TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI :
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG
ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG DÙNG SMS
GVHD : PGS.TS Trần Thu Hà
SVTH : Phan Hiếu Nhân 06117049
Hà Thị Thu Hòa 06117026 TP.HCM, Tháng 1 năm 2011
Đi cùng xu hướng phát triển đó, nhóm thực hiện đã chọn đề tài: “Thiết kế và
thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS”.
Với đề tài này, nhóm muốn sử dụng điện thoại di động điều khiển thiết bị điện
dân dụng, dùng Module Sim300CZ trên nền mạng GSM để thu SMS điều
khiển.
Nhóm hi vọng với đề tài này sẽ làm cơ sở nghiên cứu cho các nhóm khác sau
này có thể mở rộng, phát triển hơn nữa.
Đồ án tốt nghiệp trang iii Lời cảm ơn
Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG DÙNG SMS
1) Cơ sở ban đầu: 2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 3) Các bản vẽ:
4) Giáo viên hướng dẫn:
5) Ngày giao nhiệm vụ:
6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Giáo viên hướng dẫn
Ngày tháng năm 2011
Chủ nhiệm bộ môn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Tp HCM, ngày tháng năm 2011
Giáo viên hướng dẫn
Đồ án tốt nghiệp trang vi NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Phan Hiếu Nhân
Hà Thị Thu Hòa Đồ án tốt nghiệp trang viii MỤC LỤC
PHẦN A : GIỚI THIỆU i
Lời cảm ơn iii
Quyết định giao đề tài iv
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iv
Nhận xét của giáo viên phản biện vi
Lời nói đầu vii
Mục lục viii
Liệt kê hình xii
Liệt kê bảng xiv
PHẦN B : NỘI DUNG 1
Chương 1: Dẫn nhập 2
1.1 Giới thiệu đề tài 2
1.2 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3
1.3 Mục đích nghiên cứu 3
Chương 2: Cơ sở lý luận 5
2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước 5
2.1.1 Ngoài nước 5
2.1.2 Trong nước 6
2.2 Ý tưởng thiết kế 8
3.3.4.6 Gửi tin nhắn 34
3.4 Giới thiệu vi điều khiển 89C52 35
3.4.1 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C52 36
3.4.2 Tổ chức bộ nhớ trong vi điều khiển 89C52 38
3.4.3 Hoạt động truyền dữ liệu của vi điều khiển 89C52 39
3.4.3.1 Giới thiệu 39
3.4.3.2 Thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu nối tiếp 41
3.4.3.3 Các kiểu truyền dữ liệu nối tiếp 42
3.4.4 Tập lệnh của vi điều khiển 89C52 43
3.4.5 Nguồn cung cấp 43
3.4.6 Mạch dao động 44
Chƣơng 4: Thiết kế và thi công 45
4.1 Phương án thiết kế 45
4.2 Sơ đồ khối 46
4.2.1 Chức năng từng khối 46
Đồ án tốt nghiệp trang x 4.2.2 Nguyên lý hoạt động 47
4.3 Thiết kế và thi công phần cứng 49
4.3.1 Sơ đồ nguyên lý và tính toán 49
4.3.1.1 Module Sim300CZ 49
4.3.1.2 Khối giao tiếp 50
4.3.1.3 Khối nguồn 51
4.3.1.4 Khối vi điều khiển 52
4.3.1.5 Khối công suất 52
4.3.1.6 Khối hiển thị LCD 55
4.3.2 Mạch Layout 56
4.3.2.1 Module Sim300CZ, khối nguồn, khối giao tiếp 56
4.3.2.2 Khối vi điều khiển 56
Phụ lục II: Hướng dẫn sử dụng sản phẩm 81
Tài liệu tham khảo 82 Đồ án tốt nghiệp trang xii LIỆT KÊ HÌNH
Chương 2
Hình 2.1 : Điện thoại tích hợp chức năng điều khiển ô tô 5
Hình 2.2 : Mô hình điều khiển thiết bị qua SMS 6
Hình 2.3 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển qua máy tính 7
Chương 3
Hình 3.1 : Cấu trúc của mạng GSM 10
Hình 3.2 : Các thành phần mạng GSM 11
Hình 3.3 : Cấu trúc của một tin nhắn SMS 12
Hình 3.4 : SMS gateway 14
Hình 3.5 : Module Sim300CZ 15
Hình 3.6 : Sơ đồ chân của module SIM 300CZ 17
Hình 3.7 : Khởi tạo cấu hình mặc định SIM 300CZ 31
Hình 3.8 : Đọc tin nhắn từ 2 vùng nhớ 1 và 2 trên SIM 33
Hình 3.9 : Gửi tin nhắn 34
Hình 3.10: Sơ đồ chân 89C52 36
Hình 3.11 : Bộ nhớ của vi điều khiển 89C52 39
Hình 3.12 : Sơ đồ hệ thống truyền dữ liệu 40
Hình 3.13 : Cấu trúc thanh ghi SCON 41
Hình 3.14 : thạch anh 44
Chương 4
Hình 4.1 : Sơ đồ khối hệ thống 46
Đồ án tốt nghiệp trang xiv LIỆT KÊ BẢNG
Chương 3
Bảng 3.1: Chức năng chân Module Sim300CZ 17
Bảng 3.2 : Chế độ lệnh AT 25
Bảng 3.3 : Một số lệnh AT 25
Bảng 3.4 : Lệnh AT+CMGR 26
Bảng 3.5 : Lệnh AT+CMGS 26
Bảng 3.6 : Lệnh AT+CMSS 26
Bảng 3.7 : Lệnh AT+CMGD 27
Bảng 3.8 : Lệnh ATE 28
Bảng 3.9 : Lệnh AT+CLIP 28
Bảng 3.10 : Lệnh AT&W 29
Bảng 3.11 : Lệnh AT+CMGF 29
Bảng 3.12: Lệnh AT+CNMI 29
Bảng 3.13: Lệnh AT+CSAS 30
Bảng 3.14 : Chức năng các chân của Port 1 36
Bảng 3.15 : Chức năng các chân của Port 3 37
Bảng 3.16 : Các bit trong thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu 41
Bảng 3.17 : Các kiểu truyền dữ liệu 42
Chương 4:
Bảng 4.1 : Các bước thiết lập cấu hình cho module SIM300CZ 65
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 nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trong một
khoảng thời gian nhất định 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 " Thiết
kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng 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.
Đồ án tốt nghiệp trang 3
Chương 1 : Dẫn nhập
1.2 Ý nghĩa khoa học 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 vực 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 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.
Hệ thống được bảo mật bằng password.
Đồ án tốt nghiệp trang 5
Chương 2 : Cơ sở lý luận
CHƢƠNG 2:
CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc
2.1.1 Ngoài nƣớc
Trên thế giới hiện nay việc điều khiển thiết bị từ mạng điện thoại di động
không còn mới mẽ nữa. Xu hướng hiện nay là tích hợp mọi tính năng trên chiếc
điện thoại di động và việc điều khiển từ xa cũng nằm trong xu hướng đó. Mới đây
nhất, nhà sản xuất ô tô Nissan, công ty điện tử Sharp và công ty viễn thông NTT
DoCoMo của Nhật đã hợp tác nghiên cứu và cho ra đời một mẫu điện thoại di
động tích hợp chức năng điều khiển ô tô. Mẫu điện thoại độc đáo này đã được
Nissan, Sharp và DoCoMo chính thức giới thiệu hôm 24/9. Hình 2.1 : Điện thoại tích hợp chức năng điều khiển ô tô
Tại sao xu hướng thế giới lại đi vào khai thác lĩnh vực viễn thông cho mục đích
điều khiển từ xa này mà không phải là cách khác? Qua nghiên cứu cho thấy:
“Ngày 1/7/1991, cuộc gọi di động công nghệ GSM đầu tiên trên thế giới đã được
thực hiện dựa trên hệ thống GSM do Ericsson cung cấp và được vận hành bởi nhà
khai thác mạng Mannesman tại Đức. 15 năm sau, chính xác là ngày 16/6/2006,
công nghệ di động GSM đã vượt qua con số 2 tỉ thuê bao. Số lượng khách hàng sử
dụng mạng GSM gấp đôi người dùng Internet trên toàn thế giới. Số người sử dụng
mạng GSM tiếp tục tăng mạnh với tốc độ 1000 người/phút, tương đương với gần
18 thuê bao/giây, 1,3 triệu thuê bao mới mỗi ngày”. Kỹ thuật GSM có khả năng
truyền tin wireless với phạm vi rất rộng lớn và đảm bảo độ tin cậy cao. Chính vì
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.
Sơ đồ khối của hệ thống:
Đồ án tốt nghiệp trang 7
Chương 2 : Cơ sở lý luận
Hình 2.3 sơ đồ khối hệ thống điều khiển qua máy tính
Với hệ thống trên, 2 tác giả đã khai thác, ứng dụng sự phát triển của mạng di
động vào thực tế, mở ra nhiều ý tưởng trong việc khai thác ứng dụng của mạng di
động. Nhưng qua tìm hiểu và nghiên cứu, nhóm nhận thấy đề tài có thể được phát
triển theo cách khắc phục những thiếu sót trên đề tài này như: hệ thống trên chỉ
ứng dụng cho những địa điểm, vị trí nào có lắp đặt máy tính hay có dùng laptop rất
cồng kềnh, phức tạp; máy tính phải được mở suốt 24/24 rất hao phí. Tuy nhiên, đề
tài này cũng là nền tản 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. ở Việt
Nam khi GSM đã trở thành công nghệ mà hơn 95% dân số chọn dùng, 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.
Đồ án tốt nghiệp trang 8
Nhóm sử dụng sách giáo khoa, máy tính để truy cập mạng tìm kiếm thông tin, các
thiết bị dùng để thiết kế và thi công mạch.
Đồ án tốt nghiệp trang 9
Chương 3 : Lý thuyết liên quan
CHƢƠNG 3
LÝ THUYẾT LIÊN QUAN
3.1 Tổng quan về công nghệ GSM
3.1.1 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 c ủa
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
- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).
- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).
- Tr ạm di động MS (Mobile Station).
3.1.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM
Copyright: Tài liệu đại học ©