xây dựng hệ thống giám sát và quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM

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

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

2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH AT COMMAND 23

2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM900 23

2.3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM900 24

2.3.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN 28

2.3.5 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM900 31

2.3.4.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim900: 32

2.3.4.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi: 33

2.3.4.3 Các lệnh về SMS 34

2.3.4.4 Các lệnh về GPRS 36

2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP 37

2.3.4.6 Các lệnh khác 37

2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu: 38

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PSOC 39

3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PSOC 39

3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PSOC 39

3.2 CẤU TRÚC VI XỬ LÝ 42

3.2.1 BỘ XỬ LÝ 42

3.2.2 ĐỊNH DẠNG LỆNH 44

3.2.3 CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ 45

3.3 NGẮT VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN NGẮT 45

3.4 CÁC CỔNG VÀO RA ĐA CHỨC NĂNG 46

3.5 CÁC BỘ TẠO DAO ĐỘNG 48

3.5.1 BỘ TẠO DAO ĐỘNG CHÍNH BÊN TRONG 48

3.5.2 BỘ TẠO DAO ĐỘNG TỐC ĐỘ THẤP NỘI TẠI 49

3.5.3 BỘ TẠO DAO ĐỘNG THẠNH ANH 32KHZ 49

3.5.4 VÒNG CHỐT PHA 50

3.5.5 SLEEP VÀ WATCHDOG 50

3.6 CÁC KHỐI PSOC SỐ 52

3.6.1 CÁC KHỐI NGOẠI VI SỐ 52

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

6.1 KẾT LUẬN 82 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Trần Như Ý - tác giả của luận văn “Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM” Tôi xin cam đoan mình

đã thực hiện hiện luận văn một các nghiêm túc, toàn bộ nội dung luận văn cũng như kết quả nghiên cứu là do tôi thực hiện Đồng thời, việc tham khảo các tài liệu trong quá trình thực hiện luận văn tuân thủ theo đúng yêu cầu và không sao chép của bất

kỳ một luận văn nào trước đó

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống 14

Hình 2.1 Cấu trúc của công nghệ GSM 21

Hình 2.2 Các thành phần mạng GSM 22

Hình 2.3 Module Sim900 26

Hình 2.4 Sơ đồ khối Sim900 27

Hình 2.5 Sơ đồ chân của Module Sim900 28

Hình 3.1 Sơ đồ khối cấu trúc của PSoC (CY8C27443) 42

Hình 3.2 Cấu trúc liên kết của CPU với bộ nhớ (cấu trúc Harvard) 43

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý của bộ định thời 52

Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý của bộ định thời 54

Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chế độ rộng xung 54

Hình 3.6 Nguyên lý điều chế độ rộng xung có giải an toàn 55

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông UART 56

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông SPI Master 56

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

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Mô tả sơ đồ chân của SIM900 29

Bảng 3.2 Các thanh ghi của CPU 43

Bảng 3.2 Các thanh ghi của Bộ điều khiển ngắt 45

Bảng 3.3 Bảng vector ngắt 46

Bảng 3.4 Các thanh ghi vào ra đa chức năng 46

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

GSM Global System for Mobile

Communications

Mạng thông tin di động toàn cầu

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây SMSC Short Message Service Center Trung tâm tin nhắn

GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ gói vô tuyến chung

PAP Password Authentication Protocol Giao thức xác thực bằng mật khẩu

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền vận

USSD Unstructured Supplementary Service

Data

Dữ liệu dịch vụ bổ sung phi cấu trúc

PHẦN MỞ ĐẦU

Ứng dụng công nghệ Viễn thông để tự động hóa giám sát và quản lý kinh 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 đang 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 bộ xử

lý on chip PSoc

Chương 5 – Thiết kế và thi công: Chương này trình bày các sơ đồ nguyên lý,

sơ đồ mạch in của hệ thống

Chương 6 – Kết luận và hướng phát triển

Từ kết quả nghiên cứu và thực hiện luận văn, học viên đã đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu về việc tự đông hóa sản xuất và quản lý, góp phần vào sự phát triển của các doanh nghiệp Việt nam trong quá trình hội nhập với nền kinh tế phát triển của thế giới

Do hạn chế về nhiều mặt lên Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót rất mong được sự góp ý chỉ bảo của Thầy, Cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS TS Đào Ngọc Chiến đã tận tình

chỉ bảo và hướng dẫn giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành luận văn Em cũng xin cảm ơn các Thầy, Cô, bạn bè cùng toàn thể người thân đã giúp đỡ và chỉ bảo cho

em trong thời gian thực hiện luận văn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp thông tin Như chúng ta cũng đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy, trong đời sống của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi thiết

bị có một quy trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt của người

sử dụng Chúng chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữ liệu Nhưng đối với

hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn 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 nhắn 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 hỏi 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

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 không thuận tiện và tốn thời gian Ví dụ: người quản lý muốn đi kiểm tra số lượng xăng, dầu bán ra có thể phải đi xa mấy trăm cây số nhất là ở các tỉnh vùng xa, việc

đó dẫn đến chi phí rất tốn kém…

Từ những nhu cầu thực tế đó, em muốn đưa một phần những kỹ thuật hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể tạo ra một hệ thống Giao tiếp và giám sát các hệ thống trạm xăng dầu từ xa thông qua tin nhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Đề tài lấy cơ sở là dùng tin nhắn SMS để giám sát và quản lý thiết bị Việc sử dụng tin nhắn SMS để giám sát thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều khiển

và giám sát thiết bị được) Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công nghiệp

1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Với mục đích áp dụng những kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, chế tạo ra một hệ thống Điều khiển tự động từ xa bằng tin nhắn SMS hoàn chỉnh Qua quá trình khảo sát và thiết kế đề tài có các mục đích sau:

¾ Kết nối Một trung tâm xử lý với 1 trạm xăng dầu để có thể Giám sát và điều khiển được từ 1 đến 16 máy thông qua đường truyền chuẩn RS-485

¾ Thay đổi được các thông số của từng máy như: đơn giá, làm tròn,…

¾ Xem và giám sát dữ liệu của từng máy rồi gửi về 1 đến 5 số điện thoại được mặc định trước

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

- CPU Sim900 sử dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz Nó được kết nối với CPU trung tâm qua cổng UART theo chuẩn RS-232

Từ sơ đồ hệ thống trên ta xây dựng CPU Truyền thông trên Vi Xử lý dựa trên Công nghệ PSoc Các chíp chế tạo theo công nghệ PSoC cho phép thay đổi được cấu hình đơn giản bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn trên chíp Hơn nữa nó còn có thể kết nối tương đối mềm dẻo các khối chức năng với nhau hoặc giữa các khối chức năng với các cổng vào ra Chính vì vậy mà PSoC có thể thay thế cho rất nhiều chức năng nền của một số hệ thống cơ bản chỉ bằng một đơn chip

CPU

CÂY

XĂNG 1

CPU CÂY XĂNG 8

CPU CÂY XĂNG 2

CPU TRUYỀN THÔNG

CPU

CÂY

XĂNG 9

CPU CÂY XĂNG 16

CPU CÂY XĂNG 10

CPU SIM900

…

…

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN

sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS

Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu Vì vậy

Ở dạng tex tin nhắn SMS hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau Nó có thể hoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ có hỗ trợ mã Unicode , bao gồm cả Arabic, Trung Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc Bên cạnh gữi 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 …

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

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 mạng 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 cuộc 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 thoại 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 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

¾ SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử dụng cùng với nó

Ngày nay tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử dụng công nghệ GSM Cho lên việc 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

Ngoài ra 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 …

Tin nhắn SMS hỗ trợ cho việc chi trả các dịch vụ trực tuyến

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

- Instructions to SIM (optional) : Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM (Subscriber Identity Modules)

- Message body : Nội dung tin nhắn SMS

2.1.4 TIN NHẮN SMS 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

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

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 đi 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 điện 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 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 Điển hình 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 cấu hình địa chỉ SMSC Thông thường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay đổi nào cả

2.1.6 NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng mục gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế với nhau Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau

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

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

2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông 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 truyền giọng nói và chuyển giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz, 900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz, được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định

GSM là một hệ thống có cấu 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 việc truyền âm thanh với chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn

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 với 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

- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps)

2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM

2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát

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)

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 cấp dịch vụ theo công nghệ GSM

Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có khoảng 90 triệu thuê bao di động Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao

2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH AT COMMAND

2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM900

Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời máy tính Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator Và định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này sẽ làm cái

gì Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữ liệu đầu cuối được điều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệu qua các đường dây truyền dẫn Ở một mặt khác của đường dây, một modem khác thứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó

Các modem ngày xưa chỉ tương thích cho việc gữi nhận dữ liệu Đễ thiết lập một kết nối thì một thiết bị thứ hai như một dialer thì được cần đến Đôi khi kết nối cũng được thiết lập bằng tay bằng cách quay số điện thoại tương ứng và một khi modem được bật thì kết nối coi như được thực thi Các máy tính loại nhỏ ở các năm

70 thâm nhập vào thị trường là các gia đình, cùng với chi phí thì sự thiếu hụt về kiến thức kỹ thuật trở thành một vấn đề nan giải

Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một mạng wireless GSM Một modem wireless thì cũng hoạt động giông như một modem quay số Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và nhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một modem wireless thì việc gữi nhận dữ liệu thông qua sóng

Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1 thẻ sim với một mạng wireless để hoạt động

Module Sim900 là một trong những 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

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

• GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps

• GPRS dữ liệu ắp lên: Max 42.8 kbps

• Sơ đồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

• Sim900 tích hợp giao thức TCP/IP

• Hỗ trợ gói phát sóng kênh điều khiển (PBCCH) 8.CSD và USD:

• Hỗ trợ truyền CSD

• Hỗ trợ USSD 9.SMS:

• MT, MO, CB, Text and PDU mode

• Bộ nhớ SMS: Sim, card

• 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 dụng sữa lỗi

• 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

• Lập trình thông qua AT Command

Hình 2.4 Sơ đồ khối Sim900

Digital base band

FLASH

Analog base band RTC

2.3.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN

Hình 2.5 Sơ đồ chân của Module Sim900

Bảng 2.1 Mô tả sơ đồ chân của SIM900

2.3.5 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM900

Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời của máy tính Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator Và định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này sẽ làm cái gì Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữ liệu đầu cuối được điều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệu qua các đường dây truyền dẫn Ở một mặt khác của đường dây, một modem thứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó

Khi chúng ta xem trong RS232 port layout thì chuẩn RS232 miêu tả một kênh truyền thông với bộ kết nối 25 chân DB25, nó được thiết kế để thực thi quá trình truyền các lệnh đến modem được kết nối với nó Thao tác này bao gồm cả các lệnh quay một số điện thoại nào đó Không máy đó là các quá trình dùng RS232 với chi phí thấp này chỉ thể hiện trên các máy tính ở các hộ gia đình trong những năm

70, và kênh truyền thông thứ 2 không được thực thi Thế nên nhất thiết phải có một phương pháp được thiết lập để sử dụng kênh dữ liệu hiện tại để không chỉ truyền dữ liệu từ một điểm đầu cuối này tới một điểm đầu cuối khác mà nó còn nhắm tới modem duy nhất Dennis Hayes đã đưa ra giải pháp cho vấn đề này trong năm

1977 Modem thông minh ( Smartmodem ) của ông sử dụng chuẩn truyền thông RS232 đơn giản kết nối tới một máy tính để truyền cả câu lệnh và dữ liệu Bởi vì mõi lệnh bắt đầu với chữ AT trong chữ Attention nên ngôn ngữ điều khiển được định nghĩa bởi Hayes nhanh chóng đựoc biết đến với bộ lệnh Hayes AT Chính vị

sự đơn giản và khả năng thực thi với chi phí thấp của nó, bộ lệnh Hayes AT nhanh chóng được sử dụng phổ biến trong các modem của các nhà sản xuất khác nhau Khi chức năng và độ tích hợp của các modem ngày càng tăng cùng thời gian, nên làm cho ngôn ngữ lệnh Hayes AT càng phức tạp Vì thế nhanh chóng mỗi nhà sản xuất modem đã sử dụng ngôn ngữ riêng của ông ấy Ngày nay bộ lệnh AT bao gồm

cả các lệnh về dữ liệu, fax, voice và các truyền thông SMS

Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một modem AT

“at” Đó là lý do tại sao các lệnh modem được gọi là các lệnh AT Nhiều lệnh của

nó được sử dụng để điều khiển các modem quay số sử dụng dây mối (wired dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) và ATO (return to online data state), cũng được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động

Bên cạch bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM

Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+ CMGS (gửi tin nhắn SMS), AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ một vùng lư trữ), AT+CMGL (chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS) và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS)

Ngoài ra, các modem GSM còn hỗ trợ một bộ lệnh AT mở rộng Những lệnh

AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của GSM Với các lệnh AT mở rộng này,bạn có thể làm một số thứ như sau:

¾ Đọc,viết, xóa tin nhắn

¾ Gửi tin nhắn SMS

¾ Kiểm tra chiều dài tín hiệu

¾ Kiểm tra trạng thái sạc bin và mức sạc của bin

¾ Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ

Số tin nhắn SMS có thể được thực thi bởi một modem SMS trên một phút thì rất thấp, nó chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin nhắn SMS trên 1 phút

2.3.4.1 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:

+CMS ERROR <err>

− Lệnh AT+CMGF=[<mode>] <cr>

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:

Ok

<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU

1 dạng dữ liệu kiểu text Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:

+CMS ERROR <err>

− Lệnh AT&W[<n>]

Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:

Ok

Lưu cấu hình cho GSM Module Sim900

Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:

Ví dụ: khi có số điện thoai nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên modem Sim900, ta muốn nhất máy để kết nối thì gõ lệnh

<index> : số nguyên, đó là vị trí ngăn nhớ chứa tin nhăn cần đọc

<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU

1 dạng dữ liệu kiểu text Nếu như lệnh được thực hiện thì kiểu dữ liệu trả về dưới dạng text ( mode=1):

Từ SMS-DELIVER:

+CMGR:<stat>,<oa>,[<alpha>],<scts>[,<tooa>,<fo>,<pid>,<dcs>,<sca>,<tosca>,<length>]<CR><LF><data>

Từ SMS-SUBMIT:

+CMGR:<stat>,<da>,[<alpha>][,<toda>,<fo>,<pid>,<dcs>,[<vp>],<sca>,<t

(+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>

Dạng PDU : +CMGS: <mr>

OK

Lệnh bị lổi : +CMS ERROR: <err>

− Lệnh viết tin nhắn rồi lưu vào ngăn nhớ:

Nếu viết tin nhắn dưới dạng text :

AT+CMGW=[<oa/da>[,<tooa/toda>[,<stat>]]]<CR>text is entered Z/ESC> <ESC>

Lệnh được thực hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:

+CMGW: <index>

OK

Lệnh sai:

+CMS ERROR: <err>

Nếu viết tin nhắn dưới dạng PDU:

AT+CMGW=<length>[,<stat>]<CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>

− Lệnh gửi tin nhắn từ một ngăn nhớ nào đó:

AT+CMSS=<index>[,<da>[,<toda>]]

Nếu lệnh được thực hiện thành công dữ liệu trả về dạng:

Dạng text: +CMGS: <mr> [,<scts>]

OK Dạng PDU: +CMGS: <mr> [,<ackpdu>]

OK Nếu lệnh bị lỗi:

− AT+CGQREQ : chất lượng dich vụ

− AT+CGDATA : trạng thái dữ liệu vào

− AT+CGREG : tình trạng đăng ký của mạng

− AT+CGCOUNT : đếm gói dữ liệu vào

2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP

− Lệnh bắt đầu kết nối TCP hay UDP AT+CIPSTART=<mode>,[<IPaddress>,<domain name>],<port>

Trong đó:

<mode> : tham số báo kiểu kết nối TCP hay UDP

<IP address> : địa chỉ IP của người điều khiển từ xa

ATZ <cr>

OK

− Lệnh tắt chế độ echo

ATE0 <cr>

2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu

- Lấy thông tin cơ bản về điện thoại di động hay modem GSM/GPRS Ví dụ như tên của nhà sản xuất (AT+CGMI), số model (AT+CGMM), số IMEI (International Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phần mềm (AT+CGMR)

- Lấy các thông tin cơ bản về những người kí tên dưới đây Thí dụ, MSISDN (AT+CNUM) và số IMS (International Mobile Subscriber Identity) (AT+CIMI)

- Lấy thông tin trạng thái hiện tại của điện thoại di động hay modem GSM/GPRS Ví dụ như trạng thái hoạt động của điện thoại (AT+CPAS), trạng thái đăng kí mạng mobile (AT+CREG), chiều dài sóng radio (AT+CSQ), mức sạc bin và trạng thái sạc bin (AT+CBC)

- Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hay tìm kiếm (AT+CPBF) cá mục về danh bạ điện thoại (phonebook)

- Thực thi các nhiệm vụ liên quan tới an toàn, chẳng hạn như mở hay đóng các khóa chức năng (AT+CLCK), kiểm tra xem một chức năng được khóa hay chưa (AT+CLCK) và thay đổi password (AT+CPWD)

- Điều khiển hoạt động của các mã kết quả/các thông báo lỗi của các lệnh AT

Ví dụ, bạn có thể điều khiển cho phép hay không cho phép kích hoạt hiển thị thông báo lỗi (AT+CMEE) và các thông báo lỗi nên được hiển thị theo dạng số hay theo dạng dòng chữ (AT+CMEE=1 hay AT+CMEE=2)

- Thiết lập hay thay đổi cấu hình của điện thoại di dộng hay modem GSM/GPRS Ví dụ, thay đổi mạng GSM (AT+COPS), loại dịch vụ của bộ truyền tin (AT+CBST), các thông số protocol liên kết với radio (AT+CRLP), địa chỉ trung tâm SMS (AT+CSCA) và khu vực lưu trữ các tin nhắn SMS (AT+CPMS)

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU VỀ PSOC

3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PSOC

3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PSOC

PSoC là một từ viết tắt của cụm từ tiếng anh Programmable System on Chip, nghĩa là hệ thống khả trình trên một chíp Các chíp chế tạo theo công nghệ PSoC cho phép thay đổi được cấu hình đơn giản bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn trên chíp Hơn nữa nó còn có thể kết nối tương đối mềm dẻo các khối chức năng với nhau hoặc giữa các khối chức năng với các cổng vào ra Chính vì vậy

mà PSoC có thể thay thế cho rất nhiều chức năng nền của một số hệ thống cơ bản chỉ bằng một đơn chíp Thành phần của chíp PSoC bao gồm các khối ngoại vi số và tương tự có thể cấu hình được, một bộ vi xử lý 8 bit, bộ nhớ chương trình (EEROM) có thể lập trình được và bộ nhớ RAM khá lớn Để lập trình hệ thống, người sử dụng được cung cấp một phần mềm lập trình, ví dụ như cho các chíp PSoC của Cypress người lập trình phải có phần mềm PsoC Designer Ngoài ra để cài được chương trình điều khiển vào chíp thì người lập trình phải có một kit phát triển do hãng chế tạo chip cung cấp (hoặc một bộ nạp) Phần mềm thiết kế được xây dựng trên cơ sở hướng đối tượng với cấu trúc module hóa Mỗi khối chức năng là một module mềm Việc lập cấu hình cho chíp như thế nào là tùy thuộc vào người lập trình thông qua một số thư viện chuẩn Người lập trình thiết lập cấu hình trên chíp chỉ đơn giản bằng cách muốn chíp có những chức năng gì thi kéo chức năng đó

và thả vào khối tài nguyên số hoặc tương tự, hoặc cả hai tùy theo từng chức năng (Phương pháp lập trình kéo thả) Việc thiết lập ngắt trên chân nào, loại ngắt là gì, các chân vào ra được hoạt động ở chế độ như thế nào đều tùy thuộc vào việc thiết lập của người lập trình khi thiết kế và lập trình cho PSoC Với khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ này, một thiết bị điều khiển, đo lường có thể được gói gọn trên một chip duy nhất Chính vì lý do đó, hãng

truyền thống, mà gọi là “thiết bị PSoC” (PSoC device), và họ hy vọng rằng, với khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ, người sử dụng sẽ có được những thiết bị điều khiển, những thiết bị đo có giá rẻ, kích thước nhỏ gọn, và sản phẩm PSoC của họ sẽ thay thế được các thiết bị dựa trên vi xử lý hoặc vi điều khiển đã có từ trước đến nay Chíp PSoC (CY8C29xxx) cung cấp:

¾ Bộ vi xử lý với cấu trúc Harvard

- Tốc độ của bộ vi xử lý lên đến 24 MHz

- Lệnh nhân 8 bit x 8 bit, thanh ghi tích lũy là 32 bit

- Hoạt động ở tốc độ cao mà năng lượng tiêu hao ít

- Dải điện áp hoạt động từ 3.0 tới 5.25V

- Điện áp hoạt động có thể giảm xuống 1.0 V sử dụng chế độ kích điện áp

- Hoạt động trong dải nhiệt độ -400C đến 850C

¾ Các khối ngoại vi có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp

• 12 khối ngoại vi tương tự có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ:

- Các bộ ADC lên tới 14 bit

- Các bộ DAC lên tới 9 bit

- Các bộ khuếch đại có thể lập trình được hệ số khuếch đại

- Các bộ lọc và các bộ so sánh có thể lập trình được

• 8 khối ngoại vi số có thể được thiết lập để làm các nhiệm vụ:

- Các bộ định thời đa chức năng, đếm sự kiện, đồng hồ thời gian thực, bộ

điều chế độ rộng xung có và không có dải an toàn (deadband)

- Các modun kiểm tra lỗi (CRC modunles)

- Hai bộ truyền thông nối tiếp không đồng bộ hai chiều

- Các bộ truyền thông SPI Master hoặc Slave có thể cấu hình được

- Có thể kết nối với tất cả các chân vào ra