hệ thống báo trộm và điều khiển thiết bị qua tin nhắn điện thoại

L Ờ I CAM Đ OANHệ thống báo trộm và điều khiển thiết bị qua tin nhắn điện thoại là một hệ thống nhỏ gọn, tích hợp khả năng cảnh báo bằng tin nhắn điện thoại và điều khiển các thiết bị đ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HỆ THỐNG BÁO TRỘM

VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ

QUA TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI

Đoàn Phương Bình TS, GV Lương Vinh Quốc Danh MSSV: 1090912

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

HỆ THỐNG BÁO TRỘM

VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ

QUA TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI

Đoàn Phương Bình TS, GV Lương Vinh Quốc Danh MSSV: 1090912

Ngô Hoài Đức

MSSV: 1090925

Luận văn đã nộp và đánh giá vào ngày … tháng … năm …

Kết quả đánh giá: Cán bộ đánh giá:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Luận văn được thực hiện bởi:

1 Đoàn Phương Bình, MSSV: 1090912,Lớp: Điện tử viễn thông 1 K35

2 Ngô Hoài Đức, MSSV: 1090925,Lớp: Điện tử viễn thông 1 K35

Tựa đề Luận văn (Hay tên đề tài): Hệ thống báo trộm và điều khiển thiết bị

qua tin nhắn điện thoại

Luận văn đã nộp và báo cáo tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn tốt nghiệp Đại học ngành Điện tử Truyền thông/ Kỹ thuật Máy tính, Bộ môn Điện tử Viễn thông vào ngày … tháng … năm 2013 (Quyết định thành lập Hội đồng số: … /QĐ-CN ngày … tháng … năm … của Trưởng Khoa Công Nghệ)

Kết quả đánh giá: _

Chữ ký của các thành viên Hội đồng:

Thành viên 1: TS Lương Vinh Quốc Danh………

Thành viên 2: ThS Nhan Văn Khoa………

Thành viên 3: ThS.Nguyễn Hứa Duy Khang………

L Ờ I CAM Đ OAN

Hệ thống báo trộm và điều khiển thiết bị qua tin nhắn điện thoại là một hệ thống nhỏ gọn, tích hợp khả năng cảnh báo bằng tin nhắn điện thoại và điều khiển các thiết bị điện trong nhà Hệ thống là sản phẩm của một khoảng thời gian dài nghiên cứu của nhóm sinh viên thực hiện đề tài với sự hướng dẫn tận tình của thầy Lương Vinh Quốc Danh

Ứng dụng công nghệ di động để cảnh báo và điều khiển là một xu hướng

mới hiện nay, nó có tính linh động cao và chính xác Việc xây dựng ứng dụng dựa trên nền tảng của công nghệ thông tin di động, điển hình là hệ thống GSM đã giúp nhóm thực hiện có thêm nhiều kiến thức về công nghệ gần gũi với đời sống hiện đại ngày nay

Nhóm thực hiện đề tài xin cam đoan rằng: những nội dung trình bày trong quyển báo cáo luận văn tốt nghiệp này không phải là bản sao chép từ bất kỳ công trình đã có trước nào Nếu không đúng sự thật, nhóm thực hiện đề tài xin chịu mọi trách nhiệm trước nhà trường

Cần Thơ, ngày … tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Đoàn Phương Bình Ngô Hoài Đức

L Ờ I C Ả M Ơ N

Đầu tiên chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lương Vinh

Quốc Danh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉnh sửa những sai sót để chúng em

có thể hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp Bên cạnh đó chúng em cũng xin gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Bộ môn Điện tử viễn thông đã tận tình giảng dạy và trang bị cho chúng em những kiến thức vô cùng quý báu trong thời gian theo học tại trường, để chúng em có thể vận dụng các kiến thức này vào quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng chúng em xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã ủng hộ, lo lắng về vật chất và tinh thần Xin gởi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên chúng em trong thời gian qua, đặc biệt là bạn Đoàn Quốc Nam đã giúp đỡ để nhóm thực hiện hoàn chỉnh phần cứng của hệ thống

MỤC LỤC

TÓM TẮT 9

ABSTRACT 9

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 10

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 10

1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 10

1.3 PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI 11

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 11

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13

2.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG DI ĐỘNG GSM 13

2.1.1 Giới thiệu về mạng di động GSM 13

2.1.2 Đặc điểm về mạng di động GSM 13

2.1.3 Cấu trúc hệ thống GSM 14

2.1.4 Tổng quan về tin nhắn SMS 17

2.1.5 Tổng quan về tin nhắn MMS 21

2.2 GIỚI THIỆU VỀ MODULE SIM900 21

2.2.1 Giới thiệu chung về SIM900 21

2.2.2 Sơ đồ chân và chức năng từng chân của SIM900 25

2.2.3 Các chế độ hoạt động của SIM900 29

2.2.4 Giới thiệu tập lệnh AT 32

2.3 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN MSP430F5418A 37

2.3.1 Các chế độ hoạt động 39

2.3.2 Tổ chức bộ nhớ 39

2.3.3 Truyền thông UART 40

2.4 GIỚI THIỆU CAMERA UART JPEG OV0706 46

2.4.1 Giới thiệu chung về camera UART JPEG OV0706 46

2.5 GIỚI THIỆU EEPROM 25LC256 50

2.5.1 Giới thiệu chung về EEPROM 25LC256 50

2.5.2 Các đặc điểm của EEPROM 25LC256 50

2.5.3 Sơ đồ chân và chức năng của từng chân 51

2.5.4 Khung truyền, nhận dữ liệu của EEPROM 25LC256 51

2.6 GIỚI THIỆU MODULE CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG PIR 54

2.6.1 Giới thiệu chung về cảm biến chuyển động PIR 54

2.6.2 Các đặc điểm của cảm biến chuyển động PIR 55

2.7 GIỚI THIỆU MODULE nRF24L01 56

2.7.1 Giới thiệu chung về module nRF24L01 56

2.7.2 Đặc điểm chung của module nRF24L01 56

2.7.3 Sơ đồ chân và chức năng từng chân của module nRF24L01 57

2.8 KẾT LUẬN 57

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ 58

3.1 SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG 58

3.2 CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG 59

3.2.1 Khối vi điều khiển trung tâm MSP430F5418A 59

3.2.2 Khối camera OV0706 60

3.2.3 Khối cảm biến PIR 62

3.2.4 Khối SIM900 63

3.2.5 Khối nRF24L01 65

3.2.6 Khối công suất 67

3.2.7 Khối Pin dự phòng cho hệ thống 68

3.2.8 Kết quả sau quá trình thực hiện 69

3.3 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN MỀM 71

3.3.1 Giải thuật chương trình chính 71

3.3.2 Giải thuật chương trình xử lý tin nhắn điều khiển 72

3.3.3 Giải thuật chương trình xử lý tin nhắn đổi mật khẩu 73

3.3.4 Giải thuật chương trình xử lý tin nhắn cài đặt số điện thoại 74

3.3.5 Giải thuật chương trình xử lý tin nhắn bật/tắt hệ thống cảnh báo 75

3.3.6 Giải thuật chương trình xử lý cuộc gọi, điều khiển qua DTMF 76

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

GSM Global System for Mobile Communication

SMS Short Message Services

MMS Multimedia Message Services

ADC Analog-to-Digital Converter

SBW Spy-Bi-Wire

CPU Central Processing Unit

I2C Inter-Integrated Circuit

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của SIM900 22

Bảng 2.2: Chức năng của từng chân của SIM900 25

Bảng 2.3: Chức năng của SIM900 29

Bảng 2.4: Chức năng các bit trong thanh ghi UCA0CTL0 42

Bảng 2.5: Chức năng các bit trong thanh ghi UCA0CTL1 43

Bảng 2.6: Chức năng các chân của camera OV0706 47

Bảng 2.7: Chức năng các chân của EEPROM 25LC256 51

Bảng 2.8: Chức năng các chân của module nRF24L01 57

Bảng 3.1: Các thông số điện áp, dòng điện tiêu thụ của hệ thống 70

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Cấu trúc tổng quan mạng GSM 14

Hình 2.2: SMS Gateway với chức năng chuyển tiếp 17

Hình 2.3: Hình ảnh SIM900 22

Hình 2.4: Sơ đồ chân SIM900 25

Hình 2.5: Sơ đồ các khối chức năng của MSP430F5418A 39

Hình 2.6: Sơ đồ khối module USCI_A0 41

Hình 2.7: Định dạng chuỗi dữ liệu của chế độ UART trong USCI_A0 44

Hình 2.8: Hình ảnh của camera OV0706 46

Hình 2.9: Sơ đồ chân camera OV0706 47

Hình 2.10: Khung dữ liệu reset của camera OV0706 47

Hình 2.11: Khung dữ liệu take picture của camera OV0706 48

Hình 2.12: Khung dữ liệu read file size của camera OV0706 48

Hình 2.13: Khung dữ liệu read file size content của camera OV0706 48

Hình 2.14: Khung dữ liệu Enter/Exit power saving của camera OV0706 49

Hình 2.15: Khung dữ liệu change baud rate của camera OV0706 49

Hình 2.16: Hình ảnh về EEPROM 25LC256 50

Hình 2.17: Sơ đồ khối EEPROM 25LC256 50

Hình 2.18: Khung dữ liệu khi đọc từ EEPROM 25LC256 51

Hình 2.19: Khung dữ liệu khi ghi 1 byte vào EEPROM 25LC256 52

Hình 2.20: Khung dữ liệu khi ghi 1 page vào EEPROM 25LC256 52

Hình 2.21: Khung dữ liệu WREN EEPROM 25LC256 53

Hình 2.22: Khung dữ liệu Page Erase 53

Hình 2.23: Khung dữ liệu Chip Erase 54

Hình 2.24: Hình ảnh cảm biến chuyển động PIR 54

Hình 2.25: Sơ đồ chân của cảm biến chuyển động PIR 55

Hình 2.26: Hình ảnh module nRF24L01 56

Hình 3.1: Sơ đồ khối toàn bộ hệ thống 58

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý MSP430F5418A 60

Hình 3.3: Lưu đồ giải thuật kiểm tra camera 61

Hình 3.4: Lưu đồ giải thuật chụp ảnh từ camera 62

Hình 3.5: Sơ đồ mạch nguồn cấp cho module SIM900 63

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý module SIM900 64

Hình 3.7: Mô hình truyền nhận tín hiệu điều khiển qua module nRF24L01 66

Hình 3.8: Cấu trúc khung dữ liệu truyền, nhận qua module nRF24L01 66

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thiết bị 67

Hình 3.10: Hình ảnh Pin Li-poly 11.1V-2200mAh 68

Hình 3.11: Sơ đồ mạch chuyển đổi dùng nguồn Pin khi mất điện 68

Hình 3.12: Sơ đồ mạch in thực tế của hệ thống 69

Hình 3.13: Hình ảnh thực tế của hệ thống 70

Hình 3.14: Lưu đồ giải thuật chương trình chính 71

Hình 3.15: Lưu đồ giải thuật xử lý tin nhắn điều khiển 72

Hình 3.16: Lưu đồ giải thuật xử lý tin nhắn đổi mật khẩu 73

Hình 3.17: Lưu đồ giải thuật xử lý tin nhắn cài đặt số điện thoại 74

Hình 3.18: Lưu đồ giải thuật xử lý tin nhắn bật/tắt hệ thống cảnh báo 75

TÓM TẮT

Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu bảo vệ tài sản của gia

đình hay cơ quan doanh nghiệp trở nên cấp thiết Do đó trên thị trường xuất hiện

nhiều thiết bị có khả năng cảnh báo khi phát hiện có xâm nhập Sự bùng nổ của công nghệ thông tin di động, sự phổ biến rộng rải của các camera chụp ảnh, ghi hình sẽ giúp ích rất nhiều cho việc thiết kế một thiết bị cảnh báo hiệu quả Thấy

được lợi ích trên, đề tài “Hệ thống báo trộm và điều khiển thiết bị qua tin nhắn điện

thoại” được nhóm sinh viên thực hiện bằng việc phát triển hệ thống cảnh báo, dùng camera để chụp lại hình ảnh và gửi tin nhắn MMS, SMS cảnh báo đến điện thoại của người dùng Bên cạnh đó hệ thống còn có thể điều khiển các thiết bị điện trong nhà thông qua tin nhắn SMS và DTMF Và quan trọng hơn nữa là hệ thống còn có pin dự phòng, đảm bảo vẫn có thể hoạt động liên tục trong nhiều giờ khi bị mất điện lưới

Từ khóa: MSP430F5418A, SMS, MMS, Camera, báo trộm

ABSTRACT

Nowadays with the development of society, the demand of protecting the assets of families or companies is very necessary As a result, there are many devices which have capability of detecting and warning when they are pervaded The development of mobile information technology and the popularity of cameras, camcoders…, its helpful for building an effective anti-thief system Therefore, Project “System of Anti thief and electrical equipments controlling through SMS, MMS” is chosen This project will use camera to take photos and send these photos

to mobile phone users by MMS, SMS In addition, the system can control some electrical equipments by SMS or DTMF It is more important that this system has a backup battery which helps the system to continue to work in along time

Key words: MSP430F5418A, SMS, MMS, Camera, warn

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, khi các hệ thống chống trộm, cảnh báo ngày càng được phát triển

và hoàn thiện thì việc thiết kế một hệ thống chống trộm có khả năng linh động, dễ dàng điều khiển, cảnh báo chính xác, gọn nhẹ… sẽ là vấn đề sống còn của thiết bị Nắm bắt được xu hướng này, nhóm sinh viên thực hiện đề tài đã thiết kế một hệ thống sử dụng MSP430F5418A- dòng vi điều khiển tiết kiệm năng lượng của công

ty Texas Instrument(TI), camera, module SIM900, kết hợp với cảm biến chuyển

động PIR để có thể chụp ảnh lại đối tượng và gửi hình ảnh vừa chụp đến điện thoại

của người dùng, đảm bảo sự nhanh chóng và tiện lợi, một lợi thế lớn nữa là bất cứ nơi đâu có phủ sóng di động là hệ thống vẫn có thể cảnh báo cho người dùng vượt qua trở ngại về khoảng cách không gian Bên cạnh đó hệ thống với Pin dự phòng sẽ

là một lợi thế, giúp hệ thống tiếp tục hoạt động khi mất điện lưới

1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Các hệ thống chống trộm, cảnh báo ngày nay thường dùng các vi điều khiển ARM, một dòng vi điều khiển rất mạnh, có tốc độ xử lý cao, nhưng lại tiêu hao nhiều năng lượng Bên cạnh đó hệ thống nếu có sử dụng camera để ghi hình, chụp

ảnh thì sẽ có chi phí rất cao Trong thực tế như các đề tài nghiên cứu trước đây chỉ

nghiên cứu các hình thức cảnh báo thông qua RF, line điện thoại cố định, SMS hoặc cuộc gọi với các sản phẩm đang thương mại trên thị trường như KS-258B2 , KS-269C… Trong đề tài này, nhóm thực hiện đã tích hợp thêm tính năng chụp ảnh từ camera và gửi hình ảnh chụp được qua tin nhắn đa phương tiện MMS và SMS, đó là

sự nổi bật của đề tài

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài sẽ sử dụng một dòng vi điều khiển còn khá mới ở Việt Nam, dòng vi điều khiển MSP430, cụ thể là MSP430F5418A làm bộ xử

lý trung tâm, vi điều khiển này có lợi thế là có nhiều mode tiết kiệm năng lượng, thích hợp cho các ứng dụng dùng Pin

1.3 PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI

Do thời gian thực hiện có hạn nên nhóm thực hiện đề tài chỉ trình bày các tính năng cơ bản được sử dụng trên vi điều khiển MSP430, cũng như chỉ trình bày tổng quan về hệ thống di động GSM mà không đi vào chi tiết

Trong đề tài này nhóm thực hiện đã tạo ra một hệ thống bao gồm: một module thu phát sóng nRF24L01 để thực hiện việc truyền dữ liệu không dây từ vi

điều khiển để điều khiển các thiết bị điện Dùng MSP430F5418A làm bộ xử lý

trung tâm Module SIM900 dùng để truyền nhận tin nhắn SMS, MMS và DTMF Bên cạch đó sử dụng cảm biến chuyển động PIR, camera UART JPEG OV0706 để chụp ảnh

Vấn đề cần được nghiên cứu là khả năng phát hiện và cảnh báo đến người dùng Các chuẩn truyền thông giữa camera với vi điều khiển MSP430, giữa module SIM900, module nRF24L01 với vi điều khiển Module SIM900 và camera có cùng chuẩn truyền thông UART, còn module nRF24L01 có chuẩn truyền thông SPI Việc

điều khiển, giao tiếp giữa các module và vi điều khiển một cách ổn định và chính

xác cũng là một thách thức của đề tài

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Để thực hiện đề tài nhóm thực hiện đã tiến hành qua các công đoạn sau:

Lập đề cương nghiên cứu, xác định phạm vi của đề tài, ước tính thời gian có thể hoàn thành, xin ý kiến của giáo viên hướng dẫn Sau khi được sự góp ý của giáo viên hướng dẫn, tiến hành sửa chữa và bổ sung để hoàn thiện đề cương nghiên cứu Sưu tầm, lưu trữ và lập danh mục tư liệu phục vụ cho quá trình thực hiện đề tài Tìm nguồn tài liệu từ sách vở, giáo trình bài giảng trên mạng Tiến hành sàng lọc và lựa chọn nguồn tài liệu tham khảo Ghi chú lại nguồn tài liệu tham khảo, tên tác giả, năm đăng xuất bản tài liệu để đưa vào phần nguồn tài liệu tham khảo sau này

Dựa vào đề cương nghiên cứu tiến hành từng bước thực hiện có sự phân chia thời gian thực hiện một cách hợp lý nhất:

– Tìm hiểu cấu tạo, chức năng chính của module SIM900, các chức năng về tin nhắn MMS, SMS, DTMF thông qua tài liệu đi kèm

– Tìm hiểu cấu tạo và chức năng của dòng MSP430 cụ thể là MSP430F5418A,

tổ chức CPU, các thanh ghi, các module ngoại vi tích hợp, các tính năng đặc trưng,…Đặc biệt là tìm hiểu hai chuẩn giao tiếp UART và SPI để phục vụ cho việc giao tiếp với camera, module SIM900 và EEPROM 25LC256 – Tìm hiểu cấu trúc của camera UART JPEG OV0706, cấu trúc khung dữ liệu truyền, nhận

– Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ thu phát nRF24L01

– Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến chuyển động PIR

GSM là chuẩn phổ biết nhất cho điện thoại di động trên thế giới do khả năng phủ sóng rộng khắp nơi, cho phép người dùng có thể sử dụng điện thoại di động của mình ở nhiều vùng trên thế giới do các nhà cung cấp dịch vụ thực hiện việc ký kết chuyển vùng với nhau GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu lẫn tốc độ và chất lượng cuộc gọi

Lợi thế của mạng di động GSM chính là chất lượng cuộc gọi tốt, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn dễ dàng Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên có thể kết nối dễ dàng với các thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị GSM cũng được phát triển thêm tính năng truyền dữ liệu như GPRS với tốc độ cao hơn so với sử dụng EDGE như trước đây

Tại Việt Nam, công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993 qua việc cung cấp hệ thống đầu tiên ở miền Bắc Hiện nay, ba mạng GSM của Việt Nam đang chiếm hầu hết thị trường đó là Viettel, Vinaphone và Mobifone

2.1.2 Đặc điểm về mạng di động GSM

GSM được thiết kế độc lập với hệ thống nên hoàn toàn không phụ thuộc vào phần cứng mà chỉ tập trung vào chức năng và ngôn ngữ giao tiếp của hệ thống Chính điều này đã tạo điều kiện cho người thiết kế phần cứng sáng tạo thêm tính năng và cho phép công ty vận hành mạng mua các thiết bị từ nhiều hãng khác nhau

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

Mạng GSM sử dụng hai kiểu mã hóa âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3.1kHz đó là mã hóa 6kbps và 13kbps gọi là haft rate (6kbps) và full rate (13kbps)

Giải quyết sự hạn chế về dung lượng nhờ kỹ thuật sử dụng tần số tốt hơn và

kỹ thuật chia ô nhỏ, do vậy số thuê bao phục vụ sẽ tăng lên

Tính bảo mật cao, mạng kiểm tra sự hợp lệ của mỗi thuê bao GSM bởi thẻ

đăng ký SIM (Subscriber Idertity Module) Thẻ SIM sử dụng mật khẩu PIN

(Personal Identity Number) để bảo vệ quyền sử dụng của người dùng

2.1.3 Cấu trúc hệ thống GSM

Hình 2.1: Cấu trúc tổng quan mạng GSM

Cấu trúc của mạng GSM có thể được chia thành ba phần:

- Trạm di động (Mobile Station) được người thuê bao mang theo

- Hệ thống trạm gốc (Base Station Subsystem) điều khiển kết nối vô

tuyến với trạm di động

- Hệ thống mạng (Network Subsystem), với bộ phận chính là Trung tâm

chuyển mạch dịch vụ di động (MSC), thực hiện việc chuyển mạch cuộc gọi giữa các thuê bao di động và giữa các thuê bao di động với thuê bao của mạng cố định MSC cũng thực hiện các chức năng quản lý di động Ở hình 1.1 dưới đây không vẽ trung tâm vận hành bảo dưỡng (OMC) với chức năng đảm bảo vận hành và thiết lập mạng Trạm di động và hệ thống trạm gốc giao tiếp thông qua giao diện Um, hay gọi là giao diện không gian hoặc kết nối vô tuyến Hệ thống trạm gốc giao tiếp với MSC qua giao diện A

Trạm di động (MS) bao gồm điện thoại di động và một thẻ thông minh xác

thực thuê bao (SIM) SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng

có thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ

đã đăng ký Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận dạng điện thoại

di động IMEI (International Mobile Equipment Identity) Thẻ SIM chứa một số nhận dạng thuê bao di động IMSI (International Subcriber Identity) để hệ thống nhận dạng thuê bao, một mật mã để xác thực và các thông tin khác IMEI và IMSI hoàn toàn độc lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân Thẻ SIM có thể chống việc sử dụng trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN)

Hệ thống trạm gốc gồm có hai phần Trạm thu phát gốc (BTS) và Trạm

điều khiển gốc (BSC) Hai phần này giao tiếp với nhau qua giao diện Abis, cho

phép các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau có thể "kết nối" với nhau được

Trạm thu phát gốc có bộ thu phát vô tuyến xác định một ô (cell) và thiết lập giao thức kết nối vô tuyến với trạm di động Trong một khu đô thị lớn thì số lượng BTS cần lắp đặt sẽ rất lớn Vì thế, yêu cầu đối với trạm BTS là chắc chắn, ổn định,

có thể di chuyển được và giá thành tối thiểu

Trạm điều khiển gốc quản lý tài nguyên vô tuyến cho một hoặc vài trạm BTS Nó thực hiện thiết lập kênh vô tuyến, phân bổ tần số, và chuyển vùng BSC là kết nối giữa trạm di động và tổng đài chuyển mạch di động MSC

Hệ thống mạng: thành phần trung tâm của hệ thống mạng là tổng đài chuyển mạch di động MSC Nó hoạt động giống như một tổng đài chuyển mạch PSTN hoặc ISDN thông thường, và cung cấp tất cả các chức năng cần thiết cho một thuê bao di động như: đăng ký, xác thực, cập nhật vị trí, chuyển vùng, định tuyến cuộc gọi tới một thuê bao roaming (chuyển vùng) MSC cung cấp kết nối đến mạng

cố định ( PSTN hoặc ISDN) Báo hiệu giữa các thành phần chức năng trong hệ thống mạng sử dụng Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7)

Bộ ghi địa chỉ thường trú (HLR) và Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) cùng với tổng đài chuyển mạch di động MSC cung cấp khả năng định tuyến cuộc gọi và roaming cho GSM HLR bao gồm tất cả các thông tin quản trị cho các thuê bao đã

được đăng ký của mạng GSM, cùng với vị trí hiện tại của thuê bao Vị trí của thuê

bao thường dưới dạng địa chỉ báo hiệu của VLR tương ứng với trạm di động Chỉ có một HLR logic cho toàn bộ mạng GSM mặc dù nó có thể được triển khai dưới dạng

cơ sở dữ liệu phân bố

Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) bao gồm các thông tin quản trị được lựa chọn

từ HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp dịch vụ thuê bao, cho các di

động hiện đang ở vị trí mà nó quản lý Mặc dầu các chức năng này có thể được triển

khai ở các thiết bị độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất tổng đài đều kết hợp VLR vào MSC, vì thể việc điều khiển vùng địa lý của MSC tương ứng với của VLR nên

đơn giản được báo hiệu Chú ý rằng MSC không chứa thông tin về trạm di động cụ

thể- thông tin này được chứa ở bộ ghi địa chỉ…

Có hai bộ ghi khác được sử dụng cho mục đính xác thực và an ninh Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR) là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách của tất cả các máy

điện di dộng hợp lệ trên mạng với mỗi máy điện thoại được phân biệt bởi số IMEI

Một IMEI bị đánh dấu là không hợp lệ nếu nó được báo là bị mất cắp hoặc có kiểu không tương thích Trung tâm xác thực (AuC) là một cơ sở dữ liệu bảo vệ chứa bản sao các khoá bảo mật của mỗi card SIM, được dùng để xác thực và mã hoá trên

2.1.4 Tổng quan về tin nhắn SMS

Các thành phần trong mạng GSM có chức năng liên quan đến SMS bao gồm: SME (Short Messaging Entities): là một thành phần mà tại đó có thể gửi hoặc nhận thông điệp SME có thể đặt tại một vị trí cố định trong mạng, trạm di

động hoặc các trung tâm dịch vụ khác

SMSC (Short Message Service Center): Chịu trách nhiệm chứa và chuyển tiếp các thông điệp ngắn giữa SME và trạm di động, nó đảm bảo việc phân phối thông điệp trong mạng Thông điệp sẽ được chứa tại SMSC cho đến khi đích sẵn sàng nhận, vì vậy người dùng có thể gửi và nhận thông điệp bất kỳ lúc nào

SMS Gateway: có nhiệm vụ kết nối và duy trì kết nối với trung tâm dịch vụ nhắn tin SMSC, giao thức kết nối là SMPP, phiên bản phổ biến hiện nay là SMPP v3.3/3.4 Kết nối này được khởi tạo một lần và duy trì liên tục trong suốt quá trình hoạt động Trong trường hợp có sự cố về mạng dẫn tới kết nối bị gián đoạn, SMS Gateway sẽ kiểm tra đường liên tục và lập tức kết nối lại với SMSC ngay sau khi sự

cố được khắc phục

Hình 2.2: SMS Gateway với chức năng chuyển tiếp

Ngoài ra SMS Gateway còn có chức năng lưu trữ và gửi đi: Chức năng này

đảm bảo an toàn dữ liệu và phục vụ các mục đích thống kê lưu lượng Trong trường

hợp sự cố xảy ra, cơ chế này cho phép lưu trữ các bản tin và gửi đi khi hệ thống đã sẵn sàng Toàn bộ các tin nhắn gửi qua đều được SMS Gateway lưu trữ vào cơ sở

dữ liệu tập trung và có các công cụ để người quản trị theo dõi giám sát lưu lượng

HLR (Home Location Register): Là một cơ sở dữ liệu dùng để lưu trữ và

quản lí các thông tin thường xuyên về thuê bao Nó được truy vấn bởi SMSC

MSC (Mobile Switching Center): Thực hiện chức năng chuyển mạch của

hệ thống, điều khiển các cuộc gọi đến từ các hệ thống điện thoại và các hệ thống dữ liệu khác

VLR (Visitor Location Register): Là một cơ sở dữ liệu chứa đựng các

thông tin tạm thời về thuê bao BSS (Base Station System): Tất cả các chức năng liên quan đến sóng vô tuyến đều được thực hiện trong BSS BSS bao gồm các trạm

điều khiển (BSC) và các trạm thu phát sóng (BTS) Chức năng chính của nó là

truyền tiếng nói và dữ liệu qua lại giữa các mạng di động

MS (Mobile Station): Là thiết bị không dây có khả năng gửi và nhận thông

điệp SMS cũng như các cuộc gọi Thông thường các thiết bị này là các điện thoại di động kỹ thuật số, nhưng thời gian gần đây SMS đã được mở rộng đến các thiết bị đầu cuối khác như: PDA, máy tính xách tay, modem GSM

Tin nhắn SMS chuỗi/Tin nhắn SMS dài

Ngoài ra SMS Gateway còn có chức năng lưu trữ và gửi đi: Chức năng này

đảm bảo an toàn dữ liệu và phục vụ các mục đích thống kê lưu lượng Trong trường

hợp sự cố xảy ra, cơ chế này cho phép lưu trữ các bản tin và gửi đi khi hệ thống đã sẵn sàng Toàn bộ các tin nhắn gửi qua đều được SMS Gateway lưu trữ vào cơ sở

dữ liệu tập trung và có các công cụ để người quản trị theo dõi giám sát lưu lượng

Hạn chế của tin nhắn SMS chuỗi/Tin nhắn SMS dài

Một hạn chế của công nghệ tin nhắn SMS là một tin nhắn SMS chỉ có thể mang theo một số lượng rất hạn chế của dữ liệu Để khắc phục nhược điểm này, một phần mở rộng được gọi là nối tin nhắn SMS (cũng được biết đến như tin nhắn SMS dài) được phát triển Một tin nhắn SMS văn bản có thể chứa hơn 160 ký tự tiếng Anh Nguyên tắc của việc nối SMS hoạt động như sau: điện thoại di động của người gửi tin sẽ chia một tin nhắn dài thành những phần nhỏ hơn và gửi và gửi các phần nhỏ này đi Khi các tin nhắn SMS đến đích của người nhận, điện thoại người nhận điện thoại di động sẽ kết hợp chúng lại một tin nhắn dài như ban đầu được gửi Hạn chế của tin nhắn SMS dài là nó được ít hỗ trợ rộng rãi hơn so với các tin nhắn SMS trên các thiết bị không dây wireless

Ưu điểm và một số ứng dụng của tin nhắn SMS

SMS là một thành công trên toàn thế giới Số lượng tin nhắn SMS trao đổi mỗi ngày là rất lớn Tin nhắn SMS bây giờ là một trong những nguồn thu quan trọng của các hãng hàng không dây Một số lý do để tin nhắn SMS trên toàn thế giới nên phổ biến được đưa ra như sau:

Tin nhắn SMS có thể được gửi và đọc bất cứ lúc nào:

Ngày nay, hầu như tất cả mọi người có một điện thoại di động và mang nó hầu hết thời gian trong ngày Với một chiếc điện thoại di động, chúng có thể gửi và

đọc tin nhắn SMS bất cứ lúc nào, không còn là vấn đề khi người sử dụng đang ở

trong văn phòng, trên xe buýt hay ở nhà

Tin nhắn SMS có thể được gửi đến một điện thoại khi nó tắt nguồn hoặc ngoài vùng phủ sóng

Không giống như một cuộc gọi điện thoại, chúng ta có thể gửi tin nhắn SMS cho người cần liên lạc khi mà họ không mở nguồn điện thoại di động hoặc khi đang

ở một nơi mà tín hiệu sóng yếu hoặc không có Hệ thống tin nhắn SMS của các nhà điều hành mạng di động sẽ lưu trữ các tin nhắn SMS lại và sau đó gửi nó cho người

nhận khi điện thoại di động của họ đã bật nguồn trở lại hoặc đã ở trong vùng phủ sóng

Điểm nổi bật so với cuộc gọi

Không giống như một cuộc gọi, trả lời điện thoại, chúng ta không cần phải

đọc hoặc trả lời tin nhắn SMS ngay lập tức Bên cạnh đó, việc viết và đọc các tin

nhắn SMS không gây tiếng ồn quá lớn như thực hiện cuộc gọi và trả lời điện thoại Trong khi chúng ta có thể ra khỏi một rạp hát hay thư viện để trả lời cuộc gọi điện thoại nhưng chúng ta không cần phải làm như vậy nếu tin nhắn SMS được sử dụng

Tin nhắn SMS được hỗ trợ bởi 100% điện thoại di động GSM và chúng có thể

được trao đổi giữa các nhà mạng

Tin nhắn SMS là một công nghệ rất trưởng thành Tất cả các điện thoại di

động GSM hỗ trợ nó Không chỉ là bạn có thể trao đổi tin nhắn SMS với người sử

dụng điện thoại di động của cùng nhà cung cấp dịch vụ không dây, nhưng bạn cũng

có thể trao đổi tin nhắn SMS với người sử dụng điện thoại di động của nhiều nhà cung cấp khác trên toàn thế giới

SMS là một công nghệ phù hợp cho các ứng dụng không dây

Dưới đây là một số trong những lý do mà làm cho tin nhắn SMS là một công nghệ phù hợp cho các ứng dụng không dây:

Thứ nhất, tin nhắn SMS được hỗ trợ bởi 100% điện thoại di động GSM

Xây dựng các ứng dụng không dây trên công nghệ tin nhắn SMS có thể tối đa hóa các cơ sở người dùng tiềm năng

Thứ hai, các tin nhắn SMS có khả năng mang dữ liệu nhị phân ngoài văn

bản Chúng có thể được sử dụng để chuyển nhạc chuông, hình ảnh, logo mạng, hình nền, hình động, vCards, VCals (mục lịch)

Thứ ba, tin nhắn SMS hỗ trợ thanh toán cho các giao dịch mua bán liên

quan đến mạng GSM hoặc các dịch vụ khác giúp cho quá trình thanh toán được thực hiện một cách thuận tiện Người sử dụng điện thoại di động hoàn toàn có thể tải logo, hình nền, nhạc chuông, nhạc chờ điện thoại chỉ bằng cách soạn tin nhắn SMS theo cấu trúc cú pháp cho trước và gửi đến số dịch vụ Chi phí phát sinh sẽ

được trừ trực tiếp vào tài khoản của người sử dụng

Ngoài ra, tin nhắn SMS hiện nay có rất nhiều ứng dụng thực tế và cần thiết với người sử dụng Người ta có thể sử dụng để thông báo có email mới Trong một

hệ thống email thông báo, một máy chủ sẽ gửi một tin nhắn SMS tới điện thoại di

động của người sử dụng bất cứ khi nào một email đến hộp thư đến Một hệ thống

email thông báo có thể cho phép người dùng tùy biến bộ lọc khác nhau để một cảnh báo tin nhắn SMS được gửi chỉ khi thông báo email có chứa từ khóa nhất định hoặc nếu người gửi email là một người quan trọng Tin nhắn SMS cũng được sử dụng trong các hệ thống cảnh báo từ xa Trong một ứng dụng hệ thống giám sát từ xa, một chương trình (đôi khi có các cảm biến) sẽ liên tục theo dõi tình trạng của một

hệ thống từ xa Nếu một điều kiện nhất định được thỏa mãn như có rò khí ga, nhiệt

độ tăng đột biến, có đột nhập thì chương trình sẽ gửi tin nhắn văn bản đến người sử

dụng Và người sử dụng hoàn toàn cũng có thể điều khiển các thiết bị như bật đèn, quạt, tưới nước theo ý muốn của mình

2.1.5 Tổng quan về tin nhắn MMS

MMS (Multimedia Messaging Service): là một tiêu chuẩn dành cho các hệ

thống nhắn tin trên điện thoại cho phép truyền đi những tin nhắn trong đó có chứa các phần tử đa phương tiện (hình ảnh, âm thanh, phim ảnh, văn bản định dạng) mà không chỉ có ký tự như SMS Nó được dùng chủ yếu trong mạng điện thoại di động cùng với những hệ thống nhắn tin khác như SMS, nhắn tin nhanh di động và e-mail di động Những tổ chức có công lao chuẩn hóa chính là 3GPP, 3GPP2 và Liên minh Di động Mở (Open Mobile Alliance - OMA)

MMS là một sự cách mạng của dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS, là công nghệ nhắn tin chỉ có ký tự dùng cho mạng di động) Nó cho phép gửi nhận các tin nhắn

đa phương tiện như đồ họa, phim ảnh và âm nhạc Nó được thiết kế để hoạt động

với những dịch vụ dữ liệu gói di động như GPRS và 1x/EVDO

Ứng dụng của MMS: Điện thoại di động có kích hoạt MMS cho phép thuê

bao soạn và gửi tin nhắn có một hoặc nhiều phần đa phương tiện Những phần đa phương tiện này có thể bao gồm ký tự, hình ảnh, âm thanh và video Những loại nội dung như vậy phải phù hợp với chuẩn MMS Ví dụ như điện thoại của ta có thể gửi một đoạn video MPEG-4 ở định dạng AVI, nhưng bên nhận MMS có khả năng không thể dịch được Để tránh điều này, tất cả các điện thoại nên tuân theo những tiêu chuẩn do OMA đặt ra Điện thoại di động với máy chụp hình đi kèm hoặc gắn thêm, hoặc có chức năng nghe nhạc MP3 đi kèm rất có thể sẽ có cả chương trình nhắn tin MMS-một dạng phần mềm sẽ giao tiếp với người dùng để soạn, ghi địa chỉ, gửi, nhận, và xem tin nhắn MMS

2.2 GIỚI THIỆU VỀ MODULE SIM900

2.2.1 Giới thiệu chung về SIM900

SIM900 là một sản phẩm của công ty SIMCom sản xuất Nó là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ gọn, được thiết kế cho thị trường toàn cầu SIM900 hoạt

động dược ở 4 băng tần GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS

1900MHz như là một loại thiết bị đầu cuối với một Chip xử lý đơn nhân, tăng cường các tính năng quan trọng dựa trên nền vi xử lý ARM926EJ-S Kích thước

sim nhỏ gọn (24mm x24 mm x 3mm), đáp ứng những yêu cầu về không gian trong các ứng dụng M2M điện thoại thông minh, PDA và các thiết bị di động khác

Hình 2.3: Hình ảnh SIM900

Các thông số cơ bản của SIM900 được trình bày trong bảng 2.1 dưới đây:

Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của SIM900

Nguồn cung cấp Nguồn một chiều từ 3.4V - 4.5V

Tiết kiệm điện Tiêu thụ điện năng ở chế độ SLEEP là

1.5mA (BS-PA-MFRMS = 5) Dải tần số SIM900 Với 4 băng tần: 850 GSM, 900

EGSM, 1800 DCS, 1900 PCS Các SIM900 có thể tự

động tìm kiếm các băng tần Các băng

1900 Kết nối GPRS GPRS multi-slot class 10 (mặc định)

GPRS multi-slot class 8 (tùy chọn) GPRS trạm di động Class B

Nhiệt độ Hoạt động bình thường: -30°C đến 80°C

Hoạt động hạn chế: -40°C đến -30°C và 80°C đến 85°C

Nhiệt độ bảo quản -45°C đến 90°C

Dữ liệu GPRS: GPRS chuyển dữ liệu hướng xuống: tối

đa 85,6 kbps

GPRS chuyển dữ liệu hướng lên: tối đa 42,8 kbps

Mã chương trình: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4

SIM9000 hỗ trợ các giao thức PAP (Password

Authentication Protocol) thường được sử dụng cho các kết nối PPP

SIM900 tích hợp giao thức TCP / IP

Hỗ trợ chuyển mạch gói Broadcast Channel Control(PBCCH)

CSD truyền tỷ lệ: 2.4, 4.8, 9.6, 14.4 kbps Không có cấu trúc bổ sung các dịch vụ

dữ liệu (USSD) hỗ trợ SMS MT, MO, CB, văn bản và chế độ PDU

SMS lưu trữ: thẻ SIM

SIM giao diện Hỗ trợ thẻ SIM: 1.8V, 3V

Giao tiếp Serial và giao tiếp Debug Serial Port: 8 đường trên giao tiếp Serial

Port

Serial Port có thể được sử dụng cho

CSD FAX, dịch vụ GPRS và gửi lệnh

AT để điều khiển module

Serial Port có thể sử dụng chức năng ghép kênh

Chức năng hẹn giờ Lập trình thông qua lệnh AT

Khối lượng: 13.8g

2.2.2 Sơđồ chân và chức năng từng chân của SIM900

Hình 2.4: Sơ đồ chân SIM900

SIM900 có 68 chân, được bố trí đều tại 4 cạnh của sim Vị trí từng chân

được thể hiện như trong hình 2.4

Bảng 2.2: Chức năng của từng chân của SIM900

1 PWRKEY I

PWRKEY được dùng để bật hay tắt nguồn hệ thống Người sử dụng điều khiển PWRKEY ở mức điện áp thấp trong một thời gian ngắn bởi

vì hệ thống cần có một khoảng thời gian ngắn

để kích SIM900 hoạt động

2 PWRKEY_OUT O

Khi kết nối PWRKEYvà PWRKEY_OUT, người sử dụng kích hoạt nó trong một thời gian ngắn sau đó thoát ra thì cũng có thể khởi động hoặc tắt các module

3 DTR I Dữ liệu thiết bị đầu cuối sẵn sàng

27 DBG_TXD O

Gỡ lỗi và nâng cấp firmware

28 DBG_RXD I

30 SIM_VDD Cấp nguồn cho simcard

31 SIM_DATA O Dữ liệu đầu ra của sim

32 SIM_CLK I Xung clock cho sim

33 SIM_RTS I Reset sim

34 SIM_PRESENCE I Phát hiện simcard

35 PWM1 O

Đầu ra PWM

36 PWM2 O

40 GPIO1/KBR4 I/O Khối bàn phím

LED này sẽ luôn luôn nhấp nháy

54 VBAT

I

3 chân VBAT được dành riêng để kết nối điện

áp cung cấp cho SIM900 hoạt động Nguồn

điện áp của SIM900 hoạt động là VBAT =

3.4V 4.5V Nó phải có khả năng cung cấp đủ dòng điện trong tăng mạch khi SIM900 bắt đầu hoạt động Dòng điện cung cấp I thường tăng

55 VBAT

56 VBAT

lên đến 2A

Hiệu điện thế chuẩn: Vchuẩn = 4.0V Hiệu điện thế lớn nhất: Vmax = 4.5V Hiệu điện thế nhỏ nhất: Vmin = 3.4V

được thể hiện tại bảng 2.3

Bảng 2.3: Chức năng của SIM900

Chế độ bình thường GSM/GPRS SIM900 sẽ tự động đi vào

SLEEP chế độ SLEEP(chế độ

nghỉ) nếu DTR được thiết lập là mức cao và không

có ngắt ở phần cứng Trong trường hợp này, dòng tiêu thụ của module SIM900 sẽ được làm giảm tối thiểu chỉ còn 1.5mA Trong chế độ SLEEP, các module vẫn có thể nhận

được thực hiện Trong

trường hợp này, công suất tiêu thụ phụ thuộc vào các thiết lập mạng như DTX bật/tắt, FR/EFR/HR, ăng- ten

GPRS SIM900 đã sẵn sàng cho

việc kết nối GPRS, nhưng

STANDBY không có dữ liệu hiện

đang được gửi hoặc nhận được Trong trường hợp

này, công suất tiêu thụ phụ thuộc vào các thiết lập mạng và cấu hình GPRS

GPRS DATA

Dữ liệu GPRS đã được truyền (PPP hoặc TCP hoặc UDP) trong quá trình hoạt động Trong trường hợp này, công suất tiêu thụ có liên quan với các thiết lập mạng (ví dụ như

điều khiển chế độ công

suất), tốc độ uplink / downlink và cấu hình GPRS

Chế độ tắt nguồn

SIM900 có thể tắt nguồn bằng cách gửi lệnh "AT + CPOWD = 1" hoặc bằng cách sử dụng trực tiếp chân PWRKEY Nguồn quản lý ASIC ngắt kết nối các nguồn cung cấp từ SIM900 Và nó chỉ cung cấp năng lượng cho các RTC còn lại Phần mềm không hoạt

động Không thể truy cập các cổng nối tiếp khác Tuy

nhiên điện áp hoạt động (kết nối với VBAT) vẫn còn Ngừng hoạt động

nhưng không cần

Sử dụng lệnh "AT + CFUN" để thiết lập SIM900 về chế độ tiết kiệm mà không cần loại bỏ các nguồn cung

ngắt nguồn cung cấp cấp năng lượng Trong trường hợp này, phần ăng-ten

sẽ không làm việc hoặc SIM card sẽ không thể truy cập được, hoặc cả hai phần ăng ten và SIM card sẽ không hoạt động Nguồn tiêu thụ trong trường hợp này

là rất thấp

2.2.4 Giới thiệu tập lệnh AT

Tập lệnh AT (AT – ATtention) còn gọi là tập lệnh Hayes, được phát triển lúc

đầu bởi Hayes Communications cho modem Hayes Smartmodem 300 vào năm

1997.Tập lệnh bao gồm một loạt các chuỗi ký tự được kết hợp lại để tạo thành những lệnh hoàn chỉnh cho những tao tác như gọi, giữ, và thay đổi các tham số kết nối Ngày nay hầu hết các modem đều sử dụng tập lệnh Hayes Các lệnh này đều bắt đầu bằng “AT” 20 Một cách để gửi lệnh AT đến GSM/GPRS modem là sử dụng một chương trình đầu cuối Chức năng của chương trình này là gửi các ký tự

được gõ vào GSM/GPRS modem, sau đó hiển thị những phản hồi nó nhận được từ

modem này lên màn hình Có thể dùng các chương trình như Hyper Terminal, TeraTerm… Trong đồ án này, sử dụng vi điều khiển MSP430F5418A gửi và nhận các lệnh AT thực hiện các nhiệm vụ, chức năng khác nhau cho SIM900 để thực hiện các lệnh

Các thuật ngữ:

<CR> : Carriage return (Mã ASCII 0x0D)

<LF> : Line Feed (Mã ASCII 0x0A)

MT : Mobile Terminal - Thiết bị đầu cuối mạng (trong trường hợp này là modem)

TE : Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối ( hệ vi điều khiển)

Các lệnh AT căn bản và mở rộng

Có ba dạng lệnh AT: căn bản, mở rộng và cú pháp tham số

Lệnh căn bản là những lệnh không bắt đầu với “+” Ví dụ, D (Dial), A (Answer),

H (Hook control) and O (Quay lại tình trạng dữ liệu trực tuyến) là những lệnh căn bản 21 Những lệnh mở rộng là những lệnh AT bắt đầu với dấu "+" Mọi lệnh GSM

AT đều là lệnh mở rộng Ví dụ, +CMGS (Gửi tin nhắn SMS), +CMSS (Gửi tin nhắn SMS (từ bộ nhớ), +CMGL (Liệt kê các tin nhắn SMS) và +CMGR (Đọc tin nhắn SMS) là những lệnh mở rộng

Cú pháp tổng quát của các lệnh AT mở rộng

Cú pháp tổng quát của các lệnh AT mở rộng khá rõ ràng Dưới đây là các quy tắc của các lệnh AT mở rộng:

Quy tắc 1: Tất cả các lệnh phải bắt đầu với “AT” và kết thúc với ký tự về

đầu dòng (CR – carriage return)

Quy tắc 2: Một dòng lệnh có thể bao gồm nhiều hơn một lệnh AT Chỉ có

lệnh đầu tiên bắt đầu với “AT” Các lệnh còn lại trên dòng sẽ cách nhau bằng dấu chấm phẩy “;”

Quy tắc 3: Chuỗi ký tự được để trong dấu nháy kép “”

Quy tắc 4: Thông tin phản hồi và mã kết quả (bao gồm mã kết quả cuối cùng

và mã kết quả không mong muốn) luôn bắt đầu với một ký tự về đầu dòng và một

ký tự xuống dòng

Mã kết quả của lệnh AT

Mã kết quả cuối cùng đánh dấu kết thúc phản hồi cho một lệnh AT Nó cho biết GSM modem đã hoàn thành thực thi lệnh Hai mã được sử dụng thường xuyên

là OK và ERROR Mỗi một lệnh chỉ có một mã kết quả cuối cùng được trả về

Mã kết quả cuối cùng OK Cho biết một lệnh AT nào đó đã được thực hiện thành công bởi GSM modem Luôn bắt đầu và kết thúc với ký tự về đầu dòng và xuống dòng

Mã kết quả cuối cùng ERROR Mã này cho biết đã có lỗi xảy ra khi thực hiện một lệnh AT Sau khi xảy ra lỗi, GSM/GPRS modem sẽ không xử lý tiếp phần còn lại trong chuỗi lệnh Một số nguyên nhân dẫn đến lỗi như cú pháp của lệnh sai: Giá trị của một tham số không hợp lệ; Tên lệnh bị gõ sai; GSM/GPRS

modem không hỗ trợ lệnh đó Mã lỗi này cũng bắt đầu và kết thúc với ký tự về đầu dòng và xuống dòng

Mã kết quả cuối cùng +CMS ERROR được trả về khi một lỗi dịch vụ tin nhắn xảy ra Một mã lỗi được trả về cho người lập trình để kiểm tra nguyên nhân gây ra lỗi Lỗi này chỉ liên quan đến những lệnh AT thao tác với SMS Cũng như

OK và ERROR, mã lỗi này cũng bắt đầu và kết thúc với một ký tự về đầu dòng và xuống dòng, và một số nguyên thể hiện một lỗi xác định

Một số lệnh AT thường gặp

a Lệnh ATZ

Lệnh ATZ dùng thiết lập lại (reset) tất cả các tham số hiện tại theo mẫu

được người dùng định nghĩa Lệnh trả về của modem là lệnh OK Mẫu người dùng định nghĩa trước đó được lưu trên bộ nhớ cố định Nếu không thiết lập lại được theo

mẫu của người dùng định nghĩa thì nó sẽ reset lại theo đúng các tham số mặc định của nhà sản xuất Bất cứ lệnh AT cộng thêm nào trên cùng một dòng với lệnh ATZ

đều không được thực hiện

b Lệnh AT+CMGR

Lệnh AT+CMGR được dùng để đọc tin nhắn trên một ngăn nào đó trên sim

điện thoại Cấu trúc lệnh như sau: AT+CMGR=i, với i là ngăn bộ nhớ chứa tin nhắn

trong sim Đáp ứng trở về là lệnh OK nếu ngăn i có chứa tin nhắn Nếu ngăn i không chứa tin nhắn thì sẽ xuất hiện thông báo lỗi trả về ERROR Ví dụ khi gõ lệnh AT+CMGR=1 thì SIM900 sẽ đọc tin nhắn tại ngăn số 1 của bộ nhớ sim điện thoại gắn ngoài

c Lệnh AT+CMGS

Lệnh AT+CMGS dùng để gửi tin nhắn SMS tới một số điện thoại cho trước

Cú pháp gửi tin như sau:

- AT+CMGS= “số điện thoại cần gửi”<CR>

- Nội dung tin nhắn

Số điện thoại cần gửi phải được đặt trong dấu ngoặc kép Sau khi gõ xong số

điện thoại thì cần thực hiện lệnh enter để xuống dòng và bắt đầu nội dung tin nhắn

Kết thúc lệnh này bằng việc thực hiện lệnh Cltr Z

Ví dụ xóa tin nhắn từ ngăn số 1 của sim: AT+CMGD=1

Lệnh AT+CMGF dùng để lựa chọn định dạng tin nhắn SMS, với hai chế độ

là text và PDU, cụ thể như sau:

AT+CMGF=1: lựa chọn sử dụng tin nhắn ở chế độ văn bản

AT+CMGF=0: lựa chọn sử dụng tin nhắn ở chế độ PDU

Đáp ứng trả về là “OK” nếu như modem hỗ trợ, ngược lại, nếu modem không hỗ

trợ chế độ định dạng tin nhắn là text hoặc PDU thì đáp ứng trả về sẽ là “ERROR”

i Lệnh AT+CSAS

Lệnh AT+CSAS dùng để lưu các thiết lập SMS do người dùng đã cài đặt trước đó Lệnh này sẽ lưu trực tiếp các thông số đã cài đặt cho tin nhắn SMS như các lệnh AT+CMGF=1; AT+CNMI=2,2,0,0,0 và còn nhiều lệnh khác liên quan tới tin nhắn SMS đều được lưu lại bởi lệnh AT+CSAS này

Các Lệnh cấu hình gửi tin nhắn MMS

AT+CMMSINIT khởi tạo MMS

Trước khi gửi MMS chúng ta cần cấu hình các các thông số như sau:

AT+CMMSCURL=“ mms.viettelmobile.com.vn/mms/wapenc<CR>” //cấu hình nhà mạng tin nhắn MMS Viettel //

AT+CMMSCID=1<CR> //Bật các thiết lập thông số id//

AT+CMMSPROTO=“192.168.233.10”, 8080<CR> //thiết lập địa chỉ ip và cổng proxy nhà mạng Viettel //

AT+CMMSSENDCFG=6,3,0,0,2,4<CR> //Thiết lập các tham số cho các PDU MMS để gửi

AT+CMMSSEND<CR> // bắt đầu gửi tin nhắn MMS

AT+CMMSEDIT=0<CR> // đóng quá trình gửi tin nhắn MMS

2.3 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN MSP430F5418A

MSP430F5418A thuộc dòng vi điều khiển mới được sản suất và cung cấp bởi công ty Texas Intruments Là dòng vi điều khiển siêu tiết kiệm năng lượng với những tính năng ưu việt Vi điều khiển MSP430F5418A thích hợp cho các ứng dụng trong y tế và đo lường và nhiều ứng dụng khác Không những thế MSP430F5418A còn được tích hợp nhiều ngoại vi như: Real Time Clock, bộ biến

đổi ADC 12-bit, bộ khuếch đại thuật toán Op-Amp, … MSP430F5418A có kiến

trúc RISC 16-bit và được thiết kế theo CPU MSP430X