(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN tốt NGHIỆP hệ THỐNG báo CHÁY tự ĐỘNG QUA điện THOẠI

Giới thiệu tổng quan về GSM GSM Global System for Mobile communication là hệ thốngthông tin di động số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2Gsecond generation có cấu trúc mạng

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG QUA ĐIỆN

THOẠI

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU CHÂN THÀNH

SINH VIÊN: LÊ KHÁNH DUY

MÃ SỐ SV: 1853020009

LỚP: 18ĐHĐT01

Thành phố Hồ Chí Minh – 04/2022

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG QUA ĐIỆN

THOẠI

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU CHÂN THÀNH

SINH VIÊN: LÊ KHÁNH DUY

MÃ SỐ SV: 1853020009

LỚP: 18ĐHĐT01

Thành phố Hồ Chí Minh – 04/2022

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 04 năm 2022

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN: Lê Khánh Duy

MSSV: 1853020009

LỚP: 18ĐHĐT01

NGÀNH: Công Nghệ Kĩ Thuật Điện Tử - Viễn Thông

1. Tên đề tài tiểu luận tốt nghiệp:

Hệ thống báo cháy tự động qua điện thoại

2. Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp:

Thực hiện các yêu cầu cần thiết trong quá trình thực hiện làm đề tài.Bên cạnh đó hoàn thành bài báo cáo để tài tiểu luận mà tôi đã lựa chọn

3. Ngày giao đề tài tiểu luận tốt nghiệp: 01/04/2022

4. Ngày nộp báo cáo tiểu luận tốt nghiệp: 17/04/2022

5. Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Chân Thành

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài tiểu luận tốt nghiệp này là công trình nghiêncứu của bản thân, được đúc kết từ quá trình học tập và nghiên cứu thựctiễn trong thời gian qua Các thông tin và số liệu được sử dụng trong đề tàitiểu luận tốt nghiệp này là hoàn toàn trung thực

Thành phố Hồ Chí Minh năm 2022

Người cam đoan

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TpHCM, ngày … tháng …… năm ……

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TpHCM, ngày … tháng …… năm …

Giáo viên phản biện

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

LỜI NÓI ĐẦU

1

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3 Phương pháp nghiên cứu

1.4 Kết cấu của đề tài

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chương 1: Giới thiệuChương 2: Cơ sở lý thuyếtPHẦN 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ

Chương 3: Tính toán và thiết kếChương 4: Thi công và kết quảPHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài

2.2. Các khái niệm lý thuyết liên quan đến vấn đề nghiên cứu

2.2.1. Tổng quan về công nghệ GSM

2.2.1.1. Giới thiệu tổng quan về GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thốngthông 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 truyềngiọng nói và chuyển giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khácnhau: 400Mhz, 900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz, được tiêu chuẩn Viễnthông Châu Âu (ETSI) quy định

GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộcvào 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 nhàcung cấp dịch vụ thực hiện việc ký kết roaming với nhau nhờ đó màthuê bao GSM có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoại GSM của mìnhbất cứ nơi đâu

Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âmthanh với chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giaotiếp khác rẻ tiền hơn đó là tin nhắn SMS Ngoài ra để tạo thuận lợi chocác 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 cácnhà cung cấp thiết bị khác nhau

3

Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming chothuê bao của mình với các mạng khác trên toàn thế giới Và công nghệGSM cũng phát triển thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS vàsau 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 218quốc 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 củacác mạng GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thếgiới

2.2.1.2 Đặc điểm của công nghệ GSM

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

Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate(6kbps)

4

2.2.1.3 Cấu trúc mạng của GSM

Hình: cấu trúc của 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).

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

 HLR (): Bộ ghi định vị thường trú.

 EIR (): bộ ghi nhận dạng thiết bị

 MSC (): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ mạng

 BSC (): Bộ điều khiển trạm gốc BTS (): Trạm thu phát gốc

 NSS (): Phân hệ chuyển mạch BSS (): Phân hệ trạm gốc

 MS (): Trạm di động

 OSS (): Phân hệ khai thác bảo dưỡng

 PSPDN (): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói

 CSPDN (): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh PSTN(): Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

 PLMN (): Mạng di động mặt đất

 ISDN (): Mạng số dịch vụ tích hợp

 OMC (): Trung tâm khai thác và bảo dưỡng

2.2.1.5 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam

Đây chính là thế hệ mạng di động thứ 2 với tên gọi đầy đủ là hệ thống thôngtin di động toàn cầu Mạng 2G có tên tiếng anh là Global System for MobileCommunications hay còn gọi là GSM Mạng 2G có khả năng phủ sóng rộngkhắp, làm cho những chiếc điện thoại có thể được sử dụng ở nhiều nơi trênthế giới GSM gồm nhiều các trạm thu phát sóng để những điện thoại di động

có thể kết nối mạng qua việc tìm kiếm các trạm thu phát gần nhất

Mạng 2G chia làm 2 nhánh chính: nền TDMA và CDMA và nhiều dạng kếtnối tùy theo yêu cầu sử dụng Các chuẩn thương mại chính: D-AMPS,GSM/GPRS/EDGE, cdmaOne

Khi mạng 2G xuất hiện, chất lượng cuốc gọi được cải thiện đáng kể, tín hiệu

và tốc độ cũng tốt hơn rất nhiều so với thế hệ trước đó Thời gian và chi phíđược tiết kiệm khi mã hóa dữ liệu theo dạng kĩ thuật số Những thiết bị được

6

thiết kế nhỏ gọn và nhẹ hơn, ngoài ra chúng còn có thể thực hiện tin nhắndạng SMS.

Những modem truyền thông trong công nghiệp như F2103 cũng sử dụng côngnghệ mạng 2G này để thực hiện truyền tải dữ liệu Nói chung mạng 2G cónhững tác động khá lớn tới ngành thông tin liên lạc và truyền tải dữ liệu

Mạng 3G

Thế hệ thứ 3 của chuẩn công nghệ điện thoại di động chính là mạng3G generation technology, cho phép truyền cả dữ liệu thoại như nghe gọi, nhắntin và dữ liệu ngoài thoại như gửi mail, tải dữ liệu, hình ảnh Nhờ có 3G ta cóthể truy cập Internet cho cả thuê bao cố định hay di chuyển ở các tốc độ khácnhau Đa số các smart phone hiện nay đều hỗ trợ công nghệ 3G Hiện naycông nghệ 3G được xây dựng với 4 chuẩn chính: W- CDMA, CDMA2000,TD-CDMA, TD-SCDMA

Third-Mạng 3G cải thiện chất lượng cuộc gọi, tín hiệu, tốc độ so với 2G Ta có thểtruy cập Internet tốc độ cao ngay khi đang di chuyển, truy cập thế giới nộidung đa phương tiện: nhạc, phim, hình ảnh chất lượng cao Người dùng có thểtrò chuyện mọi nơi với chi phí rẻ hơn rất nhiều qua các ứng dụng hỗ trợ như:zalo, Viber, Line,…

Mạng 4G

4G hay Fourth-generation là công nghệ truyền thông không dây thứ 4 có thểtruyền tỉa dữ liệu với tốc độ lên đến 1 -> 1.5 Gb/giây Công nghệ 4G vượt trộihơn 3G ở nhiều điểm Với 4G người dùng có thể tải và truyền lên hình ảnhđộng chất lượng cao

Với 4G, băng thông rộng hơn, tốc độ nhanh hơn, hỗ trợ các dịch vụ di độngcao cấp như truyền hình trực tuyến, video HD, game online cao cấp, đáp ứng

7

cùng lúc nhiều người sử dụng Các chuẩn thương mại chính: LTE, LTEAdvanced, Mobile Wimax và WiMax Release 2

Mạng 5G

Giống như những gì chúng ta hình dung, 5G nhanh hơn 4G Hiện tại, mạng5G mới được lên kế hoạch hoạt động trong dải tần số cao của băng tần khôngdây – nó nằm giữa 30 GHz và 300 GHz, hay còn được gọi là băng tần bướcsóng milimet Đối với các thiết bị di động, 5G sẽ giúp sửa chữa rất nhiều vấn

đề của 4G và các công nghệ không dây hiện tại Nó sẽ được thiết kế để hỗ trợđồng thời nhiều người dùng và thiết bị hơn (theo thông số kỹ thuật ITU mỗicell 5G sẽ hỗ trợ cho 1 triệu thiết bị trên diện tích 1 km2), với tốc độ cao hơn

cả 4G Việc tốc độ dữ liệu của bạn bị chậm đi khi đang ở một sự kiện đôngngười sẽ chỉ còn là quá khứ Theo đó, mạng 5G dự kiến được chính thứcthương mại hóa trong năm tới, sử dụng các thiết bị Make in Vietnam Ngànhviễn thông cũng nghiên cứu và thúc đẩy áp dụng các phương pháp chia sẻ hạtầng tiên tiến như MORAN (Multi Operator Radio Access Network, MOCN(Multi-Operator Core Network) Việt Nam đặt mục tiêu phủ sóng 5G đến 25%dân số vào 2025

2.2.2. Tổng quan về tin nhắn SMS

2.2.2.1. Giới thiệu về SMS

SMS là từ viết tắt của Short Message Service Đó là một công nghệcho phép gửi và nhận các tin nhắn giữa các điện thoại với nhau SMS xuấthiện đầu tiên ở

Châu Âu vào năm 1992 Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn vềGSM (Global System for Mobile Communication) Một thời gian sau đó,

nó phát triển sang công nghệ wireless như CDMA và TDMA Các chuẩnGSM và SMS có nguồn gốc phát triển bởi ETSI (EuropeanTelecommunication Standards Institute)

8

Ngày nay 3GPP (Third Generation Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm soát về sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS.

Như chính tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, dữ liệu cóthể được lưu giữ bởi một SMS là rất giới hạn Một SMS có thể chứa tối

đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu Vì vậy, một SMS có thể chứa:

 160 ký tự nếu mã hóa ký tự 7 bit được sử dụng (phù hợp với mã hóa các ký tự latin như alphatet của tiếng Anh)

 70 ký tự nếu như mã hóa ký tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng (dùng cho các ký tự không phải mã latin như chữ Trung Quốc…)SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau Nó có thể hoạt động tốtvới nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm Arabic, Trung Quốc,Nhật

Bản, Hàn Quốc…

Bên cạnh gửi tin nhắn dạng text thì tin nhắn còn có thể mang dữ liệudạng binary Nó cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện íchkhác…tới điện thoại khác

- Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao diện không khí)

9

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

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

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

- Message body: nội dung tin nhắn SMS

2.2.2.3 Ưu điểm của SMS

- Tin nhắn có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào

- Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại dù chúng đang bị tắtnguồn - Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với ngườikhác

- Được sử dụng trên các điện thoại di động khác nhau và có thể gửi cùng mạng hoặc khác mạng đều được

- Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: chứcnăng SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM;

có thể gửi nhạc chuông, hình ảnh…; hỗ trợ chi trả các dịch vụ trực tuyếndownload nhạc chuông…

2.2.2.4 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài

Để khắc phục khuyết điểm mang lượng giới hạn dữ liệu, một mở rộngmới ra đời đó là SMS chuỗi (SMS dài) Một SMS dạng text dài có thểchứa nhiều hơn 160 ký tự theo chuẩn dùng trong tiếng Anh SMS chuỗi có

cơ cấu hoạt động như sau: điện thoại di động sẽ chia tin nhắn dài ra thànhnhiều phần nhỏ và sau đó gửi các phần nhỏ này như tin nhắn SMS đơn.Khi các tin nhắn SMS này đã được gửi tới đích hoàn toàn thì nó sẽ đượckết 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 cácthiết bị có sử dụng sóng wireless

10

2.2.2.5 SMS center/SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạtđộng liên quan tới SMS của một mạng wireless Khi một tin nhắn SMSđược gửi đi từ một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới mộttrung tâm SMS Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tớiđích (người nhận) Một tin nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn mộtthực thể mạng (netwok) (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway) trướckhi đi tới đích thực sự của nó Nhiệm vụ duy nhất của một SMSC là luânchuyển các tin nhắn SMS và điều chỉnh quá trình này cho đúng với chutrình của nó Nếu như máy điện thoại của người nhận không ở trạng tháinhận (bật nguồn) trong lúc gửi thì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này Và khimáy điện thoại của người nhận mở nguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tớingười nhận

Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyểnlưu thông SMS của một mạng wireless Hệ thống vận hành mạng luônluôn quản lí SMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thốngmạng wireless Tuy nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSCthứ 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 Điểnhình 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 cấuhình địa chỉ SMSC Thông thường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trongthẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless Điều này có nghĩa là bạn không cầnphải làm bất cứ thay đổi nào cả

11

2.2.2.6 SMS quốc tế

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạngmục gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMSgiữa các nhà điều hành quốc tế với nhau Tin nhắn SMS giữa các nhà điềuhành cục bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùngmột quốc gia còn tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắnSMS được gửi giữa các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc giakhác nhau

Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so vớigửi trong nước Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so vớigửi cho mạng khác trong cùng một quốc gia <= chi phí cho việc gửi tinnhắn SMS quốc tế

Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộhay thậm chí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triểnmạnh mẽ của hệ thống SMS toàn cầu

2.2.2.7 SMS gateway

Một khó khăn của SMS là các SMSC được phát triển, xây dựng bởicác công ty sử dụng giao thức truyền thông riêng của họ và hầu hết cácgiao thức này thuộc quyền sở hữu riêng Ví dụ như Nokia có một giaothức SMSC là CIMD, nhà điều hành CMG lại có giao thức SMSC là EMI.Chúng ta không thể kết nối hai SMSC nếu chúng không có cùng giao thứcSMSC Để giải quyết vấn đề này, một SMS gateway được đặt giữa haigiao thức SMSC khác nhau Gateway này hoạt động ở hai sóng mangkhác nhau để có thể gửi SMS cho nhau mà không gặp bất kỳ trở ngại nào

12

PROTOCOL1 SMS SMSC1

GATEWAY

Hình 3 4 : SMS gateway

2.3. Các linh kiện sử dụng trong đề tài

SMSC PROTOCOL2 SMSC2

13

14

PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ3.1 Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch

3.1.1. Sơ đồ khối toàn mạch

Hình 3.1: Sơ đồ khối toàn mạch

Khối nguồn: cung cấp nguồn DC ổn định

Khối Vi Điều Khiển: tiếp nhận các thông tin, và xử lý các thông tin đó

Xuất tín hiệu để hiển thị lên khối hiển thị

Khối hiển thị: là LCD hiển thị dữ liệu vi xử lý đưa tới

Khối cảm biến: là khối tiếp nhận tác động cùng với khối nút nhấn đưa

đến khối vi xử lý để hiển thị lên khối hiển thị

Khối Sim800L: Tiếp nhận dữ liệu từ VĐK và gửi tín hiệu tới điện thoại Khối thiết bị: Nhận tín hiệu từ vi xử lý và phát ra ngoài

15