Điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM

Các thiết bị truyền nhận tín hiệu trong hệ thống phải được lựa chọn sao phù hợp với hệ thống thông tin liên lạc tương ứng, và thường là các thiết bị đầu cuối của hệ thống Trong thực tế,

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIÊN THÔNG

LUẦN VĂN TỐT NGHIỆP

_ BIỂU KHIEN TU XA BANG SMS QUA MANG GSM

: TS HO NGQC BA : NGUYÊN TRUNG CHÍNH : 02DHDT020

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Chú ý : SV phải đóng bản nhiệm vụ này vào trang thứ nhất của luận án

7

Họ và tên SV: Khu 22+ & x3 Ck; nf mssv CIBHPT OR,

1 Bau dé ludn án tốt nghiệp :

23, Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu) :

" "Ã for leas’ My ức ly ed fey y ke na ồ

3 Ngày giao nhiệm vụ luận án :Q2/1o/2006

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :12/o1/2007

Ú He} Js c lò tu ke wo LA — ME Tag PM

Nội dung và yêu cầu LATN đã dược thông qua NGƯỜI HƯỚNG DẦN CHÍNH

Trang 3

Điểm đánh giá : Xếp loại : oc Series

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Chính Trang |

Trang 4

Đề tài: Điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM GVHD: TS Hô Ngọc Bá

Điểm đánh giá : 10

Giáo viên phản biện

Trang 6

Đề tài: Điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM GVHD: TS Hồ Ngọc Bá

LOI CAM ON

Sau một thời gian dài được đào tạo về tri thức và đạo đức tại trường đại học Kĩ

thuật công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, thực hiện luận văn tốt nghiệp là một sự

khẳng định và củng cố các kiến thức, kĩ năng mà bản thân em đã được tiếp thu,

trau dồi tại trường, đông thời tích lũy thêm những kinh nghiệm và kĩ năng mới,

chuẩn bị cho quá trình tham gia vào hoạt động sản xuất của xã hội sau khi ra

trường

Để có được kết quả như ngày hôm nay, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu

sắc đến quí thây cô thuộc khoa điện điện tử nói riêng và toàn thể thầy cô trường

đại học Kĩ thuật công nghệ thành phố Hồ Chí Minh nói chung, đã trang bị cho bản

thân em và các sinh viên khác những kiến thức về chuyên ngành, về xã hội trong

suốt thời gian qua, giúp chúng em có được đầy đủ những tri thức về nghề nghiệp,

cuộc sống và sự tự tin cần thiết khi vào đời

Chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Hồ Ngọc Bá đối với ban

thân em trong suốt thời gian qua Sự hướng dẫn của thầy là những định hướng quí

báu cho đề tài, giúp em tích lũy được thêm rất nhiều kinh nghiệm cũng như kĩ

năng cần thiết trong quá trình thực hiện để tài, và hoàn thành tốt đẹp các nhiệm

vụ được giao

Ngoài ra em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nghiên cứu sinh Doan Hiệp tại

trường đại học Ulsan, Hàn Quốc cùng các thành viên của nhóm PICVIETNAM đã

tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian qua, bên cạnh sự hướng dẫn của các

thầy cô tại trường, xin cảm ơn các kĩ sư Nguyễn Hải Linh, Nguyễn Hồng Phước, đã

tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và sự hỗ trợ về những kiến thức, kĩ năng

còn thiếu sót của bản thân em trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện đề tài

Nguyễn Trung Chính

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Chính Trang 3

Trang 7

MỤC LỤC

CHUONG 1: GIGI THIEU

1.1 Sự phát triển của hệ thống điều khiển từ xa -e-secesee 9 1.2 Mô hình tổng quát của hệ thống điều khiển từ xa -. 11

Trang 8

Đề tài: Điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM GVHD: TS Hé Ngoc Ba

3/2/22 Giải pháp cho khối biển thị -c-essrexeereeerrrrrrrere 32

CHƯƠNG 4 : NHỮNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT PHỤC VỤ CHO QUÁ TRÌNH

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SMS QUA MẠNG GSM

4.1 Cơ sở lí thuyết về vi điều khiển PIC wes 38

4.1.2 Một số tính năng của họ vi điều khiển PIC . -«- 38

4.1.4 RISC và CISC -<-s°<< 55s =sseeseerteersrsenesee 40

| 4.1.6 Các dòng vi điều khiển PIC và kí hiệu -<c-eeeseces 41

4.1.7 Ngôn ngữ lập trình cho vi diéu khiển PIC . - 42

4.1.8 Nạp chương trình cho vi điều khiển PIC . s-«- «=2 42

4.1.9 Vi điều khiển PIC18E4550) - 5 5-5 cescesesesersrnsrssrsrree 43 4.2 Cơ sở lí thuyết về giao tiếp USB -.-.<eeeeeeseseeesesrersrseseseersee 46 4.2.1 Cấu trúc đồ hình của USB (USB bus topology) . -e- 48

Trang 9

4.2.10 Modute giao tiếp USB trong vi điều khiển PIC18E4550 61

4.2.11 Kết luận 63

4.3 Cơ sở lí thuyết về tập lệnh AT dùng để điều khiển Modem GSM 64 4.3.1 Sơ lược về tập lệnh AT 64 43.11 Giới thiệu 64 4.3.1.2 Cú pháp chuẩn của tập lệnh AT a 66 4.3.1.3 Thanh ghi S 68 4.3.2 Một số lệnh AT cơ bản 68 4.3.3 Ứng dụng tập lệnh AT để truyền nhận SMS - 69

4.3.3.1 Các lệnh AT dùng cho thao tác truyền nhận SMS 70

4.3.3.2 Các thao tác truyền nhận SMS sử dụng tập lệnh AT 78

4.4 Cơ sở lí thuyết về dịch vụ bản tin ngắn điểm nối điểm 78

4.5 Các công cụ được sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài 79

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SMS

QUA MẠNG GSM

5.2 Xây đựng sơ đồ nguyên lÍ -.- 5-2 se ceesssstsstssssrarnssssasssensssee 81

Trang 10

Phu luc 1: Dich vu ban tin ngắn điểm nối điểm và các vấn đề có liên quan

Trang 11

LỜI MỞ ĐẦU

Điều khiển từ xa từ những ngày đầu tiên ra đời đã khẳng định được tầm quan

trong thời đại khoa học kĩ thuật ngày nay

nhiều cơ hội để phát triển, từ phương thức truyền nhận tín hiệu điều khiển đến các phương pháp thực hiện điều khiển

khoảng cách điều khiển của một hệ thống điều khiển từ xa có thể nói đã không còn

giới hạn nữa

Tại Việt Nam cũng như trên thế giới, hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM

SMS qua mạng GSM” được thực hiện với phương châm: “thông tin lién lac không

một nhà máy,

Trang 8

Trang 12

CHƯƠNG 1

GIỚI THIẾU

1.1 Sự phát triển của hệ thống điều khiển từ xa

Ngày nay, điều khiển từ xa có thể xem là một phần không thể thiếu trong hoạt động hằng ngày của con người, giúp con người điều khiển máy móc và thiết bị một cách dễ dàng mà không cần tương tác trực tiếp với chúng Những máy móc hay thiết

bị được điều khiển có thể là những vật dụng hằng ngày như máy lạnh, truyền hình, cửa xe ôtô, hay những trang thiết bị của một dây chuyển sản xuất, thậm chí là một nhà máy

Người đầu tiên xây dựng một hệ thống điều khiển từ xa không dùng dây dẫn là

không dây được xây dựng bởi Marconi (người Italia) và William Preece (ngudi Anh) tai Toynbee Hall ở London vào năm 1896

Hệ thống “Telekine”, theo mô tả của Quevedo, bao gồm một hệ thống

telegraph hữu tuyến hoặc vô tuyến cho phép truyền tín hiệu để điều khiển vị trí một công tắc được dùng để bật tắt một động cơ

Hình 1.1: Cơ chế mã hóa lệnh của hệ thống Telekine được xây dựng bởi Quavedo

Trang 13

Các hệ thống điều khiến từ xa lúc bấy giờ về cơ bản, đều hoạt động trên cơ chế bật/tắt giống như nguyên lí hoạt động của hệ thống telegraph, do đó khả năng điều khiển còn rất hạn chế Quevedo từng nghĩ đến khả năng tổ hợp hai hay nhiều tín

hiệu bật/tắt để đa dạng hóa khả năng mã hóa tín hiệu, và tăng cường khả năng

điểu khiển, nhưng những hạn chế về khả năng đồng bộ tín hiệu lúc bấy giờ đã

không cho phép ông thực hiện ý tưởng của mình Thay vào đó, ông đưa ra một giải pháp thay thế dựa vào số xung điện mà bộ nhận tín hiệu nhận được, ví dụ như nhận được một xung thì thực hiện cộng việc 1, hai xung thì thực hiện công việc 2, (hình 1.1)

Hình 1.2 là một ví dụ về hệ thống Telekine ứng dụng trong điều khiển tau thủy

Hệ thống bao gồm bộ nhận tín hiệu telegraph Bộ nhận tín hiệu được kết nối với

công tắc đa điểm dùng để điều khiển chân vịt và bánh lái Khi có xung xuất hiện, từ trường sẽ được tạo ra làm cho vị trí của công tắc dịch chuyển lên một vị trí Mỗi vị trí của công tắc sẽ tương ứng với một thao tác được hệ thống thực hiện

Cùng với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật, diéu khiển từ xa ngày càng phat triển đa dạng và phong phú về phương thức truyễển nhận tín hiệu điểu khiển, môi trường truyền nhận tín hiệu (hữu tuyến với dây dẫn, cáp quang, ., vô tuyến với sóng điện từ, tia hổng ngoại, ), cơ chế mã hóa và giải mã tín hiệu điểu khiển, cơ chế bảo mật, Ngoài ra, sự phát triển không ngừng của hệ thống thông tin liên lạc toàn cầu đã tạo nên những điều kiện về sơ sở hạ tang hết sức thuận tiện cho sự phát triển của các hệ thống điều khiển từ xa Sự phát triển này thể hiện ở các khía cạnh sau:

Trang 14

vài mét, vài chục mét, trong một tòa nhà hay một khu vực bạn chế nhất định,

mà thậm chí, con người có thể điều khiển một thiết bị nào đó cách họ nửa vòng trái đất, hoặc hơn nữa, hoặc nằm đâu đó ngoài không gian Giới hạn về khoảng cách có thể nói đã được khắc phục gần như triệt để

yêu cầu điều khiển cho phép vô số các thao tác điều khiển khác nhau, tạo nên rất nhiều thuận tiện cho người điều khiển, sử dụng thiết bị

động, còn có những cơ chế cho phép máy móc thông tin lại cho con người về trạng thái hoạt động, tình hình vận hành hệ thống, để cảnh báo, hoặc giúp người sử dụng đưa ra những yêu cầu mới phù hợp hơn với tình hình hoạt

động hiện tại của hệ thống

Thông tin liên lạc vô tuyến ngày nay đã phát triển rộng khắp và vô cùng đa dạng, phong phú Những hiệu ứng của thông tin liên lạc toàn cầu đối với cuộc sống của con người là hết sức rõ rệt, và mạng lại cho con người rất nhiều tiện nghi trong cuộc sống

Để thông tin liên lạc không chỉ còn đơn thuần là truyền nhận tin tức, là thông tin truyền nhận giữa con người và con người, mà có thể là giữa con người và máy móc,

cần có những hệ thống như hệ thống mà Quevedo đã từng xây dựng

Đề tài “điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM” được thực hiện dựa trên những ý tưởng và cơ sở khoa học đầu tiên này

1.2 Mô hình tổng quát của hệ thống điều khiển từ xa _„

mrs

Những ý tưởng được trình bày trong phần một cho ta một khái ahiệm tổng quát

về một hệ thống điểu khiển từ xa

Về cơ bắn, có ba khối tham gia vào một hệ thống điều khiển từ xa:

= Khéi xử lí thông tin trung tâm: khối này có nhiệm vụ đưa ra những yêu cầu điều khiển và vận hành cho toàn hệ thống Các yêu cầu điều khiển được đưa

ra có thể theo một qui trình được định sẵn, hoặc dựa vào các trạng thái hoạt động được phản hồi trở về từ hệ thống Khối này có thể do người điều khiển, máy tính hoặc một thiết bị có khả năng xử lí thông tin và ra quyết định đảm nhiệm

se _ Khối truyền nhận tín hiệu: khối này có nhiệm vụ nhận truyền tín hiệu điều khiển đi từ khối xử lí trung tâm, hoặc nhận các trạng thái phản hổi từ hệ

thống để truyền về khối xử lí trung tâm Mỗi khối truyền nhận tín hiệu bao gồm bộ giải mã, mã hóa tín hiệu điều khiến và khối truyền nhận tín hiệu điểu khiển Khối truyền nhận phải tương thích với hệ thống mạng thông tin

Trang 15

Mã hóa, Thiết ( Thiét Mã lại „| Thiết bị

Trang 16

= Khối thực thỉ: một hệ thống có thể bao gồm một hay nhiều khối thực thi,

mỗi khối có nhiệm vụ thực thi các yêu cầu được truyền đi từ khối xử lí trung tâm, hoặc phần hổi các thông tin về quá trình hoạt động, thực thi yêu cầu

Mỗi khối thực thi có thể bao gồm một hay nhiều thiết bị Mỗi khối thực thi cần

có một bộ truyền nhận tín hiệu điều khiển để cho phép truyền nhận thông tin voi

khối xử lí trung tâm

Đường truyền được đánh số (1) trong hình 1.3 đặc trưng cho hệ thống thông tin

liên lạc được sử dụng cho hệ thống Hệ thống thông tin liên lạc này cho phép truyền

nhận tín hiệu điều khiến giữa khối truyền nhận tín hiệu và các khối thực thi Các

thiết bị truyền nhận tín hiệu trong hệ thống phải được lựa chọn sao phù hợp với hệ

thống thông tin liên lạc tương ứng, và thường là các thiết bị đầu cuối của hệ thống

Trong thực tế, tùy theo từng ứng dụng cụ thể, có thể đơn giản hóa các thành

có thể giảm bớt thành phần thu tín hiệu, giải mã tín hiệu ở khối truyền nhận tín hiệu

và thành phần nhận tín hiệu, mã hóa tín hiệu điều khiển ở các khối thực thi Muốn

thành phần giải mã tín hiệu điều khiển, nhận tín hiệu ở khối thực thi và thành phần

truyền tín hiệu, mã hóa tín hiệu ở khối truyền nhận tín hiệu

1.3 Hệ thống điều khiển từ xa qua mang GSM

Mang GSM (Global System for Mobile communications) là một trong những hệ

thống thông tin di động toàn cầu được phát triển rất mạnh mẽ trên thế giới nói

chung và Việt Nam nói riêng Tại Việt Nam, mạng GSM chiếm lĩnh một vai trò chủ

chốt trong lĩnh vực thông tin di động với rất nhiều nhà cung cấp dịch vu Cơ sở hạ

tầng của mạng GSM tại Việt Nam cho phép phủ sóng trên toàn quốc, kết nối được

thông tin liên lạc khác như ISDN

thoại, dịch vụ tin nhắn SMS (Short Message Service), định vị toàn cầu GPRS, truy

cập web, và nhiều địch vụ khác

Trang 17

VỚI sự cơ động, thuận tiện của dịch vụ thông tin đi động, và sự hỗ trợ đác lực về

cơ sở hạ tầng của mạng GSM tại Việt Nam, có thể nói đây là sự lựa chọn phù hợp

nhất để phát triển hệ thống điều khiển từ xa tại Việt Nam, bằng cách tận dụng

những dịch vụ được cung cấp bởi hệ thống mạng

Trong phạm vi ứng dụng của để tài, dịch vụ tín nhắn SMS qua mạng GSM được lựa chọn do các nguyên nhân sau:

»=_ Dịch vụ này phù hợp với các yêu cầu về điều khiển: như nội dung thông

tin điều khiển không cần nhiều, dễ dàng giải mã và mã hóa các thông tin

điều khiển, khả năng bảo mật cao,

»=_ Dịch vụ này được cung cấp bởi hầu hết các thiết bị đầu cuối của mạng:

đó là các điện thoại di động, các tổng đài GSM, các modem GSM,

=_ Các thiết bị đầu cuối của mạng GSM rất đa dạng và phong phú, được sản

xuất bởi các hãng có uy tín và chất lượng đảm bảo, trong đó có một số thiết

bị đầu cuối hỗ trợ tính năng cho phép truy xuất thông tin của thiết bị, điển hình là tập lệnh AT dành cho điện thoại di động

Ngoài ra, trong định hướng phát triển của để tài, có thể chú trọng vào vào một

đa dạng, phong phú vàkhông ngừng được phát triển trong nhiều lĩnh vực của đời

sống, trong sinh hoạt hằng ngày, kinh doanh sản xuất, hoạt động khoa học Kĩ thuật,

quân sự,

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật và hệ thống thông tin liên lạc trên toàn thế giới, điều khiển từ xa đã có được một cơ sở hạ tầng vô cùng thuận lợi để tiếp tục phát triển mạnh mẽ, mang lại nhiều tiện ích hơn cho con người

Đóng một vai trò chủ chốt trong hệ thống thông tin di động ở Việt Nam cũng

như trên thế giới, trong phạm vi ứng dụng của để tài, mạng GSM và dịch vụ tin

nhắn SMS được lựa chọn để phát triển hệ thống điều khiển từ xa tại Việt Nam, đồng thời phát triển, nâng cấp không ngừng để khai thác tối đa các tính năng và

dịch vụ của hệ thống mạng GSM, qua đó góp phần mang lại nhiều tiện ích hơn cho

cuộc sống hiện đại ngày nay

Trang 18

2.1 Vài nét sơ lược về mạng thông tin di động toàn cầu GSM

(Global System for Mobile communication) ra đời từ chương trình phát triển của tổ chức này với hai mục đích chính:

gọi là D2 đã đi vào hoạt động ở Đức vào năm 1992

Sơ lược về các thông số lớp vật lí:

Bộ hiệu chỉnh

phân tán

Trang 19

hình TDMA để phát triển thành hệ thống vô tuyến di động Nó có một vài đặc điểm

nổi bật sau:

=_ Liên lạc di động trên các quốc gia tại châu Âu

“_ Liên kết với mạng ISDN thông qua hộp RA

= piéu khién céng suat truyền

® Nhảy tần

= Truyén khong liên tục

= Chuyén vùng di động

2.1.1 Kiến trúc mạng GSM

Mạng GSM bao gồm nhiều hệ thống nhỏ như máy thuê bao di động MS

(Operation Subsystem) (hinh 2.1)

Vv

Hình 2.1: Môi trường bên ngoài một BSS

hiện một dịch vụ nào đó hoặc cung cấp kết nối cho các thiết bị đầu cuối, ví dụ như

máy tính cá nhận hoặc máy fax MS bao gồm các thiết bị đi động ME (Mobile

không cần thiết phải luôn cố định cho một cá nhân đăng kí thuê bao nào đó SIM là một module dành cho thuê bao và chứa tất cả các thông tin liên quan đến thuê bao

Trang 20

các cuộc gọi sẽ được cung cấp cho thuê bao này ME không phải liên hệ trực tiếp với số được gọi, nó chỉ liên hệ trực tiếp với SIM được lắp vào ME

Hệ thống phụ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem): BSS kết nối với MS

và NSS thông qua giao điện vô tuyến BSS bao gồm một trạm vô tuyến gốc (BTS)

‘ (Base Station Controller) cho phép điều khiển một vài BTS BTS bao gồm kênh truyền vô tuyến và thiết bị thu nhận giống như ME (trong MS)

GSM sử dụng mô hình lên kết hệ thống mở OSI (Open System

Interconnection) Có 3 giao điện chính trong mô hình OSI được mô ta như trong

hình 2.2:

A interface

Hình 2.2: cấu trúc các khối chức năng và các giao điện chính

giữa MS và BTS

Với những giao diện chung này, bộ hoạt động của hệ thống có thể tích hợp những sản phẩm sản xuất tại công ty A với những sản phẩm sản xuất tại công ty B

Sự khác nhau giữa giao diện và giao thức là:

Trang 21

= Giao diện được dùng ở những điểm tiếp xúc giữa hai thực thể liền kể (thiết bị hay hệ thống)

“ Giao thức cung cấp luồng thông tin đến giao diện

Ví dụ, giao diện vô tuyến GSM là điểm phát luồng thông tin gắn Hển với một

giữa người sử dụng hệ GSM và những người sửa dụng các mạng truyền thông khác

Sự quản lí của NSS bao gồm:

đi của người sử dụng GSM, đồng thời giám sát nhiều bộ điều khiển trạm gốc

Trang 22

Đề tài: Điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM GVHD: TS Hé Ngọc Bá

“Chức năng tương tác IWE: là cổng giao tiếp giữa MSC và các mang bên ngoài để truyền thông với các thuê bao không dùng hé GSM, nhu mang dif liệu công cộng chuyển mạch gói PSPDN hay mạng dữ liệu công cộng

chuyển mạch mạch CSPDN Vắi trò của IWF phụ thuộc vào dữ liệu người sử dụng và mạng mà nó giao tiếp

khả năng chuyển mạch, cơ sở đữ liệu bao gồm thông tin thuê bao, thông tin liên quan đến vi trí hiện tại của thuê bao nhưng không phải là vị trí thật sự của thuê bao Một trạm bộ phận nhỏ của bộ ghi định vị thường trú (HLR) là trung tâm nhận thức AUC (Authentication Center) AUC quản lí dữ liệu bảo mật trong việc xác nhận thuê bao Một trạm khác của bộ ghi định vị thường trú HLR là bộ đăng kí nhận dạng thiết bị EIR Nó lưu trữ các dữ liệu của máy

di động (ME) hay các đữ liệu liên quan đến ME

thuê bao lưu trữ tạm thời được phục vụ liên kết với MSC, và lưu giữ nhiều dữ liệu chi tiết hơn 14 HLR Vi du, VLR c6 nhiều thông tin về vị trí đăng kí thuê bao hiện tại hơn thông tin có trong HLR

= Tổng đài di động cổng GMSC: dùng để cài đặt cuộc gọi yêu cầu, cuộc gọi

bắt đầu tìm đường đến một GMSC, GMSC tm được chính xác HLR vì nó biết được số thư mục đăng kí của thuê bao GSM GMSCcó giao diện với mạng bên ngoài thông qua các cổng, và mạng cũng dùng hệ thống báo hiệu

đầy đủ kênh số 7 (SS7) để báo hiệu giữa các NSS

„Điểm truyền tín hiệu STP: là một phần các chức năng của NSS, giống như một nút độc lập hay trong các thiết bị khác nhau của MSC Điểm chuyển báo hiệu STP tiết kiệm tối đa chi phí dùng để báo hiệu giữa MSC/VLR, GMSC, HLR

Như đã để cập trước đây, NNS giống như một mạng thông minh Nó tách cơ

sở đữ liệu trung tâm HLR từ các bộ chuyển mạch MSC và sử dụng điểm chuyển giao báo hiéu STP để truyền báo hiệu giữa tổng đài di động MSC và

bộ ghi định vị thường trú HLR

OSS được trình bày như trong hình 2.4, bao gồm các chức năng duy trì và hoạt động mạng, chức năng quản lí tài nguyên thuê bao, nạp tài khoản, tính cước cuộc gọi và chức năng quản lí thiết bị di động Các nhiệm vụ này yêu cầu phải có sự tác động lẫn nhau giữa các thiết bị OSS được bổ sung ở bất kì hình thức mạng nào

Trang 23

n

Ỷ BSS

Hình 2.4: Hoạt động của OSS

2.1.2 Mô hình phân lớp (mô hình OSI)

Hình 2.5: các phân lớp chức năng của GSM

Cấu trúc phân lớp của GSM gồm có 5 lớp: truyền dẫn (TX); quản lí tài nguyên

vô tuyến (RR); quản lí di động (MM); quản lí truyền tin (CM); vận hành, quản trị và bảo dưỡng (OAM) (xem hình 2.5)

Lớp TX: thiết lập kết nối giữa MS và BTS

Lớp RR: có giao thức quản lí truyền dẫn qua giao diện vô tuyến và cung cấp

đường truyền ổn định giữa MS và BSC BSS thực hiện hầu hết chức năng của lớp

RR

Trang 24

Lớp MM: quản lí cơ sở đữ liệu về thuê bao, kể cả số liệu định vị và quản lí hoạt

động đăng kí, SIM, HLR và AUC

Lớp OSS: là một phần các chức năng của lớp OAM

Tất cá các hệ thống nhỏ khác như là BSS và NSS đóng góp vào chức năng khai

thác và bảo dưỡng OAM

Lớp NSS: là một phần tử có ý nghĩa trong lớp CM Các chức năng hầu hết được

thực hiện bởi MSC, bao gồm:

lí những dịch vụ có định hướng, bao gồm thoại, dữ liệu, tương tác với MSC/VLR, GMSC, IWF, HLR (các khối này đều thuộc lớp CM)

cuộc gọi trong mạng và có thay đổi đặc biệt từ các dịch vụ cơ bản

kết nối với nhiều mạng Quá trình truyền nhận tin nhắn đồi hỏi việc thiết kập được đường truyền báo hiệu giữa MS và MSC

2.1.3 Quản línguồn tài nguyên vô tuyến

Trong mạng lưới thông tin di động, các kênh truyền vô tuyến phải được cấp phát

khi các cuộc gọi được thiết lập, chuyển vùng, cũng như giải phóng cuộc gọi Sự quản lí này được đưa thêm vào trong tập hợp các thủ tục thông thường vẫn thực hiện

để quản lí cuộc gọi của hệ thống mạng cố định Có 3 chức năng quản lí: định vị, chuyển vùng và liên lạc di động Các thành phần của các chức năng quản lí tài nguyên vô tuyến đồi hỏi phải có một vài giao thức giữa trạm di động và hệ thống mạng

Giao thức liên kết (Link Protocol)

Hầu hết các chức năng trao đổi thông tin đều được thiết kế thích hợp cho nhiều dạng thiết bị khác nhau, và có 3 giao thức liên kết được dùng để trao đổi thông tin:

=_ Giao thức liên kết vô tuyến RLP: giao thức truy cập liên kết trong hệ GSM bằng liên kết vô tuyến được gọi là LAPDm

= Giao thife MTP: ding dé truyén tín hiệu trong hệ thống mạng báo hiệu SS7 Tốc độ bản tin tín hiệu trong giao thức liên kết vô tuyến bằng 22,8 kbps Tốc độ

bắn tin tín hiệu trong các giao thức liên kết khác bằng 64 kbps ay tạ thon

Sinh vién thuc hién: Nguyén Trung Chinh o G AOWCOME $5 Trang 21

Trang 25

Các giao diện gắn liền với các giao thức liên kết trong hệ thống mạng

MSC-MSC (tín hiệu liên hệ cuộc gọ1) TUP (Telephone User Part)

| BSC-relay MSC (tín hiệu không liên hệ cuộc ISUP (ISDN User Part)

Trang 26

MAP/B: giao thức giữa BSC và relay MSC

MAP(/C: giao thức giữa GMSC và một HLR

MAP/D: giao thức giữa MSC/VLR và HLR

MAPKE: giao thức giữa các MSC

Mối quan hệ giữa các giao thức MAP/X được thể hiện trong hình 2.6

2.1.4 Quản lí di động MM (Mobility Management)

Sự di động của những người sử dụng hệ thống cellular yêu cầu cần phải có sự quản lí về cập nhật vị trí, thực hiện việc chuyển vùng và liên lạc di động Sự chuyển vùng này xảy ra khi kênh thoại thay đổi do trạm di động di chuyển vào một cell khác trong lúc đang thực hiện cuộc gọi Liên lạc di động là khả năng khởi tạo một

cuộc gọi trong một hệ thống mạng và cấp phát nó cho một hệ thống mạng khác

bằng cách sử dụng việc quản lí di động và quản lí việc cập nhật vị trí

Quần lí cập nhat vi tri (Location Update Management)

Thuê bao di động luôn được liên kết với mạng PLMN (Public Land Mobile Network) của nó Khách hàng liên lạc di động thực kết nối với các mạng PLMN dudc ghé qua (visited PLMN), Chung ta co thể xác định được một cuộc gọi bất kì là

từ một mạng PLMN hay từ một mạng PLMN được ghé qua bằng cách dựa vào vị trí của trạm di động Trong quá trình chọn lựa PUMN, MM thường tìm kiếm những cell chỉ nằm trong PLMN chủ Nếu không có dịch vụ nào thích hợp, người sử dụng có thể chọn hoặc tự động tìm kiếm mạng để tìm được PLMN như mong muốn Trong trường hợp dịch vụ giới hạn, MM tiếp tục giám sát 30 sóng mang mạnh nhất Dịch

vụ giới hạn thường quan tâm sự bao phủ tại các vùng biên của các quốc gia ngoài

Sự lựa chọn cell Việc chọn lựa cell tốt nhất từ một trạm di động phụ thuộc vào ba hệ SỐ:

= Hai thong s6 pl va p2 đặc trưng bởi cell

Ta goi day 1a cdc tiéu chuan C)

C, = A— max(B,0)

B = p2 — công suất RE cực đại của trạm di động

Trang 27

pI là một giá tri nim trong khodng -110 dén 48 dBm

P2 là một giá tri nằm trong khoảng 13 đến 43 đBm

Cả hai giá trị p1 và p2 đều được phát đi từ các cell

Công suất cực đại của trạm di động nằm trong khoảng 29 đến 43 đBm

Thuật toán chọn cell được thực hiện như sau:

vụ

Quan lí bảo mật và bảo vệ người dùng

GSM tạo ra một qui trình xác nhận, mã hóa phức tạp nhằm chống nghe trộm cuộc gọi, bảo vệ hệ thống khỏi những sự truy cập không cho phép Các thông số bảo mật được lưu trữ trong SIM và AC

Lớp CM cung cấp các dịch vụ viễn thông như thoại, fax và dữ liệu cho người sử dụng thông qua các lớp RR và MM Người sử dụng bao gồm những người thực hiện cuộc gọi trong mạng GSM, những người nhận cuộc gọi trong mạng GSM và những người vừa thực hiện vừa nhận cuộ gọi Các chức năng quản lí của CM bao gồm điều khiển cuộc gọi, quản lí dịch vụ và phục vụ tin nhắn ngắn

Điều khiển cuộc gọi CC (Call Control)

CC quản lí hầu hết các dịch vụ hướng mạch như thoại, đữ liệu mạch thông qua MSC/VLR, GMSC, IWF và HLR Các chức năng của CC bao gồm thiết lập cuộc gọi, duy trì cụoc gọi và giải phóng cuộc gọi Để thiết lập cuộc gọi, số điện thoại của các thuê bao di động phải được chỉ định trước

Chuyển vùng

Giải thuật chuyển vùng trong hệ GSM không được định rõ thành một tiêu chuẩn

Đó chính là điểm đặc trưng của sự chuyển vùng hỗ trợ di động MAHO (Mobile Assistance HandOver) và được thực hiện trong một đơn vi Tram di động tìm kiếm một sóng mang vô tuyến khác dưới sự điều khiển của trạm gốc Nó quản lí các khe thời gian khác với những khe thời gian đã được chỉ định dành cho việc nhận tín

Trang 28

được đo trong một khung thời gian, và dựa trên yêu cầu, các phép đo được đẩy mạnh tại trạm gốc để giúp đỡ quá trình chuyển vùng Công việc này được gọi là

| chuyển vùng Hai tập hợp đó là:

Thông tin sau cùng là từ MAHO

Quản lí các dịch vụ bổ sung SSM (Supplementary Services Management)

CC cung cấp các dịch vụ bổ sung như chờ cuộc gọi, chuyển cuộc gọi và trả lời tự

động SSM là một dịch vụ quản lí điểm nối điểm Một trung tâm dịch vụ SSM SMMSC (SSM Service Centre) có thể được nối với một vài hệ thống mạng GSM SSM còn bao gồm các chức năng hỗ trợ cho dịch vụ SMS điểm nối điểm

Dich vu tin nhắn ngắn (Short Message Service)

CC còn phụ trách việc cung cấp dịch vụ tin nhắn ngắn điểm nối điểm (SMS-PP) Mạng GSM được kết nối với trung tâm dịch vụ tin nhắn ngắn, và sử dụng DPME để

truyền tín hiệu, điều khiển hộp maIl thoại, điều khiển máy trả lời, hội thảo,

2.1.6 Quan li mang NM (Network Management)

Một trung tâm NM có nhiệm vụ quản lí các công VIỆC sau:

thiết bị đi động ME (Mobile Equipment) bên trong số nhận dạng thiết bị đi

| này có 15 chữ số, bao gồm mã chấp nhận nhận dạng TAC (Type Approval

Code), mã nhóm cuối FAC (final Assembly code) va s6 serie được lưu trong EIR

kiểm tra và thông báo lỗi khi xảy ra tình huống hoạt động không đúng:

hoạt động này được tiến hành thông qua giao thức quản lí GSM Q3 Giao thức này có liên quan đến các thiết bị của hệ thống và các thiết bị xử lí luồng thông tin Hai khía cạnh quan trọng trong việc sử dụng giao thức GSM Q3 là giao thức liên lạc dữ liệu chuẩn ở cấp ứng dụng, ví dụ như sự truyền file và biểu diễn mô hình mạng trong giao thức GSM Q3

Trang 29

2.2 Giới thiệu về modem GSM

Cùng với sự đa dạng về tính năng và sự phong phú về các dịch vụ được cung cấp, các thiết bị đầu cuối tương thích với mạng GSM cũng rất nhiều Một trong những thiết bị đầu cuối thông dụng của mạng GSM là chiếc điện thoại di động sử dụng cho mạng GSM Với chiếc điện thoại trong tay, người sử dụng có thể tiếp cận được với hầu hết các dịch vụ được cung cấp như dịch vụ thoại, dịch vụ ban tin ngắn điểm nối điểm, dịch vụ truyền đữ liệu, Tuy nhiên, điện thoại di động đòi hỏi sự can thiệp trực tiếp của con người để điều khiển và sử dụng các dịch vụ của hệ thống mạng GSM, do đó khả năng khai thác các tính năng của điện thoại di động để phục

vu cho ting dung diéu khién tif xa qua mang GSM gap phai nhiéu điểm han chế Một thiết bị khác phù hợp hơn cho mục đích ứng dụng của để tài là modem

GSM Đây cũng là một trong số các thiết bị đầu cuối tương thích với mạng GSM,

cho phép sử dụng hầu hết các dịch vụ cung cấp bởi hệ thống mạng GSM, và cho phép điểu khiển bằng tập lệnh AT như các loại modem mạng khác

Modem GSM cũng được tích hợp trong một số chủng loại điện thoại di động như

Nokia 6210, Nokia 7210, Ericsson T10s, Ericsson T18, Ericsson T29, , nhung tat

cả các điện thoại được hỗ trợ modem hiện nay đều rơi vào tình trạng ngưng sản xuất, và rất khó tìm được trên thị trường điện thoại di động hiện nay

Hầu hết các điện thoại của hãng sản xuất Nokia đều được hỗ trợ các protocol

MBUS và FBUS để tương tác trực tiếp với máy, nhưng những tài liệu có liên quan cũng như các thông tin về các protocol này không được hãng sản xuất công bố hay xuất bản, cho nên việc tương tác với điện thoại di động của hãng Nokia thông qua

các protocol này là không thể thực hiện được

Sau một quá trình tìm hiểu, modem GSM là sản phẩm được lựa chọn cho mục đích ứng dụng của để tài Phần tiếp theo tiếp tục giới thiệu sơ lược về modem GSM

có tên gọi MTSMC-G-F1 được sản xuất bởi hãng MultiTech

Đây là một sản phẩm được sản xuất bởi hãng MultTech MultiTech được thành lập vào năm 1970 và có trụ sở chính đặt tại Hoa Kì Các sản phẩm của công ty bao gồm các thiết bị lên quan đến các giải pháp truy cập các hệ thống mạng hữu tuyến cũng như vô tuyến, các giải pháp truy cập và điều khiển từ xa,

Trang 30

Hình 2.7: Modem GSM MTSMC-G-F1 được sẵn xuất bởi hãng MultiTech

Một sản phẩm của công ty phù hợp với nôi dung ứng dụng của đề tài là modem

sau:

= Tuong thích với các yêu cầu của một thiết bị đầu cuối dành cho mạng GSM

=_ Giá thành hợp lí so với các sản phẩm cùng loại

hợp với mục đích ứng dụng cũng như định hướng phát triển của đề tài

Thông tin chỉ tiết về sản phẩm có thể tìm hiểu thêm tại trang web chính thức của

liệu đi kèm với sản phẩm

Trang 31

CHƯƠNG 3

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG SMS QUA

MANG GSM

Trong các phẩn trước ta đã để cập đến vai trò, tác dụng của hệ thống điều khiển

từ xa trong thực tế cuộc sống, và tìm biểu sơ lược về hệ thống mạng GSM cũng như dịch vụ tin nhắn SMS Phần này sẽ đi sâu vào chỉ tiết để xây dựng hệ thống điều khiển từ xa, và các thông tin, kiến thức cần thiết phục vụ cho việc xây dựng hệ

thống điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM

! 3.1 Xây dựng sơ đô khối tổng quát

Sơ đồ khối của hệ thống được xây dựng dựa trên mô hình của hệ thống điều khiển từ xa đã được đề cập đến trong chương 1 (hình 1.3)

Mô hình đã được để cập trong hình 1.3 đòi hỏi sự tham gia của nhiều khối chức

năng khác nhau, nhiều đối tượng khác nhau, với các vai trò và nhiệm vụ khác nhau Tuy nhiên, về cơ bản, mỗi khối phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

"_ Mã hóa và giải mã được thông tin điều khiển

máy tính, trong trường hợp cần thiết

Ngoài ra, các khối thực thi còn có thêm một chức năng khác là kết nối được với

hệ thống các thiết bị, điểu khiển được và kiểm soát được các trạng thái hoạt động

của thiết bị

Dựa trên những nhận định này, ta có thể xây dựng một khối tổng quát tương thích với hoạt động của toàn hệ thống, vừa có thể đảm nhận chức năng của một khối

khối chức năng tổng quát đảm bảo được các yêu cầu sau:

» Kiém soat va diéu khién duge qua trinh truyén nhan cdc thông tin điều

khiển thông qua các tính năng tương tác được hỗ trợ bởi thiết bị truyền nhận

Trang 32

“ _ Mã hóa và giải mã được thông tin điều khiển thông qua một protocol được

thiết lập trước Protocol này phải bảo đảm được tính đơn giản cho người sử

dụng, linh động, hiệu quả trong ứng dụng điều khiển thiết bị và phải bảo đầm được các tính năng về bảo mật thông tin điểu khiển

= Kết nối được với mạng thiết bị thông qua một giao diện thống nhất, cho

phép điều khiển các thiết bị trong mạng một cách linh động, và kiểm soát được trạng thái hoạt động của từng thiết bị trong mạng

cho người sử dụng trên hệ thống, hoặc có thể thông qua một máy tính

khối chức năng, tận dụng các tính năng ưu việt của máy tính và các nguồn tài nguyên vô tận trên máy tính để sử dụng cho quá trình xử lí thông tin điểu

khiển mà hệ thống không đủ khả năng xử lí, đồng thời khai thác được nhiều tính năng khác thông qua các hệ thống được hỗ trợ trên máy tính, ví dụ như

truy cập web

đảm an toàn, chống hỏng hóc trong quá trình vận hành hệ thống

Các khối chức năng và mối quan hệ giữa chúng nhằm đáp ứng được các yêu cầu

nêu trên được thể hiện như trong hình 3.1

Hình 3.1: dự kiến các tính năng của một khối tổng quát trong hệ thống điều khiển từ xa

Các phần tiếp theo sẽ phân tích những lựa chọn và các giải pháp để thực hiện

các khối và các đường liên kết trong khối tổng quát được đề ra trong hình 3.1

Trang 33

3.2 Các giải pháp nhằm xây dựng khối tổng quát cho hệ thống

Ngoài các giải pháp và các lựa chọn đã được đề cập trong chương 1 và chương 2,

ví dụ như lựa chọn dịch vụ trong hệ thống mạng GSM phục vụ cho hệ thống điều

khiển, lựa chọn thiết bị đầu cuối của mạng GSM sử dụng trong hệ thống, còn có

nhiều vấn để và giải pháp khác có liên quan để xây dựng một hệ thống hoàn thiện

như trong hình 3.1 Các giải pháp và các vấn để có liên quan sẽ được dé ra trong

các phần sau

3.2.1 Giải pháp cho khối xử lí trung tâm

Khối xử lí trung tâm đóng vai trò quyết định cho các tính năng và các hoạt động

của khối tổng quát Các nhiệm vụ của khối trung tâm sẽ là:

" Phân tích và thực thi thông tin điểu khiển nhận được

"Thực thi các yêu cầu của người sử dụng thông qua giao diện của người sử

dụng

" Hiển thị thông tin điểu khiển, trang thái hoạt động của mạng các thiết bị

khiển toàn bộ mọi họat động của mạng thiết bị, và gửi đi các thông báo cảnh

báo nếu cần về trạng thái hoạt động của mạng thiết bị

Với nhiều nhiệm vụ và các tính năng đa dạng cần được thực thi, giải pháp cho

khối xử lí trung tâm là một vi điều khiển Trong trường hợp này, đòng vi điều khiển

PIC được lựa chọn do các nguyên nhân sau:

Đây là vi điều khiển quen thuộc với bản thân người thực hiện để tài Các công

cụ làm việc và thí nghiệm với vi điều khiển này đã được trang bị sẵn

Được hỗ trợ nhiều tính năng cho phép đáp ứng được các yêu cầu của khối xử lí

trung tâm

Tính ổn định cao, hoạt động tốt trong thời gian dài và liên tục

Có được nhiều sự hỗ trợ về kĩ thuật của nhà sản xuất cũng như các công cụ làm

việc

Trang 34

so với các vi điều khiển thông dụng khác hiện nay

Sự lựa chọn này là phù hợp với yêu cầu của hệ thống, đồng thời tạo nhiều điều

kiện thuận lợi cho bản thân người thực hiện để tài

3.2.2 Giải pháp cho khối hiển thị

Hiện nay các thiết bị có tác dụng hiển thị có thể nói là rất đa dạng Một số thiết

ưu nhược điểm riêng

tài

LED và ma trận LED sở hữu những ưu điểm tương tự như LED 7 đoạn, khả năng

phải là sự lựa chọn thích hợp

khối hiển thị của hệ thống

màn hình LCD là sự lựa chọn cần thiết

3.2.3 Giải pháp cho khối giao diện người sử dung

ứng dụng của để tài

Trang 35

Bên cạnh đó người sử dụng cũng có thể tương tác với hệ thống thông qua giao diện người sử dung được tạo ra trên máy tính Trong trường hợp này người sử dụng

có nhiều sự lựa chọn để can thiệp trực tiếp vào hệ thống

3.2.4 Giải pháp cho liên kết giữa modem GSM và khối xử lí

trung tâm

Đây là liên kết có vai trò quan trọng trong qui trình họat động của toàn bộ hệ

thống điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM Liên kết này phụ thuộc chủ yếu

vào các đặc tính kĩ thuật của modem GSM được sử dụng Trong trường hợp modem

được sử dụng là modem MTSMC-G-F1 (Xem phân 2.2.1), ta sẽ xây dựng liên kết

này như sau:

Lua chon Iép vat lí: dựa theo các đặc tính điện của modem, các chân tín

hiệu và điều khiển của modem, ta có thể lựa chọn lớp vật lí cho liên kết là

RS232 Đây là lớp vật lí thường được sử dụng cho liên kết giữa máy tính và

thiết bị ngoại vi thông qua cổng nối tiếp (cổng COM) Tuy nhiên, có một

điểm khác biệt trong trường hợp này, đó là mức logic các chân xuất nhập của

modem tương thích với mức logic TTL thông dụng, do đó có thể kết nối trực

tiếp modem với khối xử lí trung tâm sử dụng vi điểu khiển PIC mà không

cần thông qua các bộ chuyển đổi RS232/TTL

Lựa chọn phương thức liên kết khối xử lí trung tâm với modem GSM:

phương thức liên kết hoàn hoàn phụ thuộc vào các đặc tính của modem GSM Modem GSM hỗ trợ phương thức tương tác bằng tập lệnh AT, do đó ta cũng phải tuân thủ theo sự hỗ trợ này, và không có sự lựa chọn nào khác

Cần tìm hiểu rõ nguyên tắc điều khiển và cách sử dụng tập lệnh AT dùng

cho modem GSM, đặc biệt là các lệnh AT của dịch vụ SMS để thiết lập được các phương thức tương tác phù hợp

Lựa chọn protocol liên kết: protocol liên kết phụ thuộc vào sự lựa chọn dich vu mang GSM được sử dụng cho hệ thống điều khiển từ xa Trong phạm

vi ứng dụng của để tài, dịch vụ được lựa chọn là dịch vụ SMS, do đó đữ liệu truyền nhận giữa khối xử lí trung tâm và modem GSM phải tuân theo các protocol được qui định trong quá trình sử dụng dịch vụ SMS Đây là một

trong những nội dung quan trọng cần được giải quyết của để tài

Xây dựng protocol cho ứng dụng: protocol này phải được xây dựng dựa trên protocol của dịch vụ SMS, nhằm thống nhất các nội dung điểu khiển cần được trao đổi trong toàn bộ hệ thống, hay nói cách khác, đây chính là phần nội dung của tin nhắn điều khiển Protocol này do người thực hiện đề tài ứng dụng đề ra, và phải đảm bảo được các yêu cầu như: đơn giản, linh động và có tính năng bảo mật cao, do đó cần quan tâm xây dựng cơ chế giải mã, mã hóa nội dung một cách phù hợp

Trang 36

tiếp theo

3.2.5 Giải pháp cho liên kết giữa khối xử lí trung tâm và mạng

thiết bị

Liên kết này phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

của hệ thống

Các yêu cầu trên được đặt ra dựa trên các tình huống trong thực tế cuộc sống

xuất

Do đó, cần liên kết các thiết bị thành một mạng thiết bị, nhằm:

=_ Tăng cường khả năng giám sát, điều khiển các hoạt động của các thiết bị

=_ Tiết kiệm được chỉ phí trong quá trình lắp đặt

“ Nâng cao tính hiệu quả của hệ thống

Từ đó ta cũng thấy rằng các yêu cầu đặt ra cho liên kết giữa khối xử lí trung tâm

và mạng thiết bị là không hề thừa thải

nhiều trong công nghiệp

đưa vào định hướng phát triển cho để tài

Trang 37

phan 3.1

song (cổng máy in, cổng LPT) hoặc cổng USB

bằng cổng USB được lựa chọn do các nguyên nhân sau:

trợ trong hầu hết các máy tính hiện nay, đặc biệt là trong các máy tính thế hệ mới

“_ Giao tiếp USB có thể thực hiện được bằng vi điều khiển PIC

LPT, và là sự lựa chọn hàng đầu hiện nay cho giao tiếp giữa máy tính và ngoai Vi

chương tiếp theo

3.3 Chương trình hoạt động của hệ thống điều khiển từ xa

Họat động của hệ thống sẽ được quyết định bởi khối xử lí trung tâm, đồng thời

cho phép sự can thiệp trực tiếp của con người và máy tính

Để đảm bảo được các yêu cầu nêu trên, cẩn để ra một chương trình hoạt động

hợp lí cho toàn hệ thống

Dựa vào sơ đổ các khối chức năng trong hình 3.1, và căn cứ vào phạm vi ứng dụng của đề tài, hoạt động của hệ thống sẽ được thực hiện như lưu đồ ở hình 3.2

Lưu đồ giải thuật cho quá trình họat động ở hình 3.2 cho phép hệ thống hoạt

động liên tục trong một chu trình khép kín, đồng thời đảm bảo được các tính năng cần thiết cho hệ thống điểu khiển từ xa, bao gỗm các tính năng như: cho phép hoạt

Trang 38

hỗ trợ của máy tính trong quá trình phân tích và kiểm soát hoạt động của mạng thiết

bị; khả năng thực thi các yêu cầu điều khiển; có khả năng đưa ra những cảnh báo

cần thiết cho hệ thống trong trường hợp hệ thống bị hư hỏng, hoặc dự báo sắp bị hư

hỏng, hoặc dự báo có khả năng xấu xảy ra

Các yêu cầu cảnh báo hoặc yêu cầu điều khiển có thể xuất hiện trong trường

hợp có sự can thiệp của con người, hoặc thông qua quá trình phân tích, dự đoán của

máy tính, hoặc bản thân hệ thống tự đưa ra dựa trên trạng thái họat động của mạng

thiết bị

Vai trò của các khối chức năng được đề ra trong hình 3.1 vẫn được đẩm bảo

trong qui trình hoạt động này

Như vậy có thể kết luận đây là một qui trình hoạt động hợp lí cho mô hình đã

được xây dựng, và tương thích với qui trình hoạt động của toàn hệ thống

Trang 39

Đầ tài: Điêu khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM GVHD: TS Hô Ngọc Bá

Hình 3.2: lưu đồ giải thuật cho hoạt động của toàn hệ thống

Trang 40

CHƯƠNG 4

NHỮNG CƠ SỞ LÍ THUYẾT PHỤC VỤ CHO

QUA TRINH XAY DUNG HE THONG DIEU

KHIEN TU XA BANG SMS QUA MANG GSM

Trong các phần trước ta đã phân tích các yếu tố cần thiết nhằm xây dung một hệ

thống điều khiển từ xa qua mạng GSM Phần này sẽ đi sâu vào chỉ tiết về cơ sở lí

thuyết cho các yếu tố đã được phân tích, nhằm củng cố lại các kiến thức cần thiết,

và trang bị thêm các kiến thức mở rộng khác để hiện thực hóa hệ thống, và đưa hệ

thống vào ứng dụng trong thực tế cuộc sống

4.1 Cơ sở lí thuyết về vi điều khiển PIC

Đây là họ vi điều khiển được lựa chọn làm giải pháp cho bộ xử lí trung tâm của

hệ thống điều khiển từ xa bằng SMS qua mạng GSM

4.1.1 Giới thiệu về vi điều khiển PIC

PIC là viết tắt của “Programable Intelligent Computer”, có thể tạm dịch là

“máy tính thông minh khả trình” do hãng Genenral Instrument đặt tên cho vi điều

khiển đầu tiên của họ: PIC1650 được thiết kế để dùng làm các thiết bị ngoại vi cho

vi điều khiển CP1600 Vi điều khiển này sau đó được nghiên cứu phát triển thêm và

từ đó hình thành nên dòng vi điều khiển PIC ngày nay

4.1.2 Một số tính năng của họ vi điều khiển PIC

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều họ vi điểu khiển như 8051, Motorola

68HC, AVR, ARM, Ngoài họ 8051 được hướng dẫn một cách căn bản ở môi

trường đại học, vi điều khiển PIC được lựa chọn cho quá trình học tập và phát triển

các ứng dụng so các nguyên nhân sau:

" Họ vi điều khiển này có thể tìm mua dễ dàng tại thị trường Việt Nam

= CO day dt cdc tinh nang của một vi điều khiển khi hoạt động độc lập

Tiêu đề	Điều Khiển Từ Xa Bằng SMS Qua Mạng GSM
Trường học	University of Technology Ho Chi Minh City
Chuyên ngành	Embedded Systems / Communication Technology
Thể loại	Dự Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	4,49 MB