Đồ án thiết kế mạch chống trộm xe máy dùng Pic16f887,Sim800l,RF

Với sự phát triển của kinh tế tình trạng trộm cắp xe máy ngày càng tăng nhưng không dễ dàng gì đối với những xe được trang bị những biện pháp đầy đủ. Các thiết bị phải có khả năng cảnh báo và báo động cho các tình huống nguy hiểm sắp xảy ra để giúp chủ tài sản có thể xử lý kịp thời nhằm bảo vệ tài sản, báo động có trộm hoặc có thông tin về vị trí của tài sản nếu không may mắn bị mất cắp. Từ những thực tế trên em đã tìm hiểu và thực hiện đề tài “Thiết kế mạch chống trộm và khóa động cơ sử dụng PIC” nhằm góp một phần công sức trong việc giải quyết những vấn đề trên. Thiết bị dùng vi điều khiển PIC16F887, Module SIM800L và RF. Có khả tìm xe trong bãi, khóa xe, mở khóa xe và gửi tin nhắn khi xe bị tác động từ người lạ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Hà Nội - 2021

chúng em trong suốt 4 năm qua để chúng em có chuyên môn sâu để ra ngoài làm việc và có thể giúp ích cho xã hội

Để thực hiện thành công đồ án tốt nghiệp em xin trân thành cảm ơn cô Th.S Dương Thị Hằng đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em trong định hướng, góp ý và cung cấp tài liệu Nhờ sự tận tình của cô mà góp phần lớn cho chúng

em sớm hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Hà Nội, ngày 13 tháng 5 năm 2021 Người thực hiện đề tài

Cao Bá Nguyên

DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT I DANH MỤC HÌNH ẢNH III DANH MỤC BẢNG BIỂU V

MỞ ĐẦU VI

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Tìm hiểu về các thiết bị cảnh báo chống trộm xe ngày nay 1

1.2.1 Sự phát triển của thiết bị chống trộm 1

1.2.2 Các loại thiết bị đang được lắp đạt ngày nay 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

1.5 Mục tiêu đồ án 4

1.6 Kết luận chương 4

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Giới thiệu chương 5

2.2 Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887 5

2.2.1 Lịch sử phát triển của PIC 5

2.2.2 Tổng quan về vi điều khiển PIC16F887 8

2.2.3 USART của PIC16F887 11

2.3 Module sim800l 13

2.3.1 Sơ lược về GSM 13

2.3.2 Giới thiệu sim800l 14

2.3.3 Lệnh AT của sim 15

2.3.4 Thông số kỹ thuật sim800l 16

2.3.5 Sơ đồ chân sim800l 17

2.4 Module RF 18

2.5 Điện trở, tụ điện 20

2.6 Relay 21

2.7 Nút thấn 23

2.11 Kết luận chương 25

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 26

3.1 Yêu cầu hệ thống 26

3.2 Sơ đồ khối hệ thống 26

3.3 Yêu cầu kỹ thuật 27

3.4 Nguyên lý hoạt động hệ thống 28

3.5 Chức năng các khối 28

3.5.1 Khối nguồn 28

3.5.2 Khối sim 800l 29

3.5.3 Khối thu RF 29

3.5.4 Khối phát RF 30

3.5.5 Khối khóa 30

3.5.6 Khối vận hành 31

3.5.7 Khối xử lý trung tâm 31

3.5.8 Toàn bộ hệ thống 32

3.6 Thiết kế mạch in 33

3.7 Lưu đồ thuật toán 35

3.8 Thực nghiệm 36

3.8.1 Mô hình hệ thống chống trộm và khóa động cơ 36

3.8.2 Khi chủ xe tắt xe và có kẻ trộm đột nhập ổ khóa xe 37

3.8.3 Khi chủ mở khóa xe 39

3.8.4 Khi chủ xe tìm xe 40

3.9 Kết luận chương 40

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC 44

DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

TDMA Time Division Multipe Access Đa truy cập phân chia

theo thời gian CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập (đa người

dùng) phân chia theo

mã ICSP In-Circuit Serial Programming Lập trình nối tiếp

trong mạch FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia

theo tần số FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia

tần số DECT Digital Enhanced Cordless

Telecommunications

Viễn thông không dây nâng cao kỹ thuật số UMTS-

TDD

Universal MobileTelecommunications Systems

- Time Division Duplex

Hệ thống di động toàn cầu- Song công phân chia thời gian TD-

thuật số tương tự ALU Arithmetic Logic Unit Bộ số học và logic

GPIO General-purpose input/output Cổng kết nối vào/raLCD Liquid crystal display Màn hình tinh thể lỏng

PIC Programmable Intelligent

Computer

Lập trình máy tính thông minh SIM SubScriber Identity Module Module nhận dạng chủ

thuê bao

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Khóa chống trộm Smart 2

Hình 1.2 Khóa chống trộm bằng thẻ từ 3

Hình 2.1 : Hình ảnh thực tế của PIC16F887 11

Hình 2.2: Module Sim 800 15

Hình 2.3 Sơ đồ chân sim800l 17

Hình 2.4: Module phát RF 19

Hình 2.5: Module thu RF 20

Hình 2.6: Điện trở 20

Hình 2.7: Tụ điện 21

Hình 2.8: Relay 21

Hình 2.9: Nút nhấn 23

Hình 2.10: Thạch anh điện tử 23

Hình 2.11: IC LM7805 24

Hình 2.12: Chân IC ổn AP 7805 24

Hình 3.1 Sơ đồ khối 26

Hình 3.2: Khối nguồn 28

Hình 3.3: Khối sim800l 29

Hình 3.4: khối RF 29

Hình 3.5: Khối phát RF 30

Hình 3.6: Khối ổ khóa 30

Hình 3.7: khối vận hành 31

Hình 3.8: Khối vi điều khiển 32

Hình 3.9: Toàn bộ hệ thống 32

Hình 3.10 Mạch in 2D và 3D của toàn hệ thống 34

Hình 3.11 Mạch RF phát 36

Hình 3.12 Khi nhấn mở khóa chưa cho phép chủ xe 37

Hình 3.13 Sau khi mở trộm khóa 38

Hình 3.14 Sau khi mở trộm khóa 38

Hình 3.15 Sau khi chủ xe mở khóa 39 Hình 3.16 Chủ xe tìm xe 40

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Bảng lựu chọn thiết bị 27

MỞ ĐẦU

Kinh tế ngày càng phát triển kèm theo Khoa học - Công nghệ phát triển, những sự phát triển gắn liền với các mốc thời gian vào công nghệ phát triển Trong những công nghệ phát triển đó điển hình là nghành công nghệ thông tin

di động được áp dụng và phát triển rộng rãi ở trên thế giới và Việt Nam, ngày nay Việt Nam đang thử nghiệm mạng 5G rộng rãi và làm cho thế giới phải ngưỡng mộ với Nghành thông tin di động của chúng ta

Cùng với công nghệ thông tin di động thì công nghệ sóng RF cũng là công nghệ không dây đang phát triển mạnh mẽ, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đơn giản, khả năng đảm bảo an toàn tốt và đặc biệt là giá thành

rẻ

Với những công nghệ hiện đại để giúp đất nước phát triển xong cũng

có những mặt tối để giúp tội phạm có nhiều mánh khóe hơn và đa năng hơn Trong đó, xe máy là một thứ mà kẻ gian muốn trộm lấy vì giá cả của xe vô cùng lớn đối với mọi người

Với mong muốn áp dụng khoa học công nghệ vào thực tiễn, bảo vệ tài sản cho người dân thì em đã nghiên cứu đề tài “Thiết kế mạch chống trộm

và khóa động cơ sử dụng PIC” Đóng góp một phần vào bảo vệ tài sản cho người khác và cho chính mình Nội dung trình bày của em gồm 4 phần:

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thiết kế mạch và thi công hệ thống

Chương 4: kết luận và hướng phát triển

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn đề tài

- Ngày nay, xã hội ngày càng phát triển nhanh chóng do sự phát triển mạnh

mẽ của các ngành kinh tế, khu công nghiệp, các công nghệ Với sự phát triển đó vẫn còn nhiều điều bất ổn của xã hội như: Trộm cắp, cướp giật Cùng với sự phát triển đó, hiện nay tính đến năm 2020 thì Việt Nam chúng ta có khoảng 37 triệu chiếc xe máy(theo vnexpress.net) Xe máy

là phương tiện đi lại chủ yếu của người dân nên cần có những biện pháp

để phòng tránh mất mát từ những điều xấu của xã hội Mặc dù với số lượng lớn như vậy nhưng không hầu hết những chiếc xe nào cũng có những biện pháp chống trộm vì lý do tài chính của mỗi người khác nhau Trên thế giới ra đời nhiều thiết bị chống trộm, ưu tiên những thiết bị vừa bảo mật tuyệt đối, giá thành phải chăng,thân thiện với mọi người

- Với sự phát triển của kinh tế tình trạng trộm cắp xe máy ngày càng tăng nhưng không dễ dàng gì đối với những xe được trang bị những biện pháp đầy đủ Các thiết bị phải có khả năng cảnh báo và báo động cho các tình huống nguy hiểm sắp xảy ra để giúp chủ tài sản có thể xử lý kịp thời nhằm bảo vệ tài sản, báo động có trộm hoặc có thông tin về vị trí của tài sản nếu không may mắn bị mất cắp

- Từ những thực tế trên em đã tìm hiểu và thực hiện đề tài “Thiết kế mạch chống trộm và khóa động cơ sử dụng PIC” nhằm góp một phần công sức trong việc giải quyết những vấn đề trên

- Thiết bị dùng vi điều khiển PIC16F887, Module SIM800L và RF Có khả tìm xe trong bãi, khóa xe, mở khóa xe và gửi tin nhắn khi xe bị tác động từ người lạ

1.2 Tìm hiểu về các thiết bị cảnh báo chống trộm xe ngày nay

1.2.1 Sự phát triển của thiết bị chống trộm

Bằng sáng chế đã được trao cho Đức Giáo Hoàng Augustus Russell vào năm

1853, các máy chống trộm đầu tiên là một thiết bị điện tử tương đối đơn giản

và hoạt động bằng pin Khi cánh cửa mở sẽ thiết lập một vùng trong chuyển động, mà sau đó sẽ kích hoạt một cái búa gõ vào chuông Cửa và các cảm biến cửa sổ sau đó sẽ được tạo ra để kết nối các điểm bị xâm nhập và một báo động thông qua một số dây nối Ban đầu đây không phải là thiết bị hoàn chỉnh, tuy nhiên, các thiết bị chống trộm cá nhân là cần thiết cho mỗi cửa sổ trong một ngôi nhà Vào năm 1857 và 1858 Đức Giáo Hoàng ốm yếu nên Holmes đã mua bằng sáng chế và ông đã trở thành tên tuổi trong lịch sử đưa hệ thống báo động đến gần hơn với công chúng ( Nguồn từ An Ninh Ngày Đêm) Ngày nay không chỉ báo động ở nhà mà còn ở xe máy và ở mọi nơi, thiết bị báo động ngày càng tiên tiến và đa dạng

1.2.2 Các loại thiết bị đang được lắp đạt ngày nay

Cần lắp đặt một thiết bị là điều cần thiết cho xe của bạn ngày nay, với mỗi giá thành khác nhau thì thiết bị cũng khác nhau , ngày nay có rất nhiều thiết bị chống trộm xe

Hình 1.1 Khóa chống trộm Smart Với thiết bị này người dùng có thể dùng được:

- Thứ nhất: Giúp theo dõi - định vị xem hiện tại xe đang đi đâu, ở đâu

- Thứ hai: Xem lại hành trình - lịch sử di chuyển của xe, xem xe đã đi những đâu dừng - đỗ ở đâu

- Thứ ba: Chống trộm xe - Hú còi báo động khi có kẻ gian tác động vào

ổ khóa xe, đồng thời nhắn tin hoặc gọi điện báo về điện thoại chủ xe, kết hợp không thể nổ máy xe chạy được Ngoài ra có thể tắt máy xe

từ điện thoại di động

- Giá thị trường giá từ 1.350.000 đến 1.890.000 đồng

Hình 1.2 Khóa chống trộm bằng thẻ từ Với thiết bị này người dùng có thể:

- Tìm xe

- Chống trộm xe, chống dắt xe

- Chế độ rung, chế độ ngủ

- Gía thị trường 899.000 đồng

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Sau khi tìm hiểu thông tin về đề tài cùng với những hiểu biết sẵn và tìm kiếm thông tin liên quan tôi đã xác định các đối tượng nghiên cứu là:

- Vi điều Khiển PIC16F887

 Giới thiệu về vi điều khiển PIC16F887

 Sơ đồ chân và chức năng của chân

 Thông số kỹ thuật và chức năng các chân

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Tham khảo tài liệu: Các đề tài liên quan, tìm kiếm thông tin trên internet

- Tự thiết kế và viết phần mềm điều khiển theo các yêu cầu đặt ra (dựa vào tình hình thực tế của hệ thống của xe, hành vi của kẻ trộm)

- Thực nghiệm trực tiếp: Phát triển để kiểm tra phần cứng và phần mềm sau đó điều chỉnh các thông số cho phù hợp với điều kiện thực tế 1.5 Mục tiêu đồ án

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chương

Với chương này em tìm hiểu về lịch sử phát triển, các khái niệm tổng quan, các đặc tính vật lý của các linh kiện và phần mềm như là:

- Giới thiệu về PIC16F887

- Module Sim800l

- Module RF

- Các linh kiện cần thiết khác

- Phần mềm lập trình cho hệ thống

2.2 Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887

2.2.1 Lịch sử phát triển của PIC

PIC (Programmable Interlligent Computer) ban đầu là một sản phẩm của General Instruments Dòng sản phẩm đầu tiên của hãng là PIC1650 Năm 1985 General Instrument bán lại bộ phận sản xuất vi điện tử của họ và chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án liên quan (do các dự án lúc đó đã quá lỗi thời) Năm 1989 Microchip Technology tiếp tục phát triển PIC, bắt đầu bằng việc thêm bộ nhớ EEPROM để tạo thành 1 bộ điều khiển vào/ra khả trình Tiếp đến là tích hợp các tính năng như ngắt, ADC (Analog Digital Convert)… để tạo thành các bộ vi điều khiển (MC-Micro Controller)

Đến năm 1992 Microchip Technology đã cho ra đời 6 loại chip với 3 dòng khác nhau:

- Dòng chip có độ dài mã lệnh bằng 12 bit gồm 4 chip PIC16C5x Các chip này có từ 12 đến 28 chân vào ra

- Dòng chip độ dài mã lệnh bằng 14 bit là PIC16C71 Bộ vi điều khiển này đã dược tích hợp thêm 2 tài nguyên là ngắt và ADC

- Dòng chip độ dài mã lệnh bằng 16 bit là PIC17C41, tuy nhiên dòng chip này không được chú trọng phát triển vào thời điểm đó

Đến năm 2000, Microchip Technology tái phát triển dòng chip có độ dài mã lệnh bằng 16 bit đã có trước đó 8 năm Đại diện cho dòng chip này là

PIC18F452 với tốc độ, dung lượng bộ nhớ được cải thiện và khá nhiều tính năng được bổ xung như các bộ định thời (Timer), truyền thông nối tiếp…Dòng

vi điều khiển PIC 8 bit đã dẫn đầu về số lượng bán ra mỗi năm liên tuc từ năm

2002 đến nay

Ngày nay, những ứng dụng của vi điều khiển đã đi sâu vào đời sống sinh hoạt và sản xuất của con người Thực tế hiện nay là hầu hết các thiết bị điện hiện nay điều có sự góp mặt của vi điều khiển và vi xử lí Ứng dụng vi điều khiển trong thiết kế hệ thống làm giảm chi phí thiết kế và hạ giá thành sản phẩm đồng thời nâng cao tính ổn định của thiết bị và hệ thống

Trên thị trường hiện nay có nhiều họ vi điều khiển để lựa chọn như: 8051, Motola68HC, AVR, ARM, Pic…và có lẽ 8051 là dòng mà chúng ta được làm quen nhiều nhất trong môi trường đại học nhưng tại sao chúng ta chọn dòng vi điều khiển Pic để thực hiện ứng dụng và phát triển không ngoài những nguyên nhân sau:

- Họ vi điều khiển Pic phát triển và sử dụng phổ biến ở nước ta => việc tìm mua và trao đổi kinh nghiệm là hết sức thuận lợi

- Giá thành các dòng Pic là không quá mắc

- Các dòng Pic có đầy đủ tính năng để hoạt động độc lập

- Là sự bổ sung hợp lý về kiến thức cũng như ứng dụng cho họ vi điều khiển 8051

- Có sự hỗ trợ cao của nhà sản xuất về các công cụ lập trình, trình biên dịch, mạch nạp Pic từ đơn giản tới phức tạp Không những vậy các tính năng đa dạng của các đòng Pic không ngừng được phát triển

- Có nhiều bộ phận ngoại vi ngay trên chip, bao gồm: Cổng và/ra số, bộ biến đổi ADC, bộ nhớ EEFROM, bộ định thời, bộ điều chế độ rộng xung (PWM)…

- Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được tích hợp ngay trên chip Đây là họ vi điều khiển được chế tạo theo kiến trúc RISC (Reduced Intruction Set Computer) có cấu trúc khá phức tạp Ngoài các tính năng

như các họ vi điều khiển khác, nó còn tích hợp nhiều tính năng mới rất tiện lợi cho người thiết kế và lập trình

Các dòng và cách lựa chọn

Các kí hiệu của vi điều khiển PIC:

- PIC12xxxx: độ dài lệnh 12 bit

- PIC16xxxx: độ dài lệnh 14 bit

- PIC18xxxx: độ dài lệnh 16bit

C: PIC có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM)

F: PIC có bộ nhớ flash

LF: PIC có bộ nhớ flash hoạt động ở điện áp thấp

LV: tương tự như LF, đây là kí hiệu cũ Bên cạnh đó một số vi điệu PIC khiển

có kí hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có thêm chữ A ở cuối là flash (ví dụ PIC16F877 là EEPROM, còn PIC16F877A là flash) Ngoài ra còn có thêm một dòng vi điều khiển PIC mới là dsPIC

Ở Việt Nam phổ biến nhất là các họ vi điều khiển do hãng Microchip sản xuất Cách lựa chọn một vi điều khiển PIC phù hợp:

- Trước hết cần chú ý đến số chân của vi điều khiển cần thiết cho ứng dụng Có nhiều vi điều khiển PIC với số lượng chân khác nhau, thậm chí có vi điều khiển chỉ có 8 chân, ngoài ra còn có các vi điều khiển 28,

40, 44, … chân

- Cần chọn vi điều khiển PIC có bộ nhớ flash để có thể nạp xóa chương trình được nhiều lần hơn Tiếp theo cần chú ý đến các khối chức năng được tích hợp sẵn trong vi điều khiển, các chuẩn giao tiếp bên trong

- Sau cùng cần chú ý đến bộ nhớ chương trình mà vi điều khiển cho phép

- Ngoài ra mọi thông tin về cách lựa chọn vi điều khiển PIC có thể được tìm thấy trong cuốn sách “Select PIC guide” do nhà sản xuất Microchip cung cấp

2.2.2 Tổng quan về vi điều khiển PIC16F887

PIC16F887 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Microchip thuộc họ của Pic16xx

- Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC là:

 Có 3 kiểu định địa chỉ trực tiếp, gián tiếp và tức thời

- Cấu trúc đặc biệt của vi điều khiển

 Bộ dao động nội chính xác:

o Sai số ± 1%

o Có thể lựa chọn tần số từ 31 kHz đến 8 Mhz bằng phần mềm

 Có chế độ ngủ để tiết kiệm công suất

 Dãy điện áp hoạt động rộng từ 2V đến 5,5V

 Tầm nhiệt độ làm việc theo chuẩn công nghiệp

 Có mạch reset khi có điện (Power On Reset – POR)

 Có bộ định thời chờ ổn định điện áp khi mới có điện (Power

up Timer – PWRT) và bộ định thời chờ dao động hoạt động

ổn định khi mới cấp điện (Oscillator Start-up Timer – OST)

 Có mạch tự động reset khi phát hiện nguồn điện cấp bị sụt giảm, cho phép lựa chọn bằng phần mềm (Brown out Reset – BOR)

 Có bộ định thời giám sát (Watchdog Timer – WDT) dùng dao động trong chip cho phép bằng phần mềm (có thể định thời lên đến 268 giây)

 Đa hợp ngõ vào reset với ngõ vào có điện trở kéo lên

 Có bảo vệ code đã lập trình

 Bộ nhớ Flash cho phép xóa và lập trình 100,000 lần

 Bộ nhớ Eeprom cho phép xóa và lập trình 1,000,000 lần và có thể tồn tại trên 40 năm

 Cho phép đọc/ghi bộ nhớ chương trình khi mạch hoạt động

 Có tích hợp mạch gỡ rối

- Cấu trúc nguồn công suất thấp

 Chế độ chờ: dòng tiêu tán khoảng 50nA, sử dụng nguồn 2V

 Dòng hoạt động:

o 11µA ở tần số hoạt động 32kHz, sử dụng nguồn 2V

o 220µA ở tần số hoạt động 4MHz, sử dụng nguồn 2V

 Bộ định thời Watchdog Timer khi hoạt động tiêu thụ 1,4µA, điện áp 2V

- Cấu trúc ngoại vi

 Có 35 chân I/O cho phép lựa chọn hướng độc lập:

o Mỗi ngõ ra có thể nhận/cấp dòng lớn khoảng 25mA nên

có thể trực tiếp điều khiển led

o Có các port báo ngắt khi có thay đổi mức logic

o Có các port có điện trở kéo lên bên trong có thể lập trình

o Có ngõ vào báo thức khỏi chế độ công suất cực thấp

 Có module so sánh tương tự:

o Có 2 bộ so sánh điện áp tương tự

o Có module nguồn điện áp tham chiếu có thể lập trình

o Có nguồn điện áp tham chiếu cố định có giá trị bằng 0,6V

o Có các ngõ vào và các ngõ ra của bộ so sánh điện áp

o Có bộ dao động công suất thấp có tần số 32kHz

 Có timer2: 8 bit hoạt động định thời với thanh ghi chu kỳ, có

bộ chia trước và chia sau

 Có module capture, compare và điều chế xung PWM+ nâng cao

o Có bộ capture 16 bit có thể đếm được xung với độ phân giải cao nhất là 12,5ns

o Có bộ điều chế xung PWM với số kênh ngõ ra là 1, 2 hoặc 4, có thể lập trình với tần số lớn nhất là 20kHz

o Có ngõ ra PWM điều khiển lái

 Có module capture, compare và điều chế xung PWM

o Có bộ capture 16 bit có thể đếm được xung với chu kỳ cao nhất là 12,5ns

o Có bộ so sánh 16 bit có thể so sánh xung đếm với chu kỳ

2.2.3 USART của PIC16F887

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) còn được gọi là Giao diện Truyền thông Nối tiếp hoặc SCI USART có thể được

định cấu hình như một hệ thống không đồng bộ song công đầy đủ có thể giao tiếp với các thiết bị ngoại vi như thiết bị đầu cuối CRT và máy tính cá nhân hoặc nó có thể được cấu hình như một hệ thống đồng bộ bán song công có thể giao tiếp với các thiết bị ngoại vi như mạch tích hợp A/D hoặc D/A, EEPROM nối tiếp…Các dạng giao tiếp USART bao gồm:

- Bất đồ bộ (song công)

- Đồng bộ Master mode (bán song công)

- Đồng bộ slave mode (bán song công)

Bit SPEN (RCSTA <7>) và bit TRISC <7: 6> phải được đặt để định cấu hình các chân RC6 / TX / CK và RC7 / RX / DT làm Máy phát thu không đồng

bộ đa năng Mô-đun USART cũng có khả năng giao tiếp đa bộ xử lý bằng cách

sử dụng phát hiện địa chỉ 9-bit

- USART bất đồng bộ

 Trong chế độ này, USART sử dụng định dạng không trả về (NRZ) tiêu chuẩn (một bit START, tám hoặc chín bit dữ liệu và một bit STOP) Định dạng dữ liệu phổ biến nhất là 8-bit Một bộ tạo tốc

độ truyền 8 bit trên chip, chuyên dụng, có thể được sử dụng để lấy các tần số tốc độ truyền chuẩn từ bộ dao động USART truyền và nhận LSb trước Bộ phát và bộ thu độc lập về mặt chức năng, nhưng sử dụng cùng một định dạng dữ liệu và tốc độ truyền Bộ tạo tốc độ baud tạo ra một đồng hồ, x16 hoặc x64 của tốc độ dịch chuyển bit, tùy thuộc vào bit BRGH (TXSTA <2>) Tính chẵn lẻ không được phần cứng hỗ trợ, nhưng có thể được triển khai trong phần mềm (và được lưu trữ dưới dạng bit dữ liệu thứ chín) Chế

độ không đồng bộ bị dừng trong SLEEP

 Chế độ không đồng bộ được chọn bằng cách xóa bit SYNC

 (TXSTA <4>)

 Mô-đun không đồng bộ USART bao gồm các phần tử quan trọng sau:

o Máy tạo tốc độ Baud

- GSM là hệ thống thông tin di động toàn cầu và được viết tắt của từ

“The Global System for Mobile Cpommunication” GSM là công nghệ dùng cho mạng thông tin di động Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn

2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ

- GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động trên thế giới

- Các mạng điện thoại GSM sử dụng công nghệ TDMA có nghĩa là đa truy cập phân chia các truy cập theo thời gian Công nghệ này cho phép 8 máy điện thoại di động có thể sử dụng chung một kênh đàm thoại bằng cách mỗi máy điện thoại di động sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian để truyền

và nhận dữ liệu Hiện nay, ở nước ta có các nhà mạng sau sử dụng công nghệ TDMA : Vinaphone, Viettel, Mobiphone

- Trong các hệ thống vô tuyến, TDMA thường được sử dụng cùng với đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) và song công phân chia theo tần

số (FDD), sự kết hợp này được gọi là FDMA / TDMA / FDD Đây là trường hợp của cả GSM và IS-136 chẳng hạn Các trường hợp ngoại lệ bao gồm hệ thống vi di động DECT và Hệ thống điện thoại cầm tay cá nhân (PHS), biến thể UMTS-TDD UMTS và TD-SCDMA của Trung Quốc , sử dụng song công phân chia thời gian, trong đó các khe thời gian khác nhau được phân bổ cho trạm gốc và các thiết bị cầm tay trên cùng một tần số

- Cấu trúc mạng di động :

 Một mạng lưới các trạm gốc vô tuyến tạo thành hệ thống con của trạm gốc

 Các mạch lõi chuyển mạch mạng để xử lý các cuộc gọi thoại và văn bản

 Một mạng chuyển mạch gói để xử lý dữ liệu di động

 Các công mạng điện thoại cho thuê bao kết nối với mạng điện thoại rộng hơn

- GSM sử dụng các băng tần sau: 900MHz, 1800MHz và 1900MHz Các mạng di động ở nước ta điều đang dùng băng tần 900MHz, các nước trên thế giới thì dùng bằng tần 1800MHz, riêng nước Mỹ thì dùng băng tần 1900MHz

2.3.2 Giới thiệu sim800l

- Module Sim800l GSM GPRS(General Packet Radio Service) là một đun di động thu nhỏ cho phép truyền GPRS, gửi và nhận SMS cũng như thực hiện và nhận cuộc gọi thoại Chi phí thấp và diện tích nhỏ và hỗ trợ tần số 4 băng tần làm cho mô-đun này trở thành giải pháp hoàn hảo cho bất kỳ dự án nào yêu cầu kết nối phạm vi xa Sau khi kết nối mô-đun nguồn khởi động, tìm kiếm mạng di động và đăng nhập tự động Đèn LED trên bo mạch hiển thị trạng thái kết nối (không phủ sóng - nhấp nháy nhanh, đã đăng nhập - nhấp nháy chậm)

mô Mômô đun này có hai ăngmô ten đi kèm Đầu tiên được làm bằng dây (hàn trực tiếp vào chân NET trên PCB) - rất hữu ích ở những nơi chật hẹp Thứ hai - Ăng-ten PCB - với băng dính hai mặt và cáp bím đi kèm với đầu nối IPX Cái này có hiệu suất tốt hơn và cho phép đặt mô-đun của bạn bên trong vỏ kim loại - miễn là ăng-ten ở bên ngoài

Hình 2.2: Module Sim 800 2.3.3 Lệnh AT của sim

 Mô tả: Lệnh thực hiện kết thúc cuộc gọi hoặc cúp máy khi có cuộc gọi đến

 Lệnh: ATA

 Mô tả: Lệnh thực hiện chấp nhận khi có cuộc gọi đến

- Các lệnh điều khiển tin nhắn:

 Lệnh: AT+CMGF=1

 Mô tả: Lệnh đưa SMS về chế dộ Text, phải có lệnh bày mới gửi nhận tin nhắn dạng Text

 Lệnh: AT+CMGS=”số_điện_thoại”

 Đợi đến khi có ký tự ’>’ được gửi thì đánh nội dung tin nhắn

 Gửi mã Ctrl+Z hay 0x1A hoặc giá trị 26 để kết thúc nội dung

 Mô tả: Hiển thị tin nhắn ngay khi có tin nhắn đến

2.3.4 Thông số kỹ thuật sim800l

- Điện áp cung cấp: 3.8V - 4.2V

- Điện áp cung cấp đề xuất: 4V

- Sự tiêu thụ năng lượng:

 chế độ ngủ <2.0mA

 chế độ nhàn rỗi <7.0mA

- Truyền GSM (trung bình): 350 mA

- Truyền GSM (peek): 2000mA

- Kích thước mô-đun: 25 x 23 mm

- Giao diện: Lệnh UART (tối đa 2,8V) và AT

- Ổ cắm thẻ SIM: microSIM (mặt dưới)

- Các tần số được hỗ trợ: Quad Band (850/950/1800/1900 MHz)

- Đầu nối ăng-ten: IPX

- Báo hiệu trạng thái: LED

- Phạm vi nhiệt độ làm việc: -40 do + 85 ° C

2.3.5 Sơ đồ chân sim800l

Hình 2.3 Sơ đồ chân sim800l

- RING (không được đánh dấu trên PBC, đầu tiên từ trên xuống, hình vuông): Trạng thái THẤP khi nhận cuộc gọi

- DTR: chế độ ngủ, mặc định ở trạng thái cao (mô-đun ở chế độ ngủ, giao tiếp nối tiếp bị vô hiệu hóa) Sau khi thiết lập nó ở thấp, mô-đun sẽ thức dậy

- MICP(+), MICN(-): Nối với micrô (P + / N -)

- SPKP(+), SPKN(-): N.ối với loa (P + / N -)

- NET: Nối với ăng ten

- VCC: Nối điện áp cung cấp

- ĐẶT LẠI: Mức cao thì đặt lại module

- RXD: Dùng giao tiếp nối tiếp

- TXD: Dùnggiao tiếp nối tiếp

- GND: Nối mặt đất

2.4 Module RF

Module RF (viết tắt của từ RF transmitter module) là thiết bị điện tử có nhận và truyền tín hiệu vô tuyến giữa 2 thiết bị Module phát RF PT2262 và Module thu RF PT2272 là sản phẩm của Princeton technology PT2262 là bộ

mã hóa điều khiển từ xa được ghép nối với PT2272 sử dụng Công nghệ CMOS

Nó mã hóa dữ liệu và các chân địa chỉ thành dạng sóng được mã hóa nối tiếp phù hợp với điều chế RF hoặc IR

- Module phát RF PT2262

 Công nghệ CMOS

 Sự tiêu thụ ít điện năng

 Khả năng miễn nhiễm tiếng ồn rất cao

 Lên đến 12 Ghim Địa chỉ Mã Tri-State

 Lên đến 6 chân dữ liệu

 Dải điện áp hoạt động rộng: Vcc = 4 ~ 15V

 Bộ dao động điện trở đơn

 Loại đầu ra chốt hoặc tạm thời

 Có sẵn trong DIP và SOP

 Sử dụng băng tần 433mHz

 Truyền song vô tuyến >8m

PT2262 có tối đa 12 bit chân địa chỉ ba trạng thái cung cấp tới 531.441 (hoặc 312) mã địa chỉ, do đó giảm đáng kể bất kỳ xung đột mã và khả năng quét mã trái phép

Hình 2.4: Module phát RF

- Module thu RF

 Công nghệ CMOS

 Sự tiêu thụ ít điện năng

 Khả năng miễn nhiễm tiếng ồn rất cao

 Lên đến 12 Ghim Địa chỉ Mã Tri-State

 Lên đến 6 chân dữ liệu

 Dải điện áp hoạt động rộng: Vcc = 4 ~ 15V

 Bộ dao động điện trở đơn

 Loại đầu ra chốt hoặc tạm thời

 Có sẵn trong DIP và SOP

khả năng quét mã trái phép PT 2272 có sẵn trong một số tùy chọn để phù hợp với mọi nhu cầu ứng dụng: số lượng chân đầu ra dữ liệu thay đổi, chốt hoặc kiểu đầu ra tạm thời

Hình 2.5: Module thu RF 2.5 Điện trở, tụ điện

- Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện

Hình 2.6: Điện trở