THIẾT kế xây DỰNG MẠCH QUANG báo sử DỤNG LED MA TRẬN 8x32 điều KHIỂN BẰNG TIN NHẮN điện THOẠI SMS

Ngày nay với sự phát triển của xã hội cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cho nên nhu cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con người trong cuộc sống cũng như trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Việc đưa thông tin quảng cáo đến với người tiêu dùng, đến với xã hội trở nên dễ dàng và nhanh chóng. Thông qua nhiều hình thức quảng cáo khác nhau mà các doanh nghiệp giới thiệu sản phẩm của mình đến mọi người. Trong nhiều hình thức đa dạng của thông tin quảng cáo như báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích thì việc dùng bảng thông tin điện tử là một cách đơn giản và hiệu quả để quảng cáo. Trong thực tế bắt gặp rất nhiều bảng thông tin như vậy. Khi đi vào một hiệu sách có thể biết được hiệu sách đó bán loại sách gì, giá cả ra sao là nhờ vào bảng đèn quang báo rất bắt mắt trước cửa hiệu. Hoặc khi vào sân bay, biết được giờ giấc các chuyến bay, các thông báo ngắn của phi trường, cũng là nhờ vào quang báo. Với mong muốn giới thiệu những ứng dụng cơ bản của Quang báo trong đời sống hiện đại. Đây là lý do tại sao em lựa chọn đề tài “ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ” Từ khóa: Quang báo điều khiển bằng SMS, LED ma trận điều khiển bằng tin nhắn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Vũ Đức Sáng

THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN

NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Điện tử viễn thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Vũ Đức Sáng

THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN

NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Điện tử viễn thông

Cán bộ hướng dẫn: Th.S Nguyễn Công Nam

TÓM TẮT

Tóm tắt: Ngày nay với sự phát triển của xã hội cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, cho

nên nhu cầu về thông tin trở nên thiết yếu đối với con người trong cuộc sống cũng như trong hoạtđộng sản xuất kinh doanh Việc đưa thông tin quảng cáo đến với người tiêu dùng, đến với xã hộitrở nên dễ dàng và nhanh chóng Thông qua nhiều hình thức quảng cáo khác nhau mà các doanhnghiệp giới thiệu sản phẩm của mình đến mọi người Trong nhiều hình thức đa dạng của thôngtin quảng cáo như báo, đài, tivi, tờ rơi, áp phích thì việc dùng bảng thông tin điện tử là một cáchđơn giản và hiệu quả để quảng cáo Trong thực tế bắt gặp rất nhiều bảng thông tin như vậy Khi

đi vào một hiệu sách có thể biết được hiệu sách đó bán loại sách gì, giá cả ra sao là nhờ vào bảngđèn quang báo rất bắt mắt trước cửa hiệu Hoặc khi vào sân bay, biết được giờ giấc các chuyếnbay, các thông báo ngắn của phi trường, cũng là nhờ vào quang báo Với mong muốn giới thiệunhững ứng dụng cơ bản của Quang báo trong đời sống hiện đại Đây là lý do tại sao em lựa chọn

đề tài “ THIẾT KẾ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG LED MA TRẬN 8X32

ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN ĐIỆN THOẠI SMS ”

Từ khóa: Quang báo điều khiển bằng SMS, LED ma trận điều khiển bằng tin nhắn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Xác nhận của GVHD

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế xây dựng mạch quang báo

sử dụng led ma trận 8x32 điểu khiển bằng tin nhắn điện thoại sms ” là công trình của

riêng em, không sao chép của người khác Mọi trích dẫn, tài liệu sử dụng trong bản đồ án

này đều được ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo Nếu không đúng như đã nêu trên, em

xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài này

Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên

Vũ Đức Sáng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2

1.1 Tổng quan về đề tài quang báo 2

1.2 Ứng dụng mạch quang báo 2

1.3 Ưu điểm và khuyết điểm của đề tài 2

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 4

2.1 Giới thiệu về GSM 4

2.1.1 Đặc điểm của hệ thống GSM 6

2.1.2 Các dịch vụ của hệ thống GSM 7

2.2 Giới thiệu về quang báo 9

2.2.1 Hệ thống quang báo dùng LED 7 thanh 9

2.2.2 Hệ thống quang báo dùng LED đơn 10

2.2.3 Hệ thống quang báo dùng LCD 11

2.2.4 Hệ thống quang báo dùng LED ma trận 11

2.2.4.1 Nguyên tắc làm sáng đèn trên bảng led 12

2.3 Giới thiệu về Moudule sim 900A 15

2.3.1 Tổng quan về Module sim 900A 15

2.3.2 Đặc điểm của module sim 900a 15

2.4 Giớ thiệu về Board mạch vi xử lý Arduino Uno R3 19

2.4.1 Giới thiệu Chung về Arduino 19

2.4.2 Chức năng của bo mạch Arduino 20

2.4.3 Chuẩn giao tiếp 21

2.4.4 Tìm hiểu về Arduino IDE 22

2.4.5 Bo mạch Arduino Uno R3 23

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MẠCH QUANG BÁO SỬ DỤNG MA

TRẬN LED 8X32 ĐIỀU KHIỂN BẰNG TIN NHẮN SMS 27

3.1 Sơ đồ khối của mạch 27

3.1.1 Chức năng các khối 27

3.1.2 Sơ đồ kết nối 28

3.2 Sơ đồ nguyên lý 29

3.2.1 Nguyên lý hoạt động của mạch 29

3.2.2 Các bước vẽ sơ đồ nguyên lý trên Altium 29

3.3 Sơ đồ mạch in 32

3.4 Chương trình 33

3.4.1 Cách nạp chương trình cho Arduino Uno Code được lấy mẫu trên Arduino IDE có sẵn 33

3.4.2 Lưu đồ thuật toán 40

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 41

4.1 Kết luận 41

4.2 Hướng phát triển của đề tài 41

PHỤ LỤC 42

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các kí hiệu hệ thống GSM 5Bảng 2.2 Chân board mạch Arduino Uno 24Bảng 2.3 Thông số của Arduino Uno R3 25

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống GSM 5

Hình 2.2 Phân cấp cấu trúc địa lí mạng GSM 6

Hình 2.3 Cấu trúc của 1 tin nhắn 8

Hình 2.4 LED 7 thanh 10

Hình 2.5 LED đơn 11

Hình 2.6 LCD 11

Hình 2.7 LED ma trận 8x32 12

Hình 2.8 Quá trình quét cột của led 13

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của ma trận LED 8x8 14

Hình 2.10 Module Sim 900a 15

Hình 2.11 Các thành phần chính trong Module sim 900A 17

Hình 2.12 Giao diện Arduino IDE 22

Hình 2.13 Board mạch Arduino Uno R3 23

Hình 3.1 Sơ đồ khối của mạch 27

Hình 3.2 Kết nối giữa Arduino Uno R3 và Module Sim 900a 28

Hình 3.3 Kết nối giữa Arduino Uno R3 và Led ma trận 8x32 28

Hình 3.4 Thêm file schematic và file PCB 30

Hình 3.5 Thêm thư viện linh kiện 31

Hình 3.6 Linh kiện đã lấy trong thư viện riêng 31

Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý của mạch 32

Hình 3.8 Sơ đồ mạch in 33

Hình 3.9 Kết nối Arduino Uno với máy tính qua cáp USB 34

Hình 3.10 Hình ảnh cửa sổ run khi kết nối giữa Arduino và máy tính 34

Hình 3.11 Cửa sổ Device Manager kết nối giữa Arduino với máy tính 35

Hình 3.12 Cổng kết nối ở đây là cổng COM3 35

Hình 3.13 cửa sổ khỏi động Arduino IDE 36

Hình 3.14 Hình ảnh của sổ chọn Arduino Uno 36

Hình 3.15 Cửa sổ chọn cổng Arduino đang kết nối với máy tính 37

Hình 3.16 Cửa sổ xác nhận cổng COM của Arduino IDE 37

Hình 3.17 Cửa sổ chọn AVR ISP 37

Hình 3.18 Cửa sổ chọn Blink 38

Hình 3.19 Cửa sổ Blink 38

Hình 3.20 Hình ảnh uploading thành công 39

Hình 3.21 Lưu đồ thuật toán của mạch 40

BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Từ viết

GSM Global System for Mobile

Communication Hệ thống thông tin di động toàn cầu

ĐTDĐ cellular phone Điện thoại di động

3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác thế hệ 3

NSS Network Swtiching SubSystem Hệ thống con chuyển mạng

OMS Operation and Maintenance SubSystem Hệ thống vận hành và bảo trì

G-MSC Gateway - Mobile Service Switching

Center Cổng - Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động

ETSI European Teleccommunication

Standards Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn

MỞ ĐẦU

Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, cuộc sống con người ngàycàng trở nên tiện nghi và hiện đại hơn Điều đó đem lại nhiều giải pháp tốt hơn, đa dạnghơn trong việc xử lý những vấn đề tưởng chừng như rất phức tạp gặp phải trong cuộcsống Việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại trong tất cả các lĩnh vực đã

và đang rất phổ biến trên toàn thế giới, thay thế dần những phương thức thủ công, lạc hậu

và ngày càng được cải tiến hiện đại hơn Cùng với sự phát triển chung đó, nước ta cũngđang mạnh mẽ tiến hành công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước để theo kịp

sự phát triển của các nước trong khu vực và trên thế giới Trong đó lĩnh vực điện tử đangngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đời sống con người Sựphổ biến của nó đóng góp không nhỏ tới sự phát triển của tất cả các ngành sản xuất, giảitrí, trong những năm gần đây đặc biệt trong lĩnh vực giải trí, quảng cáo đã có sự phát triểnmạnh mẽ với nhiều hình thức, phương pháp tiếp cận, quảng bá và chia sẻ thông tin hiệnđại và toàn diện hơn Với lòng đam mê, yêu thích của mình trong lĩnh vực này, em đã

quyết định chọn đề tài “Thiết kế xây dựng mạch quang báo sử dụng led ma trận 8x32 điểu khiển bằng tin nhắn điện thoại sms” làm đồ án tốt nghiệp Trong đồ án này, em

tìm hiểu về cách thực hiện xây dựng thiết kế một mạch về quang báo hoàn chỉnh đượcđiều khiền thông qua những tin bắng điện thoại Thực hiện mô phỏng, thiết kế và thi côngmột sản phẩm thực có chức năng đáp ứng yêu cầu của đề tài

Trong thời gian làm đồ án, do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm cũng như kiến thứcnên em đã gặp không ít khó khăn Tuy nhiên, với sự nỗ lực của bản thân cũng như sự chỉ

bảo, hướng dẫn tỉ mỉ cụ thể của thầy giáo Th.S Nguyễn Công Nam, đã giúp em hoàn

thành đồ án Song trong quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót vềnội dung cũng như về hình thức trình bày, em rất mong được nhận đánh giá của cácthầy/cô trong hội đồng, cũng như sự góp ý từ thầy/cô để đồ án được hoàn thiện hơn Emxin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan về đề tài quang báo

Quang báo là hình thức thông báo trên bảng đèn Bảng đèn quang báo gồm nhiều

ma trận LED ghép lại, mỗi một ma trận biểu diễn một kí tự Tùy chiều dài của bảng đèn

mà có thể hiển thị những bản tin có độ dài khác nhau Với sự ra đời của điện thoại diđộng, chúng có những tính năng ưu việt như khả năng gọi điện, nhắn tin, truy cậpinternet,vv mà quan trọng hơn là chúng có thể kết hợp với nhiều thiết bị ngoại vi tùytheo mục đích cụ thể, mà việc trao đổi và điều khiển trở nên đơn giản Dựa vào tính đadạng của điện thoại đi động người ta tìm cách ứng dụng nó vào mục đích quảng cáo,chẳng hạn như dùng trong quang báo Nhờ vậy, việc thiết kế phần cứng cho quang báo trởthành ít phức tạp hơn, nhưng độ tin cậy cao hơn Có rất nhiều mạch quang báo khác nhau

ví dụ như mạch quang báo được điều khiển bởi bàn phím máy tính thông qua cáp nốiUSB, mạch quang báo được điều khiển thông qua ứng dụng trên điện thoại thông quasóng wifi, và hôm nay em xin giới thiệu mạch quang báo được điều khiển bằng tin nhắnđiện thoại sms với mo hình thu nhỏ

1.2 Ứng dụng mạch quang báo

Như đã nói ở trên, đề tài này có ứng dụng rất lớn trong linh vực thông tin, quảngcáo, đặc biệt là trong thời đại thông tin hiện nay, khi mà thông tin quảng cáo phải luônluôn được cập nhập hay nói cách khác là phải linh hoạt trong việc đưa thông tin đến côngchúng Đề tài có thể áp dụng cho những khu vực công cộng, công sở, phòng ban vớinhiều mục đích khác nhau không đơn giản là quảng cáo thông thường

1.3 Ưu điểm và khuyết điểm của đề tài

Ưu điểm:

Mạch điện tử trên dùng trong việc quảng cáo, thông báo rất sinh động, việc thayđổi nội dung quảng cáo hay cách thực hiện dễ dàng ít tốn kém, có thể sử dụng ở nhiều nơinhư: trong nhà ga, sân bay So với việc dùng băng ron hay bảng quảng cáo dán đề cal thì

nó tiện dụng và việc thay đổi nội dung dễ dàng hơn

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 2.1 Giới thiệu về GSM

Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for MobileCommunication; tiếng Pháp: Groupe Spescial Mobile; viết tắt: GSM) là một công nghệdùng cho mạng thông tin di động Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỉ người trên 212quốc gia và vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể kết nối(roaming) với nhau Do đó, những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khácnhau có thể được sử dụng nhiều nơi trên thế giới

GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới Khả năngphủ sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, chophép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới GSM đượcxem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (sencond generation, 2G) GSM là mộtchuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP).Mạng GSM hoạt động trên 4 băng tần, hầu hết hoạt động ở băng tần 900 MHz và 1800MHz, vài nước Châu Mỹ sử dụng băng tần 850 MHz và 1900 MHz

Ở Việt Nam thường sử dụng phổ biến băng tần 900 MHz và 1800 MHz đối vớimạng Mobiphone và Viettel Đối với băng tần 900 MHz truyền dẫn tín hiệu bằng 2 đườnguplink (dải tần số từ 890 – 915 MHz) và downlink (dải tần số từ 935 – 960 MHz), chiabăng tần thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 MHz và khoảng cách mỗi kênh là200KHz

Công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễ dàng kết nối cácthiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau Mỗi mạng GSM bất kì bao gồmcác phân hệ sau:

- Phân hệ chuyển mạch NSS: Network Swtiching SubSystem

- Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS: Radio SubSystem

- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS: Operation and Maintenance SubSystem

Hình 2.1 Cấu trúc hệ thống GSMBảng 2.1 Các kí hiệu hệ thống GSMOSS Phân hệ khai thác và hỗ trợ BTS Trạm vô tuyến gốc AUC Trung tâm nhận thực MS Trạm di động

HLR Bộ ghi định vị thường trú ISDN Mạng số liên kết đa

dịch vụMSC Tổng đài di động PSTN Mạng chuyển mạch

điện thoại công cộng

BSS Phân hệ trạm gốc PSPDN Mạng chuyển mạch

gói công cộngBSC Bộ điều khiển trạm gốc CSPDN Mạng số liệu chuyển

mạch kênh công cộngOM

C Trung tâm khai thác và bảo dưỡng PLMN Mạng di động mặt đấtcông cộng

SS Phân hệ chuyển mạch

VLR Bộ ghi định vị tạm trú

EIR Thanh ghi nhận dạng thiết bị

2.1.1 Đặc điểm của hệ thống GSM

Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổngđài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quantrọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng Trong hệ thống GSM, mạng đượcphân chia thành các phân vùng sau:

Hình 2.2 Phân cấp cấu trúc địa lí mạng GSMVùng phục vụ GSM là toàn bộ vùng phục vụ do sự kết hợp của các quốc gia thànhviên nên những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau có thể sửdụng được nhiều nơi trên thế giới Tất cả các cuộc gọi vào hay ra mạng GSM/PLMN đềuđược định tuyến thông qua tổng đài vô tuyến cổng G-MSC (Gateway - Mobile ServiceSwitching Center) G-MSC làm việc như một tổng đài trung kế vào cho GSM/PLMN Vùng phục vụ MSC là một bộ phận của mạng được một MSC quản lý Để địnhtuyến một cuộc gọi đến một thuê bao di động Mọi thông tin để định tuyến cuộc gọi tớithuê bao di động hiện đang trong vùng phục vụ của MSC được lưu giữ trong bộ ghi định

vị tạm trú VLR

Vùng định vị là một vùng mà ở đó thông báo tìm gọi sẽ được phát quảng bá để tìmmột thuê bao di động bị gọi Vùng định vị LAI được hệ thống sử dụng để tìm một thuêbao đang ở trạng thái hoạt động Hệ thống có thể nhận dạng vùng định vị bằng cách sửdụng nhận dạng vùng định vị LAI (Location Area Identity):

LAI = MCC + MNC + LAC

- MCC (Mobile Country Code): mã quốc gia

- MNC (Mobile Network Code): mã mạng di động

- LAC (Location Area Code) : mã vùng định vị (16 bit)

Vùng định vị được chia thành một số ô (cell) mà khi MS di chuyển trong đó thìkhông cần cập nhật thông tin về vị trí với mạng Cell là đơn vị cơ sở của mạng, là mộtvùng phủ sóng vô tuyến được nhận dạng bằng nhận đạng ô toàn cầu

- Dịch vụ nhắn tin: cho phép người sử dụng tiếp nhận các tin nhắn, dịch vụ này thuậnlợi cho người thường xuyên di chuyển mà vẫn nhận được thông tin với chi phí khônglớn

- Dịch vụ cho thuê kênh viễn thông: cung cấp các kênh tần số trong hệ thống phục vụcho dịch vụ giải trí trên các đài phát thanh và truyền hình…

- Dịch vụ VoIP: dịch vụ này không chỉ truyền thoại mà còn có thể tích hợp cả dịch vụthoại, truyền hình và dữ liệu…

 Dịch vụ Nhắn tin SMS

SMS là từ viết tắt của Short Message Service Đó là một công nghệ cho phép gửi vànhận các tin nhắn giữa các điện thoại với nhau SMS xuất hiện đầu tiên ở Châu Âu vàonăm 1992 Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn về GSM (Global System for MobileCommunication) Một thời gian sau đó, nó phát triển sang công nghệ wireless như CDMA

và TDMA Các chuẩn GSM và SMS có nguồn gốc phát triển bởi ETSI ( European

Teleccommunication Standards Institute) Ngày nay 3GPP (Third Generation PartnershipProject) đang gữi 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 (1120 bit)

dữ liệu Vì vậy, một SMS có thể chứa:

- 160 ký tự nếu mã hóa ký tự 7 bit được sử dụng (phù hợp với mã hóa các ký tựlatinh như alphatet của tiếng anh)

- 70 ký tự nếu như mã hóa ký tự 16bit Unicode UCS2 được sử dụng (dùng chocác ký tự không phải latinh nhữ chũ Trung Quốc )

SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau Nó có thể hoạt động tốt với nhiềungôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm Arabic, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc Bên cạch gửi tin nhắn dạng text thì tin nhắn còn có thể mạng dữ liệu dạng binary

Nó cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác tới điện thoại khác

 Cấu trúc một tin nhắn SMS

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

Hình 2.3 Cấu trúc của 1 tin nhắn

- Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (Giao diệnkhông khí)

- Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC

- Instructions to SIM (optional): chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM

- Message body: nội dung tin nhắn SMS

 Ưu điểm của 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 gữi liên lạc với người khác

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

- Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: chức năng SMSđược hỗ trợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM; có thể gửi nhạc chuông,hình ảnh hỗ trợ chỉ trả các dịch vụ trực tuyến download nhạc chuông

2.2 Giới thiệu về quang báo

Các công nghệ thiết kế quang báo hiện nay gồm nhiều công nghệ ,song thường sủdụng Led 7 thanh, Led ma trận, LCD, Led đơn

2.2.1 Hệ thống quang báo dùng LED 7 thanh

Trong các thiết bị, để báo trạng thái hoạt động của thiết bị đó cho người sử dụng vớithông số chỉ là các dãy số đơn thuần, thường người ta sử dụng "led 7 đoạn" Led 7 đoạnđược sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần hiện thị số là đủ, chẳnghạn led 7 đoạn được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng, trong các đồng hồ treo tường bằngđiện tử, hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra sau một công đoạn nào đó… Led 7đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và có thêm một led đơnhình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn, 8 led đơn trênled 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau vào một điểm,được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện 8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưathành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện Nếu led 7 đoạn cóAnode(cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điềukhiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ởmức 0 Nếu led 7 đoạn có Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground(hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, ledchỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1 Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó cácled đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA

để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước cácchân nhận tín hiệu điều khiển Các điện trở 330Ω là các điện trở bên ngoài được kết nối

để giới hạn dòng điện qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5v Chân nhận tín hiệu ađiều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương tự với các chân và các ledcòn lại

Hình 2.4 LED 7 thanh

2.2.2 Hệ thống quang báo dùng LED đơn

Diode này có thể phát ra màu sắc khác nhau Tùy theo mức năng lượng giải phóngcao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khácnhau) Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc nănglượng của các nguyên tử chất bán dẫn LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơndiode thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thìkhông cao Do đó, LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra

 Ưu điểm: Giá thành rẻ.

 Nhược điểm: Phải xếp LED theo những gì muốn hiển thị, không thể thay đổi

được, khó khăn trong việc thi công những bảng quang báo có diện tích lớn

Hình 2.5 LED đơn

2.2.3 Hệ thống quang báo dùng LCD

Có rất nhiều loại LCD với nhiều hình dáng và kích thước khác nhau Trong thời đạihiện nay LCD cũng được ứng dụng khá nhiều trong lĩnh vực quang báo vì nó có khả nănghiển thị các nội dung cần truyền tải tốt hơn và đưa lại kết quả tốt hơn nhiều so với các loạihình quang báo khác Nhưng trong thực tế loại hình này được sử dụng với tỉ lệ khá ít sovới các loại hình khác do giá thành và chi phí bảo dưỡng cao, khó khăn trong việc sửachữa, bảo dưỡng

Hình 2.6 LCD

2.2.4 Hệ thống quang báo dùng LED ma trận

Bảng hiển thị ma trận LED (dot-matrix display) co rất nhiều loại và đủ kích cỡ tonhỏ khác nhau, mỗi bảng gồm có rất nhiều LED đơn được ghép lại vời nhau thánh một

điểm của hàng và cột là một LED đơn, và người ta thường phân biệt các loại bảng LEDtheo số hàng và cột Môt bảng led 5x7 tức là có 5 cột dọc và 7 hàng ngang, tổng cộng sẽ

có 5x7=35 led đơn được ghép lại Cũng như vậy một bảng led 8x8 là có 8 hàng và 8 cột,

do đó có 64 led đơn ghép lại Và nhiều loại cỡ to hơn như 16x16 hay 32x32 Trong đề tàinày chúng em sử dụng bảng led 8x32 tức là có 32 cột và 8 hàng, do đó có 256 led đơnghép lại

Hình 2.7 LED ma trận 8x32

2.2.4.1 Nguyên tắc làm sáng đèn trên bảng led

Khi muốn làm sáng LED đơn, ta cần đưa điện áp dương vào chân Anode và điện áp

âm vào chân Cathode với giá trị thích hợp, khi đó LED sáng Giá trị điện áp và dòng điệntùy thuộc vào màu sắc từng loại LED Dòng chảy qua các LED để đảm bảo độ sáng bìnhthường là từ 10mA cho đến 25mA

 Nguyên tắc quét bảng ma trận LED

Để hiển thị ký tự lên bảng LED, ở đây ta dùng phương pháp quét cột và xuất dữ liệu hàng.Quá trình quét cột là ta gửi tín hiệu cho phép đến từng cột trong từng thời điểm Cùng lúc

đó ta gửi dữ liệu hàng đến 8 hàng Tín hiệu cho phép cột là mức logic ‘1’ và dữ liệu hàngtương ứng là mức ‘0’ hay ‘1’ của từng hàng, mức ‘0’ ứng với LED sáng (on) và mức ‘1’

là tắt (off )

- Đầu tiên ta đưa dữ liệu đến 8 hàng,

- Kích hoạt cột thứ nhất và các LED tương ứng sẽ sáng Tạo một thời gian trễ, sau

Dữ liệu hiển thị của hàng được lấy từ EEPROM hoặc từ Flash ROM của Vi ĐiềuKhiển hay từ ROM ngoài

Hình 2.8 Quá trình quét cột của led Trạng thái của một LED sẽ được quyết đinh bởi tín hiệu điện áp đi vào đồng thời cảhai chân Ví dụ để LED sáng thì điện áp 5V phải đưa vào chân dương và chân âm phảiđược nối đất, LED sẽ tắt khi không có điện áp đưa vào chân dương Vớí đề tài này emchọn loại ma trận LED 8x8 để hiển thị Ta có sơ đồ nguyên lý của ma trận LED 8x8:

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của ma trận LED 8x8

 Phương pháp tạo hiệu ứng chạy từ phải qua trái trên bảng LED

Sau khi đã hiển thị được hình ảnh lên bảng LED Bây giờ ta sẽ tìm hiểu cách tạohiệu ứng chữ chạy trên bảng LED Thủ thuật ở đây là quét và hiển thị một hình ảnhtrong một thời gian nhất định, sau đó ta dịch dữ liệu của các cột sang trái một vị trí, khi

đó ta sẽ tạo được hiệu ứng chữ chạy trên bảng LED

Đề tài này ta sử dụng mạch mẫu là bảng LED 8x32, sử dụng 32 byte RAM làm

bộ đệm cho màn hình, lưu giá trị dữ liệu hàng của 32 cột Bộ đệm được khai báo trongRAM nội của chip atmega32 là một mảng gồm 33 phần tử Chương trình hiển thị làmnhiệm vụ đọc dữ liệu từ các vị trí 0 đến 32 của bộ đệm và đưa ra màn hình hiển thị.Hiệu ứng chữ chạy được tạo ra bằng cách dịch giá trị các phần tử đi một vị trí (54,43, 32, 21, 10 ) Sau mỗi lần dịch ta lại gọi chương trình hiển thị

Sau mỗi lần dịch ta lại gọi chương trình hiển thị Khi đó trên bảng LED ta sẽquan sát được hiệu ứng chữ chạy

2.3 Giới thiệu về Moudule sim 900A

2.3.1 Tổng quan về Module sim 900A

Module GSM GPRS này được xây dựng dựa trên SIM900A GSM/GPRS củaSIMCOM Hoạt động trên các tần số 900/ 1800 MHz SIM900A có thể tự động tìmkiếm hai băng tần này Ngoài ra cũng có thể thiết lập các dải tần số thông qua tập lệnh

AT Tốc độ truyền có thể được cấu hình từ 1200-115200 thông qua lệnh AT ModemGSM / GPRS có ngăn xếp TCP / IP nội bộ để cho phép bạn kết nối với internet quaGPRS SIM900A là một mô-đun không dây nhỏ gọn và đáng tin cậy Đây là mộtmodule GSM / GPRS hoàn chỉnh trong loại SMT và được thiết kế với một bộ xử lýchip đơn cực mạnh kết hợp lõi AMR926EJ-S, cho phép bạn tận dụng các kích thướcnhỏ và các giải pháp hiệu quả về chi phí

Hình 2.10 Module Sim 900a

2.3.2 Đặc điểm của module sim 900a

- Nguồn cung cấp khoảng 3,4 - 4,5V

- Băng tần: GSM 850Mhz EGSM 900Mhz, DCS 1800Mhz và PCS 1900Mhz Sim

900 có thể tự động tìm kiếm các băng tần

-Phù hợp với GSM pha 2/2

-Loại GSM là loại MS nhỏ

+GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps

+GPRS dữ liệu up lên: Max 42.8 kbps

-Sim900a hỗ trợ giao thức PAP, kiểu sử dụng kết nối PPP-Sim900a tích hợp giao thức TCP/IP

 Các thành phần chính trong module sim 900a

Hình 2.11 Các thành phần chính trong Module sim 900A

- GPRS multi-slot class 10/8

- GPRS mobile station class B

- Phù hợp với GSM giai đoạn 2/2+

Mô tả : Chế độ echo là chế độ phản hồi dữ liệu truyền đến của module Sim 900A,

x = 1 bật chế độ echo, x = 0 tắt chế độ echo (bạn nên tắt chế độ này khigiao tiếp với vi điều khiển)