ xa thông qua tin nhắn SMS:

+ Sau khi gửi tin nhắn thì với nội dụng tin nhắn đó, bộ xử lí sẽ thực thi

quá trình xử lí, sau đó là điều khiển thiết bị một cách tự động.



+ Tin nhắn được gửi đi từ người điều khiển để điều khiển thiết bị điện

và người điều khiển cũng nhận được tin nhắn trả ngược lại với nội dụng tin

nhắn là đã điều khiển được các thiết bị hay chưa và hệ thống cảnh báo.

+ Hệ thống có khả năng được bảo vệ tốt, nghĩa là người sử dụng phải

biết lệnh điều khiển và mật khẩu (password) thì mới đăng nhập được vào hệ

thống đối với sử dụng tin nhắn SMS.

Hệ thống có chức năng cảnh báo sự cố

:

+ Khối thu phát hồng ngoại được thiết kế, lập trình kết hợp với trung

tâm xử lí có khả năng gửi thông tin dữ liệu tới trung tâm xử lí. Ngoài ra còn có

khả năng gửi tin nhắn ngược lại cho người điều khiển và tự động thi hành các

thao tác được lập trình sẵn khi có báo động xảy ra.

Để thực hiện được các chức năng nêu trên, nhóm em đã tìm hiểu,

nghiên cứu các vấn đề có liên quan tới đề tài như : họ PIC18F26K20, Module

Sim300CZ, các ngôn ngữ lập trình tương ứng như CCS, bộ lệnh AT

Command dành cho Module, và các vấn đề khác liên quan tới đề tài.

Cuối cùng, theo nhận định chủ quan của nhóm em thì đồ án đã được

hoàn thành đúng thời gian cho phép và đã trình bày khá đầy đủ các mảng kiến

thức liên quan, các vấn đề liên qua tới đề tài. Song do những điều kiện khách

quan, đề tài này chỉ thực hiện một phần nhỏ đối với việc điều khiển cho một

ngôi nhà hoàn chỉnh. Đó là điều khiển thiết bị 1 thiết bị công suất và cảnh báo

khi có người lạ vào nhà.

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và lượng kiến thức cá nhân mỗi

thành viên của nhóm là nhất định nên đề tài thực hiện xong chỉ đáp ứng được

một phần nhỏ của một hệ thống hoàn chỉnh. Vì vậy, để đề tài này thêm phong

phú hơn, mang nhiều tính thực tế hơn nữa, có khả năng ứng dụng cao hơn thì

đề tài cần đưa thêm vào những yêu cầu như sau:



Ngoài việc điều khiển giám sát bằng tin nhắn SMS, ta cũng có thể

điều khiển Camera để chụp hình rồi sau đó gửi tin nhắn đa phương tiện đến

điện thoại.

Sử dụng thêm nhiều loại cảm biến khác, chẳng hạn như cảm biến

nhiệt độ để đo nhiệt độ, cảm biến độ ẩm không khí để đo độ ẩm không khí, hệ

thống báo cháy tự động,… để ứng dụng vào đề tài. Như thế người dùng có thể

hình dung ra được toàn bộ không gian trong ngồi nhà.

Mở rộng điều khiển được nhiều hơn nữa các thiết bị trong nhà.

Phần cứng cho mỗi module cần được tách rời nhằm dễ dàng cho việc

chỉnh sửa, thay đổi.

Đề tài không những chỉ áp dụng cho với các tòa nhà mà nên được mở

rộng áp dụng đối với điều khiển các thiết bị sử dụng nơi công cộng.

Hy vọng với những hướng phát triển nêu trên cùng với những ý tưởng

khác của các bạn, của người đọc- những người đi sau - sẽ phát triển hơn nữa

đề tài này, khắc phục những hạn chế, tồn tại của đề tài, làm cho đề tài trở nên

phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao hơn vào trong thực tế cuộc sống,

phục vụ cho những lợi ích của con người trong tương lai.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]Hoàng Minh Sơn –Mạng Truyền Thông Công Nghiệp – NXB Khoa Học

Và Kỹ Thuật – 2006.

[2] Nguyễn Trọng Kiên và Phạm Văn Nam – Đồ án tốt nghiệp - “Điều khiển

thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính” – Trường ĐHSP Kỹ Thuật

TP.HCM.

[3] Một Số Trang Web Tham Khảo:

www.picvietnam.com

www.4tech.com.vn

www.dientuvietnam.com

www.google.com.vn


http://www.dientuvietnam.com/

http://www.4tech.com.vn/

http://www.picvietnam.com/



Documents

Bao Cao Hoan Chinh