THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUA TIN NHẮN SMS

THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUA TIN NHẮN SMS Xem nội dung đầy đủ tại: http://123doc.org/document/3741538-datn-hoang-duc-binh.htm?page=10

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành tới các quý thầy, côtrường Đại Học Hàng Hải Việt Nam đã tận tình dạy dỗ trong suốt 4,5 năm học qua.Trong đó phải kể đến các thầy cô trong Khoa Điện - Điện Tử đã tạo điều kiện tốtnhất cho chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn hai thầy giáo hướng dẫn là Th.S Ngô XuânHường và Th.S Vũ Xuân Hậu đã giúp đỡ em trong quá trình lựa chọn đề tài và hỗtrợ em trong quá trình thực hiện đề tài

Trong thời gian thực hiện đề tài có hạn, cũng như kiến thức của mình còn hạnchế nên em không thể tránh khỏi nhiều thiếu xót.Vì vậy em rất mong sẽ nhậnđược nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô giáo để em có thể phát triển vàhoàn thiện thêm đề tài này hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

LỜI CAM ĐOAN

Đồ án này đã được em hoàn thành sau một thời gian nghiên cứu ,tìm hiểu từcác nguồn tài liệu chính thống như các sách chuyên nghành về điện ,lập trình hệthống avr và các thông tin,tài liệu tham khảo liên quan tới lập trình trên mạnginternet, mà theo em là đáng tin cậy cao Em xin cam đoan tất cả nội dung đồ án,được em tổng hợp từ các nguồn tài liệu tham khảo tin cậy ,và không là bản saochép của bất kỳ đồ án hay công trình nghiên cứu khoa học nào trước Em xin chịumọi sự trách nhiệm về lời mình cam đoan ,nếu có bất cứ vi pham nào em xin mọi

sự kỷ luật của Khoa

2 BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc

Thiết bị đầu cuối dữ liệu

9 SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn

Center

Trung tâm tin nhắn

12 SIM Subscriber Indentity

Module

Thẻ nhận dạng thuê bao

DANH MỤC BẢNG VẼ

2.1 Lệnh định dạng văn bản 132.2 Lệnh thiết lập chế độ văn bản 13

2.1 Tổng quan mạng GSM 4

2.5 Module Breakout SIM900 10

3.5 Khối giao tiếp SIM với PIC16F877A vơi LCD 33

3.15 Sơ đồ chương trình chính 43

MỤC LỤC

Trang

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2

1.1 Giới thiệu đề tài 2

1.2 Ý nghĩa đề tài 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4 Mục đích đề tài 3

CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT LIÊN QUAN TỚI HỆ THỐNG 4

2.1 Giới thiệu chương 4

2.2 Công nghệ GSM 4

2.2.1 Giới thiệu về công nghệ GSM 4

2.2.2 Đặc điểm của công nghệ GSM 5

2.2.3 Cấu trúc của mạng GSM 5

2.2.3.1 Cấu trúc tổng quan 5

2.3 Tổng quan về tin nhắn SMS 6

2.3.1 Cấu trúc của một tin nhắn SMS 6

2.3.2 Sự tiện lợi của việc sử dụng tin nhắn SMS 7

2.4 Module Breakout SIM 900 8

2.4.1 Giới thiệu 8

2.4.2 Đặc điểm của module SIM 900 8

2.4.3 Giao tiếp UART (nối tiếp ) 10

2.4.4 Khảo sát tập lệnh AT 11

2.4.5 Chi tiết một cuộc gửi tin nhắn : 15

2.4.6 Đọc tin nhắn 16

2.4.7 Thực hiện cuộc gọi 17

2.5 IC điều khiển 16F877A ( PIC 16F877A ) 19

2.5.1 Giới thiệu 19

2.5.2 Sơ đồ chân : 20

2.5.3 Chức năng của các chân Pic 16F877A : 20

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM 22

3.1 Giới thiệu chương 22

3.2 Thiết kế phần cứng 23

3.2.1 Phân tích linh kiện 23

3.2.2 Mạch nguyên lý 24

3.2.2.1 Mạch nguồn 25

3.2.2.2 Giao tiếp giữa sim 900 và pic 16F877A 27

3.2.2.3 Khối cảm biến Hồng ngoại 29

3.2.2.3 Khối điều khiển công suất 31

3.2.3 Hoàn thiện mạch 34

3.3 Thi công phần mềm 36

3.3.1 Lưu dồ chương trình chính 36

3.3.2 Lưu đồ chống trộm 37

3.3.3 Lưu đồ xử lý tin nhắn 38

3.3.4 Lưu đồ thực hiện xử lý nội dung tin nhắn 39

3.4 Sử dụng ngôn ngữ lập trình C 40

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .44

4.1 Kết quả thực hiện 44

4.2 Đánh giá hệ thống 44

4.3 Khả năng ứng dụng thực tiễn và hướng phát triển đề tài 45

PHỤ LỤC 46

MÃ CODE 46

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 58

ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN 59

Như chúng ta đã biết xã hội ngày một thay đổi, bên cạnh những tiến bộ thìnhiều vấn đề nảy sinh,đòi hòi cần có các hệ thộng hoạt động một cách tự độnggiúp chúng ta dễ dàng trong việc giám sát quản lý.Ngày nay điện thoại động làthiết bị không thể thiếu của mỗi cá nhân thì chúng ta nghĩ đến một chiếc điệnthoại tích hợp khả năng điều khiển từ xa

Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, cộngvới sự phát triển mạnh mẽ của mạng thông tin di động ,nên em quyết định lựachọn đề tài “THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUA TINNHẮN SMS” Hệ thống này có thể điều khiển thiết bị điện trong nhà bằng SMS

và có khả năng tự động cảnh báo bằng chuông và gửi tin nhắn tới chủ nhà khi cótrộm Đây là hệ thống đã được ứng dụng nhiều ở các nhà kho, ngân hàng, cư dântrong tòa nhà ,nơi mà cần hệ thống bảo mật tốt mỗi ngày.Ngoài ra hệ thống này

là giải pháp tốt cho các thiết bị cần bảo mật ở các công ty, bệnh viện, cơ quanhành chính,công ty Bảo hiểm, ngân hàng các trung tâm dịch vụ,nhà ga-bến xe.Dưới sự kiểm soát của hệ thống này, quitrình bảo mật sẽ trở nên an toàn và hiệu

quả hơn

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu đề tài

Đồ án thiết lập một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông quatin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đếncác thiết bị tinh vi,hệ thống báo động … Nó hoạt động như một ngôi nhà thôngminh Nghĩa là tất cả các thiết bị này có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệuthông qua một đầu não trung tâm.Đầu não trung tâm ở đây là một bộ xử lí sử dụngAVR PIC16F877A đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển

Từ những yêu cầu thực tế đó, 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

“THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA TINNHẮN SMS ” nhằm đáp ứng được nhu cầu giám sát điều khiển từ xa bằng điệnthoại di động và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của gia đình và toàn

xã hội

Từ đó đề tài được em thực hiện và chia thành 4 chương chính Nội dung của 4chương là :

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 2 : LÝ THUYẾT LIÊN QUAN

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

1.2Ý nghĩa đề tài

Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ,việc điều khiểnthiết bị và bảo mật đã trở nên phổ biến và quen thuộc thông dụng của người dânViệt Nam Bên cạnh đó nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càngcao, con người ngày càng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bịsinh hoạt với kỹ thuật và công nghệ ngày càng cao

Trong thời gian gần đây tình trạng trộm cướp,cắt trộm ở các cơ quan,xí nghiệpdiễn ra thường xuyên gây ra mất mát tài sản,ảnh hưởng đến các công ty mà còn

ảnh hưởng đến an ninh - trật tự xã hội.

Từ những nhu cầu thực tế đó,em muốn đưa một phần những kỹ thuật hiện đạicủa thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể tạo ra một hệthống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa và ra giải pháp thiết kế một hệ thốnggiám sát,điều khiển an ninh cho gia đình,cơ quan thông qua hệ thống thông tin diđọngthông qua tin nhắn SMS,nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của conngười Đề tài lấy cơ sở là tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị Việc sử dụng tinnhắn SMS để điều khiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnhtranh và cơ động cao

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Ở đề tài này ta tập chung nghiên cứ về :

Đề tài được nghiên cứu ,thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức

mà em đã học trên ghế nhà trường kết hợp với những tài liệu tham khảo.Hệ thốngbáo trộm ứng dụng trong mạng GSM là một hệ thống tích hợp module điều khiểngiám sát trung tâm ,module báo động cùng một số module tiện ích khác.Modulebáo động,hệ thống sử dụng cảm biến chuyển động đẻ gửi thông tin dữ liệu về bộ

xử lý trung tâm khi có tác động từ đối tượng bên ngoài (tác động bất hợppháp).Qua xử lý ở khối PIC 16F877A dữ liệu được gửi về thiết bị đầu cuối

CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT LIÊN QUAN TỚI HỆ THỐNG

2.1 Giới thiệu chương

Trong chương này ta tìm hiểu, nắm bắt kiến thức một các đầy đủ về công nghệ GSM ,phần cứng của Module SIM,tìm hiểu rõ về vi điều khiển

ATMEGA 16 cũng như tập lệnh AT phục vụ cho quá trình làm đồ án

Nội dung chính của chương bao gồm:

 Công nghệ GSM

 Tổng quan về SMS

 Module SIM 900, các chân vào ra

 Vi điều khiển PIC16F877A,các chân vào ra

 Giới thiệu các tập lệnh AT cấu hình cho Module SIM

2.2 Công nghệ GSM

2.2.1 Giới thiệu về công nghệ GSM

GSM (Global System for Mobile Communication)-hệ thống thông tin di độngtoàn cầu GSM là chuẩn giao tiếp phổ biến nhất cho điện thoại di động nhờ khảnăng phủ sóng rộng khắp thế giới.GSM khác với các chuẩn giao tiếp trước đó vềchất lượng tín hiệu,tốc độ và tiện ích tin nhắn Nó được xem là một hệ thống thôngtin di động thứ hai GSM là một chuẩn mở,hiện tại nó được phát triển bởi 3rdGeneration Partnership Project (3GPP)

Hình 2.1 Tổng quan mạng GSM

2.2.2 Đặc điểm của công nghệ GSM

 GSM cho phép gửi và nhận tin nhắn văn bản bàng ký tự với độdài lên đến 126 kí tự

 Chuyển giao và nhận dữ liệu ,fax giữa các mạng GSM với tốc

độ 9600bps

 Tính phủ sóng cao :Công nghệ GSM cho phép chuyển giao dữliêu không những trong một mạng mà còn chuyển giao giữa cácmạng với nhau trên toàn cầu mà không cần điều chỉnh thông sốnào

 Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM chia ra thành

8 kênh full rate va 16 kênh half rate

 Công suất phát của điện thoại tối đa 2W ở băng tần850/900MHz và 1W ở băn tần 1800/1900MHz

 Sử dụng hai kiểu mã hóa âm thanh để nén tín hiệu âm thanh3.1KHz la mã hóa 6 và mã hóa full rate (12kbps) hay half rate(6kbps)

2.2.3 Cấu trúc của mạng GSM

2.2.3.1 Cấu trúc tổng quan

Hình 2.2 Cấu trúc tổng quan của GSM

Hệ thống GSM được chia thành các hệ thống con sau :

- 2 phân hệ chuyển mach NSS

- 1 phân hệ trạm gốc BSS

- 1 phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS

- Trạm di động MS

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)

2.3 Tổng quan về tin nhắn SMS

SMS viết tắt của Short Message Service dịch là dịch vụ tin nhắn ngắn Là

một giao thức viễn thông cho phép gửi các thông điệp dạng text ngắn (không quá

160 ký tự trên một tin nhắn) Giao thức này có trên hầu hết các điện thoại di động + 160 kí tự nếu sử dụng như mã hóa kí tự 7 bit

+ 70 kí tự nếu sử dụng như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2

Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau Nó có thể hoạt độngtốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm cả Arabic, TrungQuốc,

2.3.1 Cấu trúc của một tin nhắn SMS

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

Hình 2.4 Cấu trúc của 1 tin nhắn SMS

- Instructions to air interface: Dữ liệu kết nối với giao diện không khí-air interface

- Instructions to SMSC: Dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC

- Instructions to handset: Dữ liệu kết nối bắt tay

- Instructions to SIM : Dữ liệu kết nối và nhận biết có SIM

- Instructions body: Nôi dung tin nhắn SMS

2.3.2 Sự tiện lợi của việc sử dụng tin nhắn SMS

Ưu điiểm :

- SMS gửi và đọc tin nhắn bất cứ lúc nào

- SMS có thể gửi khi máy tắt và hệ thống di động sẽ lưu tin nhắn SMS và gửi lại khi máy người đó bật lại

- SMS hỗ trợ với tất cả thiết bị di động

- SMS chi phí thấp Công việc nối tin nhắn như sau: Đầu tiên bên phía điện thoại gửi tin nhắn

sẽ chia một tin nhắn dài vào những phần nhỏ hơn và gửi từng phần đi như một tinnhắn riêng biệt.Tiếp theo bên phía nhận sẽ kết hợp chúng thành một tin nhắndài.Công việc chia tin nhắn dài thành các tin nhắn nhỏ được tính như sau 160 ký

tự đầu tiên sẽ chiếm một tin nhắn riêng,tin nhắn hai chỉ có 145 ký tự,tin nhắn ba

có 152 ký tự và những phần sau tin nhắn cũng có 152 ký tự

2.4 Module Breakout SIM 900

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

Module SIM 900 là một trong những loại modem GSM Nhưng ModuleSIM 900 được nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn Nó sử dụngcông nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng GSM 850Mhz, EGSM 900Mhz,DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz, có tính năng GPRS

Hình 2.5 Module Breakout SIM900

2.4.2 Đặc điểm của module SIM 900

 Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 5 V

• GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps

• GPRS dữ liệu úp lên: Max 42.8 kbps

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

• Sim 900 hổ trợ giao thức PAP ,kiểu sử dụng kết nối PPP

• Sim 900 tích hợp giao thức TCP/IP

• Chấp nhận thông tin được điều chỉnh rộng rãi

 SMS:

• MT, MO, CB, Text and PDU mode

• Bộ nhớ SMS: Sim card  Sim card:

• Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v

 Âmthanh:

Dạng mã hòa âm thanh

Mức chế độ (ETS 06.20) 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 và sự ghép nối:

• Cổng nối tiếp: 8 Cổng nối tiếp( ghép nối)

• Cổng kết nối có thể Sd với CSD Fax, GPRS vàgửi lệnh

ATCommand tới module điều khiển

• Cổng nối tiếp có thể Sd chức năng giao tiếp

2.4.3 Giao tiếp UART (nối tiếp )

Để giao tiếp và sử dụng ứng dụng GSM,module SIM 900 cung cấp chuẩn giaotiếp nối tiếp

- Bảy đường liên kết trên một port giao tiếp

- Bao gồm đường truyền dữ liệu /RXD và /TXD,đường truyền trạng thái/RTS và /CTS,đường truyền điều khiển /DTR,/DCD và /RING

- Với chuẩn giao tiếp này có thể sử dụng cho CSD FAX,dịch vụ GPRS vàgửi lệnh AT

Hình 2.6 Chuẩn giao tiếp nối tiếp của SIM900

 Tốc độ baud của giao tiếp nối

Với các lệnh AT mở rộng này, chúng ta có thể thực hiện một số thao tác sau:

- Đọc, viết, xóa tin nhắn

- Gửi tin nhắn SMS

- Kiểm tra chiều dài tín hiệu

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

Trong khuôn khổ của đồ án em chỉ tìm hiểu 1 số tập lệnh cơ bản phục

vụ cho công việc của mình Sau đây em xin giới thiệu 1 số tập lệnh cơ bản đểthao tác dùng cho dịch vụ SMS,bao gồm:

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

<LF>: Line Feed (Mã ASCII 0x0A)

MT : Mobile Terminal – Thiết bị đầu cuối mạng

TE : Terminal Equipment – Thiết bị đầu cuối

2.4.4.2 Cú pháp lệnh AT

Khởi đầu lệnh : Tiền tố “AT” hay “at”

Lệnh hủy cuộc gọi : ATH<cr>

Ví dụ : Khi muốn từ chối cuộc gọi đến module sim 548 ta gõ lệnh ATH

<mode> 0 Chế độ PDU

1 Chế độ văn bản

Lệnh thiết lập chế độ phản hồi :

Bảng 2.2 : Lệnh thiết lập chế độ văn bản

Lệnh thực thi

ATE[<value>]

Đáp ứngOKTham số

<da> số điện thoại mà tin nhắn được gửi đến

<toda> Định dạng địa chỉ thể hiện trong số điệnthoại

129 Dạng không xác định (Số định dạng ISDN)

161 Dạng số quốc gia (Định dạng ISDN)

OKLệnh thiết lập

AT+CMGD=<index>

2.4.5 Chi tiết một cuộc gửi tin nhắn :

Hình 2.7 quá trình gửi tin nhắn

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

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

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

(3) Gửi nội dung tin nhắn và kết thúc bằng ký tự có mã ASCII 0x1A.(3A) Gửi ký tự ESC (mã ASCII là 27) nếu không muốn tiếp tục gửi tinnhắn nữa Khi đó TE sẽ gửi trả về chuỗi <CR><LF>OK<CR><LF>.(4) Chuỗi trả về thông báo kết quả quá trình gửi tin nhắn Chuỗi trả về cóđịnh dạng như sau:

<CR><LF>+CMGS: 62<CR><LF>

<CR><LF>OK<CR><LF>

Trong đó 62 là một tham chiếu cho tin nhắn đã được gửi Sau mỗitin nhắn được gửi đi, giá trị của tham chiếu này sẽ tăng lên 1 đơn vị Sốtham chiếu này có giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 255.

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 truyềnnhận tin nhắn vẫn có thể tiến hành thiết lập và kết thúc cuộc gọi.”

2.4.6 Đọc tin nhắn

Hình 2.8 Quá trình đọc tin nhắn

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 hiệntrên ngăn 1 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:

<CR><LF>OK<CR><LF>

(2B) Nếu ngăn 1 có chứa tin nhắn, nội dung tin nhắn sẽ được gửi trả về

TE với định dạng như sau:

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

2.4.7 Thực hiện cuộc gọi

Hình 2.9 Quá trình thiết lập cuộc gọi.

(1) “ ATDxxxxxxxxxx;<CR>Quay số cần gọi

(2) Chuỗi trả về sẽ có dạng:<CR><LF>OK<CR><LF>

Chuỗi này thông báo lệnh trên đã được nhận và đang được thực thi

Sau đó là những chuỗi thông báo kết quả quá trình kết nối ( nếu như kết nối

không được thực hiện thành công)

(2B) Nếu cuộc gọi bị từ chối bởi người nhận cuộc gọi, hoặc số máy đang gọi

tạm thời không hoạt động ( chẳng hạn như bị tắt máy ) chuỗi trả về có dạng:

<CR><LF>NO CARRIER<CR><LF>

(2C) Nếu cuộc gọi không thể thiết lập được do máy nhận cuộc gọi đang bận

( ví dụ như đang thông thoại với một thuê bao khác), chuỗi trả về sẽ có dạng:

<CR><LF>BUSY<CR><LF> (4s) Tổng thời gian từ lúc modem nhận lệnh cho đến lúc nhận được chuỗi trên thông thường là 4 giây

(2D) Nếu sau 1 phút mà thuê bao nhận cuộc gọi không bắt máy, chuỗi trả về sẽ

có

dạng: <CR><LF>NO ANSWER<CR><LF> (60s) (3) Trong trường hợp quá trình thiết lập cuộc gọi diễn ra bình thường, không

có chuỗi thông báo nào (2A, 2B, 2C hay 2D) được trả về, và chuyển sang giai

đoạn thông thoại

Quá trình kết thúc cuộc gọi được diễn ra trong hai trường hợp:

(4A) Đầu nhận cuộc gọi gác máy trước, chuỗi trả về sẽ có dạng:

Hình 2.10 Quá trình nhận cuộc gọi

(2A) Nếu số điện thoại gọi đến không hợp lệ, từ chối nhận cuộc gọi bằng lệnh ATH, và chuỗi trả về sẽ có dạng: <CR><LF>OK<CR><LF> Cuộc gọi kết

thúc

(2B) Nếu số điện thoại gọi đến là hợp lệ, nhận cuộc gọi bằng cách gửi lệnh ATA, và chuỗi trả về sẽ có dạng: <CR><LF>OK<CR><LF>

(3) Giai đoạn thông thoại

(4A) Kết thúc cuộc gọi.Đầu còn lại gác máy trước

(4B) Kết thúc cuộc gọi, chủ động gác máy bằng cách gửi lệnh ATH ”

2.5 IC điều khiển 16F877A ( PIC 16F877A )

2.5.1 Giới thiệu

Đây là vi điều khiển thuộc họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh 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 368x8 byte RAM và bộ nhớ dữ liệu

EEPROM với dung lượng 256x8 byte Số PORT I/O là 5 với 33 pin I/O Cácđặc tính ngoại vi bao gồmcác khối chức năng sau: Timer0: bộ đếm 8 bit với bộ

chia tần số 8 bit Timer1: bộ đếm 16 bit với bộ chia tần số, có thể thực hiện chứcnăng đếm dựa vào xung clock ngoại vi ngay khi vi điều khiển hoạt động ở chế

độ sleep Timer2: bộ đếm 8 bit với bộ chia tần số, bộ postcaler Hai bộCapture/so sánh/điều chế độ rông xung Các chuẩn giao tiếp nối tiếp SSP(Synchronous Serial Port), SPI và I2C Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART với 9bit địa chỉ Cổng giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port) với các chân điềukhiển RD, WR, CS ở bên ngoài Các đặc tính Analog: 8 kênh chuyển đổi ADC

10 bit Hai bộ so sánh Bên cạnh đó là một vài đặc tính khác của vi điều khiểnnhư: Bộ nhớ flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần Bộ nhớ EEPROM vớikhả năng ghi xóa được 1.000.000 lần Dữ liệu bộ nhớ EEPROM có thể lưu trữtrên 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 SerialProgramming) thông qua 2 chân Watchdog Timer với bộ dao động trong Chứcnăng bảo mật mã chương trình Chế độ Sleep Có thể hoạt động với nhiều dạngOscillator khác nhau

Hình 2.11 Sơ đồ chân và mô hình thực tế PIC16F877A

2.5.3 Chức năng của các chân Pic 16F877A :

5 port của PIC16F877A bao gồm:

 PORTA gồm có 6 chân Các chân của PortA, ta lập trình để có thể thựchiện được chức năng “hai chiều” : xuất dữ liệu từ vi điều khiển ra ngoại

vi và nhập dữ liệu từ ngoại vi vào vi điều khiển

 PORTB có 8 chân Cũng như PORTA, các chân PORTB cũng thực hiệnđược 2 chức năng : input và output Hai chức năng trên được điều khiểnbới thanh ghi TRISB.Khi muốn chân nào của PORTB là input thì ta setbit tương ứng trong thanh ghi TRISB, ngược lại muốn chân nào là outputthì ta clear bit tương ứng trong TRISB

 PORTC có 8 chân và cũng thực hiện được 2 chức năng input và outputdưới sự điều khiển của thanh ghi TRISC tương tự như hai thanh ghi trên

 PORTD có 8 chân Thanh ghi TRISD điều khiển 2 chức năng input vàoutput của PORTD tương tự như trên PORTD cũng là cổng xuất dữ liệucủa chuẩn giao tiếp song song PSP (Parallel Slave Port)

 PORTE có 3 chân Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng là TRISE.Các chân của PORTE có ngõ vào analog Bên cạnh đó PORTE còn là cácchân điều khiển của chuẩn giao tiếp PSP

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM 3.1 Giới thiệu chương

Trong chương này em xin trình bày quá trinh làm việc thiết kế cũng như phần mềm điều khiển hệ thống một cách tổng quát nhất Đây là chương cốt yếu xây dựng nên 1 hệ thống mạch hoàn chỉnh Hoàn thành quá trình làm việc

Hình 3.1 Mô hình hệ thống

 Chức năng các khối

 Khối Giao tiếp

Module SIM900 : Nhận tin nhắn từ điện thoại người dùng tới khối xử lý

trung tâm.Có chức năng gửi nhận tin nhắn SMS cho việc điều khiển các khốithiết bị

GSM Module Sim 900C: Module này được gắn sim của nhà cung cấp dịch

vụ và cũng cần có chức năng như một điện thoại di động để kết nối với vi điềukhiển.Cái này phải đặt cố định và thườn xuyên kết nối với vi điều khiển

 Khối nguồn: Cung cấp khối In/Out hoạt động gồm ba nguồn 12v, 5v và 4v

 Khối xử lý trung tâm: Có nhiệm vụ gửi và nhận dữ liệu với module sim 900

một cách liên tục.Khối này chỉ có Pic 16F877A điều khiển hoạt động của hệthống

 Khối cảnh báo chống trộm: Nhiệm vụ phát hiện đối tượng lạ xâm nhập trái

phép

 Khối hiển thị LCD :

Hiển thị lên màn hình LCD các thông tin Chẳng hạn khi cảm biến báo cótrộm hoạt động ở khu vực nào nó sẽ hiển thị lên màn hình Hiển thị bật tắtđiều khiển

thiết bị

3.2 Thiết kế phần cứng

3.2.1 Phân tích linh kiện

 PIC 16F877A :

*Đây là ứng dụng không quá phước tạp

*Tốc độ thược hiện lệnh không đòi hỏi nhanh

*Vi điều khiển này có bộ nhớ kiểu EPROM

*Công suất tổn hao năng lượng thấp

*Có chức năng xử lý tín hiệu được gửi từ card Bluetooh và kích hoạt hoặc ngắtkết nối của Module sim900 để gọi và gửi SMS theo code lập trình để điều khiểncác thiết bị

 Module Sim900

*Thực hiện một cuộc gọi và gửi tin nhắn như điện thoại

*Tốc độ thược hiện lệnh không đòi hỏi nhanh

*Thực hiện việc kết nối hoặc ngắt kết nối với một thuê bao khác Dùng để gọi vàgửi SMS sang thuê bao khác, nhằm thông báo cảnh báo

*Hiển thị màn hình cài đặt và các thông số trạng thái

*Công suất tổn hao năng lượng thấp

*Hiển thị trạng thái của mạch, giúp ta quan sát để cài đặt và giám sát

 Khối công suất

Là nơi nhận lệnh điều khiển từ Khối điều khiển, thực hiện việc điềukhiển các thiết bị điện 220V đóng/ngắt

3.2.2 Mạch nguyên lý

Mạch nguyên lý của hệ thống

3.2.2.1 Mạch nguồn

Hình 3.2 Khối nguồn 5V

Dùng IC 7805 để được nguồn điện 5V để cung cấp cho vi điều khiển vàtoàn mạch