Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS

Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp nhưt

CHƯƠNG 1:

DẪN NHẬP

1.1 Giới thiệu đề tài

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹthuật điện tử mà trong đó đặc biệt là kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng trongmọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp thông tin Do đó, là một sinhviên chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử - Truyền Thông chúng ta phải biết nắm bắt

và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuậtthế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử, truyền thông nói riêng Bên cạnh đócòn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nước nhà

Như chúng ta đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy, trong đời sống của các giađình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi thiết bị có một quy trình sử dụng khácnhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt của người sử dụng Chúng chưa có một sự liên kết nàovới nhau về mặt dữ liệu Nhưng đối với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắnSMS thì lại khác Ở đây, các thiết bị điều khiển tự động được kết nối với nhau thành một hệthống 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 trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS gồm

có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp nhưtivi, máy giặt, hệ thống báo động … Nó hoạt động như một ngôi nhà thông minh 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 đãđược lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển Bình thường, các thiết bị trong ngôi nhànày có thể được điều khiển từ xa thông qua các tin nhắn của chủ nhà Chẳng hạn như việc tắtquạt, đèn điện … khi người chủ nhà quên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà Hay chỉ với một tinnhắn SMS, người chủ nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trongmột khoảng thời gian nhất định…Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật Nghĩa là chỉ cóchủ nhà hay người biết mật khẩu của ngôi nhà thì mới điều khiển được ngôi nhà này

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 chúng em đã chọn đề tài "Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS" để đáp ứng được nhu cầu ngày

càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà

1.2 Ý nghĩa khoa học 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 ngàycàng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật và công nghệngày càng cao Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực này nhưng hiện nay

ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu Âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự động đượcđiều khiển từ xa đã phát triển rất mạnh mẽ

Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm 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 điều khiển thiết bịtrong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người

Đề tài lấy cơ sở là tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị Việc sử dụng tin nhắn SMS để điềukhiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ởchỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều khiển thiết bị được) Ngoài

ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trongdân dụng cũng như trong công nghiệp

1.3 Mục đích nghiên cứu và giới hạn của đề tài.

Đồ án được nhóm nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức đãđược học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống “Điều khiển thiết bị từ xa bằng điệnthoại di động” hoàn chỉnh Hệ thống tích hợp module nhận tin nhắn sử dụng mạng GSM,module xử lý dữ liệu, module công suất cho các thiết bị trong nhà Qua xử lí, dữ liệu sẽ đượcgửi về thiết bị đầu cuối (mobile) của người điều khiển để báo cho biết trạng thái của các thiết

bị được điều khiển

Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng thông qua tin nhắn SMS có chức năng như sau:

 Có thể kiểm tra trạng thái của thiết bị trước khi điều khiển

 Từ kết quả kiểm tra trạng thái, người dùng có thể dùng lệnh bằng tin nhắn để điềukhiển

 Hệ thống sau khi nhận tin nhắn xuất lệnh điều khiển các thiết bị và tự động báo trạngthái các thiết bị sau khi điều khiển

Nhóm thực hiện tiến hành khảo sát Module Sim548CZ, ứng dụng để thi công mạch cụ thểđiều khiển đóng mở 4 bóng đèn tượng trưng cho 4 thiết bị với đặc điểm sau:

 Điều khiển các thiết bị trong nhà (cụ thể là điều khiển một thiết bị công suất trungbình) bằng tin nhắn SMS tại vị trí có phủ sóng của mạng điện thoại di động đang hoạtđộng trong nước như Viettel, Mobile Phone, Vina Phone …

 Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho người điều khiển, với nội dung tin nhắn chứathông tin hoạt động của thiết bị (on/off)

 Hệ thống được bảo mật bằng password

tử Sharp và công ty viễn thông NTT DoCoMo của Nhật đã hợp tác nghiên cứu và cho ra đờimột mẫu điện thoại di động tích hợp chức năng điều khiển ô tô Mẫu điện thoại độc đáo này đãđược Nissan, Sharp và DoCoMo chính thức giới thiệu.

Hình 2.1: Điện thoại tích hợp chức năng điều khiển ô tô

Tại sao xu hướng thế giới lại đi vào khai thác lĩnh vực viễn thông cho mục đích điều khiển từ

xa này mà không phải là cách khác? Qua nghiên cứu cho thấy: “Ngày 1/7/1991, cuộc gọi diđộng công nghệ GSM đầu tiên trên thế giới đã được thực hiện dựa trên hệ thống GSM doEricsson cung cấp và được vận hành bởi nhà khai thác mạng Mannesman tại Đức 15 năm sau,chính xác là ngày 16/6 /2006, công nghệ di động GSM đã vượt qua con số 2 tỉ thuê bao Sốlượng khách hàng sử dụng mạng GSM gấp đôi người dùng Internet trên toàn thế giới Sốngười sử dụng mạng GSM tiếp tục tăng mạnh với tốc độ 1000 người/phút, tương đương vớigần 18 thuê bao/giây, 1,3 triệu thuê bao mới mỗi ngày” Kỹ thuật GSM có khả năng truyền tinwireless với phạm vi rất rộng lớn và đảm bảo độ tin cậy cao Chính vì vậy người dùng có thểgửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa mang lại hiệu quả cao

Người dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc thương hiệu) đểtheo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp như:

• Máy móc nhà xưởng

• Hệ thống xử lý nước thải

• Nông nghiệp thủy lợi

• Lò sưởi, ướp lạnh, máy điều hòa

• Các thiết bị dân dụng khác: đèn, quạt…

Hình 2.2: Mô hình điều khiển thiết bị qua SMS.

2.1.2 Trong nước

Ở phạm vi trong nước, vấn đề điều khiển từ xa luôn là tâm điểm của khoa học hiện nay Vớimong muốn ứng dụng khoa học kỹ thuật của thế giới vào đời sống, họ muốn cuộc sống trở nêncông nghệ hơn, hiện đại hơn Nhưng kết quả nghiên cứu chỉ đang ở mức điều khiển dùng hồngngoại, dùng đường dây điện công nghiệp, dùng đường dây điện thoại cố định, còn điều khiểnthiết bị bằng SMS dùng Module Sim548CZ thì chỉ đang ở mức nghiên cứu, chưa đưa ra sản

phẩm cụ thể Tuy nhiên, ứng dụng về wireless đã có để tài nghiên cứu “Điều khiển thiết bị từ

xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính” của tác giả Nguyễn Trọng Kiên và Phạm Văn Nam,

sinh viên trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật năm 2008 Trong đề tài này, hai tác giả đã sử dụngyếu tố chính là máy tính giao tiếp với điện thoại bằng dây cáp USB Modem để điều khiển cácthiết bị điện, điện tử trong nhà như điều khiển, giám sát và cho hiển thị được hình ảnh thôngqua camera và các tính năng khác Tác giả đã nghiên cứu và cho đi vào các ứng dụng như: tìmhiểu các vấn đề về truyền dữ liệu, các giao thức truyền thông, giao tiếp, phần mềm điều khiển

Hệ thống thiết kế giao diện điều khiển trên máy bằng cách giao tiếp điện thoại với máy tínhqua USB Modem

Sơ đồ khối của hệ thống:

Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển qua máy tính.

Với hệ thống trên, 2 tác giả đã khai thác, ứng dụng sự phát triển của mạng di động vào thực tế,

mở ra nhiều ý tưởng trong việc khai thác ứng dụng của mạng di động Nhưng qua tìm hiểu vànghiên cứu, nhóm nhận thấy đề tài có thể được phát triển theo cách khắc phục những thiếu sóttrên đề tài này như: hệ thống trên chỉ ứng dụng cho những địa điểm, vị trí nào có lắp đặt máytính hay có dùng laptop rất cồng kềnh, phức tạp; máy tính phải được mở suốt 24/24 rất haophí Tuy nhiên, đề tài này cũng là nền tảng cho việc phát triển ý tưởng điều khiển thiết bị từ xaqua tin nhắn SMS Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị hiệnnay tại Việt Nam đang còn rất mới mẽ và chưa đi vào thực tiễn ứng dụng nhiều Hầu hết cácnghiên cứu đều là nghiên cứu tự phát của cá nhân những người hay nhóm người muốn tìmhiểu về công nghệ này, vẫn chưa phải là một hoạt động nghiên cứu mang tính chuyên nghiệp

để có thể đưa vào ứng dụng Mặc dù vậy, việc nghiên cứu vẫn có những nhen nhóm khi tậpđoàn điện lực EVN đã sử dụng công nghệ nhắn tin SMS để điều khiển máy cắt thông quaModem điện thoại của họ ở Việt Nam, khi GSM đã trở thành công nghệ mà hơn 95% dân sốchọn dùng, dịch vụ về SMS cũng tăng lên rất mạnh Điều này là một lợi thế cho việc nghiêncứu và phát triển các ứng dụng trong điều khiển tự động hóa

2.2 Ý tưởng thiết kế

Dùng mạng điện thoại di động của các nhà cung cấp dịch vụ như Viettel, Mobiphone,Vinaphone… để gửi tin nhắn SMS điều khiển các thiết bị và có thể nhận dữ liệu đáp ứng lại từcác thiết bị cho biết tình trạng hoạt động ON/OFF của các thiết bị

2.3 Đề cương nghiên cứu chi tiết

Đề tài này được thực hiện gồm 3 phần

Phần A: Giới thiệu: giới thiệu khái quát về đề tài

Phần B: Nội dung: gồm 5 chương

Chương 1: Dẫn nhập: Giới thiệu đề tài, ý nghĩa khoa học, mục đích nghiên cứu và giới hạn của đề tài

Chương 2: Cơ sở lý luận: Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, ý tưởng thiết kế,

đề cương nghiên cứu chi tiết, phương pháp nghiên cứu, phương tiện nghiên cứu

Chương 3: Lý thuyết liên quan: tổng quan về công nghệ GSM, tổng quát về SMS, giớithiệu Module Sim548CZ, tập lệnh AT, giới thiệu vi điều khiển PIC16F877A

Chương 4: Thiết kế và thi công: thiết kế và thi công phần cứng, phần mềm

Chương 5: Tổng kết và hướng phát triển đề tài

Phần C: Phụ lục và tài liệu tham khảo

2.4 Phương pháp nghiên cứu

Trong đề tài này, nhóm đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

• Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí về điện

tử, viễn thông, truy cập từ mạng internet, các đồ án của khóa trước

• Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện từ mạng internet, khảo sát cácmodule sim điện thoại di động để chọn lựa phương án thiết kế sau này

• Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức của nhóm, kết hợp sự hướngdẫn của giáo viên, nhóm đã lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khác nhau để từ đóchọn lọc những mạch điện tối ưu

2.5 Phương tiện nghiên cứu

Nhóm sử dụng sách giáo khoa, máy tính để truy cập mạng tìm kiếm thông tin, các thiết bịdùng để thiết kế và thi công mạch

CHƯƠNG 3:

LÝ THUYẾT LIÊN QUAN

3.1 Tổng quan về công nghệ GSM

3.1.1 Giới thiệu về công nghệ GSM

GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông tin di động số toàn cầu, làcông nghệ không dây thuộc thế hệ 2G (second generation) có cấu trúc mạng tế bào, cung cấpdịch 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) quyđịnh

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 hiệnviệc ký kết roaming với nhau nhờ đó mà thuê bao GSM có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoạiGSM 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 còncho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn đó là tin nhắn SMS Ngoài ra đểtạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệthống 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 cácmạng 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 lãnhthổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với nhau do đó những máyđiện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau đều có thể sử dụng được nhiều nơi trênthế giới

3.1.2 Đặc điểm của công nghệ GSM

 Cho phép gửi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến 126 kí tự

 Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với tốc độ hiện hànhlên đến 9.600 bps

 Tính phủ sóng cao: Công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao trong toàn mạng

mà còn chyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà không có một sự thay đổiđiều chỉnh nào Đây là một tính năng nỗi bật nhất của công nghệ GSM (dịch vụroaming)

 Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing) đểchia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh hay half rate

 Công suất máy phát điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối với băng tần GSM850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM 1800/1900Mhz.

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

3.1.3 Cấu trúc của mạng GSM

3.1.3.1 Cấu hình cơ bản của hệ thống thông tin di động GSM

Hình 3.1: Mô hình hệ thống GSM.

Các ký hiệu:

- SS (Switching Subsystem): Hệ thống chuyển mạch

- AUC (Authentication Center): Trung tâm nhận thức

- VLR (Visitor Location Register): Thanh ghi định vị tạm trú

- HLR (Home Location Register): Thanh ghi định vị thường trú

- EIR (Equipment Indentity Register): Thanh ghi nhận dạng thiết bị

- MSC (Mobile services Switching Center) Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ diđộng gọi tắt là: Tổng đài vô tuyến

- BSS (Base Station System): Hệ thống con trạm gốc

- BTS (Base Transceiver Station): Trạm thu phát gốc

- BSC (Base Station Controller): Bộ điều khiển trạm gốc

- MS (Mobile Station): Trạm di động

- OMC (Operation and Maintenance Center): Trung tâm khai thác và bảo dưỡng

- ISDN (Integrated Services Digital Network): Mạng số liên kết đa dịch vụ

- PSPISDN (Packet Switch Public Data Network): Mạng số liệu công cộng chuyểnmạch gói

- CSPDN (Circuit Switch Public Data Network): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch mạch (kênh).

- PSTN (Public Switched Telephone Network) : Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

- PLMN (Public Land Mobile Network): Mạng di động công cộng mặt đất

3.1.3.2 Chức năng các khối của hệ thống GSM

Cấu trúc tổng quát của hệ thống GSM có thể chia làm 3 hệ thống con:

 ME: Là thiết bị phần cứng thực hiện chức năng thu phát tín hiệu ME trở thành MS

chỉ khi nào SIM card được chèn vào trong ME Nếu không có SIM, ME không thểthực hiện được bất cứ dịch vụ nào trừ trường hợp gọi khẩn cấp 112 Mỗi ME đượcnhận dạng riêng bằng số định danh thiết bị duy nhất (Số IMEI) được lưu trữ bêntrong

Một ME được chia làm 3 khối chức năng:

- Thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment): cung cấp cho thuê bao 1 dịch vụ

cụ thể (ví dụ máy fax) TE không thực hiện bất cứ chức năng nào của hệ thốngGSM

- MT (Mobile Termination): là thiết bị chịu trách nhiệm về việc truyền dẫn thông

tin qua giao diện vô tuyến

- Thiết bị thích ứng TA (Terminal Adaptor): là thiết bị được sử dụng để tạo ra

sự tương hợp giữa TE và MT

Hình 3 2: Chức năng của MS

 SIM : Là thẻ chip mà bên trong có các bộ nhớ để lưu trữ thông tin cá nhân của thuê

bao di động và một số thông tin của mạng

Hình 3.3: SIM – CARD.

SIM-CARD có một vùng nhớ cố định để lưu trữ các thông tin của 1 thuê bao cụ thể nào đó, bao gồm:

- IMSI (International Mobile Subscriber Identity): đây là chỉ số để phân biệt

các thuê bao khác nhau trong mạng GSM IMSI có tối đa 15 chữ số:

- MCC (Mobile Country Code): có 3 chữ số, xác định quốc gia mà thuê bao

đăng ký

- MNC (Mobile Network Code): có 2 chữ số, xác định mạng di động mà thuê

bao đăng ký

- MSIN (Mobile Subscriber Identification Number): mỗi giá trị MSIN sẽ xác

định một thuê bao trong mạng di động

Từ số IMSI ta có thể xác định được mạng thường trú (Home network) của thuê bao, khóa nhận thực thuê bao

Ngoài các thông tin trên bắt buộc phải có, trong mỗi SIM-CARD còn có một số thông tin tùy chọn như các mẩu tin nhắn, danh sách các số điện thoại viết tắt (gồm các kí tự hay kí hiệu đại diện cho một số điện thoại nào đó), những số điện thoại mà thuê bao vừa mới gọi… SIM-CARD được bảo vệ bằng 1 password, gọi là mã PIN (Personal Identity Number) gồm từ 4 đến 8 chữ số, do thuê bao tùy chọn Nếu nhập sai giá trị củaPIN trong 3 lần liên tiếp (cho dù giữa các lần đó SIM được rút ra hoặc tắt máy) thì SIM

sẽ bị khóa Để mở khóa người sử dụng phải nhập vào 1 mã số khác để bẻ khóa, đó là PUK (PIN Unblocking Key) gồm 8 chữ số Trong trường hợp sau 10 lần mà vẫn khôngnhập được giá trị đúng của PUK thì SIM bị khóa hoàn toàn

Khi thuê bao muốn sử dụng thiết bị di động để thực hiện một dịch vụ nào đó thì phải gắn SIM-CARD vào Nếu không có SIM, MS sẽ không hoạt động được (ngoại trừ các cuộc gọi khẩn cấp) Một SIM-CARD có thể được sử dụng cho nhiều loại ME khác nhau, do đó rất thuận tiện cho người sử dụng Chẳng hạn khi máy điện thoại của thuê bao bị hỏng, họ có thể mượn máy của người khác và gắn SIM của mình vào để dùng tạm trong thời gian sửa chữa Như vậy, có thể nói SIM-card chính là nền tảng của hệ thống liên lạc cá nhân

 BTS: Trạm thu phát gốc, chức năng của BTS là tạo ra vùng hoạt động cho MS Vùng phủsóng nhỏ nhất của một BTS gọi là một tế bào (cell) BTS giao tiếp với MS qua đường vôtuyến BTS hoạt động dưới sự điều khiển của BSC

 BSC: Bộ điều khiển trạm gốc, chức năng chính của BSC là điều khiển các hoạt động củaBTS như: quản lý tài nguyên vô tuyến, điều khiển nhảy tần, điều khiển chuyển giao…Một BSC có thể điều khiển nhiều BTS Với chức năng này, một BSC có thể được xemnhư là một bộ chuyển mạch-báo hiệu

 TRAU (Transcoding and Rate Adaption Unit): Bộ tương thích tốc độ và chuyển mã.

Nhiệm vụ của TRAU là biến đổi tốc độ của luồng dữ liệu cho phù hợp với đường truyềnđồng thời còn thực hiện chức năng chuyển mã Tuỳ theo cấu hình từng mạng khác nhau

mà TRAU có thể lắp đặt ở BSC hoặc MSC

3.1.3.2.2 Hệ thống chuyển mạch con SS

Chức năng chính của SS là xử lý cuộc gọi và quản lý thuê bao di động

Hình 3.1: Giao tiếp giữa SSS và các hệ thống khác.

Các thành phần trong SS gồm 5 thành phần:

 MSC: Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động là thành phần trung tâm của SS,

MSC thực hiện tìm đường và kết nối cuộc gọi, giao tiếp với mạng bên ngoài PSTN,ISDN, PLMN khác… Đây là nơi duy nhất thực hiện chức năng chuyển mạch cuộc gọitrong hệ thống Ngoài ra MSC còn tổng hợp số liệu của các cuộc gọi để tham gia quản lýcước phí thuê bao

 HLR: Thanh ghi định vị thường trú nó lưu trữ tất cả các thông tin của thuê bao di động,

thông tin lưu trữ trong HLR do người khai thác mạng cập nhật vào Thông tin ngày khôngcho biết vị trí hiện tại cụ thể của thuê bao di động mà chỉ cho biết VLR mà thuê bao đanghiện diện Các trường thông tin lưu trữ trong HLR gồm:

- IMSI : Số định nghĩa thuê bao di động quốc tế

- Ki : Khoá nhận thực thuê bao

- VLR : Hiện tại của thuê bao

- Các dịch vụ của thuê bao di động

- MSRN : Số chuyển vùng của thuê bao di động

 HLR: Thanh ghi định vị tạm trú là cơ sở dữ liệu chứa thông tin của MS Thông tin này

cho biết vị trí hiện tại của MS, trạng thái của MS… Thông tin cập nhật trong VLR mộtcách tự động thông qua thủ tục cập nhập vị trí của thuê bao Thông tin trong VLR có tínhcách tạm thời, nó thay đổi khá thường xuyên Ngoài ra VLR tham gia việc kiểm tra nhậnthức một thuê bao có đủ quyền để truy xuất vào mạng hay không Các trường thông tinlưu trữ trong VLR gồm:

- Trạng thái của thuê bao (tắt, mở, bận, rỗi…)

- Số LAI hiện tại của thuê bao

- Số thuê bao tạm thời (TMSI)

- MSRN : Số chuyển vùng của thuê bao di động

 EIR: Thanh ghi nhận dạng thiết bị dùng để quản lý thiết bị di động ME Thông tin lưu trữ

trong EIR chính là các số định nghĩa thiết bị di động EIR được nối đến MSC qua đườngbáo hiệu, nó cho phép MSC kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị Bằng cách này một MS có thểđược hoặc không được cho phép truy xuất vào mạng

 AC: Trung tâm nhận thức, chức năng của AC là kết hợp với HLR cung cấp cho VLR các

thông số để nhận thức một MS có quyền truy nhập vào mạng hay không

3.1.3.2.3 Hệ thống con OMS

OMS: Thực chất là một mạng máy tính được kết nối với các thành phần trong hệ thống đểthực hiện chức năng điều hành và bảo dưỡng hệ thống Đây cũng là nơi duy nhất mà ngườikhai thác giao tiếp được với mạng di động

Một OMS gồm có 2 thành phần như sau:

cách cục bộ Trung tâm ngày hỗ trợ một số chức năng sau:

- Quản lý cấu hình của mạng

- Quản lý quá trình làm việc của mạng

Độ rộng băng mỗi kênh là 200 KHz, các mạng di động GSM ở Việt Nam hiện nay đang sửdụng băng tần này

3.1.3.3.B GMS 1800

DSC1800 làm việc trong khoảng tần 1710 MHz – 1880 MHz, phân bố như sau:

3.2 Tổng quan về SMS.

3.2.1 Giới thiệu về SMS

SMS là từ viết tắt của Short Message Service Đó là một công nghệ , cho phép gửi và nhận cáctin nhắn giữa các điện thoại với nhau SMS xuất hiện đầu tiên ở Châu Âu vào năm 1992 Ởthời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn về GSM (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 (European Telecommunication StandardsInstitute) 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 có thể được lưu giữ bởi mộtSMS là rất giới hạn Một SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu Vì vậy, mộtSMS có thể chứa:

 160 ký tự nếu mã hóa ký tự 7 bit được sử dụng (phù hợp với mã hóa các ký tự latinnhư 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 ngữkhác nhau Nó có thể hoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, baogồm Arabic, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc…

Bên cạnh gửi tin nhắn dạng text thì tin nhắn còn có thể mang dữ liệu dạng binary Nó chophép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác…tới các điện thoại khác

3.2.2 Cấu trúc của một tin nhắn SMS

Nội dung của 1 tin nhắn SMS được gửi đi chia làm 5 phần như sau:

Hình 3.9: Cấu trúc của 1 tin nhắn SMS.

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

khí)

- 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.

3.2.3 Ưu điểm của tin nhắn 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 tắt nguồn

- Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác

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

- Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: chức năng SMS được hỗtrợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM: có thể gửi nhạc chuông, hìnhảnh…; hỗ trợ chi trả các dịch vụ trực tuyến download nhạc chuông…

3.2.4 Tin nhắn SMS chuỗi/SMS dài

Để khắc phục khuyết điểm mang lượng giới hạn dữ liệu, một mở rộng mới ra đời đó là SMSchuỗi (SMS dài) Một SMS dạng text dài có thể chứa 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 nhắndài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi các phần nhỏ này như tin nhắn SMS đơn Khi cáctin 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 cácthiết bị có sử dụng sóng wireless

3.2.5 SMS center/ SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt động liên quan tớiSMS của một mạng wireless Khi một tin nhắn SMS được gửi đi từ một điện thoại di động, thìtrước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâm SMS Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tinnhắn này tới đích (người nhận) Một tin nhắn SMS, có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thểmạng (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích thực sự của nó Nhiệm vụduy nhất của một SMSC là luân chuyển các tin nhắn SMS và điều chỉnh quá trình này chođúng 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 ngườinhận 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 mộtmạng wireless Hệ thống vận hành mạng luôn luôn quản lý SMSC của riêng nó và vị trí củachúng bên trong hệ thống mạng wireless Tuy nhiên, hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng mộtSMSC 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 chứcnăng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn Điển hình một địa chỉ SMSC là một số điện thoạithông thường ở hình thức, khuôn mẫu quốc tế Một điện thoại nên có một Menu chọn lựa đểcấu hình địa chỉ SMSC Thông thường, thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệthống mạng wireless Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay đổi nào cả

3.2.6 SMS quốc tế

Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng mục gồm: tin nhắn SMSgiữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế với nhau Tinnhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ, là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hànhtrong cùng một quốc gia, còn tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế, là tin nhắn SMSđược gửi giữa các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau Thường thì chiphí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với gửi trong nước Và chi phí gửi tinnhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửi cho mạng khác trong cùng một quốc gia <= chi phícho việc gửi tin nhắn SMS quốc tế Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạngwireless 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

3.2.7 SMS gateway

Các giao thức truyền thông là độc quyền nên gây khó khăn trong việc truyền thông SMS, và làkhác nhau đối với mỗi công ty nên cần có giao thức chung để các SMSC protocol có thể giao

tiếp với nhau Cần có một SMS gateway được đặt giữa hai SMSC Gateway này sẽ được minhhọa ở hình dưới SMS gateway hoạt động như một relay giữa hai SMSC Nó chuyển đổi thôngtin dữ liệu từ một SMSC protocol SMS sang một SMSC protocol khác, như thế các tin nhắnSMS từ các nhà cung cấp mạng khác nhau.

Hình 3.10: Một SMS GateWay hoạt động như một relay giữa hai SMSC.

3.3 Giới thiệu Module Sim548CZ

Hình 3.11: Module SIM 548CZ

Module SIM548CZ có thể hoạt động với các tần số sau GSM 850MHz, EGSM900 MHz, DCS1800MHz và PCS 1900MHz và cũng hỗ trợ kỹ thuật GPS định vị vị trí bằng vệ tinh Với kíchthước nhỏ 55mm x 34mm x 3.0mm, module này có thể sử dụng cho các ứng dụng như Smartphone, PDA phone, thiết bị định vị GPS cầm tay hay điện thoại

Chúng ta có thể giao tiếp với Module thông qua chuẩn đế 60 chân dành riêng cho ModuleSim548 Thông qua đế chuẩn 60 chân này, chúng ta có thể sử dụng Module với các mục đích:

- Bàn phím, bảng nút nhấn hay SPI LCD

- Một port giao tiếp nối tiếp dành cho GSM và hai port nối tiếp dành cho GPS giúp choviệc thiết kế và phát triển ứng dụng một cách dễ dàng hơn thông qua việc giao tiếpbằng tập lệnh AT

Để sử dụng được Module Sim548CZ, cần phải có các thiết bị đi kèm:

Hình 3.12 Các thiết bị đi kèm của Module SIM 548CZ

F: Cáp giao tiếp nối tiếp

3.3.1 Đặc điểm của Module Sim548CZ

- Phù hợp với GSM Pha 2/2+

 Lớp GSM là loại MS nhỏ

 Công suất truyền dẫn

- 4 loại công suất (2W) tại băng tần GSM 850 và EGSM 900

- 1loại công suất (1W) tại băng tần DSC1800 và PSC 1900

- GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps.

- GPRS dữ liệu up lên: Max 42.8 kbps

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

- Sim548CZ hỗ trợ giao thức PAP, kiểu sử dụng kết nối PPP

- Sim548CZ tích hợp giao thức TCP/IP

- Kết nối thông qua anten ngoài 500km hoặc đế anten (GSM)

- Kết nối riêng với anten GPS (GPS)

 Âm thanh

- Dạng mã hóa âm thanh

- Nữa chế độ (ETS 06.02)

- Toàn bộ chế độ (ETS 06.10)

- Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)

- Loại bỏ tiếng dội

 Giao tiếp nối tiếp

- Cổng nối tiếp: 7 cổng nối tiếp (ghép nối)

- Cổng kết nối có thể sử dụng với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh ATCommand tới Moduleđiều khiển

- Cổng nối tiếp có thể sử dụng chức năng giao tiếp

- Hỗ trợ tốc độ truyền 1200BPS tới 115200BPS

- Cổng truyền nhận dữ liệu: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD

- Cổng sữa lỗi việc truyền nhận dữ liệu thông qua tập lệnh AT: DBG_TXD vàDBG_RXD

- Tích hợp 2 cổng kết nối dịnh vị GPS

• Port A: GPS_TXA và GPS_RXA

• Port B: GPS_TXB và GPS_RXB

 Quản lý danh sách

- Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC, ON, MC, ME, BN, VM, LA, DC, SD

3.3.2 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng

Hình 3.13: Sơ đồ chân Module sim 548CZ Bảng 3.1: Chức năng chân của Module sim 548CZ.

9 ADC0 I Ngõ vào dành cho mục đích

chuyển đổi dạng tương tự sang số

13 PWRKEY I Cho mức điện áp thấp khi tắt hoặc

mở nguồn hệ thống Khi mởnguồn nên bấm giữ vài giây để hệthống nhận dạng phần mềm

VILmax=0.2*VBAT

VIHmin=0.6*VBATVImax=VBAT

E

I Chân để nhận biết có Sim card VIHmin=0.7*VSIM

VIHmax=VSIM+0.3

17 SIM_VDD O Nguồn cung cấp cho Sim card 1.8V và 3V

VOLmax=0.2VVOHmin=VSIM-0.2

VOHmax= VSIM

O Chân truyền nhận dữ liệu với SIM VILmin=0V

25 DCD O Ngõ ra cho biết dữ liệu đã được

gửi đi

VOHmax=2.9

27 DTR I Ngõ vào cho biết giao tiếp đã sẵn

33 RTS I Ngõ vào yêu cầu gửi dữ liệu VIHmax= 3.2

37 RI O Ngõ ra cho biết trạng thái hoạt

51 GPS_TXA O Chân truyền dữ liệu của portA

53 GPS_RXA I Chân nhận dữ liệu của portA

55 GPS_TXB O Chân truyền dữ liệu của portB

57 GPS_RXB I Chân nhận dữ liệu của portB

3.3.3 Các chế độ hoạt động của module sim548CZ.

- Module sẽ tự động chuyển sang chế độ SLEEP nếu DTR được thiết lập mức cao và ở

đó không có ngắt phần cứng như ngắt GPIO hoặc dữ liệu trên port nối tiếp Trongtrường hợp này, dòng tiêu thụ của Module sẽ giảm xuống mức thấp nhất Trong suốtchế độ SLEEP, Module vẫn có thể nhận gửi tin nhắn hoặc SMS từ hệ thống

- Module sẵn sàng truyền dữ liệu GPRS, nhưng không có dữ liệu nào được gửi và nhận.Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập mạng và cấu hìnhGPRS

- Xảy ra việc truyền dữ liệu GPRS Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ liên quantới việc thiết lập mạng (mức điều khiển nguồn), tốc độ uplink/downlink và cấu hìnhGPRS (sử dụng thiết lập multi-slot)

3.3.4 Tập lệnh AT của module sim548CZ.

Tập lệnh AT trong các thao tác dùng cho dịch vụ cuộc gọi và SMS (Short Message Service),bao gồm:

<LF>: Line Feed (0x0A)

MT (Mobile Terminal): Thiết bị đầu cuối mạng (Modem GSM)

TE (Terminal Equipment): Thiết bị đầu cuối (máy tinh, hệ vi điều khiển)

<n>: Chỉ số của thanh ghi S được thiết lập.

<m>: Giá trị đặt cho thanh ghi S <m> có thể tùy chỉnh, nếu thiếu giá trị mặc định sẽ được đặt cho <m>

- Cú pháp mở rộng:

Các lệnh có cú pháp này có thể hoạt động ở nhiều chế độ Các chế độ được liệt kê ở bảng bên dưới:

Lệnh kiểm tra AT+<x>= ? Liệt kê danh sách các tham số của lệnh và

các gi á trị có thể thiết l ập cho tham sốLệnh đọc AT+<x> ? Cho biết gi á trị hiện tại của các tham số

trong lệnhLệnh thiết lập AT+<x>=<…> Thiết l ập các giá trị cho các t ham số của

lệnhLệnh thực thi AT+<x> Đọc các tham số bất biến được tác động bởi

các tiến trình bên trong của Module

Bảng 3.2: Chế độ lệnh AT

Kết hợp các lệnh AT liên tiếp trên cùng một dòng lệnh: chỉ cần đánh “AT” hoặc “at” một lần ởđầu dòng lệnh, các lệnh còn lại chỉ cần đánh lệnh, các lệnh cách nhau bởi dấu chấm phẩy Mộtdòng lệnh chỉ chấp nhận tối đa 256 ký tự Nếu số ký tự nhiều hơn sẽ không có lệnh nào đượcthi hành

Nhập các lệnh AT liên tiếp trên các dòng lệnh khác nhau: Giữa các dòng lệnh sẽ có một đápứng (ví dụ như OK, CME error, CMS error) Cần phải chờ đáp ứng này trước khi nhập lệnh

nhớ cố địnhNếu mẫu của người dùng không hiệu lực, nó sẽ mặcđịnh theo mẫu lúc sản xuất.

Bất cứ lệnh cộng thêm trên cùng một dòng lệnh đều bịbát bỏ

 AT+CMGR: Đọc nội dung tin nhắn SMS

1: không thay đổi trạng thái của bộ thu SMS

 AT+CMGS: Gửi tin nhắn SMS

<da>: số điện thoại gửi tin nhắn

<toda>: Định dạng địa chỉ thể hiện trong số điện thoại

 AT+CMSS: Gửi tin nhắn SMS đã được lưu sẵn trong bộ nhớ

Bảng 3.6: Lệnh AT+CMSS

Lệnh kiểm tra

AT+CMSS=?

Đáp ứngOK

 AT+CMGD: Xóa tin nhắn SMS.

AT+CMGD=<index

>

Các tham số

<index> Vị trí của tin nhắn lưu trong bộ nhớ

<err> Cho biết lỗi

Đáp ứng

Ta xóa tin nhắn từ bộ nhớ tin nhắn liên quan <mem1> khu vực

<index>

OKNếu có lỗi thì sẽ báo cho TE : +CMS ERROR <err>

 ATE: Thiết lập chế độ lệnh phản hồi

Lệnh kiểm tra

AT+CLIP?

Đáp ứng+CLIP: (danh sách các<n> được hỗ trợ)

Lệnh thiết lập

AT+CLIP=<n>

Đáp ứngOKNếu có lỗi sẽ báo cho TE: +CME ERROR:<err>

Các tham số

<n> 0: Khử các mã kết quả gửi tự động 1: Hiển thị các mã kết quả gửi tự động

 AT&W: Lưu các tham số hiện tại vào mẫu người dùng định nghĩa

Bảng 3.10: Lệnh AT&W

Lệnh thực thi

AT&W[<n>]

Đáp ứngOK

Tham số

<n>: Số thứ tự của mẫu được lưu vào

 AT+CMGF: Lựa chọn định dạng tin nhắn SMS

<mode> 0: Chế độ PUD 1: Chế độ văn bản

 AT+CNMI: Thông báo có tin nhắn mới đến

Bảng 3.12: Lệnh AT+CNMI

Lệnh kiểm tra

AT+CNMI

Đáp ứng+CNMI: Danh sách các <mode> hỗ trợ, (danh sách các <mnt> được hỗtrợ), (danh sách các <bm> được hỗ trợ), (danh sách các <ds> được hỗtrợ), (danh sách các <bfr> được hỗ trợ)

OKLệnh thiết lập

0: Không có chỉ thị báo có tin nhắn mới gửi đến thiết bị

1: Có chỉ thị báo có tin nhắn mới gửi đến thiết bị

 AT+CSAS: Lưu các thiết lập SMS

Bảng 3.13: Lệnh AT+CSAS

Lệnh kiểm tra

AT+CSAS=?

Đáp ứng+CSAS: Danh sách các<profile> được hỗ trợOK

Lệnh thiết lập

AT+CSAS=[<profile>

]

Đáp ứng OKNếu có lỗi sẽ báo cho TE: +CMS ERROR: <err>

Tham số <profile> 0: Số của mẫu lưu các thiết lập

3.3.4.4 Các lệnh đặc biệt dành cho Module Sim548CZ

AT+CPOWD Tắt nguồn cung cấp cho Module

AT+CMIC Thay đổi độ lớn của microphone

AT +UART Cầu hình cho truyền thông nối tiếp

AT+ECHO Cài đặt tiếng vọng cho cuộc gọi

AT+CSMINS Cho biết sim đã gắn vào đế hay chưa

AT+CMTE Đọc nhiệt độ hiện tại của Module

AT+CMGDA Xóa tất cả các tin nhắn

Bảng 3.14: Các lệnh đặc biệt dành cho Module Sim548CZ

3.3.4.5 Khởi tạo cấu hình mặc định cho Module Sim548CZ

Hình 3.14: Khởi tạo cấu hình mặc định cho Module Sim548CZ.

<CR><LF>+CLIP: "0929047589",129,"",,"",0<CR><LF>

Chuỗi trả về có chứa thông tin về số điện thoại gọi đến Thông tin này cho phép xác định việc

có nên nhận cuộc gọi hay từ chối cuộc gọi

Kết thúc các thao tác khởi tạo cho quá trình nhận cuộc gọi Các bước khởi tạo tiếp theo liênquan đến các thao tác truyền nhận tin nhắn

3.3.4.6 Đọc tin nhắn

Hình 3.15: Đọc tin nhắn từ 2 vùng nhớ 1 và 2 trên SIM.

Mọi thao tác liên quan đến quá trình nhận tin nhắn đều được thực hiện trên hai ngăn 1 và 2 của

bộ nhớ nằm trong SIM

(1) Đọc tin nhắn trong ngăn 1 bằng lệnh AT+CMGR=1

(2A) Nếu ngăn 1 không chứa tin nhắn, chỉ có chuỗi sau được trả về:

Đây là định dạng mặc định của Module Sim548CZ lúc khởi động Dạng mở rộng có thể đượcthiết lập bằng cách sử dụng lệnh AT+CSDH=1 trước khi thực hiện đọc tin nhắn.

(3) Sau khi đọc, tin nhắn được xóa đi bằng lệnh AT+CMGD=1

Thao tác tương tự đối với tin nhắn chứa trong ngắn thứ 2 trong các bước 4, 5A (5B) và 6

3.3.4.7 Gửi tin nhắn

Hình 3.16: Gửi tin nhắn trên Module Sim548CZ.

(1) Gửi tin nhắn đến thuê bao bằng cách sử dụng lệnh AT+CMGS=”số điện thoại”

(2) Nếu lệnh (1) được thực hiện thành công, chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>> (kí tự “>” và 1 khoảng trắng)

(3) Gửi nội dung tin nhắn và kết thúc bằng kí tự có mã ASCII 0x1A

(3A) Gửi kí tự ESC (mã ASCII là 27) nếu không muốn tiếp tục gửi tin nhắn nữa Khi đó TE sẽgửi trả về chuỗi <CR><LF>OK<CR><LF>

(4) Chuỗi trả về thông báo kết quả quá trình gửi tin nhắn Chuỗi trả về có định dạng như sau:

Thời gian gửi một tin nhắn vào khoảng 3-4 giây (kiểm tra với mạng Mobiphone)

(4A) Nếu tình trạng sóng không cho phép thực hiện việc gửi tin nhắn hoặc chức năng RF củamodule không được cho phép hoạt động (do sử dụng các lệnh AT+CFUN=0) hoặcAT+CFUN=4), hoặc số tin nhắn trong hàng đợi phía tổng đài vượt qua giới hạn cho phép,

hoặc bộ nhớ chứa tin nhắn của MT nhận được tin nhắn bị tràn, MT sẽ gửi thông báo lỗi trở về

và có định dạng như sau:

<CR><LF>+CMS ERROR: 193<CR><LF>

<CR><LF>+CMS ERROR: 515<CR><LF>

Chức năng truyền nhận tin nhắn và chức năng thoại được tách biệt Khi đang thông thoại vẫn

có thể truyền nhận được tin nhắn Khi truyền nhận tin nhắn vẫn có thể tiến hành thiết lập vàkết thúc cuộc gọi

3.4 Giới thiệu vi điều khiển PIC16F877A

Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗilệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép là

20 MHz với một chu kì lệnh là 200ns Bộ nhớ chương trình 8Kx14 bit, bộ nhớ dữ liệu 368x8byte RAM và bộ nhớ dữ liệu EEPROM với dung lượng 256x8 byte Số PORT I/O là 5 với 33pin I/O

3.4.1 Các đặc tính ngoại vi

 Timer0: là bộ định thời timer/counter 8 bit có bộ chia trước

 Timer1: là bộ định thời timer/counter 16 bit có bộ chia trước, có thể đếm khi CPU đang ởtrong chế độ sleep với nguồn xung từ tụ thạch anh hoặc nguồn xung bên ngoài

 Timer2: là bộ định thời timer/counter 8 bit với thanh ghi 8 bit, chia trước và bộ chia sau

 Hai bộ Capture, Compare, PWM

- Capturre 16 bit có độ phân giải 12,5ns

- Compare 16 bit có độ phân giải 200ns

- PWM 16 bít có độ phân giải 10 bit

 Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP (Synchronous Serial Port), SPI và I2C

 Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9 bit địa chỉ

 Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điều khiển RD, WR

3.4.2 Các đặc tính tương tự

 Có 8 kênh chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số ADC

 Có reset BOR (Brown – Out Reset)

 Khối so sánh điện áp tương tự:

 Hai bộ so sánh tương tự

 Khối tạo điện áp chuẩn VREF tích hợp bên trong có thể lập trình

 Đa hợp ngõ vào lập trình từ ngõ vào của CPU với điện áp chuẩn bên trong

 Các ngõ ra của bộ so sánh có thể truy xuất từ bên ngoài

3.4.3 Các đặc tính đặc biệt của PIC16F877A

 Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần

 Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần

 Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm

 Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm

 Nạp được chương trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial Programming)thông qua 2 chân

 Watchdog Timer với bộ dao động trong

 Chức năng bảo mật mã chương trình

Hình 3.17: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F877A.

3.4.5 Cấu hình PIC16F877A

PIC16F877A có 40/44 chân với cấu trúc như sau:

- Có 5 port xuất/ nhập

- Có 8 kênh chuyển đổi A/D

- Có port giao tiếp song song

- Có bộ nhớ gấp đôi so với PIC16F873A/PIC16F874A

Bảng 3.15: Tóm tắt đặc điểm PIC16F877A.

3.4.6 Sơ đồ khối PIC16F877A

 Khối ALU – Arithmetic Logic Unit

- Khối bộ nhớ chứa chương trình – Flash Program Memory

- Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EEPROM – Data EPROM

- Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM – RAM file Register

- Khối giải mã lệnh và điều khiển – Instruction Decode Control

- Khối thanh ghi đặc biệt

- Khối ngoại vi timer T0, T1, T2

- Khối giao tiếp nối tiếp

- Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số – ADC

- Khối so sánh điện áp tương tự

- Khối tạo điện áp tham chiếu

- Khối các port xuất nhập

Hình 3.18: Sơ đồ khối bên trong vi điều khiển PIC16F877A.

dữ liệu Tất cả các bank thanh ghi đều chứa những thanh ghi đặc biệt

Có 2 cách truy xuất bộ nhớ dữ liệu: truy xuất trực tiếp và truy xuất gián tiếp

- Khi truy xuất trực tiếp: thì các lệnh chỉ được phép truy xuất 1 bank, muốn truy xuất

các ô nhớ hay thanh ghi nằm ở bank khác thì phải đổi bank Có 2 bit chọn bank là RP1

và RP0 nằm trong thanh ghi trạng thái

Hình 3.19: Sơ đồ File thanh ghi

- Khi truy xuất gián tiếp: thì các lệnh truy xuất gián tiếp chỉ được phép truy xuất bank

0, 1 hoặc bank 2, 3 Khi đang ở bank 0, 1 nếu muốn truy xuất các ô nhớ ở bank 2, 3 thìphải đổi bank Có 1 bit chọn bank 0, 1 hoặc bank 2, 3 là IRP nằm trong thanh ghi trạngthái

3.4.8 Các cổng xuất nhập của PIC 16F877A

Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng để tương tác với thếgiới bên ngoài Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua quá trình tương tác đó, chức năngcủa vi điều khiển được thể hiện một cách rõ ràng

Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin), tùy theo cách bố trí vàchức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất nhập và số lượng chân trong mỗi cổng cóthể khác nhau Bên cạnh đó, do vi điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giaotiếp ngoại vi nên bên cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhậpcòn có thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi Chức năng

của từng chân xuất nhập trong mỗi cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển đượcthông qua các thanh ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó.

Vi điều khiển PIC16F877A có 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB, PORTC, PORTD và PORTE

PORTA (RPA) bao gồm 6 I/O pin Đây là các chân “hai chiều Nghĩa là có thể xuất và nhậpđược Chức năng I/O này được điều khiển bởi thanh ghi TRISA Muốn xác lập chức năng củamột chân trong PORT A là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanhghi TRIS A và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân trong PORTA là output, ta

“clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong thanh ghi TRISA Thao tác này hoàn toàntương tự đối với các PORT khác Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADC, bộ so sánh,ngõ vào analog, ngõ vào xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP (MasterSynchronous Serial Port)

Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:

- PORTA (địa chỉ 05h): chứa giá trị các pin trong PORTA

- TRISA (địa chỉ 85h): điều khiển xuất nhập

- CMCON (địa chỉ 9Ch): thanh ghi điều khiển bộ so sánh

- CVRCON (địa chỉ 9Dh): thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp

- ADCON1 (địa chỉ 9Fh): thanh ghi điều khiển bộ ADC

PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISB Bên cạnh

đó một số chân của PORTB còn được sử dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điềukhiển với các chế độ nạp khác nhau PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0.PORTB còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương trình Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTB bao gồm:

- PORTB (địa chỉ 06h, 106h): chứa giá trị các pin trong PORTB

- TRISB (địa chỉ 86h, 186h): điều khiển xuất nhập

- OPTION_REG (địa chỉ 81h, 181h): điều khiển ngắt ngoại vi và bộ Timer0

PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISC Bên cạnh

đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh, bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART

Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:

- PORTC (địa chỉ 07h): chứa giá trị các pin trong PORTC

- TRISC (địa chỉ 87h): điều khiển xuất nhập