Download - Bao Cao Hoan Chinh
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ
thuật, công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển
đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công
nghiệp, cung cấp thông tin ... Do đó là một sinh viên chuyên ngành Điện tử -
Viễn thông chúng ta phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả
nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và
trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy
sự phát triển của nền kinh tế nước nhà.
Như chúng ta cũng đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy,
trong đời sống của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi
thiết bị có một quy trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt
của người sử dụng. Chúng chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữ
liệu. Nhưng đối với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS
thì lại khác. Ở đây, các thiết bị điều khiển tự động được kết nối với nhau thành
một hệ thống hoàn chỉnh qua một một thiết bị trung tâm và có thể giao tiếp với
nhau về mặt dữ liệu.
Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông
qua tin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò
sưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động …
Nó hoạt động như một ngôi nhà thông minh. Nghĩa là tất cả các thiết bị này có
thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu thông qua một đầu não trung tâm. Đầu
não trung tâm ở đây có thể là một máy vi tính hoàn chỉnh hoặc có thể là một
bộ xử lí đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển. Bình thường,
các thiết bị trong ngồi nhà này có thể được điều khiển từ xa thông qua các tin
nhắn của chủ nhà. Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện … khi người chủ nhà
quên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà. Hay chỉ với một tin nhắn SMS, người chủ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 1
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trong một
khoảng thời gian nhất định. Bên cạnh đó nó cũng gửi thông báo cho người
điều khiển biết khi có người lạ đột nhập vào nhà thông qua hệ thống báo động
dùng led thu phát hồng ngoại hay các bộ cảm biến khác bằng một tin nhắn
cảnh báo. Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật. Nghĩa là chỉ có chủ nhà
hay người biết mật khẩu của ngôi nhà thì mới điều khiển được ngôi nhà này.
Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống,
cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã
chọn đề tài " Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa qua tin nhắn SMS " để
đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến
bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà.
1.1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử
ra đời ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng. Bên cạnh
đó nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người
ngày càng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ
thuật và công nghệ ngày càng cao. Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ
trong lĩnh này nhưng hiện nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu
âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự động được điều khiển từ xa đã phát triển rất
mạnh mẽ.
Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm em muốn đưa một phần những kỹ
thuật hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể
tạo ra một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS
nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Đề tài lấy cơ sở là tin
nhắn SMS để điều khiển thiết bị. Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển
thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao
(nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều
khiển thiết bị được). Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp
dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công
nghiệp.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 2
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng
những kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống
Điều khiển tự động từ xa bằng tin nhắn SMS hoàn chỉnh. Hệ thống tích hợp
module điều khiển giám sát trung tâm, module công suất cho các thiết bị trong
nhà và và module báo động (cảnh báo) cùng các module tiện ích khác. Với
module báo động thì sử dụng hai Led thu phát hồng ngoại sẽ gởi thông tin dữ
liệu về bộ xử lí trung tâm khi có tác động của đối tượng bên ngoài (người lạ
đột nhập). Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (mobile) của
người điều khiển để báo cho biết có tác động của đối tượng bên ngoài ( người
lạ đột nhập). Module điều khiển giám sát có chức năng điều khiển và giám sát.
1.1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn
SMS áp dụng cho một ngôi nhà hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rất
tốn kém. Để đáp ứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải có
một lượng thời gian, kiến thức nhất định. Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính.
Với lượng thời gian và kiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm em thực hiện
chỉ thực thi một phần của hệ thống hoàn chỉnh đó. Đó là điều khiển đóng mở
đèn, ngoài ra còn có chức năng báo động (cảnh báo) khi có người lạ đột nhập
vào nhà.
Với những gì đã trình bày trên, nhóm em đã tiến hành nghiên cứu, khảo
sát và thực hiện và dự kiến đạt được các mục tiêu đặt ra như sau:
Điều khiển các thiết bị trong nhà (cụ thể là điều khiển một thiết
bị công suất trung bình) bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ sóng của mạng
điện thoại di động đang hoạt động trong nước như Viettel, Mobile Phone,
Vina Phone …
Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho người điều khiển, với
nội dung tin nhắn chứa thông tin hoạt động của thiết bị (on/off).
Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng tự động báo động bằng
cách gửi một tin nhắn SMS tới người điều khiển khi có người lạ đột nhập.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 3
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC
1.2.1.1 Ngoài nước
Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị
từ xa không còn vấn đề mới mẻ nữa vì được nghiên cứu và đã áp dụng vào
thực tế trong các nhà máy xí nghiệp. Kĩ thuật này được ra đời vào cuối tháng
8/2000, khi đó có đến 6.3 triệu GSM (Global System for Mobile
communications) được sử dụng tại South Africa. Theo thống kê thì tổng số
người dùng GSM vào năm 2005 được dự đoán là 11 triệu người chỉ tính riêng
South Africa. Hiện tại có 49 mạng GSM tại Africa với sự phát triển ghê ghớm
hơn nữa trong tương lai. Kĩ thuật GSM có khả năng truyền tin wireless với
phạm vi rất rộng lớn và đảm bạo độ tin cậy cao. Chính vì vậy, người dùng có
thễ gửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa mang lại hiệu quả cao. Người
dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc thương
hiệu) để Theo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nông
nghiệp. Những hệ thống được điều hiển bởi SMS (SMS Control Systems) thì
chỉ cần điều khiển thông qua việc gửi nhận tin nhắn SMS. Điều này có nghĩa
là việc điều khiển có phạm vi rất xa. Hệ thống điều khiển bằng tin nhắn SMS
được thiết kế để điều khiển những thiết bị và ứng dụng :
Máy móc nhà xưởng.
Hệ thống xử lí nước thải.
Nông nghiệp thủy lợi.
Lò sưởi, ướp lạnh, máy điều hòa.
1.2.1.2 Trong nước
Ở phạm vi trong nước, trước khi thực hiện đề tài này thì cũng đã có
nhóm nghiên cứu về đề tài điều khiển thiết bị bằng SMS nhưng nghiên cứu
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 4
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
đầy đủ về một hệ thống điều khiển thiết bị điện bằng tin nhắn SMS dùng
Module Sim300CZ thì theo em tìm hiểu trên google và các tài liệu khác thì
chưa có. Tuy nhiên, vẫn có những nghiên cứu phát triển, ứng dụng làm nền
tảng cho đề tài này được thực hiện. Chẳng hạn như đề tài nghiên cứu: “Điều
khiển thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính ” của tác giả Nguyễn
Trọng Kiên và Phạm Văn Nam, sinh viên trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật năm
2008. Trong đề tài này, hai tác giả Nguyễn Trọng Kiên và Phạm Văn Nam đã
sử dụng yếu tố chính là máy tính giao tiếp với điện thoại bằng dây cáp USB
Modem để điều khiển các thiết bị điện, điện tử ở trong nhà chẳng hạn như điều
khiển, giám sát và cho hiển thị được hình ảnh thông qua camera và các tính
năng khác. Tác giả đã nghiên cứu và cho đi vào các ứng dụng như: tìm hiểu
các vấn đề về truyền dữ liệu, các giao thức truyền thông, giao tiếp, phần mềm
điều khiển. Hệ thống thiết kế giao diện điều khiển trên máy bằng cách giao
tiếp điện thoại với máy tính qua USB Modem.
Hệ thống có sơ đồ khối như hình sau:
Với hệ thống như trên, tác giả đã khai thác, ứng dụng rất tốt sự phát
triển của mạng di động vào trong thực tế. Song, theo ý kiến chủ quan thì đề tài
này vẫn còn một số thiếu sót cần khắc phục chẳng hạn như: hệ thống trên chỉ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 5
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
ứng dụng cho những địa điểm, vị trí nào có lắp đặt máy tính hay có dùng
laptop nhưng rất cồng kềnh, phức tạp và trong quá trình thực thi hệ thống thì
ngoài việc giao diện phần mềm xây dựng hoạt động ổn định thì phải luôn đảm
bảo được giao tiếp đồng bộ giữa máy tính với điện thoại. Nếu hệ thống không
duy trì được những yếu tố trên thì sẽ không thực thi được quá trình điều khiển
thiết bị điện trong nhà. Bên cạnh đề tài nêu trên còn có một số đề tài khác đề
cập đến vấn đề điều khiển thiết bị từ xa khác, nhưng chưa có đề tài nào sử
dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị dùng Module Sim300CZ. Tuy nhiên,
các đề tài đi trước đã tạo nền tảng cho việc phát triển ý tưởng điều khiển thiết
bị từ xa qua tin nhắn SMS.
Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị
hiện nay tại Việt Nam đang còn rất mới mẻ và chưa đi vào thực tiễn ứng dụng
nhiều. Hầu hết các nghiên cứu đều là nghiên cứu tự phát của cá nhân những
người hay nhóm người muốn tìm hiểu về công nghệ này, vẫn chưa phải là một
hoạt động nghiên cứu mang tính chuyên nghiệp để có thể đưa vào ứng dụng.
Mặc dù vậy việc nghiên cứu vẫn có những nhen nhóm khi tập đoàn điện lực
EVN đã sử dụng công nghệ nhắn tin SMS để điều khiển máy cắt thông qua
Modem điện thoại của họ. Ước tính 70 triệu thuê bao di động ở Việt Nam năm
2009 khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và
Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao mỗi ngày phát triển
được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao. Dịch vụ về SMS cũng tăng lên rất
mạnh. Điều này là một lợi thế cho việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng
trong điều khiển tự động hóa.
1.2.2 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ
Dùng mạng điện thoại di động của các nhà cung cấp dịch vụ như
Viettel, Mobiphone, Vinaphone, S-Fone để gửi tin nhắn SMS điều khiển các
thiết bị và có thể nhận dữ liệu đáp ứng lại từ các thiết bị cho biết tình trạng
hoạt động ON/OFF của các thiết bị và gửi dữ liệu báo động cho người điều
khiển.
1.2.3 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT NGHIÊN CỨU
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 6
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Đề tài này được thực hiện gồm 3 phần:
PHẦN A: GIỚI THIỆU, giới thiệu một cách khái quát về đề tài.
PHẦN B: NỘI DUNG, gồm 5 chương.
Chương 1: Tổng quan về đề tài, nêu lên những vấn đề hiện nay có liên
quan đến đề tài, tầm quan trọng của vấn đề và hướng giải quyết vấn đề đó. Cơ
sở lý luận, trình bày tổng quát đề cương nghiên cứu, các phương pháp, cách
thức nghiên cứu và kế hoạch để thực hiện đề tài.
Chương 2: Giới thiệu tổng quát về Module Sim300CZ, tập lệnh AT
Command, tổng quát về tin nhắn SMS, tổng quát về công nghệ GSM.
Chương 3: Giới thiệu tổng quát về Vi điều khiển Pic18f26k20, khảo sát
sơ đồ chân, tổ chức bộ chức, hoạt động Timer, hoạt động port nối tiếp, hoạt
động ngắt, truyền thông nối tiếp, chuyển đổi ADC...
Chương 4: Thiết kế và thi công mạch
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài
PHẦN C: PHỤ LỤC
1.2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong đề tài này nhóm em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp
chí về điện tử và truy cập từ mạng internet.
- Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện thực tế đang có trên thị
trường và tham khảo thêm một số dạng mạch từ mạng Internet.
- Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mình
kết hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm em đã lắp ráp thử nghiệm nhiều
dạng mạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu.
Với đề tài này, nhóm em dựa vào sách giáo khoa và những kiến thức
được trang bị trong quá trình học tập cùng với sự trợ giúp của máy tính và
những thông tin trên mạng Internet. Ngoài ra, còn có những thiết bị trợ giúp
trong quá trình thiết kế mạch do nhóm em tự trang bị.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 7
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU MODULE SIM 300CZ, TẬP LỆNH
ATCOMMAND, TIN NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM
2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS
2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SMS
SMS là từ viết tắt của Short Message Service. Đó là một công nghệ cho
phép gửi và nhận các tín nhắn giữa các điện thoại với nhau. SMS xuất hiện
đầu tiên ở Châu âu vào năm 1992. Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn
về GSM (Global System for Mobile Communications). 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. ETSI là chữ viết tắt của European
Telecommunications Standards Institute. Ngày nay thì 3GPP (Third
Generation Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm soát về sự phát triển và
duy trì các chuẩn GSM và SMS.
Như đã nói ở trên về tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, từ
cụm từ đó, có thể thấy được là dữ liệu có thể được lưu giữ bởi một tin nhắn
SMS là rất giới hạn. Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120
bit) dữ liệu. Vì vậy, một tin nhắn SMS chỉ có thể chứa :
+ 160 kí tự nếu như mã hóa kí tự 7 bit được sử dụng (mã hóa kí tự 7
bit thì phù hợp với mã hóa các lí tự latin chẳng hạn như các lí tự alphabet của
tiếng Anh).
+ 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng
(các tin nhắn SMS không chứa các kí tự latin như kí tự chữ Trung Quốc phải
sử dụng mã hóa kí tự 16 bit).
Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể
hoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode , bao gồm cả
Arabic, Trung Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc.Bên cạnh gữi tin nhắn dạng text
thì tin nhắn SMS còn có thể mang các dữ liệu dạng binary. Nó còn cho phép
gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác … tới một điện thoại
khác.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 8
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Một trong những ưu điểm nổi trội của SMS đó là nó được hỗ trợ bởi
các điện thoại có sử dụng GSM hoàn toàn. Hầu hết tất cả các tiện ích cộng
thêm gồm cả dịch vụ gửi tin nhắn giá rẻ được cung cấp, sử dụng thông qua
sóng mang wireless. Không giống như SMS, các công nghệ mobile như WAP
và mobile Java thì không được hỗ trợ trên nhiều model điện thoại.
Sử dụng tin nhắn SMS ngày càng phát triển và trở lên rộng khắp :
- Các tin nhắn SMS có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào.
Ngày nay, hầu hết mọi người đều có điện thoại di động của riêng mình
và mang nó theo người hầu như cả ngày. Với một điện thoại di động , bạn có
thể gửi và đọc các tin nhắn SMS bất cứ lúc nào bạn muốn, sẽ không gặp khó
khăn gì khi bạn đang ở trong văn phòng hay trên xe bus hay ở nhà…
- Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại mà tắt nguồn.
Nếu như không chắc cho một cuộc gọi nào đó thì bạn có thể gửi một tin
nhắn SMS đến bạn của bạn thậm chí khi người đó tắt nguồn máy điện thoại
trong lúc bạn gửi tin nhắn đó. Hệ thống SMS của mạng điện thoại sẽ lưu trữ
tin nhắn đó rồi sau đó gửi nó tới người bạn đó khi điện thoại của người bạn
này mở nguồn.
- Các tin nhắn SMS ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ
liên lạc với người khác
Việc đọc và viết các tin nhắn SMS không gây ra ồn ào. Trong khi đó,
bạn phải chạy ra ngoài khỏi rạp hát, thự viện hay một nơi nào đó để thực hiện
một cuộc điện thoại hay trả lời một cuộc gọi. Bạn không cần phải làm như vậy
nếu như tin nhắn SMS được sử dụng.
- Các điện thoại di động và chúng có thể được thay đổi giữa các
sóng mang Wireless khác nhau.
Tin nhắn SMS là một công nghệ rất thành công và trưởng thành. Tất cả
các điện thoại mobile ngày nay đều có hỗ trợ nó. Bạn không chỉ có thể trao
đổi các tin nhắn SMS đối với người sử dụng mobile ở cùng một nhà cung cấp
dịch vụ mạng sóng mang wireless, mà đồng thời bạn cũng có thể trao đổi nó
với người sử dụng khác ở các nhà cung cấp dịch vụ khác.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 9
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
- SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử
dụng cùng với nó.
Nói như vậy là do:
Thứ nhất, tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử
dụng công nghệ GSM. Xây dựng các ứng dụng wireless trên nền công nghệ
SMS có thể phát huy tối đa những ứng dụng có thể dành cho người sử dụng.
Thứ hai, các tin nhắn SMS còn tương thích với việc mang các dữ liệu
binary bên cạnh gửi các text. Nó có thể được sử dụng để gửi nhạc chuông,
hình ảnh, hoạt họa …
Thứ ba, tin nhắn SMS hỗ trợ việc chi trả các dịch vụ trực tuyến.
2.1.2 CẤU TRÚC MỘT TIN NHẮN SMS
Nội dung của một tin nhắn SMS khi được gửi đi sẽ được chia làm 5
phần như sau :
- Instructions to air interface : Chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao
diện
không khí) .
- Instructions to SMSC : Chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC
(short message service centre).
- Instructions to handset : Chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay.
- Instructions to SIM (optional) : Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM
(Subscriber Identity Modules).
- Message body : Nội dung tin nhắn SMS.
2.1.3 TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI
Một trong những trở ngại của công nghệ SMS là tin nhắn SMS chỉ có
thể mang một lượng giới hạn các dữ liệu. Để khắc phục trở ngại này, một mở
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 10
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
rộng của nó gọi là SMS chuỗi (hay SMS dài) đã ra đời. Một tin nhắn SMS
dạng text dài có thể chứa nhiều hơn 160 kí tự theo chuẩn dùng trong tiếng
Anh. Cơ cấu hoạt động cơ bản SMS chuỗi làm việc như sau: điện thoại di
động của người gửi sẽ chia tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi
các phần nhỏ này như một tin nhắn SMS đơn. Khi các tin nhắn SMS này đã
được gửi tới đích hoàn toàn thì nó sẽ được kết hợp lại với nhau trên máy di
động của người nhận.
Khó khăn của SMS chuỗi là nó ít được hỗ trợ nhiều so với SMS ở các
thiết bị có sử dụng sóng wireless.
2.1.4 SMS CENTER/SMSC
Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt
động liên quan tới SMS của một mạng wireless. Khi một tin nhắn SMS được
gửi đi từ một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâm
SMS. Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (người
nhận). Một tin nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng
(netwok) (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích thực
sự của nó. Nhiệm vụ duy nhất của một SMSC là luân chuyển các tin nhắn
SMS và điều chỉnh quá trình này cho đúng với chu trình của nó. Nếu như máy
điện thoại của người nhận không ở trạng thái nhận (bật nguồn) trong lúc gửi
thì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này. Và khi máy điện thoại của người nhận mở
nguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tới người nhận.
Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyển
lưu thông SMS của một mạng wireless. Hệ thống vận hành mạng luôn luôn
quản lí SMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thống mạng
wireless. Tuy nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có
vị trí bên ngoài của hệ thống mạng wireless.
Bạn phải biết địa chỉ SMSC của hệ thống vận hành mạng wireless để sử
dụng, tinh chỉnh chức năng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn. Điển hình
một địa chỉ SMSC là một số điện thoại thông thường ở hình thức, khuôn mẫu
quốc tế. Một điện thoại nên có một thực đơn chọn lựa để cấu hình địa chỉ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 11
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
SMSC. Thông thường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ
thống mạng wireless. Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay
đổi nào cả.
2.1.5 NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ
Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng
mục gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa
các nhà điều hành quốc tế với nhau. Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục
bộ là tin nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn
tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa
các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau.
Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với
gửi trong nước. Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửi
cho mạng khác trong cùng một quốc gia <= chi phí cho việc gửi tin nhắn
SMS quốc tế.
Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ hay
thậm chí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽ
của hệ thống SMS toàn cầu.
2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM
GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thông tin
di động số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2G(second
generation) có cấu trúc mạng tế bào, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói và
chuyển giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz,
900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz, được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI)
quy định.
GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộc
vào phần cứng, người ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.
Do nó hầu như có mặt khắp mọi nơi trên thế giới nên khi các nhà cung
cấp dịch vụ thực hiện việc ký kết roaming với nhau nhờ đó mà thuê bao GSM
có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoại GSM của mình bất cứ nơi đâu.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 12
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âm thanh
với chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ
tiền hơn đó là tin nhắn SMS. Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp
dịch vụ thì công nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễ
dàng kết nối các thiết bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau.
Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thuê
bao của mình với các mạng khác trên toàn thế giới. Và công nghệ GSM cũng
phát triển thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền với
tốc độ cao hơn sử dụng EDGE.
GSM hiện chiếm 85% thị trường di động với 2,5 tỷ thuê bao tại 218
quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể
roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng
GSM khác nhau ở có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.
2.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM
- Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến
126 kí tự.
- Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với
tốc độ hiện hành lên đến 9.600 bps.
- Tính phủ sóng cao: Công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao
trong toàn mạng mà còn chuyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà
không có một sự thay đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất
của công nghệ GSM(dịch vụ roaming).
- Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division
multiplexing ) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate.
- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watts đối
với băng tần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM
1800/1900Mhz.
- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh
3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps).
2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 13
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát
Hình 2.1 Cấu trúc của công nghệ GSM
Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:
- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).
- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).
- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).
- Trạm di động MS (Mobile Station).
2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM
Hình 2.2 Các thành phần mạng GSM
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 14
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM
Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993. Hiện, ba nhà cung cấp
di động công nghệ GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và
Viettel Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thị
trường với số lượng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua.
Hiện nay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng của
các nhà cung cấp dịch vụ theo công nghệ GSM.
Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có
khoảng 70 triệu thuê bao di động. Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam
là VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng
thuê bao mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao.
2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM300CZ, TẬP LỆNH AT COMMAND.
2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM300CZ
Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời 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 khác thứ hai điều chế
dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó.
Các modem ngày xưa chỉ tương thích cho việc gữi nhận dữ liệu. Đễ
thiết lập một kết nối thì một thiết bị thứ hai như một dialer thì được cần đến.
Đôi khi kết nối cũng được thiết lập bằng tay bằng cách quay số điện thoại
tương ứng và một khi modem được bật thì kết nối coi như được thực thi. Các
máy tính loại nhỏ ở các năm 70 thâm nhập vào thị trường là các gia đình, cùng
với chi phí thì sự thiếu hụt về kiến thức kỹ thuật trở thành một vấn đề nan giải
Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một
mạng wireless GSM. Một modem wireless thì cũng hoạt động giông như một
modem quay số. Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 15
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
nhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một
modem wireless thì việc gữi nhận dữ liệu thông qua sóng.
Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1
thẻ sim với một mạng wireless để hoạt động.
Module Sim300CZ là một trong những loại modem GSM. Nhưng
Module Sim300CZ đựoc nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó
sữ dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS
1800 Mhz và PCS 1900Mhz, tính năng GPRS của Sim 300CZ có nhiều lớp
8 lớp điện dung
10 lớp điện dung
Và hỗ trợ GPRS theo dang đồ thị mã hóa CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
2.3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM300CZ.
1. Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 4,5V
2. Nguồn lưu trữ
3. Băng tần
EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz,
Sim300CZ có thể tự động tìm kiếm các băng tần
Phù hợp với GSM Pha 2/2+
4. Loại GSM là loại MS nhỏ
5. Kết nối GPRS
GPRS có nhiều rãnh loại 8 ( lựa chọn )
GPRS có nhiều ránh loại 10 ( tự động )
6. Giới hạn nhiêt độ:
Bình thường -300C tới +700C
Hạn chế : - 350C tới -300C và +700C tới +800C
Nhiệt độ bảo quản: -450C tới 850C
7. Dữ liệu GPRS:
GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps
GPRS dữ liệu úp lên: Max 42.8 kbps
Sơ đồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 16
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Sim 300 CZ hổ trợ giao thức PAP ,kiểu sử dụng kết nối
PPP
Sim 300CZ tích hợp giao thức TCP/IP
Chấp nhận thông tin được điều chỉnh rộng rãi
8.CSD:
Tốc độ truyền dẫn CSD: 2; 4; 8; 9; 6; 14 KPPS
Hỗ trợ USSD
9.SMS:
MT, MO, CB, Text and PDU mode
Bộ nhớ SMS: Sim, card
10. FAX:
Nhóm 3 loại 1
11.Sim card:
Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v
12. Anten ngoài:
Kết nối thông qua anten ngoài 500km hoặc đế anten
13. Âm thanh:
Dạng mã hòa âm thanh.
Mức chế độ (ETS 06.20)
Toàn bộ chế độ (ETS 06.10)
Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)
Loại bỏ tiếng dội
14.Giao tiếp nối tiếp và sự ghép nối:
Cổng nối tiếp: 7 Cổng nối tiếp( ghép nối)
Cổng kết nối có thể Sd với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh
ATCommand tới mudule điều khiển
Cổng nối tiếp có thể Sd chức năng giao tiếp
Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS
Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD
Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử dụng sữa lỗi
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 17
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
15. Quản lý danh sách:
Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC,ON, MC
16. Sim Application toolkit:
Hỗ trợ SAT loại GSM 11,14 bản 99
17. Đồng hồ thời gian thực:
Người cài đặt
18. Times function:
Lập trình thông qua AT Command
19. Đặc tính vật lý (đặc điểm):
Kích thướt 50±0.15 x 33±0.15 x7.7±0.3mm
Nặng 13.8 kg
20. Chương trình hoàn thiện:
Bảng phối hợp:
Coding scheme 1.Time & lot 2. Tome slot 4. Time slot
CS – 1 9. oskbps 18.1 kbps 36. 2 kbps
CS – 2 13.4 kbps 26.8 kbps 53.6 kbps
CS – 3 15.6 kbps 31.2 kbps 62.4 kbps
CS – 4 21.4 kbps 42.8 kbps 85.6 kbps
Hình 2.3 Module Sim300CZ
2.3.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 18
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
S 1
SIM 300C z
V C C -E XT1 5
V R TC1 4
V C H G1 1
D C D3 7
D TR3 9
R XD4 1
TXD4 3
R TS4 5
C TS4 7
R I4 9
D B G -R XD4 8
D B G -TXD5 0
TE
MP
-BA
T13
PW
RK
EY
17
NE
TLI
GH
T16
BU
ZZ
ER
23
GN
D2
GN
D4
GN
D6
GN
D8
GN
D10
AG
ND
51
AG
ND
52
ST
AT
US
19
GP
IO-0
21
GP
IO-1
35
AD
C-0
12
D I S P -R S T4 6D I S P -D / C4 4D I S P -D A T4 2D I S P -C L K4 0D I S P -C S3 8
M I C 1 P5 4
M I C 1 N5 6
M I C 2 P5 8
M I C 2 N6 0
S P K 1 P5 3
S P K 1 N5 5
S P K 2 P5 7
S P K 2 N5 9
KB
C0
18
KB
C1
20
KB
C2
22
KB
C3
24
KB
C4
26
KB
R0
28
KB
R1
30
KB
R2
32
KB
R3
34
KB
R4
36
VB
AT
1
VB
AT
3
VB
AT
5
VB
AT
7
VB
AT
9
SIM
-CLK
31S
IM-D
AT
A29
SIM
-RS
T27
SIM
-PR
ES
EN
CE
33S
IM-V
CC
25 Hình 2.4 Sơ đồ chân của Module Sim300CZ
+ Chân 1, 3,5,7,9: 5 chân của dip được dành riêng để kết nối tới nguồn cung
cấp, nguồn cung cấp của Sim300CZ là nguồn đơn VDAT là 3,4 V – 4,5 V
+ Chân 2,4,6,8,10: chân max
+ Chân 11 (VCHG) : Voltage input for the charge circuit; making the system
detect the charger.
+ Chân 12 (ADC) : Chân vào của bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số
+ Chân 13 (TEMP-BAT):
+ Chân 14 ( VRTC): Current input for RTC when the battery is not supplied
for the system.Current output for backup battery when the main battery is
present and the backup battery is in low voltage state.
+ Chân 15 (VCC-EXT) :Supply 2.93V voltage for external circuit.
Bymeasuring this pin, user can judge whether the system is power on or off.
When the voltage is low, the system is power off. Otherwise, the system is
power on
+ Chân 16 ( NETLIGHT): đầu ra dùng để chỉ báo mạng kết nối được hệ
thống.
+ Chân 17 (PWRKEY): chân này dùng để điều khiển hệ thống bật/tắt
+ Chân 18, 20, 22, 24, 26 (KBC): bàn phím.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 19
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
+ Chân 19 (STATUS) : báo trình trạng công việc.
+ Chân 21, 35 (GPIO) :Normal input/output port
+ Chân 23 (BUZZER) : đầu ra chuông
+ Chân 25 ( SIM VCC) : nguồn cung cấp cho thẻ sim.
+ Chân 27 ( SIM RST) :chân reset cho mạch sim
+ Chân 28, 30, 32, 34, 36 ( KBR ):chân kết nối với bàn phím
+ Chân 29 ( SIM DATA) : đầu ra dữ liệu chân sim
+ Chân 31 ( SIM CLK ): chân thời gian của sim
+ Chân 33 (SIM PRESENCE ) :chân dò tìm mạng
+ Chân 37 (DCD): Data carrier detection
+ Chân 38 (DISP CS):
+ Chân 40 (DISP CLK) :
+ Chân 42 (DISP DATA ) :
+ Chân 44 (DISP D/C ):
+ Chân 46 ( DISP RST ): chân ra giao tiếp với mạng hình
+ Chân 39 ( DTR ) : chân đầu cuối dữ liệu
+ Chân 41 (RXD ) : chân nhận dữ liệu
+ Chân 43 (TXD ) : chân truyền dữ liệu
+ Chân 45 ( RTS ) : Request to send
+ Chân 47 ( CTS ) : Clear to send
+ Chân 49 ( RI ) : Ring indicator
+ Chân 48 ( DBG RXD ) : đầu ra dùng để điều chỉnh trong nhận dữ liệu
+ Chân 50 ( DBG TXD ) : đầu ra dùng để điều chỉnh trong truyền dữ liệu
+ Chân 51, 51 ( AGND ) : chân max
+ Chân 53 ( SPK1P), 55 ( SPK1N ) : chân output
+ Chân 54 ( MIC1P ), 56 ( MIC1N ) : chân input
+ Chân 57 ( SPK2P ), 59 ( SPK2N) : chân output
+ Chân 58 ( MIC2P ), 60 ( MIC2N ) :chân input
2.3.4 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM300CZ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 20
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
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 tryuền 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 đựoc 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.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 21
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
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 cạch 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 lư 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:
Đọc,viết, xóa tin nhắn
Gửi tin nhắn SMS
Kiểm tra chiều dài tín hiệu
Kiểm tra trạng thái sạc bin và mức sạc của bin.
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 thấp, nó chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin nhắn SMS trên 1 phút.
2.3.4.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim300CZ:
Lệnh AT<cr>
Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:
Ok
Bắt đầu thực hiện các lệnh tiếp theo.
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
Lệnh AT+CMGF=[<mode>] <cr>
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 22
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:
Ok
<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU
1 dạng dữ liệu kiểu text
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
Lệnh AT&W[<n>]
Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:
Ok
Lưu cấu hình cho GSM Module Sim300CZ
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
Lệnh ATE[<value>]
Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:
Ok
<value> 0 Tắt chế độ Echo
1 Bật chế độ Echo
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
2.3.4.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi:
Lệnh quay số:
ATD<cr>
Ví dụ: muốn quay số tới số điện thoại 01266609025 thi ta gõ lệnh
ATD01266609025;<cr>
<cr>: Enter
Lệnh nhấc máy:
ATA<cr>
Ví dụ: khi có số điện thoai nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên modem
Sim300Cz, ta muốn nhất máy để kết nối thì gõ lệnh
ATA <cr>
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 23
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Lệnh bỏ cuộc gọi:
ATH<cr>
Ví dụ: khi có số điện thoai nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên modem
Sim300Cz, ta không muốn nhấc máy mà từ chối cuộc gọi thì gõ lệnh
ATH<cr>
2.3.4.3 Các lệnh về SMS
Lệnh Xóa tin nhắn
AT+CMGD
Ví dụ: muốn xóa một tin nhắn nào đó được lưu trên sim thì ta thực hiện lệnh
sau.
AT+CMGD=<index> <cr>
<index>: vị trí ngăn nhớ lưu tin nhắn
Nếu lệnh thực hiện đựợc thì trả về:
Ok
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
Lệnh đọc tin nhắn:
AT+CMGR=<index>[,mode] <cr>
<index> : số nguyên, đó là vị trí ngăn nhớ chứa tin nhăn cần đọc
<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU
1 dạng dữ liệu kiểu text
Nếu như lệnh được thực hiện thì kiểu dữ liệu trả về dưới dạng text ( mode=1):
Từ SMS-DELIVER:
+CMGR:<stat>,<oa>,
[<alpha>],<scts>[,<tooa>,<fo>,<pid>,<dcs>,<sca>,<tosca>,<length>]<
CR><LF><data>
Từ SMS-SUBMIT:
+CMGR:<stat>,<da>,[<alpha>][,<toda>,<fo>,<pid>,<dcs>,
[<vp>],<sca>,<tosca>,<length>]<CR><LF><data>
Từ SMS-STATUS-REPORTs:
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 24
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
+CMGR: <stat>,<fo>,<mr>,[<ra>],[<tora>],<scts>,<dt>,<st>
Từ SMS-COMMANDs:
+CMGR:<stat>,<fo>,<ct>[,<pid>,[<mn>],[<da>],
[<toda>],<length><CR><LF><cdata>]
Từ CBM storage
+CMGR:<stat>,<sn>,<mid>,<dcs>,<page>,<pages><CR><LF>
<data>
Nếu dữ liệu trả về dạng PDU(mode=0):
+CMGR: <stat>,[<alpha>],<length><CR><LF><pdu>
Nếu lệnh bị lỗi thì trả về dưới dạng:
+CMS ERROR: <err>
Lệnh gửi tin nhắn SMS:
AT+CMGS
Nếu gửi tin nhắn dưới dạng text:
(+CMGF=1):
+CMGS=<da>[,<toda>]<CR> text is entered <ctrl-Z/ESC>
Nếu gửi tin nhắn dạng PDU:
(+CMGF=0):
+CMGS=<length><CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>
Lệnh được thực hiện thành công thi dữ liệu trả về:
Dạng text : +CMGS: <mr>
OK
Dạng PDU : +CMGS: <mr>
OK
Lệnh bị lổi : +CMS ERROR: <err>
Lệnh viết tin nhắn rồi lưu vào ngăn nhớ:
AT+CMGW
Nếu viết tin nhắn dưới dạng text :
AT+CMGW=[<oa/da>[,<tooa/toda>[,<stat>]]]<CR>text is entered
<ctrl-Z/ESC> <ESC>
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 25
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Lệnh được thực hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:
+CMGW: <index>
OK
Lệnh sai:
+CMS ERROR: <err>
Nếu viết tin nhắn dưới dạng PDU:
AT+CMGW=<length>[,<stat>]<CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>
Lệnh gửi tin nhắn từ một ngăn nhớ nào đó:
AT+CMSS=<index>[,<da>[,<toda>]]
Nếu lệnh được thực hiện thành công dữ liệu trả về dạng:
Dạng text: +CMGS: <mr> [,<scts>]
OK
Dạng PDU: +CMGS: <mr> [,<ackpdu>]
OK
Nếu lệnh bị lỗi:
+CMS ERROR: <err>
Lệnh báo hiệu tin nhắn mới:
AT+CNMI=[<mode>[,<mt>[,<bm> [,<ds>[,<bfr>]]]]]
Nếu lệnh được thưch hiện đúng thì dữ liệu trả về dạng:
OK
Nếu lệnh bị lỗi:
+CMS ERROR: <err>
2.3.4.4 Các lệnh về GPRS
AT+CGATT : lệnh gán hay tách thiết bị khỏi GPRS
AT+CGDCONT : định nghĩa dạng PDP
AT+CGQMIN : chất lượng dich vụ ở mức thấp nhất
AT+CGQREQ : chất lượng dich vụ
AT+CGDATA : trạng thái dữ liệu vào
AT+CGREG : tình trạng đăng ký của mạng
AT+CGCOUNT : đếm gói dữ liệu vào
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 26
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP
Lệnh bắt đầu kết nối TCP hay UDP
AT+CIPSTART=<mode>,[<IPaddress>,<domain name>],<port>
Trong đó:
<mode> : tham số báo kiểu kết nối TCP hay UDP
<IP address> : địa chỉ IP của người điều khiển từ xa
<port> :
<domain name> : tên miền của người điểu khiển từ xa
Nếu lệnh thực hiện đúng thì lệnh trả về :
CONNECT OK
Nếu lệnh thực hiện
2.3.4.6 Các lệnh khác
Lệnh nghỉ
AT+CFUN
Ví dụ muốn tắt hết chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và các chức
năng liên quan đến sim thì gõ lệnh:
AT+CFUN=0 <cr>
OK
Lệnh chuyển từ chế độ nghỉ sang chế độ hoạt động bình
thường
AT+CFUN
Ví dụ sim đang ở chế độ nghỉ ta muốn chuyển sang chế độ hoạt động bình
thường thi gõ lệnh:
AT+CFUN=1 <cr>
OK
Lệnh reset mode
ATZ <cr>
OK
Lệnh tắt chế độ echo
ATE0 <cr>
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 27
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu:
- Lấy thông tin cơ bản về điện thoại di động hay modem GSM/GPRS. Ví
dụ như tên của nhà sản xuất (AT+CGMI), số model (AT+CGMM), số IMEI
(International Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phần
mềm (AT+CGMR).
- Lấy các thông tin cơ bản về những người kí tên dưới đây. Thí dụ,
MSISDN (AT+CNUM) và số IMS (International Mobile Subscriber Identity)
(AT+CIMI).
- Lấy thông tin trạng thái hiện tại của điện thoại di động hay modem
GSM/GPRS. Ví dụ như trạng thái hoạt động của điện thoại (AT+CPAS), trạng
thái đăng kí mạng mobile (AT+CREG), chiều dài sóng radio (AT+CSQ), mức
sạc bin và trạng thái sạc bin (AT+CBC).
- Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hay tìm kiếm (AT+CPBF) cá mục
về danh bạ điện thoại (phonebook).
- Thực thi các nhiệm vụ liên quan tới an toàn, chẳng hạn như mở hay
đóng các khóa chức năng (AT+CLCK), kiểm tra xem một chức năng được
khóa hay chưa (AT+CLCK) và thay đổi password (AT+CPWD).
- Điều khiển hoạt động của các mã kết quả/các thông báo lỗi của các lệnh
AT. Ví dụ, bạn có thể điều khiển cho phép hay không cho phép kích hoạt hiển
thị thông báo lỗi (AT+CMEE) và các thông báo lỗi nên được hiển thị theo
dạng số hay theo dạng dòng chữ (AT+CMEE=1 hay AT+CMEE=2).
- Thiết lập hay thay đổi cấu hình của điện thoại di dộng hay modem
GSM/GPRS. Ví dụ, thay đổi mạng GSM (AT+COPS), loại dịch vụ của bộ
truyền tin (AT+CBST), các thông số protocol liên kết với radio (AT+CRLP),
địa chỉ trung tâm SMS (AT+CSCA) và khu vực lưu trữ các tin nhắn SMS
(AT+CPMS).
- Lưu và phục hồi các cấu hình của điện thoại di động hay modem
GSM/GPRS. Ví du, lưu (AT+COPS) và phục hồi (AT+CRES) các thiết lập
liên quan tới tin nhắn SMS chẳng hạn như địa chỉ trung tâm tin nhắn SMS.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 28
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
CHƯƠNG 3
KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F26K20
3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PIC18F26K20.
3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PIC18F26K20
Khối xử lí trung tâm mà đóng vai trò chính là Pic 18F26K20 sẽ làm
nhiệm vụ chính là tiếp nhận và xử lí các dữ liệu đến và đi một cách tự động.
Đề tài sử dụng PIC 18F26K20 vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các vi
điều khiển khác.Về mặt tính năng và công năng thì có thề xem PIC vượt trội
hơn rất nhiều so với 89 với nhiều module được tích hợp sẵn như ADC 10
BIT, PWM 10 BIT, EEPROM 256 BYTE, COMPARATER, VERF
COMPARATER…Về mặt giá cả thì có đôi chút chênh lệch như giá 1 con
89S52 khoảng 20.000 thì PIC18F26K20 là 60.000 nhưng khi so sánh như thế
thì ta nên xem lại phần linh kiện cho việc thiết kế mạch nếu như xài 89 muốn
có ADC bạn phải mua con ADC chẳng hạn như ADC 0808 hay 0809 với giá
vài chục ngàn và bộ opamp thì khi sử dung PIC nó đã tích hợp cho ta sẵn các
module đó có nghĩa là bạn ko cần mua ADC, Opam, EPPROM vì PIC đã có
sẵn trong nó. Ngoài chúng ta sẽ gặp nhiều thuận lợi hơn trong thiết kế board,
khi đó board mạch sẽ nhỏ gọn và đẹp hơn dễ thi công hơn rất nhiều, vì tính về
giá cả tổng cộng cho đến lúc thành phẩm thì PIC có thể xem như rẻ hơn 89.
Một điều đặc biệt nữa là tất cả các con PIC được sử dụng thì đều có chuẩn PI
tức chuẩn công nghiệp thay vì chuẩn PC (chuẩn dân dụng).
Ngoài ra, PIC có ngôn ngữ hổ trợ cho việc lập trình ngoài ngôn ngữ
Asembly còn có ngôn ngữ C thì có thề sử dung CCS, HTPIC, MirkoBasic,…
và còn nhiều chương trình khác nữa để hỗ trợ cho việc lập trình bên cạnh ngôn
ngữ kinh điển là asmbler thì sử dụng MPLAB IDE. Bên cạnh đó với bề dày
của sự phát triển lâu đời PIC đã tạo ra rất nhiều diễn đàn sôi nổi về PIC cả
trong và ngoài nước. Chính vì vậy chúng ta sẽ có nhiều thuận lợi trong việc dễ
dàng tìm kiếm các thông tin lập trình cho các dòng PIC.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 29
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Dòng PIC 18F26K20 được chọn sử dụng trong đề tài là dòng phổ thông
với các tính năng cơ bản và dễ cho việc sử dụng với:
- Tập lệnh để lập trình chỉ có 35 lệnh rất dễ nhớ và dễ học, có độ dài 16bit.
Mỗi lệnh đều được thực thi trong 1 chu kỳ xung clock. Tốc độ hoạt động tối
đa cho phép là 64MHz.
- 64k Flash Rom.
- 3936 Bytes Ram.
- 1024 Bytes EEPROM
- 4 Port điều khiển vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập, với dòng ra cao có
thề
kích trực tiếp các transirtor mà ko cần wa bộ buffer.
- 4 bộ định thời Timer0, Timer1, Timer2, Timer3
- 1 bộ định thời Timer0 8 bit có thể lập trình được.
- 3 bộ định thời Timer1, Timer2 và Timer3 16 bit có thể hoạt động trong chế
độ sleep với nguồn xung clock ngoài.
- 2 bộ module CCP ( bao gồm Capture bắt giữ, Compare so sánh, PWM điều
chế xung 10 bit) và 1 bộ module ECCP.
- 1 bộ ADC với 10 kênh ADC 10 bit .
- 2 bộ so sánh tương tự hoạt động độc lập.
- Bộ giám sát định thời Watchdog timer.
- Cổng giao tiếp song song 8 bit với các tín hiệu điều khiển.
- Chuẩn giao tiếp nối tiếp MSSP (SPI/I2C)
- Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART (AUSART/EUSART) với 9bit địa chỉ
- Hỗ trợ giao tiếp I2C.
- 15 nguồn ngắt.
- Chế độ sleep tiết kiệm năng lượng.
- Chức năng bảo mật chương trình
- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP( In Cỉcuit Serial Programming)
thông qua 2 chân.
- Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 30
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
- Tần số hoạt động tối đa là 64Mhz.
- Bộ nhớ Flash với khả năng ghi xóa được 100.000 lần
- Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi xóa được 1.000.000 lần
- Dữ liệu EEPROM có thể lưu trữ trên 40 năm
- Khả năng tự nạp chương trình với sự điều khiển của phần mềm.
3.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC18F26K20
Hình 3.1 Sơ đồ khối Vi điều khiển Pic18F26K20
3.2 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN, CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 31
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
3.2.1 SƠ ĐỒ CHÂN VI ĐIỀU KHIỂN PIC18F26K20
Hình 3.2 Vi điều khiển Pic18F26K20 và các dạng sơ đồ chân
3.2.2 TỔ CHỨC BỘ NHỚ.
Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao gồm bộ nhớ
chương trình (Program memory) và bộ nhớ dữ liệu (Data Memory).
3.2.2.1 Bộ nhớ chương trình.
Bộ nhớ chương trình của Vi điều khiển Pic 18F26K20 là bộ nhớ flash,
dung lượng bộ nhớ 64K word (1 word = 16bit).
Để mã hóa được địa chỉ của 64k word bộ nhớ chương trình, bộ đếm
chương trình có 21bit (PC<20:0>).
Khi vi điều khiển được reset, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa chỉ
0000h (Reset vertor). Khi có ngắt xảy ra, bộ đếm chương trình sẽ chỉ đến địa
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 32
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
chỉ 0008h (Interrupt vertor). Bộ nhớ chương trình bao gồm bộ nhớ Stack và
được địa chỉ hóa bởi bộ đếm chương trình.
Hình 3.3 Bộ nhớ chương trình Pic 18F26K20
3.2.2.2 Bộ nhớ dữ liệu
Bộ nhớ dữ liệu của Pic là bộ nhớ EEPROM được chia ra làm nhiều
bank. Đối với Pic 18F26K20 bộ nhớ dữ liệu được chia ra làm 16 bank.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 33
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.4 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ dữ liệu Pic 18F26K20
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 34
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.5 Địa chỉ thanh ghi của Pic 18F26K20
3.2.3 CÁC CỔNG I/O CỦA PIC18F26K20.
Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều khiển dùng
để tương tác với thế giới bên ngoài. Sự tương tác này rất đa dạng và thông qua
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 35
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
quá trình tương tác đó, chức năng của vi điều khiển được thể hiện một cách rõ
ràng.
Một cổng xuất nhập của vi điều khiển bao gồm nhiều chân (I/O pin),
tùy theo cách bố trí và chức năng của vi điều khiển mà số lượng cổng xuất
nhập và số lượng chân trong mỗi cổng có thể khác nhau. Bên cạnh đó, do vi
điều khiển được tích hợp sẵn bên trong các đặc tính giao tiếp ngoại vi nên bên
cạnh chức năng là cổng xuất nhập thông thường, một số chân xuất nhập còn có
thêm các chức năng khác để thể hiện sự tác động của các đặc tính ngoại vi nêu
trên đối với thế giới bên ngoài. Chức năng của từng chân xuất nhập trong mỗi
cổng hoàn toàn có thể được xác lập và điều khiển được thông qua các thanh
ghi SFR liên quan đến chân xuất nhập đó.
Vi điều khiển PIC18F26K20 có 4 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA,
PORTB, PORTC và PORTE.
PORTA
PORTA (RPA) bao gồm 8 I/O pin. Đây là các chân “hai chiều”
(bidirectional pin), nghĩa là có thể xuất và nhập được. Chức năng I/O này được
điều khiển bởi thanh ghi TRISA (địa chỉ 92h). Muốn xác lập chức năng của
một chân trong PORTA là input, ta “set” bit điều khiển tương ứng với chân đó
trong thanh ghi TRISA và ngược lại, muốn xác lập chức năng của một chân
trong PORTA là output, ta “clear” bit điều khiển tương ứng với chân đó trong
thanh ghi TRISA. Thao tác này hoàn toàn tương tự đối với các PORT và các
thanh ghi điều khiển tương ứng TRIS (đối với PORTA là TRISA, đối với
PORTB là TRISB, đối với PORTC là TRISC, và đối với PORTE là TRISE).
Bên cạnh đó PORTA còn là ngõ ra của bộ ADECLARE, bộ so sánh, ngõ vào
analog ngõ vào xung clock của Timer0 và ngõ vào của bộ giao tiếp MSSP
(Master Synchronous Serial Port). Đặc tính này sẽ được trình bày cụ thể trong
phần sau. Các thanh ghi SFR liên quan đến PORTA bao gồm:
PORTA (địa chỉ 80h) : chứa giá trị các pin trong PORTA.
TRISA (địa chỉ 92h) : điều khiển xuất nhập.
CM1CON0 (địa chỉ 7Bh) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh 1.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 36
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
CM2CON0 (địa chỉ 7Ah) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh 2.
CVRCON (địa chỉ B5h) : thanh ghi điều khiển bộ so sánh điện áp.
LATA (địa chỉ 89h) : thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTA.
ANSEL (địa chỉ 7Eh) : thanh ghi
SLRCON (địa chỉ 78h) :
PORTB
PORTB (RPB) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng
là TRISB (địa chỉ 93h). Bên cạnh đó một số chân của PORTB còn được sử
dụng trong quá trình nạp chương trình cho vi điều khiển với các chế độ nạp
khác nhau. PORTB còn liên quan đến ngắt ngoại vi và bộ Timer0. PORTB
còn được tích hợp chức năng điện trở kéo lên được điều khiển bởi chương
trình. Cấu trúc bên trong và chức năng cụ thể của từng chân trong PORTB sẽ
được trình bày cụ thể trong Phụ lục 1. Các thanh ghi SFR liên quan đến
PORTB bao gồm:
PORTB (địa chỉ 81h) : chứa giá trị các pin trong PORTB
TRISB (địa chỉ 93h) : điều khiển xuất nhập
INTCON (địa chỉ F2h) : chứa các bit điều khiển và các bit cờ hiệu.
INTCON2 (địa chỉ F1h)
INTCON3 (địa chỉ F0h).
SLRCON (địa chỉ 78h)
LATB (địa chỉ 8Ah) :thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTB.
WPUB (địa chỉ 7Ch)
IOCB (địa chỉ 7Dh)
ANSELH (địa chỉ 7Fh)
PORTC
PORTC (RPC) gồm 8 pin I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương ứng
là TRISC. Bên cạnh đó PORTC còn chứa các chân chức năng của bộ so sánh,
bộ Timer1, bộ PWM và các chuẩn giao tiếp nối tiếp I2C, SPI, SSP, USART.
Các thanh ghi điều khiển liên quan đến PORTC:
PORTC (địa chỉ 82h) : chứa giá trị các pin trong PORTC
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 37
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
TRISC (địa chỉ 94h) : điều khiển xuất nhập.
LATC (địa chỉ 8Bh) : điều khiển dữ liệu PORTC
T1CON (địa chỉ CDh)
T3CON (địa chỉ B1h)
TXSTA (địa chỉ ACh)
RCSTA (địa chỉ ABh)
SSPCON1 (địa chỉ C6h)
CCP1CON (địa chỉ BDh)
CCP2CON (địa chỉ BAh)
ECCP1AS (địa chỉ B6h)
SLRCON (địa chỉ 78h)
PORTE
PORTE (RPE) gồm 1 chân I/O. Thanh ghi điều khiển xuất nhập tương
ứng là TRISE.
Các thanh ghi liên quan đến PORTE bao gồm:
+ PORTE (địa chỉ 84h) : chứa giá trị các chân trong PORTE.
+ TRISE (địa chỉ 96h) : điều khiển xuất nhập và xác lập các thông số cho
chuẩn giao tiếp PSP.
+ LATE (địa chỉ 8Dh) : thanh ghi điều khiển dữ liệu PORTE.
+ SLRCON (địa chỉ 78h)
+ ANSEL (địa chỉ 7Eh)
3.3 BỘ CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ - SỐ (ADC)
ADECLARE (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu
giữa hai dạng tương tự và số. Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương tự sang tín
hiệu số là 10 bit số tương ứng và được lưu trong hai thanh ghi ADRESH và
ADRESL. Khi không sử dụng bộ chuyển đổi ADECLARE, các thanh ghi này
có thể được sử dụng như các thanh ghi thông thường khác. Khi quá trình
chuyển đổi hoàn tất, kết quả sẽ được lưu vào hai thanh ghi
ADRESH:ADRESL, bit GO/DONE (ADECLAREON0<2>) được xóa về 0
và cờ ngắt ADIF được set.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 38
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.6 Sơ đồ khối của AD
Hình 3.7 Chu kỳ xung clock và tần số làm việc của ADC
3.3.1 KẾT QUẢ CHUYỂN ĐỔI AD.
Có 2 cách lưu kết quả của chuyển đổi 10bit A/D , bên trái hoặc bên
phải. Việc lựa chọn các cách lưu được điều khiển bởi bit ADFM và được minh
họa cụ thể trong hình sau:
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 39
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.8 Các cách lưu kết quả chuyển đổi 10bit A/D
3.3.2 CÁC BƯỚC CHUYỂN ĐỔI TỪ TƯƠNG TỰ - SỐ.
Thiết lập cấu hình cho port:
- Ngắt kết nối các đầu ra của bộ điều khiển
- Thiết lập cấu hình các chân ở dạng analog
Thiết lập các thông số cho bộ chuyển đổi ADC
- Chọn xung clock cho bộ chuyển đổi ADC
- Chọn điện áp mẫu
- Chọn đầu vào cho bộ ADC
- Chọn dạng kết quả
- Chọn chế độ kết nối trễ
- Cho phép bộ chuyển đổi ADC hoạt động
Thiết lập các cờ ngắt cho bộ ADC
- Clear cờ ngắt ADC
- Mở chế độ ngắt của bộ ADC
- Mở ngắt ngoài
- Mở ngắt toàn bộ
Đợi cho tới khi quá trình lấy mẫu hoàn tất
Bắt đầu quá trình chuyển đổi bằng cách set bit GO/DONE
Đợi cho tới khi quá trình chuyển đổi hoàn tất bằng cách:
- Kiểm tra bit GO/DONE
- Kiểm tra cờ ngắt ADC
Đọc kết quả chuyển đổi ADC
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 40
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Xóa cờ ngắt ADC (tiếp tục thực hiện nếu cần tiếp tục chuyển đổi)
3.3.3 CÁC THANH GHI ADC
ADCON0: Thanh ghi điều khiển A/D 0
ADCON1: Thanh ghi điều khiển A/D 1
ADCON2: Thanh ghi điều khiển A/D 2
ADRESH: Thanh ghi kết quả mức cao ADC (DRESH) ADFM = 0
ADRESL: Thanh ghi kết quả mức thấp ADC (ADRESL) ADFM = 0
ADRESH: Thanh ghi kết quả mức cao ADC (DRESH) ADFM = 1
ADRESL: Thanh ghi kết quả mức thấp ADC (ADRESL) ADFM = 1
Hình 3.9 Các thanh ghi liên quan đến bộ điều khiển A/D
3.4 BỘ SO SÁNH COMPARATOR
Bộ so sánh bao gồm hai bộ so sánh tín hiệu analog và 1 bộ digital
Cơ chế hoạt động của bộ Comparator như sau:
Tín hiệu analog ở chân V
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 41
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.10 Nguyên lý hoạt động của một bộ so sánh đơn giản
Hình 3.11 Sơ đồ khối đơn giản của bộ Comparator C1
Hình 3.12 Sơ đồ khối đơn giản của bộ Comparator C2
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 42
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
3.5 TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP EUART
EUSART (Enhanced Universal Synchronous Asynchronous Receiver
Transmitter) là một bộ truyền thông nối tiếp. Nó có tất cả các bộ phát xung
clock, đăng ký thay đổi và bộ đệm dữ liệu cần thiết để thực hiện một đầu vào
hay đầu ra dữ liệu nối tiếp chuyển giao độc lập của thiết bị thực hiện chương
trình. EUSART còn được gọi là giao diện giao tiếp nối tiếp nối tiếp SCI
(Serial Communication Interface).
Bộ EUSART là một trong hai hình thức giao tiếp nối tiếp vào
ra.EUSART có thể được cấu hình như là một hệ thống bất đồng bộ hoạt động
song công mà có thể giao tiếp với các thiết bị bên ngoài như là các thiết bị đầu
cuối CRT và các máy tính cá nhân nó cũng có thể được cấu hình như là một hệ
thống đồng bộ hoạt động bán công mà có thể giao tiếp với các mạch tích hợp
A/D hay D/A, các EEPROM nối tiếp….EUSART có thể được cấu hình để
hoạt động một trong các chế độ sau:
Bất đồng bộ ( song công: Asynchronous ).
Đồng bộ chủ ( bán công: Master mode )
Đồng bộ tớ ( bán công: Slave mode )
3.5.1 BỘ EUSART HOẠT ĐỘNG TRONG CHẾ ĐỘ BẤT ĐỒNG BỘ.
Ở chế độ truyền này EUSART hoạt động theo chuẩn NRZ (None-
Return-to-Zero), nghĩa là các bit truyền đi sẽ bao gồm 1 bit Start, 8 hay 9 bit
dữ liệu (thông thường là 8 bit) và 1 bit Stop. Bit LSB sẽ được truyền đi trước.
Các khối truyền và nhận data độc lập với nhau sẽ dùng chung tần số tương
ứng với tốc độ baud cho quá trình dịch dữ liệu (tốc độ baud gấp 16 hay 64 lần
tốc độ dịch dữ liệu tùy theo giá trị của bit BRGH), và để đảm bảo tính hiệu
quả của dữ liệu thì hai khối truyền và nhận phải dùng chung một định dạng dữ
liệu.
Bộ EUSART bất đồng bộ bao gồm các thành phần quan trọng sau:
Bộ phát tốc độ baud ( BRG )
Mạch lấy mẫu
Bộ phát bất đồng bộ.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 43
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Bộ thu bất đồng bộ.
3.5.1.1 Bộ phát bất đồng bộ EUSART.
Sơ đồ khối bộ phát EUSART bất đồng bộ được chỉ ra hình vẽ 3.11. Phần
chính của nó là thanh ghi dịch nối tiếp phát (TSR). Nó nhận dữ liệu từ thanh
ghi đệm phát TXREG. Thanh ghi TXREG được nạp dữ liệu bởi phần
mềm.Thanh ghi TXR sẽ không được nạp dữ liệu cho đến khi stop bit đã được
phát đi trong lần nạp trước đó. ngay khi stop bit được phát.TSR được nạp giá
trị mới từ thanh ghi TXREG. Mỗi khi TXREG phát dữ liệu đến TSR.TXREG
rỗng và cờ TXIF được bật.Ngắt này có thể được cho phép hoặc không cho
phép bằng cách đặt hoặc xóa bit TXIE ( PIE<4>). Cờ TXIF sẽ được đặt bất
chấp trạng thái của bit TXIE và không thể được xóa bởi phần mềm. Nó chỉ có
thể được xóa khi dữ liệu mới được nạp vào thanh ghi TXREG. Trong khi bit
TXIF chỉ ra trạng thái của thanh ghi TXREG thì bit TRMT lại chỉ ra trạng thái
của thanh ghi TSR.Bit này chỉ có thể đọc, được đặt khi thanh ghi TSR rỗng.
Việc phát dữ liệu được phép bằng cách cho phép bit TXEN. Việc phát dữ
liệu thực sư không xảy ra cho đến khi thanh ghi TXREG được nạp dữ liệu và
bộ BRG tạo ra một clock dịch.Việc phát dữ liệu cũng có thể được bắt đầu
bằng nạp thanh ghi TXREG và cho phép bit TXEN.
Để có thể phát 9 bit dữ liệu , bit TX9 được đặt và 9 bit dữ liệu được ghi
đến bit TX9D.Bit thứ 9 phải được ghi trước khi ghi 8 bit dữ liệu đến TXREG.
Để thiết lập chế độ phát bất đồng bộ , các bước sau được thực hiện :
1) Thiết lập tốc độ Baud cho thanh ghi SPBRGH:SPBRG , nếu tốc độ
baud được yêu cầu cao , đặt bit BRGH.
2) Set chân điều khiển RX/DT và TX/CK bằng “1”.
3) Cho phép port nối tiếp bất đồng bộ bằng cách xóa bit SYNC và bit
SPEN.
4) Nếu cần phát 9 bit dữ liệu , đặt bit TX9.
5) Set bit điều khiển CKTXP nếu dữ liệu phát bị đảo ngược.
6) Cho phép phát dữ liệu bằng cách đặt bit điều khiển TXEN, có thể ngắt
bit TXIF
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 44
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
7) Nếu ngắt được yêu cầu , cho phép bit TXIE. Trường hợp có sử dụng
ngắt , phải bảo đảm rằng bit GIE và bit PEIE trong thanh ghi INTCON được
đặt.
8) Nếu cần phát 9 bit dữ liệu , bit thứ 9 sẽ phụ thuộc vào bit dữ liệu TX9D
9) Nhận 8 bit dữ liệu từ thanh ghi TXREG. Có thể bắt đầu truyền dữ liệu.
Hình 3.13 Sơ đồ khối bộ truyền dữ liệu EUSART bất đồng bộ
Hình 3.14 Các thanh ghi liên quan đến quá trình truyền bất đồng bộ
3.5.1.2 Bộ thu bất đồng bộ EUSART
Sơ đồ khối của bộ thu được chỉ ra ở hình vẽ 3.13. Dữ liệu nhận trên chân
RC7/RX/DT và dồn vào khối khôi phục dữ liệu. Khối khôi phục dữ liệu thật
ra là dịch dữ liệu tốc độ cao, hoạt động nhanh gấp 16 lần tốc độ Baud. Một khi
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 45
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
chế độ bất đồng bộ được chọn thì việc tiếp nhận được phép bằng cách đặt Bit
CREN (RCSTA<4>).
Trung tâm của bộ nhận là thanh ghi dịch nhận RSR. Sau khi lấy mẫu
Bit Stop dữ liệu nhận trong RSR được truyền đến thanh ghi RCREG. Nếu việc
truyền hoàn tất thì Bit Cờ RCIF lên 1. Ngắt thật sự cho phép hoặc không cho
phép bằng cách đặt hoặc xóa Bit RCIE. Cờ RCIF chỉ là 1 Bit chỉ đọc và được
xó bởi phần cứng. Nó được xóa khi thanh ghi RCREG được đọc và hoàn toàn
không có dữ liệu. RCREG là 1 thanh ghi bộ đệm đôi (Bởi vì nó cho 2 Byte dữ
liệu có thể truyền và nhận đồng thời đến RCREG FIFO và Byte thứ 3 bắt đầu
được dịch chuyển đến thanh ghi RSR). Khi phát hiện ra Bit Stop của Byte thừ
3 này, Nếu thanh ghi RCREG vẫn còn đầy thì Bit bào lỗi
trànOERR(RCSTA<1>), sẽ lên 1. Những dữ liệu trong RSR sẽ mất đi. Và
thanh ghi RCREG có thể được đọc 2 lần để lấy lại 2 Byte trong FIFO. Bit báo
tràn OERR phải được xóa trong phần mềm.
Để thiết lập chế độ thu bất đồng bộ, các bước sau được yêu cầu :
1. Khởi tạo thanh ghi SPBRGH:SPBRG, BRGH và BRG16 bit cho việc
chọn sai số tốc độ Baud.
2. Set chân điều khiển RX/DT và TX/CK bằng “1”.
3. Cho phép nhận qua Port nối tiếp bất đồng bộ bằng cách xóa Bit SYNC
và cho Bit SPEN lên 1.
4. Nếu ngắt xảy ra thì set Bit RCIE và Nếu sử dụng ngắt thì set bit GIE
và PEIE của thanh ghi INTCON.
5. Nếu nhận 9-Bit dữ liệu thì set Bit RX9 .
6. Set bit CKTXP nếu dữ liệu nhận bị đảo ngược.
7. Cho phép nhận dữ liệu bằng cách set Bit CREN.
8. Sau khi dữ liệu được nhận , Bit Cờ ngắt RCIF sẽ được set và cờ ngắt
được kích hoạt (nếu bit RCIE được set).
9. Đọc nội dung thanh ghi RCSTA để nhận bit dữ liệu thứ 9 và xác định
các lỗi xảy trong quá trình thu dữ liệu.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 46
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
10. Nhận 8 bit dữ liệu thu được bằng cách đọc nội dung thanh ghi
RCREG.
11. Nếu xuất hiện lỗi trong quá trình nhận thì xóa lỗi bằng cách xóa
BitCREN
Hình 3.15 Sơ đồ khối bộ nhận dữ liệu EUSART bất đồng bộ
Hình 3.16 Các thanh ghi liên quan đến quá trình nhận dữ liệu bất đồng bộ
3.5.1.3 Độ chính xác của xung clock với hoạt động không đồng bộ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 47
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.17 Cấu tạo thanh ghi TXSTA
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 48
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.18 Cấu tạo thanh ghi RCSTA
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 49
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
3.5.2 BỘ EUSART HOẠT ĐỘNG TRONG CHẾ ĐỘ ĐỒNG BỘ.
Giao diện EUSART đồng bộ được kích hoạt bằng cách set bit SYNC.
Cổng giao tiếp nối tiếp vẫn là hai chân RC7/RX/DT, RC6/TX/CK và được
cho phép bằng cách set bit SPEN. EUART cho phép hai chế độ truyền nhận
dữ liệu là Master mode và Slave mode. Master mode được kích hoạt bằng
cách set bit CSRC (TXSTA<7>), Slave mode được kích hoạt bằng cách Clear
bit CSRC. Điểm khác biệt duy nhất giữa hai chế độ này làMaster mode sẽ lấy
xung clock đồng bộ từ bộ tạo xung baud BRG còn Slave mode lấy xung clock
đồng bộ từ bên ngoài qua chân RC6/TX/CK. Điều này cho phép Slave mode
hoạt động ngay cả khi vi điều khiển đang ở chế độ sleep.
3.6 HOẠT ĐỘNG ĐỊNH THỜI TIMER
3.6.1 BỘ ĐỊNH THỜI TIMER0
Bộ định thời/bộ đếm Timer0 có các đặc tính sau :
- Bộ định thời / bộ đếm 8 bit hoặc 16 bit
- Cho phép đọc và ghi
- Bộ chia 8 bit lập trình được bằng phần mềm
- Chọn xung clock nội hoặc ngoại
- Ngắt khi có sự tràn từ FFh đến 00h
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 50
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
- Chọn cạnh cho xung clock ngoài
Bên dưới là sơ đồ khối của bộ định thời Timer0 và bộ chia dùng chung
với WDT . Chế độ định thời (Timer) được chọn bằng cách xóa bit T0CS
( OPTION_REG<5> ) Trong chế độ định thời , bộ định thời Timer0 sẽ tăng
dần sau mỗi chu kỳ lệnh ( không có bộ chia ) . Nếu thanh ghi TMR0 được ghi
thì sự tăng sẽ bị ngăn lại sau hai chu kỳ lệnh .
Chế độ đếm (Counter) được chọn bằng cách set bit T0SC
( OPTION_REG<5> ). Trong chế độ đếm , Timer0 sẽ tăng dần ở mỗi cạnh
lên hoặc cạnh xuống của chân RA4/T0CKI . Sự tăng cạnh được xác định bởi
bit Timer0 Source Edge Select , T0SE (OPTION_REG<4> ) . Bộ chia chỉ
được dùng chung qua lại giữa bộ định thời Timer0 và bộ định thời Watchdog .
Bộ chia không cho phép đọc hoặc ghi .
Hình 3.19 T0CON: Thanh ghi điều khiển Timer0
Hình 3.20 Sơ đồ khối Timer0 (8-BIT MODE)
Hình 3.21 Sơ đồ khối Timer0 (16-BIT MODE)
Ngắt Timer0
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 51
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Ngắt TMR0 được phát ra khi thanh ghi TMR0 tràn từ FFh đến 00h đối
với 8 bit hoặc từ FFFFh tới 0000h đối với 16 bit. Sự tràn này sẽ set bit
T0IF(INTCON<2>). Ngắt này có thể được giấu đi bằng cách xóa đi bit T0IE
(INTCON<5>) . Bit T0IF cần phải được xóa trong chương trình bởi thủ tục
phục vụ ngắt của bộ định thời Timer0 trước khi ngắt này được cho phép lại .
Hình 3.22 Các thanh ghi liên quan đến bộ định thời Timer0
3.6.2 BỘ ĐỊNH THỜI TIMER1
Bộ định thời Timer1 là một bộ định thời/bộ đếm 16 bit gồm hai thanh
ghi TMR1H ( byte cao ) và TMR1L ( byte thấp ) mà có thể đọc hoặc ghi . Cặp
thanh ghi này tăng số đếm từ 0000h đến FFFFh và một tràn sẽ xuất hiện khi có
sự chuyển số đếm từ FFFFh xuống 0000h . Ngắt, nếu được phép có thể phát ra
khi có số đếm tràn và được đặt ở bit cờ ngắt TMR1IF. Ngắt có thể được phép
hoặc cấm bằng cách đặt hoặc xóa bit cho phép ngắt TMR1IE.
Bộ định thời Timer1 có thể được cấu hình để hoạt động một trong hai
chế độ sau:
- Định thời một khoảng thời gian ( Timer )
- Đếm sự kiện ( Counter )
Việc lựa chọn một trong hai chế độ được xác định bằng cách đặt hoặc
xóa bit chọn clock TMR1CS. Trong chế độ định một khoảng thời gian, bộ
định thời tăng số đếm lên sau mỗi chu kỳ lệnh. Trong chế độ đếm sự kiện, bộ
định thời tăng sau mỗi cạnh lên của clock ngoài đặt vào.Bộ định thời 1 có thể
được phép hoặc cấm bằng cách đặt hoặc xóa bit điều khiển TMR1ON.
Hình 3.23 T1CON: Thanh ghi điều khiển Timer1
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 52
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.24 Sơ đồ khối Timer1
Hình 3.25 Sơ đồ khối Timer1 (16-BIT READ/WRITE MODE)
Hình 3.26 Các thanh ghi liên quan đến bộ định thời Timer1
3.6.3 BỘ ĐỊNH THỜI TIMER2
Bộ định thời Timer2 là bộ định thời 8 bit với một bộ chia và một bộ
Postscaler. Nó thường được dùng chung với bộ CCP trong chế độ PWM ( sẽ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 53
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
được đề cập ở phần sau ). Thanh ghi TMR2 có thể đọc hoặc ghi và được xóa
khi có bất kỳ tín hiệu reset nào của thiết bị.
Bộ định thời Timer2 có một thanh ghi chu kỳ 8 bit. Bộ định thời tăng
số đếm lên từ 00h đến giá trị được ghi trong thanh ghi TR2 và sau đó reset lại
giá trị 00h trong chu kỳ kế tiếp. PR2 là thanh ghi có thể đọc hoặc ghi.Giá trị
trùng hợp trong thanh ghi TMR2 được đi qua bộ postscaler 4 bit để phát ra
một ngắt TMR2(được đặt ở bit cờ ngắt TMR2IF). Bộ định thời 2 có thể được
tắt ( không hoạt động ) bằng cách xóa bit điều khiển TMR2ON để giảm
thiểu công suất tiêu tán nguồn.
Hình 3.27 T2CON: Thanh ghi điều khiển Timer2
Hình 3.28 Sơ đồ khối của bộ định thời Timer2
Hình 3.29 Các thanh ghi liên quan đến bộ định thời Timer2
3.6.4 BỘ ĐỊNH THỜI TIMER3
Bộ định thời Timer3 là một bộ định thời/bộ đếm 16 bit gồm hai thanh
ghi TMR3H ( byte cao ) và TMR3L ( byte thấp ) 8 bit mà có thể đọc hoặc ghi
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 54
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 3.30 T3CON: Thanh ghi điều khiển Timer
Hình 3.31 Sơ đồ khối bộ định thời Timer3
Hình 3.32 Sơ đồ khối bộ Timer3 (16-BIT READ/WRITE MODE)
Hình 3.33 Các thanh ghi liên quan đến bộ định thời Timer3
3.7 NGẮT (INTERRUPT)
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 55
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
PIC18F26K20 có nhiều nguồn tạo ra hoạt động ngắt và được điều khiển
bởi rất nhiều thanh ghi: RCON; INTCON; INTCON2; INTCON3; PIR1,
PIR2; PIE1, PIE2; IPR1, IPR2. Bên cạnh đó mỗi ngắt còn có một bit điều
khiển và cờ ngắt riêng. Các cờ ngắt vẫn được set bình thường khi thỏa mãn
điều kiện ngắt xảy ra bất chấp trạng thái của bit GIE, tuy nhiên hoạt động ngắt
vẫn phụ thuộc vào bit GIE và các bit điều khiển khác. Bit điều khiển ngắt
RB0/INT0 và TMR0 nằm trong thanh ghi INTCON, thanh ghi này còn chứa
bit cho phép các ngắt ngoại vi PEIE. Bit điều khiển các ngắt nằm trong thanh
ghi PIE1 và PIE2. Các cờ ngắt ngoại vi được chứa trong hai thanh ghi chức
năng đặc biệt : thanh ghi PIR1 và PIR2.Các bit cho phép ngắt tương ứng được
chứa trong hai thanh ghi PIE 1 và PIE 2.
Trong một thời điểm chỉ có một chương trình ngắt được thực thi,
chương trình ngắt được kết thúc bằng lệnh RETFIE. Khi chương trình ngắt
được thực thi, bit GIE tự động được xóa, địa chỉ lệnh tiếp theo của chương
trình chính được cất vào trong bộ nhớ Stack và bộ đếm chương trình sẽ chỉ
đến địa chỉ 0008h. Lệnh RETFIE được dùng để thoát khỏi chương trình ngắt
và quay trở về chương trình chính, đồng thời bit GIE cũng sẽ được set để cho
phép các ngắt hoạt động trở lại. Các cờ hiệu được dùng để kiểm tra ngắt nào
đang xảy ra và phải được xóa bằng chương trình trước khi cho phép ngắt tiếp
tục hoạt động trở lại để ta có thể phát hiện được thời điểm tiếp theo mà ngắt
xảy ra.
Khi một ngắt được đáp ứng, bit GIE được xóa và cấm tất cả các ngắt
khác.Cờ ngắt phải được xóa bởi phần mềm trước khi cho phép lại ngắt.Thông
thường, trước khi thực hiện các chương trình phục vụ ngắt, nội dung các thanh
ghi w và status nên được lưu lại để bảo đảm an toàn và được phục hồi trước
khi trở lại chương trình chính.
Đối với các ngắt ngoại vi như ngắt từ chân INT hay ngắt từ sự thay đổi
trạng thái các Pin của PortB (PORTB interrupt-on-change), việc xác định ngắt
nào xảy ra cần 3 hoặc 4 chu kì lệnh tùy thuộc vào thời điểm xảy ra ngắt.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 56
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Trong quá trình thực thi ngắt, chỉ có giá trị của bộ đếm chương trình
được cất vào trong Stack, trong khi một số thanh ghi quan trọng sẽ không
được cất và có thể bị thay đổi giá trị trong quá trình thực thi chương trình ngắt.
Điều này nên được xử lí bằng chương trình để tránh hiện tượng trên xảy ra.
Hình 3.34 Sơ đồ logic của tất cả các ngắt trong vi điều khiển PIC18F26K20
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
4.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Gồm 2 phuơng án thiết kế như sau:
Phương án 1 : Dùng bộ GSM MODULE SIM300CZ để kết nối với vi
điều khiển PIC18F26K20 : chi phí và giá thành khá đắt. Thích hợp cho lập
trình lệnh AT dễ dàng và đầy đủ tín năng cho lập trình với lệnh AT. Ngoài ra
còn có thể phát triển ứng dụng sâu thêm với GPRS, GPS.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 57
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Phương án 2: Dùng điện thoại di động (Ericssion T28, T39 …) có chức
năng giống với GSM MODULE SIM300CZ để kết nối với PIC18F26K20.
Việc lập trình cho điện thoại di động cũng gần tương tự như GSM MODULE
nhưng có hạn chế hơn vì một số loại điện thoại chỉ hỗ trợ lệnh AT ở dạng
Mode PDU nên lập trình rất phức tạp. Ngoài ra phần kết nối giữa điện thoại di
động với khối vi điều khiển cũng rất phức tạp.
Phương án lựa chọn : chọn phương án 1 vì MODULE SIM300CZ hỗ
trợ lập trình lệnh AT ở cả 2 chế độ Mode Text và Mode PDU nên việc lập
trình đơn giản hơn nhiều so với điện thoại di động. Mặc dù giá thành khá đắt
nhưng vì nó hỗ trợ chế độ Mode Text nên việc lập trình đơn giản hơn nhiều so
với dùng điện thoại di động vì vậy nhóm em quyết định dùng Module
Sim300CZ. Ngoài ra còn có thể phát triển các ứng dụng khác sử dụng GPRS,
GPS.
4.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA TOÀN HỆ THỐNG
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 58
Kh
ối Giao T
iếp
SM
S
MODULE SIM300CZ
VIĐIỀU
KHIỂNPIC18F26K20
KHỐICẢMBIẾN
KHỐICÔNGSUẤT
KHỐI
NGUỒN
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
MOBILE
Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị bằng SMS
CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI:
Khối giao tiếp SMS
Có chức năng gửi nhận tin nhắn SMS cho việc điều khiển các thiết bị.
Khối này cần 1 thiết bị điện thoại di động và 1 Module Sim300CZ:
- Thiết bị điện thoại di động : dành cho người sử dụng (điều
khiển). Người sử dụng cần phải đăng kí dịch vụ viễn thông đối với các nhà
cung cấp dịch vụ trong nước.
- GSM Module Sim300CZ : Module này phải được gắn Sim
của nhà cung cấp dịch vụ và cũng cần phải có chức năng như một điện thoại di
động để kết nối với vi điều khiển PIC18F26K20. Cái này được đặt cố định và
thường xuyên kết nối với Pic18f26k20.
Khi người sử dụng nhắn một tin SMS có nội dung là một lệnh yêu cầu
điều khiển thiết bị. Ví dụ : DV:ADA:ON, DV:ADA:OFF, PT:ADA:ON, …..
thì Module Sim300CZ sẽ nhận tin nhắn và được xử lí bởi câu lệnh điều khiển
được lập trình và được nạp vào vi điều khiển Pic18f26k20.
Khối xử lý phần cứng
Khối xử lí phần cứng là khối trung tâm trong việc xử lí và điều khiển
phần cứng. Khối do một vi điều khiển PIC18F26K20 đảm nhận và có nhiệm
vụ gửi nhận dữ liệu với Module Sim300CZ một cách liên tục. Khi Module
Sim300CZ gửi thông tin điều khiển thì Khối xử lí phần cứng sẽ được lập trình
để thực thi. Vi điều khiển có nhiệm vụ giao tiếp với Khối công suất và khối
cảm biến hồng ngoại.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 59
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Khối cảm biến hồng ngoại
Là một Led phát và một Led thu hồng ngoại. Led phát là một Led hồng
ngoại . Khi mã lệnh có giá trị bit =’1’ thì Led phát hồng ngoại trong khoảng
thời gian T của bit đó . Khi mã lệnh có giá trị bit=’0’ thì Led không sáng . Do
đó bên thu không nhận được tín hiệu xem như bit = ‘0’. Led thu : Tia hồng
ngoại từ phần phát được tiếp nhận bởi Led thu hồng ngoại.
Khối công suất
Khối này bao gồm 2 BJT C1815 có nhiệm vụ khuếch đại điện áp để
kích cho relay. Khối công suất với dòng thấp, đáp ứng tải tiêu tụ công suất
thấp và dân dụng như bóng đèn.
4.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
Trong quá trình thi công phần cứng, nhóm em đã sử sử phần mềm khá
thông dụng trong lĩnh vực thiết kế board mạch điện tử. Đó là phần mềm
Orcad. Phần mềm này là phần mềm thiết kế rất mạnh để phục vụ việc thiết kế.
Nó đáp ứng tốt các kỹ thuật cần thiết để làm một board mạch điện tử hoàn
chỉnh.
4.3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ PHẦN CỨNG & TÍNH TOÁN.
4.3.1.1 Nguồn cung cấp cho toàn hệ thống.
- +
D 81
2
3
4
C 41 0 0 0 u F
U 4
IC 7 8 0 51 3
2
I N O U TG N D
C 64 7 u F
C 82 2 0 u F
C 72 2 u F
C 91 0 u F
C 51 0 0 0 u F
U 6
IC 7 8 1 21 3
2
I N O U TG N D
R 1 2
6 8 0J 5
C O N 2
12
D 9L E D
VC C _ 5 VVC C _ 1 2 V
Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho toàn mạch
Dùng IC LM78xx để đảm bảo điện áp ra cung cấp cho mạch luôn ổn đinh.
+ LM7805: Ổn định điện áp làm việc cho Chip AT89C51.
+ LM7812: Ổn định điện áp 12V cho Rơle
Dùng các tụ hóa có giá trị khác nhau để lọc điện áp ra, thường chọn các tụ
lớn: 1000uF, 220uF,47uF…
Dùng các điện trở có giá trị khác nhau để ổn định điện áp, thường chon các
điện trở: 680...
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 60
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Dùng đèn led để hiển trị trạng thái của nguồn.
4.3.1.2 Nguồn cung cấp cho khối Module SIM300CZ + Pic18F26K20.
R _ 3 . 3 V
2 . 2 k D _ 3 . 3 V
5 V
4 V
3 . 3 V
J 1
C O N N J A C K P W R
321
U 1 4
K A 7 8 0 5 C / TO
I N1
O U T3
U 1 5
M I C 2 9 3 0 2 B U _ 1
V in2
GN
D3
V o u t4
A d j5
E n a b le1
C _ 1 2 V
4 7 0 u / 1 6 VR 1 _ 4 V
2 . 2 k
R 2 _ 4 V 5 . 6 k
C 2 _ 4 V
1 0 u F
C _ 5 V
4 7 0 u F
C _ 3 . 3 V
1 0 u
U 7
A M S 1 1 1 7 -3 v 3 -S O T2 2 3
V in3
GN
D1
V o u t2
12V
0 0
0
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho Sim300CZ + Pic18F26K20
Nguồn cung cấp cho Khối Module Sim300CZ + Pic18F26K20 sử dụng:
+ IC MIC29302BU_1 để ổn định điện áp 4V cung cấp cho Module
Sim300CZ.
+ IC KA7805C/TO để ổn định điện áp 5V cung cấp cho khối khối thu phát
hồng ngoại.
+ IC AMS1117-3v3-SOT223 để ổn định điện áp 3.3V cung cấp cho
Pic1826k20
+ Dùng các tụ hóa có giá trị khác nhau để lọc điện áp ra, thường chọn các tụ :
470uF, 10uF…
+ Dùng các điện trở có giá trị khác nhau để ổn định điện áp, thường chon các
điện trở: 5.6k, 2.2k...
+ Dùng đèn led để hiển trị trạng thái của nguồn.
4.3.1.3 Module Sim300CZ.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 61
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
R XTX
4 V
U 1 3
c o n n e c t o r_ s im 3 0 0 c z
V B A T1
V B A T3
V B A T5
V B A T7
V B A T9
V C H G1 1
TE M P _ B A T1 3
V D D _ E XT1 5
P W _ K E Y1 7
S TA TU S1 9
G P I O 02 1
B U Z Z E R2 3
S I M _ V D D2 5
S I M _ R S T2 7
S I M _ D A TA2 9
S I M _ C L K3 1
S I M _ P R E3 3
G P I O 13 5
D C D3 7
D TR3 9
R XD4 1
TXD4 3
R TS4 5
C TS4 7
R I4 9
A G N D5 1
S P K _ 1 P5 3
S P K _ 1 N5 5
S P K _ 2 P5 7
S P K _ 2 N5 9
G N D2
G N D4
G N D6
G N D8
G N D1 0
A D C 01 2
V R TC1 4
N E T_ L1 6
K B C 01 8
K B C 12 0
K B C 22 2
K B C 32 4
K B C 42 6
K B R 02 8
K B R 13 0
K B R 23 2
K B R 33 4
K B R 43 6
D I S P _ C S3 8
D I S P _ C L K4 0
D I S P _ D A TA4 2
D I S P _ D / C4 4
D I S P _ R S T4 6
D B G _ R XD4 8
D B G _ TXD5 0
A G N D5 2
M I C 1 P5 4
M I C 1 N5 6
M I C 2 P5 8
M I C 2 N6 0
R I
D _ N L
L E D
R _ N L
2 . 2 kVD
D_E
XT
R _ P W R
3 3 0 S TA TU S
V S I M
U 1 6
c o n n e c t o r_ s im c a rd
V C C1
S I M _ R S T2
S I M _ C L K3
G N D4
V S I M5
I / O6
0V S I M
0
S I M _ R S T00
S I M _ R S T
0
0
S I M _ C L K
R _ 4 V
2 . 2 K
D _ 4 V
S I M _ C L K
C _ V R TC1 0 u f
Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý kết nối Module Sim300CZ
4.3.1.4 Vi điều khiển PIC18F26K20.
J 3
C O N 6
123456
M TC L R
P G DP G C
3 . 3 V
R _ M TC L R1 0 K 3 . 3 V
R _ D B
L e d _ D B
0
D E B U G
0
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 62
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
0
3 . 3 V
1 2 V5 V
M TC L RP G C C _ A N 1
R _ A N 1
R _ A N 2
C _ A N 2
P G D
0
0 A N I 2
A N I 1
3 . 3 V
A N I N 1
A N I N 2
R _ I N 1 R _ I N 2 R _ I N 3 R _ I N 4 R _ I N 5
0
IN1
IN2
IN3
IN4
IN5
TXR X
U 1 2
P I C 1 8 F 2 6 K 2 0
M C L R / V P P / R E 31
R A 0 / A N 02
R A 1 / A N 13
R A 2 / A N 24
R A 3 / A N 35
R A 46
R A 5 / A N 47
V S S 18
O S C 1 / C L K I N9
O S C 2 / C L K O U T1 0
R C 01 1
R C 11 2
R C 21 3
R C 31 4
R B 7 / P G D2 8
R B 6 / / K B I 2 / P G C2 7
R B 5 / K B I 1 / P G M2 6
R B 4 / K B I 0 / A N 1 1 / P 1 D2 5
R B 3 / A N 92 4
R B 2 / I N T2 / A N 82 3
R B 1 / I N T1 / A N 1 02 2
R B 0 / I N T02 1
V D D2 0
V S S1 9
R C 7 / R X/ D T1 8
R C 6 / TX/ C K1 7
R C 5 / S D O1 6
R C 4 / S D I / S D A1 5
Y 1
1 1 . 0 5 9 2
C 1 _ XT
R _ O 1
C 2 _ XT
R _ O 2 R _ O 3 R _ O 4 R _ O 5
0
OU
T1
OU
T2
OU
T3
OU
T4
OU
T5
I N
12345678
O U T
12345678
R _ A O 1 R _ A O 2
AN
O1
AN
O2
A N I 1A N I 2
R II N 1I N 2I N 3I N 4I N 5
D E B U GO U T1O U T2O U T3 O U T4
O U T5
A N O 1A N O 2
I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5A N I N 1A N I N 2
O U T1O U T2O U T3O U T4O U T5A N O 1A N O 2
0 0
J 7
C O N 4
1234
0
J 2
C O N 3
123
TXR X
0
0
Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý kết nối Pic18F26K20
4.3.1.5 Khối công suất.J 1
C O N 4
1234
J 2
C O N 2
12
L S 1
R E L A Y S P D T
35
412
Q 1C 1 8 1 5
Q 2C 1 8 1 5
D 1D I O D E
D 2
D I O D ER 12 . 2 K
D 3L E D
0
0
R 2
4 7 0
R 34 . 7 K
J 3
Th ie t B i D ie n
12
J 4
2 2 0 A C
12
Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý khối công suất
Khối Công suất gồm: Rơle 12V, 2 BJT C1815 và 2 Diod để khuếch đại
dòng qua Rơle và tránh điện áp ngược.
Chọn Rơle 12V:
+ Điện áp tác động: 12V
+ Điện trở cuộn dây Rơle R = 360
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 63
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
+ Dòng điện qua cuộn dây IR khoảng 400A
+ Điện áp đóng mở 220V
Tính toán chọn BJT và các điện trở phân cực:
Chọn Q1 là BJT C1815, BJT làm việc ở chế độ bão hòa
Dòng điện qua cuộn dây của Rơle
IL =
= = 32mA
Dòng điện qua Rơle cũng là dòng qua cực C của BJT. Suy ra Ic = 32mA
Để Transitor dẫn bão hòa thì
Ib = = 0.4mA
Chọn Ib = 10 0.4 = 4mA
Chọn Diode D1,D2:
Tác dụng của D1,D2: D1,D2 là 2 diode dùng để tránh dòng Fuco trong
cuộn dây sinh ra trong quá trình hoạt động làm hỏng các linh kiện khác như:
BJT,IC...
Việc chọn D1,D2 không khó khăn vì D1,D2 chỉ là loại Diode chịu được
dòng tương đối nhỏ. Trong mạch này ta chọn Diode là loại 1N4147.
4.3.1.6 Khối thu phát hồng ngoại.
I S O 2O P TO I S O L A TO R 2
12
34
J 1
C O N 4
1234
J 2
C O N 4
1234
J 3
C O N 2
12
J 4
C O N 2
12
4 7 0 R
R
R 2
1 K
R 3
4 7 0 R
R 41 K
R 61 0 K
D 1
L E D Th u
D 2 L E D P h a t
D 3
L E D
0 0
0
0
0
0
Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý khối thu phát hồng ngoại
Mạch phát hồng ngoại
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 64
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Điện trở R3 có giá trị 470 Ohm có tác dụng hạn dòng cấp cho Led phát
hồng ngoại. Led phát IR 2 chân là Led phát hồng ngoại, khi có tín hiệu chạy
qua thì phát ra tín hiệu hồng ngoại một cách liên tục ra ngoài không gian theo
hướng nhất định. Ở mạch báo động ta chỉnh sao cho tín hiệu hồng ngoại phát
ra từ Led phát đi thẳng trực tiếp đến Led thu tín hiệu ở mạch thu hồng ngoại.
Mạch thu hồng ngoại
Led thu IR 2 chân là Led thu hồng ngoại, Led sẽ cho dòng điện đi qua
nếu nó nhận được tín hiệu hồng ngoại từ Led phát, vì vậy ta phải chỉnh sao
cho Led thu hướng về tín hiệu từ Led phát.
Điện trở R2 giá trị 1K có tác dụng hạn dòng cấp cho Led phát hồng
ngoại.
Opto Isolato
Opto hay còn gọi là cách ly quang là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm
1 led và 1 photo diot hay 1 photo transitor. Được sử dụng để các ly giữa các
khối chênh lệch nhau về điện hay công suất như khối có công suất nhỏ với
khối điện áp lớn.
Sơ đồ mạch nguyên lý cho opto:
Opto Isolato có tác dụng khi có dòng nhỏ di qua 2 đầu của led có trong opto
làm cho led phát sáng. Khi led phát sáng làm thông 2 cực của photo diot, mở
cho dòng điện chạy qua.
4.3.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN
4.3.2.1 Khối Module Sim300CZ + Pic18F26K20.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 65
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Hình 4.8 Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Module Sim300CZ + Pic18F26K20
Hình 4.9 Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM Module Sim300CZ + Pic18F26K20
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 66
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
4.3.2.2 Khối công suất.
Hình 4.10 Sơ đồ nguyên lý khối công suất
4.3.2.3 Khối thu phát hồng ngoại.
Hình 4.11 Sơ đồ mạch in khối cảm biến hồng ngoại
Hình 4.12 Mạch phần cứng thi công phần cứng
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 67
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
4.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM
4.4.1 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
4.4.1.1 Lưu đồ giải thuật tổng quát chương chính chính.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 68
Bắt Đầu
Khai Báo Biến
Khởi Tạo Gía Trị Biến
Khởi Tạo Thanh Ghi
Khởi Tạo Ngắt Timer
Ngắt Timer0
Khởi Tạo Cấu Hình
GSM
Chương trình Chính (Main)
Ngắt EUART
Thực HiệnLệnh Điều Khiển
Kết Thúc
Ngắt Tin Nhắn
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Giải thích:
Đối với Ngắt Timer: Thời gian cài đặt cho việc thực thi này là mỗi một
giây sẽ quay lại thực hiện 1 lần. Thực hiện nhận dữ liệu cho việc kết nối với
module sim300CZ, để kiểm tra được tin nhắn yêu cầu đến hay chưa thì cần
truyền lệnh đọc tin nhắn cho Module Sim300C. Nếu một tin nhắn được gửi
đến thì chương trình sẽ kiểm tra đúng lệnh cài đặt và mật khẩu hay không.
Nếu số lệnh cài đặt và mật khẩu không đúng thì chương trình sẽ không
thực hiện. Ngược lại chương trình sẽ gửi yêu cầu đến cho Pic để tắt mở thiết
bị.
4.4.1.2 Lưu đồ giải thuật chương trình con Ngắt Timer0.
S Đ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 69
Bắt Đầu
Khai Báo BiếniTimer0
Bật Biếnichuyendong=1
iTimer0 =1
Kết Thúc
Khởi Tạo Timer
Reset Gía TrịTMRH, TMRL …
Xóa Cờ Ngắt
Đ
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
4.4.1.3 Lưu đồ giải thuật chương trình con Ngắt nhận dữ liệu.
Đ
Đầy
Đ
S
Đ
Đ
Đ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 70
Bắt Đầu
Khai Báo BiếnNext_in/Buffer_Size
Bộ Đệm (BUFFER)
Đọc Và Lưu Dữ Liệu
Nhận Dữ Liệu Từ PIC
Kết Thúc
Khởi Tạo Ngắt Timer
So sánh &Kiểm Tra Lệnh
Thực Hiện Lệnh Điều Khiển
ResetBiến
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
4.4.1.4 Lưu đồ giải thuật chương trình con Cấu hình GSM.
S Đ
Đ
Đ S
Đ
4.4.1.5 Lưu đồ giải thuật chương trình nhận dữ liệu và thực hiện lệnh điều
khiển.
Đ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 71
A
Bắt Đầu
Khai Báo Biến
Nhận Dữ Liệu Từ PIC
Khởi Tạo Biến
Bộ Đệm (BUFFER)
Bắt Đầu
Gửi Lệnh AT
Gửi lệnh AT&W(Lưu cấu hình)
Gửi lệnh AT + CMGF = 1(Chuyển sang dạng Text)
Kết Thúc
Xóa Bộ ĐệmBUFFER
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Đ
Đ
Đ S
Đ
Đ
Đ
S
Đ
S
Đ
Đ
Đ S
Đ
Đ Đ
Đ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 72
Xóa Tin Nhắn(AT + CMGD)
Thực Hiện Các Lệnh Tiếp Theo
Kiểm Tra Lệnh Điều Khiển và
MK
Thực Hiện Lệnh
Xóa Tin Nhắn(AT + CMGD)
Có Chuyển Động
Ngắt Timer0
Gửi Tin NhắnBáo Động
Kết Thúc
Lưu SĐT
Kiểm Tra Lệnh CONF và MK
Đọc Và Lưu Dữ Các Lệnh
CONF:MK:SĐT(Tối đa 5 SĐT)
A
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
4.4.1.6 Lưu đồ giải thuật chương trình con Báo Động.
Đ
Đ
Đ
Đ S
Đ
Đ
Đ
Đ S
Đ
Đ
Đ Đ
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 73
2
1
Bắt Đầu
Khai Báo Biến
Nhận Dữ Liệu Từ PIC
Kiểm Tra Lệnh CONF và MK
Đọc Và Lưu Dữ Các Lệnh
Bộ Đệm (BUFFER)
CONF:MK:SĐT(Tối đa 5 SĐT)
Lưu SĐT
Xóa Tin Nhắn(AT + CMGD)
PT:MK:ON
Kiểm Tra Lệnh
Bật Hệ thống Cảnh báo Có Chuyển Động
2
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Đ Đ
Đ
Đ
Đ S
Đ
Đ
Đ
4.4.2 MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 74
Ngắt Timer0
Gửi Tin NhắnBáo Động
Kết Thúc
PT:MK:OFF
Kiểm Tra Lệnh
Tắt Hệ Thống Cảnh Báo
Xóa Tin Nhắn(AT + CMGD)
Xóa Tin Nhắn(AT + CMGD)
1 2
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN
5.1 KẾT LUẬN
Qua thời gian nghiên cứu, thi công đồ án đã cơ bản được hoàn thành.
Bằng sự nỗ lực cố gắng của bản thân mỗi cá nhân và sự phân chia, phối hợp
công việc hợp lí, chặt chẽ, nhịp nhàng giữa mỗi thành viên của nhóm, bên
cạnh đó còn là sự hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm của thầy Trần Văn Phát, đồ án
này đã được hoàn thành đúng thời gian như đã định và đã đạt được yêu cầu đặt
ra theo yêu cầu là thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua tin
nhắn SMS. Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã thu được những kết
quả nhất định như sau:
Mạch điện với các module nhỏ trên mạch được thiết kế, thi công
hoàn chỉnh và đã được thử nghiệm nhiều lần và đã thoạt động ổn định trong
thực tế.
Xây dựng được mô hình để ứng dụng điều khiển các thiết bị và hệ
thống báo động.
Trong đồ án này, nhóm em đã trình bày khá đầy đủ về chức năng, cấu
trúc của từng khối module nhỏ trên board mạch điện tích hợp. Như vậy, giúp
người đọc có thể nắm bắt, hiểu được chức năng của từng module một cách dễ
dàng. Bên cạnh đó, nội dung của đề tài được trình bày khá chi tiết rõ ràng
bằng cách sử dụng những từ ngữ thông dụng, các hình ảnh đi kèm giúp người
đọc dễ hiểu và có thể thực hiện một cách tương tự, đạt hiệu quả trong một thời
gian ngắn.
Hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS
được thực hiện như trong đề tài là một hệ thống với các chức năng đạt được
như sau:
Hệ thống có thể điều khiển được thiết
bị điện từ xa thông qua tin nhắn SMS:
+ Sau khi gửi tin nhắn thì với nội dụng tin nhắn đó, bộ xử lí sẽ thực thi
quá trình xử lí, sau đó là điều khiển thiết bị một cách tự động.
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 75
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
+ Tin nhắn được gửi đi từ người điều khiển để điều khiển thiết bị điện
và người điều khiển cũng nhận được tin nhắn trả ngược lại với nội dụng tin
nhắn là đã điều khiển được các thiết bị hay chưa và hệ thống cảnh báo.
+ Hệ thống có khả năng được bảo vệ tốt, nghĩa là người sử dụng phải
biết lệnh điều khiển và mật khẩu (password) thì mới đăng nhập được vào hệ
thống đối với sử dụng tin nhắn SMS.
Hệ thống có chức năng cảnh báo sự cố
:
+ Khối thu phát hồng ngoại được thiết kế, lập trình kết hợp với trung
tâm xử lí có khả năng gửi thông tin dữ liệu tới trung tâm xử lí. Ngoài ra còn có
khả năng gửi tin nhắn ngược lại cho người điều khiển và tự động thi hành các
thao tác được lập trình sẵn khi có báo động xảy ra.
Để thực hiện được các chức năng nêu trên, nhóm em đã tìm hiểu,
nghiên cứu các vấn đề có liên quan tới đề tài như : họ PIC18F26K20, Module
Sim300CZ, các ngôn ngữ lập trình tương ứng như CCS, bộ lệnh AT
Command dành cho Module, và các vấn đề khác liên quan tới đề tài.
Cuối cùng, theo nhận định chủ quan của nhóm em thì đồ án đã được
hoàn thành đúng thời gian cho phép và đã trình bày khá đầy đủ các mảng kiến
thức liên quan, các vấn đề liên qua tới đề tài. Song do những điều kiện khách
quan, đề tài này chỉ thực hiện một phần nhỏ đối với việc điều khiển cho một
ngôi nhà hoàn chỉnh. Đó là điều khiển thiết bị 1 thiết bị công suất và cảnh báo
khi có người lạ vào nhà.
5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và lượng kiến thức cá nhân mỗi
thành viên của nhóm là nhất định nên đề tài thực hiện xong chỉ đáp ứng được
một phần nhỏ của một hệ thống hoàn chỉnh. Vì vậy, để đề tài này thêm phong
phú hơn, mang nhiều tính thực tế hơn nữa, có khả năng ứng dụng cao hơn thì
đề tài cần đưa thêm vào những yêu cầu như sau:
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 76
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
Ngoài việc điều khiển giám sát bằng tin nhắn SMS, ta cũng có thể
điều khiển Camera để chụp hình rồi sau đó gửi tin nhắn đa phương tiện đến
điện thoại.
Sử dụng thêm nhiều loại cảm biến khác, chẳng hạn như cảm biến
nhiệt độ để đo nhiệt độ, cảm biến độ ẩm không khí để đo độ ẩm không khí, hệ
thống báo cháy tự động,… để ứng dụng vào đề tài. Như thế người dùng có thể
hình dung ra được toàn bộ không gian trong ngồi nhà.
Mở rộng điều khiển được nhiều hơn nữa các thiết bị trong nhà.
Phần cứng cho mỗi module cần được tách rời nhằm dễ dàng cho việc
chỉnh sửa, thay đổi.
Đề tài không những chỉ áp dụng cho với các tòa nhà mà nên được mở
rộng áp dụng đối với điều khiển các thiết bị sử dụng nơi công cộng.
Hy vọng với những hướng phát triển nêu trên cùng với những ý tưởng
khác của các bạn, của người đọc- những người đi sau - sẽ phát triển hơn nữa
đề tài này, khắc phục những hạn chế, tồn tại của đề tài, làm cho đề tài trở nên
phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao hơn vào trong thực tế cuộc sống,
phục vụ cho những lợi ích của con người trong tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]Hoàng Minh Sơn –Mạng Truyền Thông Công Nghiệp – NXB Khoa Học
Và Kỹ Thuật – 2006.
[2] Nguyễn Trọng Kiên và Phạm Văn Nam – Đồ án tốt nghiệp - “Điều khiển
thiết bị từ xa qua tin nhắn SMS bằng máy tính” – Trường ĐHSP Kỹ Thuật
TP.HCM.
[3] Một Số Trang Web Tham Khảo:
www.picvietnam.com
www.4tech.com.vn
www.dientuvietnam.com
www.google.com.vn
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 77
Điều khiển từ xa bằng tin nhắn SMS GVHD: Ks. Phạm Văn Phát
SVTH : Trần Văn Cầu - Võ Văn Tài Page 78