Đồ án thiết kế luận lý

Hệ thống khi hoàn thành sẽ có thể nhận tin nhắn từ điện thoại thông qua anten thu sóng gắn trên mạch . MCU 8051 sẽ phân tích tín hiệu nhận được và hiên thị lên LCD đồng thời sẽ tự động gửi tin nhắn ng

BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LUẬN LÝ

MỤC LỤC

I Giới thiệu đề tài

1 Phân tích đề tài

2 Thiết kế ý niệm

II Kiến thức nền tảng

1 Các khối chức năng của hệ thống

2 VDK 8051

3 Các lệnh AT command

III Hiện thực

1 Mạch nguyên lý

2 Các Module cụ thể

IV Kết luận

V Tài liệu tham khảo

I Giới thiệu đề tài:

1 Phân tích đề tài:

a) Yêu cầu đề tài: Hiện thực module sim 900 gửi và nhận tin nhắn

tự động qua giao thức Uart của MCU 8051 b) ứng dụng đề tài thực tế:

 Điều khiển thiết bị gia dụng ( đèn, quạt …) thông qua tin nhắn SMS

 Điều khiển giám sát hệ thống sản xuất thông qua SMS

 Theo dõi và cảnh báo nhiệt độ, độ ẩm qua SMS

qua SMS điện thoại di động

2 Thiết kế ý niệm:

Hệ thống khi hoàn thành sẽ có thể nhận tin nhắn từ điện thoại thông qua anten thu sóng gắn trên mạch

MCU 8051 sẽ phân tích tín hiệu nhận được và hiên thị lên LCD đồng thời sẽ tự động gửi tin nhắn ngược lại cho điện thoại

II Thiết kế luận lí:

a) Sim 900:

SIM900 có tính năng như một chiếc điện thoại Có thể nói nó chính là “nhân” của một chiếc điện thoại di động vì nó có khả năng kết nối với mạng GSM để thực hiện các tác vụ tương tự như một chiếc điện thoại bình thường như: gọi điện, nhắn tin và kết nối GPRS thông qua tập lệnh AT Ngoài ra nó có khả năng bắt sóng GPS

SIM900 có thể hoạt động trong các giải băng tần: GSM 850MHz, EGMS 900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz Được thiết kế với kích thước rất nhỏ gọn: 24mm x 24mm x 3mm nên SIM900 hầu như được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng hiện ngày nay như: M2M (Mobile to Mobile), trong các SmartPhone, PDA, các thiệt bị định vị cầm tay và các thiết bị di động khác hoặc các ứng dụng của AVL (Automated Vehicle Location) và cho các dịch vụ định vị khác, Giao tiếp vật lý trong ứng dụng điện thoại của SIM900 là 60 chân, nó cung cấp tất cả các giao diện vật lý giữa module Sim và bo mạch của khách hàng:

 Có Serial port và Debug port giúp dễ dàng hơn trong việc phát triển ứng dụng

 Một kênh audio bao gồm Input của Microphone và Ouput của Speaker

 Có thể dễ dàng được cấu hình bằng lệnh AT qua cổng giao tiếp nối tiếp

 Giao tiếp với simcard giống như điện thoại di động

SIM900 hỗ trợ giao thức TCP/IP, rất hữu ích cho việc truyền dữ liệu trên Internet SIM900 được thiết kế với công nghệ tiết kiệm năng lượng vì vậy mức tiêu thụ chỉ

ở mức 1.5mA ở trong chế độ SLEEP

b) Kết nối phần cứng SIM900:

Sơ đồ khối

Hình 3.12 minh họa các khối chức năng chính bên trong của SIM900

 Khối chức năng chính của SIM900 là khối tương tác với mạng GSM (GSM Baseband Engine)

 Phần GSM sóng Radio

 Giao tiếp với Anten

 Flash và SRAM

 Các đường tín hiệu giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khác như Audio, LCD, UART,

c) Nguồn cung cấp Nguồn cung cấp đóng vai trò rất quan trọng trong sự hoạt động ổn định của module SIM900 Nếu nguồn cung cấp không tuân thủ những quy định

nghiêm ngặt như trong datasheet, SIM900 rất dễ xảy ra lỗi

Nguồn cung cấp cho SIM900 là nguồn DC 3,4 – 4,5V Dòng điện cung cấp phải lớn hơn hoặc bằng 2A Trong quá trình khởi động SIM900, áp sẽ bị sụt

áp Nếu dòng cung cấp không đủ, điện áp sẽ bị sụt xuống dưới mức yêu cầu

và SIM900 không thể khởi động được

Điện áp cấp cho SIM900 tuyệt đối không được lớn hơn dải điện áp cho phép (3,4 – 4,5V), nếu không SIM900 rất dễ cháy hoặc bị hư hại

d) Kết nối SIM900 với vi điều khiển

Chuẩn giao tiếp nối tiếp của SIM900 Cổng giao tiếp nối tiếp trong ứng dụng GSM/GPRS gồm có:

 Bảy đường liên kết trên cổng giao tiếp nối tiếp

 Đường truyền nhận dữ liệu gồm có TXD và RXD, đường truyền trạng thái RTS và CTS, đường truyền điều khiển DTR, DCD và RI

 Cổng giao tiếp nối tiếp có thể được sử dụng cho dịch vụ CSD FAX, GPRS và gửi lệnh AT tới module SIM

L001 150mH U001LM2576/TO

VIN

1

OUT 2

FB 4

D002 FR307

+

C004 470UF

C003 0.1UF

C001

104

+

C002 470UF/10V

VCC_GSM V12

R001

10K

VCC_GSM

 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

 Autobauding phải thuộc nhóm tốc độ baud sau: 4800, 9600, 19200,

38400, 57600 và 115200

 Autobauding cho phép thiết bị GSM/GPRS tự dò tìm tốc độ baudrate phù hợp để cài đặt ứng dụng của máy chủ

e) Kết nối với SIM Card:

có thể sử dụng lệnh AT để lấy thông tin từ SIM Card Module

hổ trợ 2 loại SIM Card: 1.8V và 3V Chức năng chân của SIM Card (loại được gắn trên các thiết bị điện thoại di động ngày nay) được trình bày trong bảng ở dưới

Kết nối của SIM Card 6 chân

30 SIM_VDD

Module SIM900 sẽ tự động xác định loại SIM Card để cung cấp nguồn là 3V ± 10%

hoặc 1.8V ± 10% Dòng cung cấp khoảng 10mA

J104

SIM SOCKET

RST

5

CLK

4

VCC

6

VSIM

C101

220n

R103 22R R101 22R

R102 22R

SIMCLK SIMRST

SIMDATA

34 SIM_PRESENC

Ý nghĩa các chân của SIM Card

 8 bit Micro -Controller

 Vi xử lý và các thiết bị ngoại vi

 IO Ports (P0, P1, P2, P3)

 Cổng nối tiếp

 Bộ điều khiển ngắt

 Bộ nhớ mã lệnh và dữ liệu

 Các b ộ định thời/bộ đếm

 (T0 và T1)

 More (vendor dependant)

 Low-cos

Kiến trúc của 8051

Các chân ra của 8051

Giao tiếp với thiết bị ngoài

a Quá trình gửi tin nhắn

Hình Error! Use the Home tab to apply Heading 2 to the text that you want to

appear here 1 : Thiết lập việc truyền nhận tin nhắn

 AT <CR>: không có ý nghĩa về mặt điều khiển, dùng để kiểm tra

chức năng truyền thông với module SIM

 AT+CMGF=1<CR>: định dạng tin nhắn dạng text

= 0<CR> : định dạng tin nhắn dưới dạng Binary

 AT+CNMI=1,2,0,0,0<CR>: định dạng kiểu tin nhắn trả về cho TE

 AT+CMGS=“+841274636465”<CR>: đây là lệnh điều khiển thông báo cho module SIM sẽ gửi tin nhắn đến số điện thoại : 01274636465

Nếu số điện thoại trên là hợp lệ thì Module SIM trả về TE kí tự “>”

Sau khi nhận được kí tự trả về “>” thì TE tiến hành gửi nội dung tin nhắn

xuống module SIM (Text hoặc Binary)

 Kết thúc lệnh điều khiển gửi tin nhắn là mã điều khiển CtrZ

Chú ý :

o Ba lệnh đầu tiên chỉ cần thiết lập 1 lần trong suốt thời gian hoạt động của module

b Xử lý khi nhận được tin nhắn

VĐK như sau:

 CMT:<số điện thoại>,<thời gian gửi><CR><Nội dung tin nhắn><CR>

III Hiện thực:

a) Mạch nguyên lý:

b) Các Module cụ thể:

Yêu cầu : Vbat : 3.4->4.5 V

Imax :2A

 Module Hole Sim card :

 Kết nối MCU:

i Hiểu tổng quan về mô hình nhắn tin tự động sử dụng SIM900

ii Biết được ứng dụng quan trọng của SIM900 nói riêng và các thiết bị điện tử, vi mạch trong truyền thông

i Khả năng làm việc nhóm còn hạn chế, chưa thực sự có hiệu quả

ii Sản phẩm còn nhiều hạn chế

http://wm.sim.com/Sim/News/photo/2010222155735.pdf

http://wm.sim.com/Sim/News/photo/20101116152322.pdf

http://datenblaetter.physicalcomputing.at/AT_Commands.pdf

(Thái Cao Nguyên và Trần Mạnh Kha )