PHỤ LỤC

LỜI CAM ĐOAN

Kính thưa: Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp khoa Điện Tử- Viễn Thông
trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.
Em tên là: Trần Hoàng Đăng
Sinh viên lớp 11DT3, khoa Điện tử-Viễn thông, trường đại học Bách Khoa Đà
Nẵng.
Em xin cam đoan nội dung của đồ án này không phải là bản sao chép của bất
cứ đồ án hoặc công trình đã có từ trước.
Em xin chân thành cảm ơn.!

Đà Nẵng, Ngày……..Tháng…….Năm………..
Sinh viên thực hiện

Trần Hoàng Đăng

MỤC LỤC

CÁC TỪ VIẾT TẮT..................................................................................................5
MỞ ĐẦU....................................................................................................................6
PHẦN 1: LÝ THUYẾT.............................................................................................7
CHƯƠNG 1: Hệ thống GMS và SMS......................................................................7
1.1 Giới thiệu chương................................................................................................7

1


PHỤ LỤC


2.3.5 Các lệnh về TCP/IP.......................................................................................25
2.3.6 Các lệnh khác..................................................................................................25
2.3.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu..............................................................................26
2.4 Kết luận chương.................................................................................................27
CHƯƠNG 3: Vi điều khiển PIC16F887....................................................................28
3.1 Giới thiêu chương................................................................................................28
3.2 Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC.............................................................28
3.2.1 Sự phổ biến của vi điều khiển PIC................................................................28
3.2.2. Kiến trúc PIC.................................................................................................29
3.2.3 RISC và CISC.................................................................................................30
3.2.4 PIPELINING...................................................................................................31
3.2.5. Các dòng PIC và cách lựa chọn PIC.............................................................32

3


PHỤ LỤC

3.2.6. Ngôn ngữ lập trình PIC..................................................................................33
3.3

PIC16F887........................................................................................................33

3.3.1 Tổng quan cấu trúc của PIC16F887...............................................................33
3.3.2 Sơ đồ chân của 16F887..................................................................................36
3.4 Kết luận chương..................................................................................................39
PHẦN 2: THI CÔNG.................................................................................................40
CHƯƠNG 4: Tính toán thiết kế.................................................................................40
4.1 Giới thiệu chương................................................................................................40
4.2 Sơ đồ khối............................................................................................................40

: Internet Protocol

RAM : Random Access Memory
ROM : Read Only Memory
SMS : Short Message Service
TCP

:Transmission Control Protocol

MỞ ĐẦU

Trong nông nghiệp việc tưới tiêu là không thể thiếu, nhiều loại cây cần phải
tưới 3 lần trở lên trong mỗi ngày. Do đó việc giám sát mực nước tưới có trong giếng
để điều khiển việc tưới tiêu với người nông dân là khá quan trọng. Tuy nhiên đối
với những khu vườn xa nhà thì việc người nông dân phải trong một ngày cứ phải
lên tận nơi để quan sát mực nước và tắt mở máy bơm nước là rất vất vả, thậm chí

5


PHỤ LỤC

nếu không chú ý để máy bơm hoạt động trong tình trạng nước trong giếng đã hết thì
máy bơm có thể bị hư hỏng.
Từ vấn đề thực tế trên cộng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên
em đã chọn đề tài: Hệ thống giám sát mứcnước giếngbơm ứng dụng mạng
GSM.
Nội dung đồ án: Hệ thống sử dụng cảm biến là 3 thanh thép để nhận biết mưc
nước có trong giếng nhờ vào sự dẫn điện của nước. Có 2 mức nước để nhận biết là
mức bắt đầu cho phép được bơm và mức thấp bắt buộc không được bơm. Khi mực


Khối vi điều
khiển

module
SIM900

6

ĐT
D
Đ


PHỤ LỤC

Trong đề tài này em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp tham khảo tài liệu, phần lớn là các tài liệu được lấy trên

mạng qua các diễn đàn điện tử.
 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 nhiều dạng mạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện
tối ưu
Đồ án đã đạt được những kết quả cụ thể sau:
 Tìm hiều về tập lệnh AT
 Thực hiện kết nối giữa Module SIM900 và vi điều khiển PIC16F887.

1.2 Sơ lược về mạng điện thoại di động GSM
1.2.1 Giới thiệu chung:
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile
Communications; viết tắt: GSM) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di
động. Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 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 có thể sử
dụng được nhiều nơi trên thế giới. GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di
động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả năng phát sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM
làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử
dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới. GSM khác với các chuẩn tiền
thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi. Nó được xem như là
một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G). GSM là một chuẩn
mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP)
Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc
gọi tốt, giá thành thấp. Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển
khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng triển
khai các dịch vụ ở mọi nơi, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của
họ ở khắp nơi trên thế giới.

1.2.2 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.

8


PHỤ LỤC

1.2.3 Cấu trúc mạng GSM
OSS

MS

NSS

BSS

:Luồng điều khiển
:Luồng dữ liệu

9


PHỤ LỤC

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mạng 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).

•



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 kí tự Latin chẳng hạn như các kí 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 gửi 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:

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 …

•


1.3.2 Tin nhắn 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.
1.3.3 SMS CENTER
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

13


PHỤ LỤC

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.


1.4 Kết luận chương
Hệ thống GSM ra đời là một dấu mốc quan trọng của khoa học, một bước
nhảy vọt của thông tin truyền thông, giúp con người có thể liên lạc trao đổi thông
tin với nhau một cách dễ dàng thuận tiện hơn bằng những cuộc gọi hay tin nhắn
SMS.
CHƯƠNG 2

MODULE SIM900 VÀ TẬP LỆNH AT

2.1 Giới thiệu chương
Chương này chúng ta sẽ tìm hiều về cấu trúc của module SIM900 và khảo sát
tập lênh AT của nó. Chương gồm các mục sau:
2.2 Giới thiệu module SIM900
2.2.1 Tổng quan về module SIM900
2.2.2Mạch nguồn
2.2.3 Giao tiếp với sim card
2.2.5 Kết nối với vi điều khiển
2.2.5 Đèn thông tin trạng thái của sim900
2.3 Khảo sát tập lệnh AT của module SIM900
2.3.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim900
2.3.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi
2.3.3. Các lệnh về SMS
2.3.4. Các lệnh về GPRS
2.3.5. Các lệnh khác
2.3.6. Các lệnh kiểm tra ban đầu

15




PHỤ LỤC

sụt xuống dưới mức yêu cầu và SIM900 không thể khởi động được. Nếu điện áp lớn
hơn 5V thì sim900 sẽ bị cháy.

2.2.3 Giao tiếp với sim card
Module sim900 hổ trợ 2 loại SIM Card: 1.8V và 3V. Sim900 sẽ tự xác định
loại sim nào và cấp nguồn.

Hình 2.2: Giao tiếp giữa Modle SIM và SIM card

Bảng 2.1:Giao tiếp giữa Modle SIM và SIM card

17


PHỤ LỤC

2.2.4Kết nối với vi điều khiển

Hình 2.3: Kết nối giữa module Sim với vi điều khiển

Cổng giao tiếp nối tiếp cung cấp các tốc độ truyền dữ liệu sau: 300, 1200,
2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200. Tốc độ giao tiếp mặc định là
115200.
Có bảy đường truyền kết nối.
2.2.5 Đèn thông tin trạng thái của sim900
Để kiểm tra trạng thái kết nối của sim900 với mạng thì dung đèn netlight


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 pin và mức sạc của pin.

•

Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ

2.3.1. Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim900
•

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:

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:
Ok
<value> 0 Tắt chế độ Echo
1 Bật chế độ Echo
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
2.3.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi
•

Lệnh quay số:
ATD<cr>

Ví dụ: muốn quay số tới số điện thoại 0989164470 thi ta gõ lệnh
ATD0989164470;<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 nhấc máy để kết nối thì gõ lệnh:
ATA <cr>
•

Lệnh bỏ cuộc gọi:

21



[<alpha>],<scts>[,<tooa>,<fo>,,<dcs>,<sca>,<tosca>,<length>]<CR><data>
Nếu dữ liệu trả về dạng PDU(mode=0):
+CMGR: <stat>,[<alpha>],<length><CR><LF>
Nếu lệnh bị lỗi thì trả về dưới dạng:

22


PHỤ LỤC

+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 lỗi: +CMS ERROR: <err>
Lệnh viết tin nhắn rồi lưu vào ngăn nhớ:

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 thực hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:
OK
Nếu lệnh bị lỗi:
+CMS ERROR: <err>
2.3.4 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


CONNECT OK
Nếu lệnh thực hiện
2.3.6 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