1
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 5
DANH SÁCH HÌNH VẼ 6
DANH SÁCH BẢNG 8
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 8
PHẦN MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11
1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 11
1.1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 12
1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12
1.1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 13
1.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 13
1.3. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 14
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN
NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM 15
2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS 2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SMS 15
2.1.2. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG TIN NHẮN SMS 16
2.1.3 CẤU TRÚC MỘT TIN NHẮN SMS 17
2.1.4 TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI 17
2.1.5 SMS CENTER/SMSC 18
2.1.6. NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ 19
2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 19
2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM 19
2.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM 20
2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM 21
2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát 21
2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM 22
2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM 22
3
3.7. HỆ THỐNG KHỐI PSOC TƯƠNG TỰ 57
3.7.1. CÁC BỘ KHUẾCH ĐẠI 57
CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM XĂNG
DẦU 60
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG 60
4.2. SƠ ĐỒ KHỐI 60
4.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 62
4.4. YÊU CẦU CẦN KHẮC PHỤC 62
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 63
5.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 63
5.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT HỆ THỐNG 64
5.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 65
5.3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ PHẦN CỨNG & TÍNH TOÁN. 65
5.3.1.1 Nguồn cung cấp cho toàn hệ thống. 65
5.3.1.2 Khối trung tâm xử lý 67
5.3.1.3 Modul Sim900. 68
5.3.1.4 Khối hiển thị 68
5.3.1.5 Khối truyền thống. 69
5.3.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN 70
5.3.2.1 Khối trung tâm xử lý 70
5.3.2.2 Khối Modul Sim900. 71
5.3.2.3 Khối hiển thị. 73
5.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 73
5.4.1. ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU TRUYỀN THÔNG. 73
5.4.2 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 74
5.4.2.1 Lưu đồ thuật toán phát truyền thông giao tiếp cây xăng. 74
5.4.2.2. Lưu đồ thuật toán nhận truyền thông giao tiếp cây xăng 75
5.4.3. CÚ PHÁP PHÁT NHẬN TIN NHẮN THÔNG QUA MODUL SIM900 76
Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông SPI Slave. 57
Hình 3.10. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại INSAMP. 58
Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại đảo. 58
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại không đảo PGA. 59
Hình 5.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị bằng SMS. 64
Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho toàn mạch. 66
Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý kết nối PSoc CY8C29466. 67
Hình 5.4. Sơ đồ nguyên lý kết nối Module Sim900 68
Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị. 68
Hình 5.6. Sơ đồ nguyên lý khối truyền thông. 69
Hình 5.7. Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Trung tâm xử lý. 70
Hình 5.8. Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM khối Trung tâm xử lý. 70
Hình 5.9. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Trung tâm xử lý. 71
Hình 5.10. Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Modul Sim900. 71
Hình 5.11. Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM khối Modul Sim900. 72
Hình 5.12. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Modul Sim900. 72
Hình 5.13. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Modul Sim900. 73
Hình 5.14. Sơ đồ mạch in khối hiển thị. 73
Hình 5.15. Sơ đồ mạch in khối hiển thị. 73
Hình 5.16. Lưu đồ tuật toán phát truyền thông giao tiếp cây xăng. 74
Hình 5.17. Lưu đồ thuật toán nhận truyền thông giao tiếp cây xăng. 75
Hình 5.18. Sơ đồ khối Trung tâm xử lý. 79
Hình 5.19. Sơ đồ khối SIM900. 80
Hình 5.20. Sảm phẩm hoàn thiện. 80
Hình. 5.21. Hoạt động hệ thống 81
7
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Mô tả sơ đồ chân của SIM900 29
Bảng 3.2 Các thanh ghi của CPU 43
doanh xăng dầu đã được nhiều quốc gia trên thế giới thực hiện và đạt hiệu quả cao.
Hiện nay ở Việt Nam, công tác quản lý đang thực hiện chủ yếu theo phương pháp
thủ công (ghi chép, cập nhật dữ liệu). Đổi mới công nghệ và phương pháp quản lý
kinh doanh xăng dầu để nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh đ
ang là nhu cầu
thực sự và bức thiết hiện nay của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu, đồng thời
để phát triển theo xu hướng quá trình hội nhập nền kinh tế chung của thế giới. Hầu
hết các trụ bơm xăng dầu điện tử sản xuất trong nước cũng như ở nước ngoài đều có
cổng truyền thông để kết nối với các thiết bị truyền thông.
Trên cơ sở nhu cầu thực tế của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầuvà khả
nằng kết nối thông qua các cổng truyền thông của các trụ bơm xăng dầu, em đã đưa
ra giải pháp công nghệ kết nối tất các các trụ bơm xăng dầu của một trạm bơm xăng
dầu về cổng truyền thông phục vụ cho việc việc tự động giám sát và quản lý, giúp
cho các cơ sở kinh doanh xăng dầu thực hiện kinh doanh, giám sát quản lý một cách
hiện đại, chuyên nghiệp và hiệu quả.
Việc kết nối tất các các trụ bơm xăng dầu của một trạm bơm xăng dầu về
một cổng truyền thông phục vụ cho công tác quản lý không làm ảnh hưởng đến quá
trình hoạt động cũng như bất kỳ thông số kỹ thuật đo lường nào của trụ bơm xăng
dầu.
Toàn bộ nội dung của luận văn được trình bày trong 6 chương với nội dung
tóm tắt như sau:
Chương 1 – Tổng quan về đề tài: Chương này trình bày những vấn đề chính
như ý nghĩa, mục đích và phương pháp nghiên cứu của luận văn.
Chương 2 – Giới thiệu tổng quan về công nghệ GSM, Modul SIM900 và tập
lệnh ATCOMMAN.
Chương 3 – Giới thiệu về PSoc: Chương này trình bày thiết kế chi tiết b
ộ xử
lý on chip PSoc.
Chương 4 – Giới thiệu nguyên lý hoạt động của trạm xăng dầu
10
hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nh
ắn 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 và quản lý thay đổi trạng thái
cho một trạm bơm xăng dầu thông qua tin nh
ắn SMS gồm có: thay đổi đơn giá, xem
tổng, quản lý điện áp,… Hoặc nó có thể điều khiển thiết bị đơn giản như đèn bảo
vệ, máy phát điện, quạt máy, hệ thống báo động … 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 trạm xăng
dầu khi muốn thay đổi và xem các thông số cho hệ thống người quản lý phải mất
thời gian về mặt thao tác, đối với các nhà quản lý lớn thì việc di chuyển giữa các
trạm xăng rất xa và bất tiện. Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏ
i ngày càng cao
của cuộc sống, cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên em
đã chọn đề tài " Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng
dụng công nghệ SMS trong GSM " 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.
12
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.Ở Việt Nam các hệ thống bán lẻ xăng dầu thông qua các Tổng
Công ty, các đại lý lên việc phân cấp quản lý dữ liệu cho hệ thống rất phức tạp và
Để giải quyết được vấn đề này đòi hỏi phải có một lượng thời gian, kiến thức nhất
định và cả vấn đề tài chính. Với lượng thời gian và ki
ến thức có hạn, trong đề tài
này em thực hiện được các vấn đề sau:
¾ Xem các thông số của hệ thống 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 …
¾ Thay đổi lại các thông số cho trạm xăng dầu bằng tin nhắn SMS như
đơn giá , làm tròn số tiền,…
¾ Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng tự
động báo động bằng cách gửi
một tin nhắn SMS tới người quản lý khi có người khác đột nhập hệ thống.
1.2. 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, em đã lắp ráp thử nghiệm với nhiều cách thức
khác nhau để từ đó chọn lọc giải pháp tối ưu.
14
CPU
CÂY
XĂNG 2
CPU
TRUYỀN
THÔNG
CPU
CÂY
XĂNG 9
CPU
CÂY
XĂNG 16
CPU
CÂY
XĂNG 10CPU
SIM900
…
…
15
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN
16
Không giống như SMS, các công nghệ mobile như WAP và mobile Java thì không
được hỗ trợ trên nhiều model điện thoại.
2.1.2. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG TIN NHẮN SMS
¾ Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại mà tắt nguồn.
Khi ta gọi đến 1 thuê bao nào đó mà thuê bao bị tắt nguồn hoặc không trong
vùng phủ sóng thì ta có thể gửi một tin nhắn SMS đến thuê bao đó hệ thống SMS
của mạ
ng điện thoại sẽ lưu trữ tin nhắn đó rồi sau đó gửi nó tới thuê bao đó khi điện
thoại của thuê bao này bật nguồn.
¾ 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. Khi ở chỗ đông
người và trong các cuộc họp,… bạn phải ra ngoài để thực hiện một cuộ
c gọi hay trả
lời một cuộc gọi. Bạn sẽ không phải làm như thế nếu như tin nhắn SMS được sử
dụng.
¾ 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 tho
ại 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…
¾ Các mạng điện thoại di động chúng có thể được thay đổi giữa các sóng
mang Wireless khác nhau.
Ngày nay hệ thống tin nhắn SMS là một công nghệ rất phát triển và thành
công. Tất cả các điện thoại cầm tay đều có hỗ trợ . Bạn không chỉ có th
ể 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
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
18
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 v
ới SMS ở các thiết
bị có sử dụng sóng wireless.
2.1.5. 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 đ
i 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
đi
ện 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 th
ống mạng wireless.
được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định.
GSM là một hệ thống có c
ấu 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 vi
ệc 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
20
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 v
ới 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 giữ
a các mạng GSM với tốc
độ hiện hành lên đến 9.600 bps.
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).
22
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 c
ấp dịch vụ theo công nghệ GSM.
Module Sim900 là một trong nh
ững loại modem GSM. Nhưng Module Sim900
đựoc nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó sử dụng công nghệ
GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS
1900Mhz.
24
2.3.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM900
1. Nguồn cung cấp khoảng 3,2 – 4,8V. Được thiết kế với kĩ thuật tiết
kiệm năng lượng, dòng tiêu thụ trong chế độ ngủ là rất thấp 1.0mA
2. Băng tần
• GSM 850, EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900. Sim900 có thể
tự động tìm kiếm 4 dải tần. Chúng ta cũng có thể thiết lập dải
tần số bởi lệnh AT “ AT + CBAND”
• Phù hợp vớ
i GSM Pha 2/2+
3. Loại GSM là loại MS nhỏ
4. Kết nối GPRS
• GPRS có nhiều rãnh loại 8 ( lựa chọn )
• GPRS có nhiều ránh loại 10 ( tự động )
5. Giới hạn nhiêt độ:
• Bình thường -30
0
C tới +80
0
C
• Hạn chế : - 40
0
• Kết nối thông qua anten ngoài 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)
• Tích hợp đa tốc độ (AMR)
• Loại bỏ tiếng dội
• Khử nhiễu
14.Giao tiếp nối tiếp và sự
ghép nối:
• Cổng kết nối có thể sử dụng với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh
ATCommand tới mudule điều khiển
• Cổng nối tiếp có thể sử dụng chức năng giao tiếp
• Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 bps tới 115200 pbs
• Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD
• Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử d
ụng 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:
Copyright: Tài liệu đại học ©