ĐIỀU KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị TRONG NHÀ QUA điện THOẠI SMS dùng pic16f877a (có code và layout bên dưới)

ĐIỀU KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị TRONG NHÀ QUA điện THOẠI SMS dùng pic16f877a (có code và layout bên dưới) ĐIỀU KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị TRONG NHÀ QUA điện THOẠI SMS dùng pic16f877a (có code và layout bên dưới) ĐIỀU KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị TRONG NHÀ QUA điện THOẠI SMS dùng pic16f877a (có code và layout bên dưới) ĐIỀU KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị TRONG NHÀ QUA điện THOẠI SMS dùng pic16f877a (có code và layout bên dưới) ĐIỀU KHIỂN và GIÁM sát THIẾT bị TRONG NHÀ QUA điện THOẠI SMS dùng pic16f877a (có code và layout bên dưới)

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1

1.3 ĐÃ THỰC HIỆN 1

1.4 CÁC ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3

2.1 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 3

2.2 TÌM HIỂU LINH KIỆN 4

2.2.1 PIC16F877A 4

2.2.1.1 Giới thiệu 4

2.2.1.2 Sơ đồ các chân 5

2.2.1.3 Sơ đồ khối của PIC16F877A 7

2.2.2 LCD 16x2 8

2.2.2.1 SIM900A 9

2.2.2.2 Sensor cảm biến ánh sáng 10

2.2.2.3 Module thời gian thực DS1307 11

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHI TIẾT 13

3.1 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 13

3.2 MẠCH NGUYÊN LÝ 14

3.3 LAYOUT MẠCH 15

CHƯƠNG 4 THI CÔNG MẠCH VÀ ĐO ĐẠT ĐIỆN ÁP 16

4.1 YÊU CẦU MÔ PHỎNG 16

4.2 ĐO ĐẠT THỰC TẾ 16

PHỤ LỤC 19

HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC16F877A[1] 7

HÌNH 2-3: SƠ ĐỒ CÁC CHÂN TRONG LCD 16X2[1] 8

HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ CHÂN TRONG SIM900A[1] 9

HÌNH 2-5: SENSOR CẢM BIẾN ÁNH SÁNG[1] 11

HÌNH 2-6: MODULE THỜI GIAN THỰC DS1307[1] 11

HÌNH 3-: MẠCH NGUYÊN LÝ TRÊN PROTEUS 14

HÌNH 3-2: LAYOUT MẠCH TRÊN PROTEUS 15

BẢNG 2-4: TẬP LỆNH AT TRONG SIM900A 10 BẢNG 2-5: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN TRONG DS1307 12 BẢNG 2-6: BẢNG CHI TIẾT CÁC THANH GHI 12

LCD Liquid Crystal Display

IC Integrated Circuit

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

SRAM Shadow Random Access Memory

ISP Internet Service Provider

RISC Reduced Instructions Set Computer

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, yếu tố tự động là không thể thiếu để cuộc sống hiện đại, điều khiển cácthiết bị dân dụng hay trong nông nghiệp từ xa giúp người sử dụng thuận tiện bật tắt,hẹn giờ, hay đảm bảo độ chính xác trong quá trình hoạt động của thiết bị: thời giantưới nước, lượng nước, tự động tắt khi quên…

Vì vậy, với những nhu cầu đó, mạch điều khiển thiết bị qua SMS giúp rất nhiềutrong nông nghiệp, gia đình

1.2 Nhiệm vụ đề tài

- Dùng VDK PIC

- Bật tắt đèn, kết hợp sensor quang

- Cài đặt thời gian tưới cây qua SMS

- Giám sát trạng thái thiết bị

- Thiết kế và thi công hệ thống

- Hẹn thời gian bật tắt thiết bị, ứng dụng trong hệ thống tưới nước tự động,

có sử dụng module thời gian thực hiện thị thời gian lên LCD

1.4 Các đối tượng nghiên cứu

- Tìm hiểu về vi xử lý PIC16F877A.

- Module SIM900A

- Ngôn ngữ lập trình PIC

- Sensor cảm biến ánh sang

- Module thời gian thực DS1307

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG

1.5 Sơ đồ khối hệ thống

Khối truyền nhận lệnh (SIM900)

Chức năng các khối:

- Khối điều khiển, đảm bảo mạch hoạt động bình thường, điều khiển, xử lý dữliệu từ các module, gửi nhận thông tin từ Sim900, module thời gian, cảmbiến ánh sang, thiết bị

- Khối hiển thị (LCD) hiển thị thời gian thực, trạng thái thiết bị

- SIM900A nhận lệnh điều khiển từ người dùng, gửi về khối điều khiển, sau

đó nhận lệnh từ khối điều khiển, thông báo cho người dùng

- Thiết bị hiển thị trạng thái bật tắt

1.6 Tìm hiểu linh kiện

- 368 bytes RAM.

- 5 ports ra vào với tín hiệu được điều khiển độc lập

- 2 bộ định thời 8 bits ( Timer 0,2 )

- 1 bộ định thời 16 bits (Timer 1)

- 2 bộ CCP( Capture - Compare - PWM)

- 1 bộ biến đổi AD 10 bits, 8 ngõ vào

- 2 bộ so sánh tương tự

- 1 bộ định thời giám sát (WatchDog Timer)

- 1 cổng song song 8 bits với các tín hiệu điều khiển

- 1 cổng nối tiếp

- 15 nguồn ngắt

- Có chế độ tiết kiệm năng lượng

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP(In-Circuit Serial Programming)

- Được chế tạo bằng công nghệ CMOS

- 35 tập lệnh có độ dài 14 bits

- Tần số hoạt động tối đa 20MHz

1.1.1.2Sơ đồ các chân

HÌNH 2-1: SƠ ĐỒ CÁC CHÂN TRONG PIC16F877A[1].

OSC1/CLKIN Chân ngõ vào của mạch dao động thạch anh Định tần cho

xung nhịp và cũng là một chân ngõ vào của mạch tạo xungnhịp

OSC2/CLKOUT Chân ngõ ra của mạch dao động thạch anh và là ngõ ra của

Chân xuất nhập của Port A

RA4/TOCKI Chân đa nhiệm, vừa làm chân xuất nhập của Port A và lại là

chân lấy xung cho thanh đếm của đồng hồ Timer 0

RB0/INT Chân đa nhiệm, vừa làm chân xuất nhập của Port B và lại là

chân phát động theo ngắt ngoài Các chân của Port B có thểđược lập trình để có trở kháng lớn dùng để làm ngả vào, nhậptrạng thái ngoài vào PIC

RB1, RB2, RB3 Chân xuất nhập Port B

RB4, RB5 Chân xuất nhập của Port B và phát động ngắt theo sự thay đổi

trên các chân này

RB6 Chân xuất nhập của Port B và phát động ngắt theo sự thay đổi

trên chân này Nó còn có thể lập trình để dùng chân này phátxung nhịp dùng cho công năng truyền dữ liệu nối tiếp

RB7 Chân xuất nhập của Port B và phát động ngắt theo sự thay đổi

trên chân này Nó còn có thể lập trình để dùng chân này traođổi dữ liệu dùng cho công năng truyền dữ liệu nối tiếp

VSS Chân nối đất để lấy dòng (ở đây là dòng điện tử)

VDD Chân nối vào nguồn dương (từ 2V đến 5.5V)

BẢNG 2.1: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN TRONG PIC16F877A.

1.1.1.3Sơ đồ khối của PIC16F877A

HÌNH 2-2: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC16F877A[1].

1.1.2 LCD 16x2

-HÌNH 2-3: SƠ ĐỒ CHÂN LCD 16X2 [1].

VSS Chân nối đất cho LCD

VDD Chân cấp nguồn cho LCD (5 V)

VEE Điều chỉnh độ tưởng phản cho LCD

RS Điều chỉnh thanh ghi nào sẽ ghi dữ liệu

RW Chọn chế độ đọc và ghi, tùy thuộc vào người lập trình

E Cho phép ghi vào LCD

D0 - D7 8 đường bus để trao đổi thông tin

LEDA/

K

Nguồn dương và âm cho đèn nền

BẢNG 2-2: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN TRONG LCD 16X2.

HÌNH 2-4: SƠ ĐỒ CHÂN SIM900A[1].

Headphone Chân phát âm thanh

Microphone Chân nhận âm thanh

BẢNG 2-3: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN TRONG SIM900A.

 Tập lênh điều khiển

AT+CNMI Hiển thị nội dung tin nhắn gửi đến

ATE[x]<CR><LF>(lệnh)

OK<CR><LF>( trải lời)

Chế độ echo là chế độ phản hồi dữ liệu truyền đếncủa module Sim 900A, x = 1 bật chế độ echo , x =

0 tắt chế độ echo (bạn nên tắt chế độ này)

Gồm 3 chân:

- VCC: chân cấp nguồn dương (3.3/5V)

- VSS: chân nối đất

- D0: chân dữ liệu, khi trời tối, điện trở tăng cao không cho dòng điện đi qua

và ngược lại Dữ liệu sẽ được thu lại và truyền về vi điều khiển

HÌNH 2-5: SENSOR CẢM BIẾN ÁNH SÁNG [1].

1.1.1.6Module thời gian thực DS1307

DS1307 là module cho phép người dùng có thể hiển thị thời gian chính xác với thời gian trong thực tế bao gồm giờ, phút, giây

HÌNH 2-6: MODULE THỜI GIAN THỰC [1].

X1 Kết nối đến thạch anh 32.768Khz làm nguồn dao động cho chip

VBat Kết nối đến cực dương của Pin dự phòng, có điện áp tiêu chuẩn khoảng

3V

GND Kết nối đến đất

SDA Chân dữ liệu khi kết nối đến bus I2C

SCL Chân nhận xung clock đồng bộ khi kết nối bus I2C

SQW/OUT Ngõ xuất xung vuông, tần số có thể lập trình để thay đổi từ 1Hz, 4Khz, 8Khz, 32 KhzVCC Nguồn cấp 5VDC

BẢNG 2-5: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN TRONG DS1307.

BẢNG 2-6: CHI TIẾT CÁC THANH GHI.

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHI TIẾT

1.7 Lưu đồ giải thuật

Bắt đầu khởi tạo hệ thống, thực hiện chạy chương trình, nếu chương trình sai, LCDtắt, điện thoại người dùng không nhận được cuộc gọi từ SIM900A Nếu đúng, điệnthoại nhận được cuộc gọi.

Lúc này LCD hiện thời gian thực cùng trạng thái của các thiết bị trong mạch

Xử lý

thái thiết bị

Kiểm tra lệnh

Đúng

Thực hiệnlệnh

Gửi tin điều

khiển

Kết thúc

Bắt đầu điều khiển thiết bị, người dùng gửi tin sms để điều khiển thiết bị theo lệnh,tin nhắn được gửi về Sim900 và thông báo về khối điều khiển PIC sẽ bật tắt thiết bịtùy theo lệnh Đồng thời LCD hiện trạng thái hiện tại của thiết bị và báo ngược vềđiện thoại người dùng đã bật thiết bị thành công.

Kết thúc hoạt động

1.8 Mạch nguyên lý

HÌNH 3-1: MẠCH NGUYÊN LÝ TRÊN PROTEUS.

1.9 Layout mạch

HÌNH 3-2: LAYOUT MẠCH TRÊN PROTEUS.

CHƯƠNG 4 THI CÔNG MẠCH VÀ ĐO

ĐẠT ĐIỆN ÁP

1.10 Yêu cầu mô phỏng

- Nguồn 5 V - 1A

- Điện áp ở các chân ra vào của PIC: 3.3 V

- Điều khiển qua SIM900A, thời gian phản hồi 30s

- Điện áp ra ở các đèn: 3.3V

1.11 Đo đạt thực tế

- Nguồn 4.9 V~ 5 V, sai số cho phép 0.1 V

- Áp ra ở các chân I/O: 3.3 V, sai sô cho phép 0.1 V

Khả năng lập trình còn hạn chế

1.13 Khả năng ứng dụng

trong nhà Và qua đó đưa ra các lệnh điều khiển qua điện thoại.

Mạch hẹn giờ bật tắt thiết bị ứng dụng nhiều trong sử dụng bật tắt tưới nước tự độngtrong nhà mà không cần có mặt, có thể ở xa và giám sát trạng thái thiết bị đang bật

Có thể ứng dụng trong nông nghiệp

1.14 Hướng phát triển của đề tài

Nếu đề tài được đầu tư nhiều hơn về tài chinh, thời gian Thì có thể sẽ tiếp tục pháttriển thêm nhiều tính năng:

Điều khiển bằng cách gọi điện, thông qua giọng nói

Thay thế đèn LED bằng các thiết bị gia dụng, các hệ thống tưới nước

Tiếp tục nghiên cứu các tính năng qua giọng nói

Có thể giám sát qua máy tính, giảm chi phí qua đường dây điện thoại

TÀI LIỆU THAM KHẢO

//Khai bao bien toan cuc

char sms[90]; //Luu tin nhan nhan duoc vao mang

char c,c1,c2,c3,c4;//Kiem tra co tin nhan moi

unsigned int8 i=0,j=0,k=0;

unsigned int8 new_sms=0,hen;

unsigned int8 index=0;

void send_sms(unsigned char n); //Ham gui tin nhan xac dinh sim900a khoi dongxong

void call();

void anh_sang();

void khoi_tao(); //Cau hinh SIM

void clear_buffer(unsigned int8 time); //Reset lai bo nho dem de tranh bi treo

void Turn_ON(char name); //Ham bat thiet bi

void Turn_OFF(char name); //Ham tat thiet bi

void All_ON(); //Ham tat ca bat thiet bi

void All_OFF(); //Ham tat ca tat thiet bi

//Khi gui tin nhan den SIM900A se xay ra ngat RDA

c= getc(); //Gan ki tu vua moi nhan dc vao bien tam

lcd_init(); //Ham khoi tao LCD

lcd_putc('\f'); //Xoa trang man hinh

enable_interrupts(INT_RDA); //Cho phep ngat UART

//Doc tin nhan da luu trong buffer

// printf("AT+CMGR=1"); putc(13); delay_ms(4000);

for(j=0;j<80;j++)

{

if((sms[j]=='b'||sms[j]=='B')&&(sms[j+1]=='a'||sms[j+1]=='A')&&(sms[j+2]=='t'||sms[j+2]=='T')&&(sms[j+3]=='

{

Turn_ON(sms[j+3]);

delay_ms(500);

switch(n)

{

case '0': printf("TB1: %c\nTB2: %c\nTB3: %c ",st[0],st[1],st[2]); break;

printf("AT"); putc(13); delay_ms(500);

printf("ATE0"); putc(13); delay_ms(500);

// printf("AT&W"); putc(13); delay_ms(500);

//printf("AT+CSCS=\"CSM\""); putc(13); delay_ms(500); printf("AT+CMGF=1"); putc(13); delay_ms(500);