Luận văn Hệ thống SCADA ứng dụng GPRS và WebServer

Được sự gợi ý từ thầy hướng dẫn là TS Trương Đình Châu về tính ứng dụng và khả năng của mạng GPRS , webserver và mô hình hệ thống GIS em đã nhận và thực hiện đề tài luận văn : “HỆ THỐNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG -o0o -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP:

HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG

DỤNG GPRS, WEBSERVER

GVHD: TS Trương Đình Châu SVTH: Đỗ Minh Quốc

MSSV: 40801734

Tp HCM, tháng 12/2012

-☆ - -☆ -

Số: /BKĐT Khoa: Điện – Điện tử Bộ Môn: Điều Khiển Tự Động NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1 HỌ VÀ TÊN SV: ĐỖ MINH QUỐC MSSV:40801734 2 NGÀNH:ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LỚP : DD08KSTD 3 Đề tài: HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER 4 Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

5 Ngày giao nhiệm vụ luận văn:

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

7 Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn

Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn Tp.HCM, ngày… tháng… năm 201

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:

Ngày bảo vệ :

Điểm tổng kết:

Nơi lưu trữ luận văn:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

-☆? - -☆? -

Ngày tháng năm 201

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người hướng dẫn) 1 Họ và tên SV: ĐỖ MINH QUỐC MSSV: 40801734 Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động 2 Đề tài : HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER 3 Họ và Tên giáo viên hướng dẫn:

4 Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : Số chương :

Bảng số liệu : Số hình vẽ :

Số tài liệu tham khảo : Phần mềm tính tóan : Hiện vật (sản phẩm) :

5 Tổng quát về các bản vẽ : - Số bản vẽ : Bản A0 Bản A1 Khổ khác

- Số bản vẽ vẽ tay : Số bản vẽ trên máy tính : 6 Những ưu điểm chính của LVTN :

7 Những thiếu sót chính của LVTN :

8 Đề nghị : Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ

9 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng : a)

b)

c)

10 Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm /10

Giáo Viên Hướng Dẫn

Ký tên (ghi rõ họ tên)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ

-☆ - -☆ -

Ngày tháng năm 201

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN (Dành cho người phản biện) 1 Họ và tên SV: ĐỖ MINH QUỐC MSSV: 40801734 Chuyên ngành: Điều Khiển Tự Động 2 Đề tài: HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER 3 Họ và Tên giáo viên phản biện:

4 Tổng quát về bản thuyết minh : Số trang : Số chương :

Bảng số liệu : Số hình vẽ :

Số tài liệu tham khảo : Phần mềm tính tóan : Hiện vật (sản phẩm) :

5 Tổng quát về các bản vẽ : - Số bản vẽ : Bản A0 Bản A1 Khổ khác

- Số bản vẽ vẽ tay : Số bản vẽ trên máy tính : 6 Những ưu điểm chính của LVTN :

7 Những thiếu sót chính của LVTN :

8 Đề nghị : Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ

9 3 câu hỏi SV phải trả lời trước Hội đồng : a)

b)

c)

10 Đánh giá chung (bằng chữ : giỏi, khá, TB) : Điểm /10

Giáo Viên Phản Biện

Ký tên (ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trải qua 4 tháng thực hiện, vận dụng những kiến thức đã được truyền đạt và bên cạnh đó cũng được học hỏi thêm nhiều điều, giờ luận văn tốt nghiệp của em đã hoàn tất Để có được thành công như vậy không chỉ riêng công sức của em bỏ ra, mà trong đó còn có sự dạy dỗ của cha mẹ, sự chỉ bảo của thầy cô, sự giúp đỡ của bạn bè Do đó không thể thiếu những lời cảm ơn chân thành từ đáy lòng em đến với những người thân đáng quý này

Lời cảm ơn đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến những thành viên trong gia đình

em, cha mẹ và chị đã dùng tình yêu thương chăm sóc em, động viên em những lúc khó khăn trong lúc thực hiện đề tài, luôn ở bên cạnh em những lúc vui buồn Bên cạnh đó em xin gửi đến toàn thể thầy cô khoa Điện – Điện tử nói chung và bộ môn tự động nói riêng , đã truyền đạt , chỉ bão , nuôi dưỡng cho em một nền kiến thức bổ ích, cần thiết Đây chính là nền tảng để em có thể hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp, cũng như hành tranh sau này để em vững bước, hòa nhập trong môi trường làm việc thực tế

Và đặc biệt hơn , em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với thầy Trương Đình Châu , người đã dìu dắt chỉ dạy, động viên , gợi ý những ý tưởng , hướng dẫn những kiến thức chuyên môn cần thiết, chuyên sâu cần thiết cho đề tài luận văn, nhờ thế mà em mới có thể hoàn thành luận văn này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012

Sinh viên thực hiện

ĐỖ MINH QUỐC

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Ảnh hưởng biến đổi khí hậu mực nước biển dâng cao đang là vấn đề nóng hỏi , cấp bách

mà các quốc gia, lãnh thổ trên thế giới đang đối mặt Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nhiều nhất của hiện tượng này , ngoài ra ở các thành phố lớn ở Việt Nam do hạ tầng chưa phát triển theo kịp với tốc độ phát triển của kinh tế , nên thường xuyên gánh chịu ngập trên diện rộng khi triều cường dâng cao Bài toán đặt ra hiện tại là tìm ra giải pháp đồng bộ , hiệu quả

và có thể triển khai rộng rãi , tận dụng hệ thống cơ sở hạ tầng hiện tại

Được sự gợi ý từ thầy hướng dẫn là TS Trương Đình Châu về tính ứng dụng và khả năng của mạng GPRS , webserver và mô hình hệ thống GIS em đã nhận và thực hiện đề tài luận văn :

“HỆ THỐNG SCADA TRONG THỦY LỢI ỨNG DỤNG GPRS, WEBSERVER”

Với đề tài này em sẽ sự dụng tính năng phổ biến rộng rãi của mạng GPRS, 3G trong truyền thông hiện nay, tiện ích đồ họa, lưu trữ dữ liệu trong mô hình GIS , và khả năng đa truy cập từ nhiều nơi của mô hình Webserver để xây dựng nên một hệ thống tiện ích cho mọi đối tượng người dùng và quản lý

Hệ thống chỉ dừng ở mức giả lập chưa được đem vào thực tế , với mô hình thiết kế còn đơn giản, nhưng em hy vọng đây sẽ là một tài liệu bổ ích , một hướng đi thử nghiệm cho việc ứng dụng vào thực tế cho những ai quan tâm và muốn tìm hiểu về mô hình điều khiển này Em xin đón nhận ý kiến đóng góp từ quý thầy cô , bạn bè sinh viên những học giả quan tâm để góp phần hoàn thiện thêm cho đề tài

Xin chân thành cảm ơn

Đỗ Minh Quốc

MỤC LỤC

TRANG BÌA……….i

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT ĐỀ TÀI iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH BẢNG BIỂU ix

CHƯƠNG 1: 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 1

1.1 Giới thiệu sơ lược về GIS: 1

1.1.1 Định nghĩa về GIS : 1

1.1.2 Ứng dụng trong thực tế: 3

1.1.3 Cơ sở dữ liệu địa lý ( Geo Database): 3

1.2 Mô hình GIS thực hiện trong đề tài : 5

1.3 Tính ứng dụng của GIS trong việc chống ngập trên diện rộng: 11

CHƯƠNG 2: 12

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG GSM và GPRS 12

2.1 Tổng quan về mạng di động GSM: 12

2.2 Sơ lược tổng quát về hệ thống GPRS: 18

2.3 Module SIM 900: 21

2.3.1 Đặc điểm kỷ thuật của Module Sim 900: 21

2.3.2 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân: 22

2.3.3 Các chế độ hoạt động của module SIM 900: 25

2.3.4 Tập lệnh AT dùng trong module SIM 900: 26

2.3.5 GPRS và tập lệnh AT trong SIM 900: 29

2.4 Giới thiệu sơ nét về 3G: 32

2.4.1 3G là gì? 32

2.4.2 Kiến trúc mạng 3G(W-CDMA): 36

CHƯƠNG 3: 40

THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIS CỦA ĐỀ TÀI 40

3.1 Module thu thập dữ liệu : 40

3.1.1 Mô hình trạm thu thập dùng GPRS: 40

3.1.2 Mô hình trạm thu thập RTU 3G: 52

3.2 Module trung tâm điều khiển (MTU): 57

3.2.1 Nhiệm vụ : 57

3.2.2 Chương trình điều khiển PLC MTU: 58

3.2.3 Chương trình điều khiển trên nền ngôn ngữ C# : 66

3.3 Chương trình Websevices và webserver hiển thị cập nhật mực nước: 93

3.3.1 Webservice: 93

3.3.2 Web Server: 95

Chương 4: 107

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 107

4.1 Kết quả đạt được: 107

4.2 Điểm hạn chế: 107

4.3 Hướng phát triển của đề tài: 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: Các thành phần của GIS

Hình 1.2 : Mô hình GIS sử dụng trong đề tài

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ thống GIS

Hình 1.4 :Module thu thập dữ liệu bằng GPRS

Hình 1.5 :Module trạm thu thập dữ liệu dùng 3G

Hình 1.6 : Mô hình minh họa trạm điều khiển trung tâm

Hình 1.7: Mô hình webserver ASP.NET

Hình 2.1 : Sơ đồ cấu trúc cơ bản hệ thống GSM

Hình 2.2:Ví dụ về phân cấp địa lý của mạng di động GSM

Hình 2.3 : Cấu trúc mạng GPRS dựa trên mạng GSM

Hình 2.4 Tham chiếu mô hình GPRS vào mô hình OSI

Hình 2.5: Tốc độ truyền trong GPRS

Hình 2.6 : Module Sim 900

Hình 2.7 : Sơ đồ chân SIM 900 nhìn từ phía trên

Hình 2.8: Thiết lập kết nối giửa SIM 900 và TCP server

Hình 2.9: Truyền và nhận dữ liệu giữa module SIM và GPRS server

Hình 2.10: Thực hiện hủy kết nối SIM 900 và GPRS Server

Hình 2.11: Băng tần 3G

Hình 2.12: Bằng tần chia sẻ các ISP

Hình 2.13: Quá trình chuyển đổi

Hình 2.14: Kiến trúc mạng 3G W-CDMA

Hình 2.15: Mạng lõi

Hình 2.16: Mạng truy cập vô tuyến

Hình 3.1: Mô hình trạm RTU thu thập mực nước qua GPRS

Hình 3.2: Sơ đồ chân Lm3s8962

Hình 3.3: Sơ độ khối module ADC ARM lm3s8962

Hình 3.4: Sơ đồ mạch module SIM 900

Hình 3.5: Giải thuật xử lý và gửi dữ liệu

Hình 3.6: Mô hình minh họa trạm đo RTU 3G

Hình 3.7: Gửi tín hiệu từ RTU về MTU bằng truyền thông modbus TCP/IP

Hình 3.14: Biểu đồ hiển thị dữ liệu mực nước

Hình 3.15: Module thực hiện chức năng report

Hình 3.16: Giao diện report qua mail

Hình 3.17: Giao diện report excel

Hình 3.18: Mô hình web xây dựng trên ngôn ngữ ASP.NET

Hình 3.19: Màn hình đăng nhập Web Server

Hình 3.20: Biểu đồ trên Webserver

Hình 3.21: Trang tích hợp giao diện Google Maps

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Bảng chức năng của từng chân SIM 900

Bảng 2.2: Chế độ lệnh AT

Bảng 2.3: Tốc độ tối đa có thể đạt được theo lý thuyết:

Bảng 3.1: Phân vùng bộ nhớ trong ARM Cortex M3 Lm3s8962

Bảng 3.2: Nguyên tắc phân vùng bộ nhớ Lm3s8962

Bảng 3.3: Danh sách biến trong chương trình PLC RTU GPRS

Bảng 3.4: Danh sách biến trong chương trình PLC RTU 3G

Bảng 3.5 Danh sách biến trong chương trình PLC MTU

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Giới thiệu tổng quan sơ nét về tính năng ưu điểm mô hình ứng dụng GIS trong

SCADA thủy lợi và tổng quan mô hình thiết kế được sử dụng trong đề tài

1.1 Giới thiệu sơ lược về GIS:

GIS là chữ viết tắt của cụm từ Geographic Information System , có nghĩa là hệ thống

thông tin địa lý, được hình thành từ những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây GIS là một ứng dụng công nghệ tin học được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kinh

tế , xã hội, quốc phòng ở nhiều quốc gia trên thế giới GIS với mô hình thế giới thực (Real World) cung cấp công cụ hữu dụng cho chính phủ các nước quản lý và quy hoạch một cách hệ thống tài nguyên thiên nhiên của quốc gia mình một cách bền vững và hợp lý

Tuy nhiên, hiện nay có nhiều định nghĩa, quan niệm hay cách nhìn nhận và cách hiểu khác

nhau về GIS , nói chung GIS là một hệ thống có thể bao gồm các thành phần sau : con người,

phần cứng , phần mềm , cơ sở dữ liệu và quy trình kiến thức chuyên gia nơi tập hợp các quy định , quy phạm , định hướng , chủ trương ứng dụng của nhà quản lý, các kiến thức chuyên ngành , kiến thức về công nghệ thông tin

Hình 1.1 : Các thành phần của GIS

Khi xây dựng hệ thống GIS ta cần quyết định nên thiết lập theo mô hình nào, lộ trình , phương thức thực hiện nào cho phù hợp , phát huy tối đa ưu điểm mà GIS mang lại Hệ GIS điển hình được thiết lập dựa trên một số khái niệm sau:

 Các đặc điểm của thế giới thực trên bề mặt Trái Đất được mô tả lại trên một hệ quy chiếu bản đồ và được lưu lại trong máy tính Đồng thời , máy tính cũng lưu lại lưới chiếu và các thuộc tính của các đặc điểm bản đồ đó để có thể trả lời câu hỏi như “ chúng ở đâu ?”

và “ chúng là cái gì ?”

 Các đặc điểm bản đồ có thể được hiển thị hoặc vẽ ra khi ta kết hợp bất kỳ hai hay nhiều đối tượng và hầu như trên bất kỳ một tỷ lệ bản đồ Tin học hóa các dữ liệu bản đồ phải được sử dụng một cách linh hoạt hơn so với các bản đồ giấy truyền thống

 GIS có khả năng phân tích các mối quan hệ trong không gian giữa các đặc điểm bản đồ

Việc áp dụng tin học vào trong thông tin địa lý đã có những bước tiến dài : từ hỗ trợ lập bản

đồ ( CAD mapping) đến hệ thống thông tin địa lý (GIS ) Hiện nay từ việc tích hợp công nghệ thông tin mới như hướng đối tượng ,GIS đang có bước chuyển từ hướng tiếp cận dữ liệu ( data approach) sang hướng tri thức(knowledge approach)

Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản

lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và bệnh tật Trong phần lớn các lĩnh vực này, GIS đóng vai trò như là một công cụ

hỗ trợ quyết định cho việc lập kế hoạch hoạt động

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) sử dụng cơ sở dữ liệu địa lý (geodatabase) làm dữ liệu của mình

Các thành phần của cơ sở dữ liệu không gian bao gồm:

* Tập hợp các dữ liệu dạng vector (tập các điểm, đường và vùng)

* Tập hợp các dữ liệu dạng raster (dạng mô hình DEM hoặc ảnh)

* Tập hợp các dữ liệu dạng mạng lưới (ví dụ như đường giao thông, lưới cấp thoát nước, lưới điện )

* Tập hợp các dữ liệu địa hình 3 chiều và bề mặt khác

* Dữ liệu đo đạc

* Dữ liệu dạng địa chỉ

* Các bảng dữ liệu là thành phần quan trọng của cơ sở dữ liệu không gian, được liên kết với các thành phần đồ họa với nhiều kiểu liên kết khác nhau

Về khía cạnh công nghệ, hình thể, vị trí không gian của các đối tượng cần quản lý, được miêu tả bằng các dữ liệu đồ hoạ Trong khi đó, tính chất các đối tượng này được miêu tả bằng các

dữ liệu thuộc tính

Mô hình cơ sở dữ liệu không gian không những quy định mô hình dữ liệu với các đối tượng

đồ hoạ, đối tượng thuộc tính mà còn quy định liên kết giữa chúng thông qua mô hình quan hệ và định nghĩa hướng đối tượng bao gồm các tính chất như thừa kế (inherit), đóng gói

(encapsulation) và đa hình (polymorphism)

Ngoài ra, cơ sở dữ liệu không gian hiện đại còn bao gồm các ràng buộc các đối tượng đồ hoạ ngay trong cơ sở dữ liệu, được gọi là topology Lập bản đồ và phân tích địa lý không phải là

kỹ thuật mới, nhưng GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ Trước công nghệ GIS, chỉ có một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng thông tin địa lý giúp ích cho việc giải quyết vấn đề và đưa ra các quyết định GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản và các công cụ phân tích tinhvi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng đặc biệt là phân tích liền kề và phân tích chồng xếp Nhóm này tạo nên ứng dụng quan trọng đối với nhiều ứng dụng mang tính phân tích Quá trình chồng xếp sử dụng một số bản đồ để sinh ra thông tin mới và các đối tượng mới Trong nhiều trường hợp topology mới sẽ được tạo lại Phân tích chồng xếp khá tốn thời gian và thuộc vào nhóm các ứng dụng có tính chất sâu, khi hệ thống được khai thác sử dụng ở mức độ cao hơn là được sử dụng cho từng vùng cụ thể hoặc cả nước với tỷ lệ bản đồ phù hợp Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý

Sự chồng xếp này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế

Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và trao đổi thông tin địa lý GIS cung cấp nhiều công cụ mới để mở rộng tính nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác (đa

phương tiện) Nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp, nên GIS thích hợp với các nhiệm vụ quản lý tài nguyên môi trường Các mô hình phức tạp cũng có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS Các lớp dữ liệu GIS có thể như hình sau:

GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà hoạch định chính sách Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc

Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa ra những quyết định một cách nhanh chóng Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ liệu địa

lý dạng số Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS Các nguồn dữ liệu tăng thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ thống định vị toàn cầu)

và công nghệ viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu thập dữ liệu hiệu quả hơn GIS đã được công nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích không chỉ trong các công tác thu thập đo đạc địa lý

mà còn trong các công tác điều tra tài nguyên thiên nhiên, phân tích hiện trạng và dự báo xu hướng diễn biến tài nguyên môi trường

Tại Việt Nam công nghệ GIS cũng được thí điểm khá sớm, và đến nay đã được ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng, lưu trữ tư liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị Tuy nhiên các ứng dụng có hiệu quả nhất mới giới hạn ở các lĩnh vực lưu trữ, in ấn các tư liệu bản đồ bằng công nghệ GIS Các ứng dụng GIS thuộc lĩnh vực quản lý, điều hành, trợ giúp quyết định hầu như mới dừng ở mức thử nghiệm, còn cần thời gian và đầu tư mới có thể đưa vào ứng dụng chính thức

1.2 Mô hình GIS thực hiện trong đề tài :

Trong đề tài tốt nghiệp mô hình GIS được thiết kế dựa trên 4 module :

Hình 1.2 : Mô hình GIS sử dụng trong đề tài

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của hệ thống GIS

Module 1: Thiết bị thu thập dữ liệu GPRS

UART

Hình 1.4 Module thu thập dữ liệu bằng GPRS

- Mô hình biến trở mô phỏng dữ liệu cảm biến mực nước , giá trị analog thay đổi khi vặn chỉnh biến trở

- Module bao gồm một vi xử lý ARM Cortex M3 LM3S8962 của hãng Texas Instrument ,

có bộ ADC được định khoảng thời gian đọc giá trị analog từ cảm biến về ( ở đây ta dùng biến trở

để mô phỏng dữ liệu đọc về ) , dòng thời giao tiếp UART với module SIM 900 để gửi thông tin

từ cảm biến về cho PC server

- Module SIM 900 dùng làm GPRS client giao tiếp với PC qua gói data theo chuẩn TCP/IP, dùng làm bộ chuyển tiếp thông tin đọc từ vi xử lý ARM chuyển đến cho server

Module 2: Trạm thu thập dữ liệu dùng 3G

Hình 1.5 : Mô hình trạm thu thập dữ liệu dùng 3G

- Mô hình sử dụng một PLC hỗ trợ enthernet có gắn module analog để thu thập dữ liệu từ cảm biến

- Một router 3G ADSL dùng để đưa dữ liệu thu thập từ PLC RTU về trạm điều khiển

- Pin năng lượng mặt trời cấp nguồn cho trạm RTU

- Cảm biến được mô phỏng bằng biến trở

Module 3: Trạm điều khiển trung tâm

Hình 1.6 : Mô hình minh họa trạm điều khiển trung tâm

Module này bao gồm :

Máy tính PC kết nối với mạng internet qua moderm ADSL , máy tính được cung cấp một domain dùng làm GPRS server , nhiệm vụ là lắng nghe và cho phép kết nối từ các module 1 ,2 thông qua GPRS và Internet , tổng hợp dữ liệu từ các module thu thập dữ liệu phân tích đánh giá mực nước , đưa ra cảnh báo cho người điều khiển , gửi các lệnh điều khiển đến các trạm máy bơm các lệnh để điều khiển máy bơm trong từng trường hợp đối với mực nước thu thập được , thực hiện chế độ tự động điều khiển giám sát , cập nhật sự liệu lên database của webserver

- Module này cũng có thiết bị đo mực nước so sánh với từng trường hợp dữ liệu từ module

1 gửi về , điều khiển 3 máy bơm làm nhiệm vụ bơm nước và một motor đóng mở cổng xả nước tùy vào từng trường hợp

- Bộ phận chấp hành gồm các máy bơm làm nhiệm vụ bơm nước và đóng mở công từ các lệnh PLC , các máy bơm được điều khiển bởi các biến tần kết nối với PLC theo chuẩn

- Database SQL Server làm nhiệm vụ lưu trữ dự liệu từ các trạm , các dữ liệu này được PC server cập nhật

Với mô hình được xây dựng từ các module trên, mục tiêu của luận văn nêu lên khả năng , ưu điểm của hệ thống GPRS và web trong việc xây dựng hệ thống GIS , phù hợp với chức năng quản lý phòng chống ngập

1.3 Tính ứng dụng của GIS trong việc chống ngập trên diện rộng:

Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa , với thời tiết mùa mưa kéo dài thất thường , với lược mưa hang năm cao , cộng với hệ thống song ngòi chằng chịt , nên việc phòng chống ngập lụt là một yêu cầu cấp bách cho các nhưu cầu phát triển nông nghiệp , kinh tế cũng như an sinh xã hội Trước những yếu tố đó Việt Nam cần xây dựng một hệ thống đưa ra cảnh báo giám sát và điều khiển một cách đồng bộ và hiệu quả cao Trong những giải pháp đề ra , GIS là một trong những giải pháp tốt nhất phù hợp nhất vì khả năng thu thập giám sát , phân tích , lưu trữ dự liệu , cùng với giao diện trực quan , giúp cho những nhà quản lý ra quyết định dễ dàng , và hiệu quả nhanh chóng mang tính vĩ mô

Hệ thống vận hành trên một hệ thống mạng viễn thông rộng khắp , và đang càng ngày càng phát triển ở nước ta, nhờ vào đó dữ liệu sẽ được cập nhật một cách nhanh chóng và lien tục , thông tin được chia sẽ qua internet , đều này giúp cho mọi đối tượng người dùng ở bất cứ nơi đâu đều có thể truy cập tham khảo thông tin mực nước ở các điểm đo một cách dễ dàng Ngoài ra hệ thống còn được lập trình để phân tích số liệu , dựa trên các thuật toán điều khiển sẽ tự động điều khiển đóng ngắt máy bơm, đóng mở cống thoát nước kịp thời, tránh tình trạng ngập úng diện rộng , giảm thiệt hại nếu nó xảy ra Trong thời gian vận hành hệ thống, dữ liệu sẽ được cập nhật liên tục lên cơ sở dữ liệu theo thời gian, nhờ vậy mà người quản lý sẽ có cái nhìn tổng quát về toàn bộ hệ thống, từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả

Hệ thống thông tin di động số sử dụng kỹ thuật đa truy cập phân chia theo thời gian

(TDMA) đầu tiên trên thế giới được ra đời ở châu Âu và có tên gọi là GSM Ban đầu hệ thống này gọi là “ nhóm đặc trách di động “ ( Group Special Mobile” Sau đó để tiện cho việc thương mại hóa GSM được gọi là “hệ thống di động toàn cầu” (GSM: Global System for Mobile

communication) Hệ thống thông tin di động GSM bắt đầy phát triển từ năm 1982 khi các nước Bắc Âu gửi đề nghị đến CEPT ( Conferenrnce of European Postal and Telecommunications – Hội nghị các cơ quan quản lý viễn thông và bưu chính Châu Âu) để quy định một dịch vụ viện thông chung ở Châu Âu ở tần số 900MHz Năm 1985 người ta ra quyết định xây dựng hệ thống thông tin di động kỷ thuật số Đến năm 1986 tại Pris mới hoàn thành việc đánh giá định hướng các giải pháp của các nước khác nhau để tiến đến lựa chọn phương án công TDMA bang hẹp

Để phát triển , nghiên cứu và nhằm nâng cao mạng lưới dịch vụ thông tin di động GSM, đầu năm 1992 một số nước Châu Âu đã thành lập hiệp hôi GSM MOU nhằm trao đổi, hợp tác trong kinh doanh và bảo vệ quyền lời cho các nhà khai thác GSM trên toàn thế giới

Tháng 5/1987, 13 nước Châu Âu đã ký GSM MOU để hứa hẹn lẫn nhau về việc hoàn thiện các tiêu chí kỷ thuật , nhằm cùng nhau hợp tác mở rộng thị trường rộng lớn cho GSM và thỏa thuận mỗi nước sẽ có một mạng GSM hoạt động từ ngày 1/7/1991 Song vì một số nguyên nhân , cuối năm 1992 mới có 13 thành viên của mạng GSM và đến nay đã có 253 thành viên mạng GSM của 109 nước

Ở Việt Nam, GPC và VMS hiện nay đang khai thác hai mạng thông tin di động số

Vinaphone và MobiPhone theo tiêu chuẩn GSM

VLR Bộ định vị tạm trú

EIR Thanh ghi nhận dạng thường trú

MSC Trung tâm chuyển mạch cái dịch vụ di động

OMC Trung tâm khai thác và bảo dưỡng

PSPDN Mạng chuyển mạch công cộng theo gói

CSPDN Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch

PSTN Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng

PLMN Mạng di động mặt đất công cộng

Giới thiệu các thành phần của mạng GSM:

Gồm 2 thành phần: hệ thống chuyển mạch (SS - switching system) và hệ thống trạm phát (BSS – base station system) Mỗi hệ thống được xây dựng trên nhiều thiết bị chuyên dụng khác nhau Ngoài ra, giống như các mạng liên lạc khác, GSM cũng được vận hành, bảo trì và quản lý bởi các trung tâm máy tính Hệ thống chuyển mạch chuyên xử lý cuộc gọi và các công việc liên quan đến thuê bao BSS xử lý công việc liên quan đến truyền phát sóng radio OMC thực hiện nhiệm vụ vận hành và bảo trì mạng,như theo dõi lưu lượng cảnh báo khi cần thiết OMC có quyền truy xuất đến cả SS và BSS

Mỗi hệ thống được phân chia thành những ô vô tuyến cận kề nhau để bảo cho việc phủ sóng liên tục , Mỗi ô vô tuyến này có một trạm vô tuyến gốc BTS làm việc với một tập hợp các kênh vô tuyến khác , các kênh này được sử dụng ở các ô lân cận nhau để tránh nhiễu giao thoa Một bộ điều khiểm trạm gốc (BSC) điềi khiển một nhóm trạm BTS, chức năng của BSC là chuyển giao cũng như điều khiển công suất

Một trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di độgn MSC phục vụ một số bộ điều khiển trạm gốc MSC điều khiển các cuộc gọi đến từ mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN mạng số liệu đa địc vụ ISDN, mạng di động mặt đất công cộng PLMN, các mạng số liệu công cộng PSDN và có thể là các mạng riêng

Nguyên lý hoạt động chung của GSM:

Hình 2.1 giới thiệu mô hình của hệ thống thông tin di động GSM Mô hình này bao gồm phân hệ chuyển mạch SS và phân hệ trạm gốc BSS, trong mỗi BSS có một bộ điều khiển trạm gốc BSC điều khiển một nhóm BTS về các chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất Còn trong mỗi SS, một trung tâm chuyển mạch của PLMN gọi tắt là tổng đài mạng di động MSC, phục vụ nhiều BSC hình thành cấp quản lý lảnh thổ gọi là vùng phục vụ MSC, bao gồm nhiều vùng định vị, biểu thị phân cấp cấu trúc địa lý của mạng di động và cell (ô) được hiểu như sau

Cell: là một đơn vị nhỏ nhất của mạng, có nhiều kiểu cell khc nhau nhưng cell là hình lục

giác đều (cấu trúc tổ ong) đạt được hiệu quả tối ưu nhất Trong mỗi cell có một trạm gốc BTS làm nhiệm vụ liên lạc vô tuyến với tất cả các MS có mặt trong đó.Tuỳ theo lưu lượng các cuộc gọi trong cell mà người ta sử dụng một hay vài tần số trong một cell và cứ cách một khoảng nhất định nào đó thì ta có thể sử dụng lại các tần số đá cho các cell khác Trong thực tế, nếu như lưu lượng tăng trưởng một cách quá mức thì người ta có thể chia một cell tành các cell nhỏ hơn, thông thường các cuộc gọi không thể xong trong một cell Vì vậy, hệ thống thông tin di động GSM phải có các chức năng điều khiển và chuyển mạch để chuyển giao cuộc gọi từ cell này sang cell khác mà cuộc gọi được chuyển giao không bị ảnh hưởng gì và yêu cầu này làm cho mạng di động khác với mạng cố định

Hình 2.2: Ví dụ về phân cấp địa lý của mạng di động GSM

Để quản lý một máy di động MS của mạng di động GSM đòi hỏi phải có một cơ sở dữ liệu lớn Bộ đăng ký định vị thường trú HLR chức các thông tin về thuê bao như các dịch vụ mà thuê bao lựa chọn và các thông số nhận thực Vị trí hiện thời của một máy di động MS được cập nhập qua bộ đăng ký định vị tạm trú VLR cũng được chuyển đến HLR Lúc này trung tâm nhận thực

có chức năng cung cấp cho HLR các thông số nhận thực và các khóa mật mã, mỗi MSC có một VLR Khi máy di động MS đi vào một vùng phục vụ MSC mới nào đó thì VLR yêu cầu HLR cung cấp các số liệu về vị khách di động MS này, đồng thời VLR cũng thông bó cho HLR biết rằng máy di động nói trên đang ở vùng phục vụ MSC nào Như vậy VLR có tất cả các thông tin cần thiết để thiết lập cuộc gọi theo yêu cầu người dùng Một MSC đặc biệt gọi là (MSC cổng) được PLMN giao chức năng kết nối giữa PLMN với các mạng cố định Ví dụ để thiết lập cuộc gọi đến một máy di động MS, thì cổng MSC hỏi HLR về vị trí hiện thời của máy di động MS thuộc về vùng nào để định tuyến tới MSC của máy di động MS xét Khi cuộc gọi đạt tới MSC này, thì VLR sẽ cho biết về vùng định vị của máy di động MS xét Tiếp theo là sự thông báoquảng bá tìm gọi máy di động MS xét được thực hiện Máy di động thực chất là thiết bị đầu cuối

vô tuyến của thuê bao, nhờ có thiết bị này mà người sử dụng có thể truy cập vào mạng Thành phần chính của một máy di động gồm có hai phần: Modulle nhận dạng thuê bao SIM và thiết bị thu, phát, báo hiệu ME

Trong phân hệ chuyển mạch SS còn có: Thanh ghi nhận dạng EIR (Equipment Identity Reggister) chứa số liệu phần cứng của thiết bị -EIR được nối với MSC qua một đường báo hiệu, nhờ vậy MSC có thể kiểm tra sự hợp lệ của thiết bị Trạm gốc BS là thiết bị kết nối máy di động với tổng đài di động MSC, thường trạm gốc BS được chia thành trạm thu phát gốc BTS và khối điều khiển trạm gốc BSS Trạm thu phát BTS có thể đặt độc lập với khối điều khiển trạm gốc BSS Trạm thu phát BTS có thể đặt độc lập với khối điều khiển BSC hoặc đặt cùng BSC, nó bao gồm một hoặc nhiều bộ thu phát gốc, khối điều khiển trạm gốc BSC có chức năng điều khiển và quản lý hệ thống cho một hoặc nhiều BTS Khối BSC nhằm trao đổi bản tin với cả BTS và MSC Một số đoạn tin báo hiệu có thể truyền thẳng đến các BSC khác nhau Tổng đài di động hoặc hệ thống tổng đài di động MSC có nhiệm vụ chuyển lưu từ mạng di động đến mạng cố định hoặc đến mạng di động khác

Trên hình 2.1 còn có phân hệ khai thác và hổ trợ OSS, chức năng của nó cũng đã được trình bày ở trên Trên cơ sở những điều trình bày trên, chúng ta trước hết cần biết đến những khác biệt lớn trong mạng cố định và mạng di động

Trong mạng cố định, thiết bị đầu cuối nối kết cố định với mạng Do đó, tổng đài mạng cố định liên tục giám sát được trạng thái nhấc, đặt (tổ hợp máy điện thoại) để phát hiện cuộc gọi đến

từ thuê bao, đồng thời thiết bị đầu cuối luôn luôn sẵn sàng tiếp nhận chuông (có cuộc gọi đến thuê bao xét) Nhưng trong mạng di động, vì số kênh vô tuyến quá ít so với số thuê bao MS, nên kênh vô tuyến chỉ được cấp phát theo kiểu động Hơn nữa, việc gọi được và thiết lập cuộc gọi đối với MS cũng khó hơn Khi chưa có cuộc gọi, MS lắng nghe thông báo tìm gọi nó nhờ một kênh đặc biệt, kênh này là kênh quảng bá (chung cho vùng định vị) Mạng phải xác định được MS bị gọi đang là vùng định vị nào

Một cuộc gọi liên quan tới MS yêu cầu hệ thống cho phép MS truy cập đến hệ thống để nhận được một kênh Thủ tục truy cập được thực hiện trên một kênh đặc biệt theo hướng từ MS đến trạm gốc Kênh này và kênh quảng bá đều là là kênh chung vì nó đồng thời phục vụ nhiều

MS trong cell Kênh mà MS được cấp phát để thực hiện một cuộc gọi là kênh dành riêng Vậy

MS có 2 trạng thái chính:

Trạng thái chờ: Máy di động lắng nghe kênh quảng bá

Trạng thí truyền tin: Máy di động MS được cấp phát kênh truyền tin song công để truyền tin song công Thủ tục truyền tin là một chức năng của máy di động MS cho phép nó chuyển từ trạng thái chờ sang trạng thái truyền tin Khi MS ở trang thái truyền tin, MS có thể di động từ cell(ô) này sang cell(ô) khác, đòi hỏi phải chuyển đổi kênh dành riêng và sự phụ thuộc tương ứng

từ mạng mà không ảnh hưởng gì đến cuộc gọi đang tiến hành Quá trình đó gọi là chuyển giao, việc chuyển giao đòi hỏi hai chiều: mạng phải phát hiện nhu cầu chuyển giao, mạng phải phát hiện nhu cầu cầu chuyển giao, mạng phải cấp phát và chuyển mạch đến kênh dành riêng mới Sự hợp tác giữa các mạng thông tin tạo điều kiện để MS được chuyển giao trong bất kỳ phạm vi nào Người ta chỉ định giao diện vô tuyến chung để MS có thể truy cập đến tất cả các mạng MS có bộ phận ME đầy đủ phần cứng và phần mềm cần thiết để phối phép với giao diện nói trên Phần SIM

có nhiều tính năng cần nói rõ thêm Trước hết SIM là một cái khóa cho phép MS được dùng Nhưng đó là một cái khóa vạn năng hiện nay cho phép cái khóa này gắn chặt với người dùng trong vài trò một thuê bao duy nhất, có thể làm việc với các thiết bị ME khác nhau, tiện cho việc thuê, mượn các ME tùy ý thuê bao SIM cũng có các phần cứng, phần mềm cần thiết với bộ nhớ

có thể lưu trữ loại tin tức: tin tức có thể được đọc hoặc thay đổi bởi người dùng SIM, sử dụng mật khẩu pin để bảo vệ quyền sử dụng của người sở hữu hợp pháp SIM cho phép người dùng sử dụng nhiều dịch vụ và cho phép người dùng truy cập vào các PLMN khác nhau

2.2 Sơ lược tổng quát về hệ thống GPRS:

GPRS (General Packet Radio Service) là một công nghệ mới đầy triển vọng được Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu tiêu chuẩn hoá vào năm 1993,đó là dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp được phát triển trên nền tảng công nghệ thông tin di động toàn cầu (GSM) sử dụng đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA).Nguyên lý cơ bản của công nghệ là sử dụng các gói tin để truyền tải dữ liệu trên mạng khi và chỉ khi có dữ liệu được gửi thay cho việc sử dụng kết nối kênh

cố định của dịch vụ GPRS Công nghệ GPRS hay còn biết đến với mạng di động thế hệ 2.5G, áp

dụng nguyên lý gói vô tuyến để truyền số liệu của người sử dụng một cách có hiệu quả giữa máy điện thoại di động tới các mạng truyền số liệu

GPRS cho phép sử dụng các máy điện thoại di động thông thường để truy nhập Internet Nhờ GPRS người sử dụng có thể làm việc với thư điện tử của mình, với các server Web thông thường (chứ không phải với các versions WAP chuyên dụng) v.v

Ưu thế cơ bản của các mạng GPRS là ở chỗ người sử dụng chỉ phải chi trả cho lượng thông tin phát /thu chứ không phải cho thời gian vào mạng Trước khi có tiêu chuẩn công nghệ GPRS, thuê bao phải trả tiền cho toàn bộ thời gian kết nối mà không phụ thuộc vào việc họ có sử dụng kênh truyền số liệu quy định hay không Nói một cách khác, tài nguyên của mạng chỉ phát huy hiệu lực trong thời gian truyền số liệu trực tiếp từ máy điện thoại Trong thời gian ngừng hoạt động, chẳng hạn như để duyệt thư điện tử, tài nguyên mạng được giao cho các thuê bao khác sử dụng Ngoài ra, công nghệ GPRS là một giai đoạn trung gian để chuyển từ thế hệ thứ hai (GMS) sang thế hệ thứ ba (UMTS - Universal Mobile Telecommunications System) Trong GPRS, tốc

độ truyền số liệu cao nhất có thể có là 171,2kbit/s nhanh hơn gần gấp 12 lần so với truyền số liệu trong các mạng GMS thông thường (9,6 kbit/s) Tuy nhiên,vào thời điểm hiện tại người ta chưa cần tốc độ cao như vậy mà thường chỉ trong khoảng 30-40kbit/s

Hình 2.3 : Cấu trúc mạng GPRS dựa trên mạng GSM

Hình 2.4 Tham chiếu mô hình GPRS vào mô hình OSI

SGSN và GGSN dựa trên hệ thống mạng vô tuyến có sẵn để xây dựng hệ thống chuyển mạch các gói dữ liệu theo giao thức TCP/IP thích ứng với mạng internet thông dụng, cho phép cung cấp thuê bao trong mạng các dịch vụ hấp dẫn hơn

Một số đặc điểm của hệ thống GPRS :

Tốc độ dữ liệu : GPRS tận dụng khe thời gian 9.6 Kbps của mạng GSM để triển khai dịch

vụ , nên tốc độ truyền dữ liệu chậm hơn so với các mạng dữ liệu gói khác Tốc độ dữ liệu cung cấp bởi GPRS phụ thuộc vào lược đồ mã hóa kênh Có 4 chuẩn tốc độ cho một kênh truyền trong GPRS là: 9,05 kbit/s – 13,4 kbit/s – 15,6 kbit/s – 21,4 kbits như hình 2.2 bên dưới

Hình 2.6 : Module Sim 900

SIM 900 là một module Quad-band GSM/GPRS được tích hợp chip lõi AMR926EJ-S core , thích ứng với chuẩn giáo tiếp công nghiệp , với 4 băng tần GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz , cung cấp giao tiếp voice , SMS , Data và Fax

Thông số kỹ thuật :

Nguồn cung cấp : 3.1 – 4.8 V

Quad band 850/900/1800/1900MHz

GPRS loại đa khe 10/8

GPRS mobile station class B

Hình 2.7 : Sơ đồ chân SIM 900 nhìn từ phía trên

Bảng 2.1 Bảng chức năng của từng chân SIM 900

2.3.3 Các chế độ hoạt động của module SIM 900:

 GSM/GPRS SLEEP: Module sẽ tự động chuyển sang chế đọ SLEEP nếu DTR được thiết lập mức cao và ở đó không có ngắt phần cứng như ngắt GPIO hoặc dữ liệu trên port nối tiếp Trong trường hợp này, dòng tiêu thụ của module sẽ giảm xuống mức thấp nhất Trong suốt chế

độ SLEEP module vẫn luôn có thể nhận gói tin nhắn hoặc hệ thống

 GSM IDLE: phần mềm tích cực Module kết nối mạng và module sẵn sàng gửi và nhận

 GSM TALK: Kết nối vẫn tiếp tục diễn ra giữa 2 thuê bao, nhưng không có dữ liệu được gửi hoặc nhận Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ phụ thuộc vào thiết lập mạng và cấu hình GPRS

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

 GPRS DATA: Xảy ra việc truyền dữ liệu GPRS Trong trường hợp này, năng lượng tiêu thụ liên quan tới việc thiết lập mạng (mức điều khiển nguồn), tốc độ uplink/downlink và câu hình GPRS (sử dụng thiết lập multi-slot)

2.3.4 Tập lệnh AT dùng trong module SIM 900:

Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời của máy tính Từ Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator Và định nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này sẽ làm cái gì Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết

bị dữ liệu đầu cuối được điều chế theo cái cách mà nó có thể được truyền dữ liệu qua các đường dây truyền dẫn Ở một mặt khác của đường dây, một modem thứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó

Khi chúng ta xem trong RS232 port layout thì chuẩn RS232 miêu tả một kênh truyền thông với bộ kết nối 25 chân DB25, nó được thiết kế để thực thi quá trình truyền các lệnh đến modem được kết nối với nó Thao tác này bao gồm cả các lệnh quay một số điện thoại nào đó Không máy đó là các quá trình dùng RS232 với chi phí thấp này chỉ thể hiện trên các máy tính ở các hộ gia đình trong những năm 70, và kênh truyền thông thứ 2 không được thực thi Thế nên nhất thiết phải có một phương pháp được thiết lập để sử dụng kênh dữ liệu hiện tại để không chỉ truyền dữ liệu từ một điểm đầu cuối này tới một điểm đầu cuối khác mà nó còn nhắm tới modem duy nhất Dennis Hayes đã đưa ra giải pháp cho vấn đề này trong năm 1977 Modem thông minh

(Smartmodem) của ông sử dụng chuẩn truyền thông RS232 đơn giản kết nối tới một máy tính để truyền cả câu lệnh và dữ liệu Bởi vì mõi lệnh bắt đầu với chữ AT trong chữ Attention nên ngôn ngữ điều khiển được định nghĩa bởi Hayes nhanh chóng được biết đến với bộ lệnh Hayes AT Chính vị sự đơn giản và khả năng thực thi với chi phí thấp của nó, bộ lệnh Hayes AT nhanh chóng được sử dụng phổ biến trong các modem của các nhà sản xuất khác nhau Khi chức năng

và độ tích hợp của các modem ngày càng tăng cùng thời gian, nên làm cho ngôn ngữ lệnh Hayes

AT càng phức tạp Vì thế nhanh chóng mỗi nhà sản xuất modem đã sử dụng ngôn ngữ riêng của ông ấy Ngày nay bộ lệnh AT bao gồm cả các lệnh về dữ liệu, fax, voice và các truyền thông SMS

Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một modem AT là một cách viết gọn của chữ Attention Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với “AT” hay “at” Đó là lý do tại sao các lệnh modem được gọi là các lệnh AT Nhiều lệnh của nó được sử dụng để điều khiển các modem quay số sử dụng dây mối (wired dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) và ATO (return to online data state), cũng được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các modem

GSM/GPRS và các điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+CMGS (gửi tin nhắn SMS),

AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ một vùng lưu trữ), AT+CMGL (chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS)

và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS)

Ngoài ra, các modem GSM còn hỗ trợ một bộ lệnh AT mở rộng Những lệnh AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của GSM Với các lệnh AT mở rộng này,bạn có thể làm một số thứ như sau:

o Đọc,viết, xóa tin nhắn

o Gửi tin nhắn SMS

o Kiểm tra chiều dài tín hiệu

o Kiểm tra trạng thái sạc bin và mức sạc của bin

o Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ

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

 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 (máy tính, hệ vi điều khiển)

Tập lệnh AT có thể chia thành 3 loại cú pháp chính: cú pháp cơ bản, cú pháp tham số S, cú pháp mở rộng

Cú pháp cơ bản: “AT<x><n>” hoặc “AT&<x><n>”

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

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

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

Bảng 2.2: Chế độ lệnh AT

Kết hợp các lệnh AT liên tiếp trên cùng một dòng lệnh: Chỉ cần đánh “AT” hoặc “at” một lần ở đầu dòng lệnh, các lệnh còn lại chỉ cần đánh lệnh, các lệnh cách nhau bởi dấu chấm phẩy