Đồ án Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM VÀ ĐỊNH VỊ GPS TRÊN XE MÁY GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN HIỆP SVTH: ĐẶNG VĂN TUÂN MSSV: 12141406 S K L 0 0 4 5 1 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2017
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM VÀ ĐỊNH VỊ GPS TRÊN XE MÁY SVTH: ĐẶNG VĂN TUÂN MSSV: 12141406 Khoá: 2012 Ngành: CN- KT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN HIỆP Tp. Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2017
3. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 03 năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Tuân MSSV:12141406 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Hiệp Ngày nhận đề tài:14/09/2016 Ngày nộp đề tài:13/2/2017 1. Tên đề tài : Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy 2. Các số liệu ban đầu: - Board Ârduino Mega2560. - Module Bluetooth HC05. - Module Sim900 shield. - Module GPS. - Các thiết bị điện tử: rơ le, chuống báo trộm 3. Nội dung thực hiện đề tài: - Tìm hiểu về Board Arduino mega2560. - Làm mô hình thực tế đóng gói thành hộp - Thiết kế ứng dụng điều khiển sử dụng trên thiết bị Android. - Nhận xét, kết luận. 4. Sản phẩm: Mô hình Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
4. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Đặng Văn Tuân MSSV: 12141406 Ngành:Công nghệ kỹ thuật điện tử - truyền thông Tên đề tài: Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Hiệp NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày13 tháng 02năm 2017 Giáo viên hướng dẫn
5. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA IÁOG VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Đăng Văn Tuân MSSV: 12141406 Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện tử - truyền thông Tên đề tài: Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày13 tháng 02năm 2017 Giáo viên phản biện
6. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đề tài đồ án tốt nghiệp, nhóm em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè. Nhóm em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh đã tạo môi trường làm việc,học tập và nghiên cứu cũng nhưmọi điều kiện tốt nhất cho nhóm em có thể hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp này. Khoa Điện-Điện tử, Khoa đào tạo Chất Lượng Cao đã cung cấp cho nhóm em những giáo trình, tài liệu tham khảo, cơ sở vật chất cũng như các thiết bị hỗ trợ liên quan. Thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Hiệp cùng các thầy cô bộ môn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nhóm em trong suốt quá trình đã qua. Mặc dù đã cố gắng trong quá trình tìm hiểu nhưng do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét của thầy cô và các bạn để đồ án có thể hoàn thiện hơn và phát triển hơn nữa. Một lần nữa nhómem xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 02 năm 2017 Sinh viên thực hiện Đặng Văn Tuân
7. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3 LỜI CẢM ƠN 4 Chương I DẪN NHẬP 9 1.1 Giới thiệu đề tài. 9 1.2 Tình hình nghiên cứu. 10 1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài. 11 1.4 Mục đích nghiên cứu. 12 1.5 Mục tiêu đề tài 12 1.6 Giới hạn đề tài 12 1.7 Phương án thiết kế. 13 1.8 Đề cương nghiên cứu chi tiết. 13 1.9 Phương tiện nghiên cứu. 13 1.10 Phương pháp nghiên cứu. 14 Chương II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 15 2.1 Nguyên lý khởi động hệ thống xe máy 15 2.2 Tổng quan về công nghệ Bluetooth 15 2.2.2. Hoạt động 16 2.3 Module Bluetooth HC05 17 2.4 Tổng quan về công nghệ GSM 18 2.4.1 Giới thiệu về công nghệ GSM. 18 2.4.2 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam 19
8. 2.4.3 Giới thiệu về SMS. 20 2.4.2.1 Cấu trúc một tin nhắn SMS. 20 2.4.2.2 Ưu điểm của SMS 21 2.4.2.3 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài . 21 2.5 Module Sim 900 21 2.5.1 Giới thiệu về Module Sim900 21 2.5.2 Đặc điểm của module SIM 900 23 2.5.4 Khảo sát tập lệnh AT Command của Module SIM 900 27 2.5.4.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem. 28 2.5.4.2 Delete tin nhắn trong SIM. 29 2.5.4.3 Đọc tin nhắn. 30 2.5.4.4 Gửi tin nhắn. 31 2.6 Tổng quan về công nghệ GPS 32 2.7 Module định vị toàn cầu Ublox GPS Neo-6M 35 2.8 Giới thiệu board Arduino Mega 2560 36 2.9 Ngôn ngữ và phần mềm lập trình cho Arduino 41 2.10 Tổng quan về hệ điều hành Android 42 2.11 Giới thiệu phần mềm lập trình Android Studio 45 2.12 Role 5 chân 51 2.12.1 Nguyên tắc hoạt động. 51 2.12.3 Cách chọn rơ le phù hợp. 52 2.12.5 Diod bảo vệ rơ le. Error! Bookmark not defined. Chương III THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM HỆ THỐNG 54 3.1 Sơ đồ tổng quan mô hình điều khiển. 54
9. 3.2 Thiết kế phần cứng 55 3.2.1 Khối vi xử lý 55 3.2.2 Khối Bluetooth 56 3.2.3 Khối Rơ le. 57 3.2.4 Khối SMS 58 3.2.5 Khối GPS 58 3.2.6 Khối nguồn. 59 3.3 Sơ đồ kết nối phần cứng 60 3.4 Thiết kế phần mềm ứng dụng trên thiết bị đầu cuối. 64 Chương IV THI CÔNG PHẦN CƯNG VÀ PHẦN MỀM HỆ THỐNG 66 4.1 Thi công kết nối phần cứng hệ thống 66 4.2 Thiết kế phần mềm hệ thống 67 4.2.1 Thiết kế phần mềm chương trình trên board điều khiển 67 4.2.1.1 Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn. 69 4.2.1.2 Lưu đồ chương trình xử lý tín hiệu từ Bluetooth. 71 4.3 Thi công phần mềm ứng dụng điều khiển 71 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 81 5.1 Kết quả thực hiện. 81 5.2 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống. 85 5.4 Khả năng ứng dụng thực tế của đề tài. 86 5.5 Hướng phát triển của đề tài. 87 PHỤ LỤC 87 1. Chương trình điều khiển cho Arduino: 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115
10. Chương I DẪN NHẬP 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 đặc biệt là kỹ thuật điều khiển tự động 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 Công Nghiệp 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, tuyền thông nói riêng. Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nước nhà. Như chúng ta đã biết, đi kèm với phát triển xã hội là các vấn nạn xã hội và trộm xe máy đang trở thành vấn nạn, đặc biệt là tại các thành phố lớn. Ngón nghề của bọn đạo chích ngày càng ranh mãnh. Với hệ thống khóa bình thường, chúng mất chưa đến 10 giây để phá. Nếu khóa càng, khóa bánh cũng chỉ làm những tên trộm mất thêm vài phút. Chính vì vậy, vấn đề an ninh cho chiếc xe khiến nhiều người đau đầu. Do đó cần phải tạo ra một thiết bị chống trộm trên xe máy, có thể kiến những tên trộm bình thường hoăc những tên trộm có trình độ cao mở khóa được xe nhưng không thể khởi động ngay được. Sử dụng tính năng mở từ xa kết hợp với điện thoại Smartphone tác động vào hệ thống khởi động xe, khiến xe không thể khởi động ngay khi đã dùng đoản khóa mở được công tắc xe. Trong trường hợp có thế dắt xe đi được thì người chủ xe có thể tìm lại được chiếc xe của mình thông qua bản đồ GPS trên Smartphone hay Google map, cũng như có thể khóa khởi động từ xa và theo dõi nếu cho ai mượn xe của mình. Từ những yêu cầu thực tế và ý tưởng trên là một sinh viên điện tử em quyết định chọn đề tài “Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy” để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ của nước nhà. Với đề tài trên em đã thực hiện việc điều khiển khóa mở xe và định vị GPS theo ba hướng hướng chính: Mở và đóng khóa xe bằng Bluetooth kết hợp với điện thoại android smartphone tích hợp ứng dụng đóng mở bluetooth. Mở và đóng khóa xe bằng tin nhắn SMS trong trường hợp xe bị dò được sóng Bluetooth, cho ai đó mượn xe hoặc kết nối Bluetooth có vấn đề, kết hợp với điện thoại android smartphone tích hợp ứng dụng nhắn tin SMS. Định vị tọa độ của xe ở đâu khi bị mất xe hoặc khi cho ai đó mượn xe.
11. 1.2 Tình hình nghiên cứu. Trong những năm gần đây, sự phát triển bùng nổ của công nghệ di động đã khiến công nghệ di động không còn đơn thuần chỉ dùng để liên lạc đàm thoại nó đã được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: an ninh, giải trí, giao thông vận tải, Do những ưu việt của điện thoại di động, các hệ thống điều khiển qua điện thoại đi động đã được nhiều hãng sản xuất thiết bị trên thế giới ứng dụng. Đặc điểm cơ bản của các hệ thống này là có sự kết hợp chặt chẽ giữa thiết bị xử lý viễn thông và các hệ thống vi xử lý. Công nghệ truyền tin không dây ngày càng phát triển, đặc biệt công nghệ Bluetooth và GSM đã phổ biến hầu hết các thiết bị điện tử di động. Công nghệ Bluetooth cho phép truyền thông giữa các thiết bị với nhau mà không cần dây dẫn. Nó là một chuẩn điện tử, điều đó có nghĩa là các hãng sản xuất muốn có đặc tính này trong sản phẩm thì họ phải tuân theo các yêu cầu của chuẩn này cho sản phẩm của mình. Những tiêu chuẩn kỹ thuật này đảm bảo cho các thiết bị có thể nhận ra và tương tác với nhau khi sử dụng công nghệ Bluetooth. Bluetooth là một công nghệ dựa trên tần số vô tuyến và bất cứ một thiết bị nào có tích hợp bên trong công nghệ này đều có thể truyền thông với các thiết bị khác với một khoảng cách nhất định về cự ly để đảm bảo công suất cho việc phát và nhận sóng. Công nghệ này thường được sử dụng để truyền thông giữa hai loại thiết bị khác nhau. Công nghệ GSM có khả năng truyền tin wireless với phạm vi rất rộng lớn và đảm bảo độ tin cậy cao. Chính vì vậy người dùng có thể 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 như, máy móc nhà xưởng, hệ thống xử lý nước thải, nông nghiệp thủy lợi, điều khiển các thiết bị dân dụng như đèn, quạt Tại Việt Nam hiện có hơn 45 triệu môtô, xe máy các loại (tương đương cứ 2 người dân có một xe máy), nên có khá nhiều thiết bị chống trộm trên xe máy được phát triển và cho ra đời, nhưng chủ yếu xuất sứ từ Trung Quốc có giá thành rẻ nhưng không chất lượng.Trên thị trường hiện có nhiều thiết bị chống trộm xe máy như các loại khóa kết hợp cảm biến mở, thẻ RFID hoặc thiết bị đóng mở SMS của Viettel phát triển.
12. Hình 1.1 Mô hình điều khiển thiết bị qua Bluetooth và SMS. 1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài. Ngày nay với sự phát triển của kinh tế, số lượng ô tô, xe máy được sản xuất ra khá nhiều 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. Tính năng chống trộm và tìm kiếm ngày càng là vấn đề cấp thiết trên các loại phương tiện trên, thị trường phát triển rất lớn và có ít đối thủ cạnh tranh trong nước. Có thể ở Việt Nam chưa phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực này nhưng hiện nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu Âu hay châu Mĩ thì các thiết bị chống trộm trên phương tiện di chuyển đã phát triển rất mạnh mẽ. Từ những nhu cầu thực tế đó, 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 thiết bị chống trộm và định vị thông qua tin nhắn SMS và Bluetiith nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nhu cầu tiêu thụ trong nước. . Đề tài lấy cơ sở là tín hiệu Bluetooth và tin nhắn SMS để điều khiển đóng ngắt role. Việc sử dụng Bluetooth và tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao .Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng khác như khóa cửa nhà, bất cứ loại phương tiện di động nào
13. 1.4 Mục đích 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 một “Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy” hoàn chỉnh. Thiết bị được tích hợp module Bluetooth ,module Sim 900 nhận tín hiệu và tin nhắn từ điện thoại Smartphone, module xử lý dữ liệu, module role, module GPS cho định vị tọa độ xe. Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (mobile) của người điều khiển để báo cho biết trạng thái đóng mở hoặc tọa độ của xe được gắn thiết bị. Thiết bị chống trộm và định vị GPS trên xe máy có chức năng như sau khi kết hợp với thiết bị android : Khi nhấp vào icon khóa trên thiết bị android thì xe có 10s giây để đề nổ sau 10s thì sẽ ko đề được, nhấp vào biểu tượng khóa trên thiết bị android sẽ kích hoạt lại bằng cách sử dụng Bluetooth để truyền tín hiệu điều khiển. Sẽ tự động gửi tin nhắn SMS đóng mở khóa khởi động, khi nhấp vào button đóng mở khóa Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho người sử dụng, với nội dung tin nhắn chứa thông tin hoạt động của thiết bị (đóng khóa/mở khóa). Người dùng có khả năng định vị tọa độ của xe trên bản đồ google map được tích hợp vào ứng dụng một cách đơn giản khi nhấp vào button GPS. 1.5 Mục tiêu đề tài Trang bị cho xe máy một bộ thiết bị chống trộm có khả năng không cho khởi động xe ngay khi đã mở được khóa. Có thể đóng mở khóa từ xa một cách chủ động, định vị GPS trong trường hợp bị dắt mất xe hoặc muốn kiểm tra vi trí của xe khi ở xa 1.6 Giới hạn đề tài Sử dụng Board arduino và các module có sẵn. Giới hạn khoảng cách kết nối Bluetooth duới 4m. Sai số của tọa độ GPS trả về dưới bán kính 10m. Thời gian đợi module GPS thu được dữ liệu tùy theo vị trí của xe, nếu dưới bề mặt có độ dày bê tông cao khó cho tọa độ nhanh và chính xác. Sử dụng nguồn 12VDC-3A từ bình ác quy xe máy.
14. Vì tác động vào dây đề của xe nên phù hợp với xe tay ga. 1.7 Phương án thiết kế. Gồm 2 phương án thiết kế như sau: Phương án 1: Dùng các module SIM900, Bluetooth HC05,GPS NEO 6-M để kết nối với board Arduino Mega 2560. Phương án này có chi phí và giá thành thấp, thích hợp cho lập trình lệnh AT dễ dàng và đầy đủ tính năng cho lập trình AT .Ngoài ra sử kết nối với giữa board với các module thông qua chuẩn uart đơn giản. Phương án 2: Dùng điện thoại di động có chức năng giống với module SIM900 có sẵn Bluetooth với GPS để kết nối với Arduino Mega 2560. Việc lập trình cho điện thoại di động cũng gần tương tự như module GSM nhưng có hạn chế hơn vì phần kết nối giữa điện thoại di động với khối xử lý khá phức tạp. Ngoài ra phần cấp nguồn phức tạp và tăng kích thước của thiết bị lên. Phương án lựa chọn: Em lựa chọn phương án 1 vì việc kết nối đơn giản. Có thể đóng hộp nhỏ gọn thích hợp đặt trước yếm xe và cố định được nó, và vì sử dụng nguồn cấp từ bình ác quy xe máy 12V DC, nên có thể cấp trực tiếp cho thiết bị qua chân nguồn của Arduino Mega, cũng như dễ dàng khi mở rộng chắc năng của thiết bị. 1.8 Đề cương nghiên cứu chi tiết. Đề tài này được thực hiện gồm 5 chương: Chương 1: Dẫn nhập. Chương 2: Cơ sở lý thuyết chung. Chương 3: Thiết kế phần cứng. Chương 4: Thiết kế phần cứng và phần mềm . Chương 5: Thi công phần cứng và phần mềm. Chương 7: Kết luận và hướng phát triển của đề tài. Chương8: Phụ lục và tài liệu tham khảo. 1.9 Phương tiện nghiên cứu. Nhóm sử dụng sách giáo khoa, máy tính để truy cập mạng tìm kiếm thông tin, các thiết bị dùng để thiết kế và thi công mạch.
15. 1.10 Phương pháp nghiên cứu. Trong đề tài này, 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, viễn thông, truy cập từ mạng internet, các đồ án của khóa trước. Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện tử qua mạng internet, khảo sát các điện thoại di động để chọn lựa phương án thiết kế sau này. Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức của nhóm, kết hợp sự hướng dẫn của giáo viên, nhóm đã lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khác nhau để từ đó chọn lọc những mạch điện tối ưu.
16. Chương II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 2.1 Nguyên lý khởi động hệ thống xe máy Dựa vào nguyên lý khởi động hệ thống xe máy và khả năng tác động của thiết bị nên thiết bị sẽ tác động vào hệ thống mạch điện của xe, điều khiển role chủ yếu vào dây đề của xe, nhằm điều khiển role đóng mở cho phép xe khởi động khi có lệnh. Thiết bị thích hợp cho xe tay ga hơn xe số, vì xe số có thể khởi động được khi đạp nổ. Hình 2.1 Nguyên lý khởi động hệ thống xe máy Nguyên lý hoạt động: Công tắc ở chế độ ON .Khi ta nhấn nút đề, dòng điện từ bình ác quy công tắc máy role đề nút đề về max. Lúc này cuộn dây role đề tạo thành nâm châm điện hút lõi role đề đi lên làm nối 2 tiếp điểm. Đồng thời 2 dòng điện (+) qua 2 tiếp điểm vỏ của đề làm quay mô tơ đề, truyền động đến cốt máy để máy làm việc. 2.2 Tổng quan về công nghệ Bluetooth Bluetooth là một công nghệ cho phép truyền thông giữa các thiết bị với nhau mà không cần dây dẫn. Nó là một chuẩn điện tử, điều đó có nghĩa là các hãng sản xuất muốn có đặc tính này trong sản phẩm thì họ phải tuân theo các yêu cầu của chuẩn này
17. cho sản phẩm của mình. Những tiêu chuẩn kỹ thuật này đảm bảo cho các thiết bị có thể nhận ra và tương tác với nhau khi sử dụng công nghệ Bluetooth. Ngày nay phần lớn các nhà máy đều sản xuất các thiết bị có sử dụng công nghệ Bluetooth. Các thiết bị này gồm có điện thoại di động, máy tính và thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA. Công nghệ Bluetooth là một công nghệ dựa trên tần số vô tuyến và bất cứ một thiết bị nào có tích hợp bên trong công nghệ này đều có thể truyền thông với các thiết bị khác với một khoảng cách nhất định về cự ly để đảm bảo công suất cho việc phát và nhận sóng. Công nghệ này thường được sử dụng để truyền thông giữa hai loại thiết bị khác nhau. Ví dụ: Bạn có thể hoạt động trên máy tính với một bàn phím không dây, sử dụng bộ tai nghe không dây để nói chuyện trên điện thoại di động của bạn hoặc bổ sung thêm một cuộc hẹn vào lịch biểu PDA của một người bạn từ PDA của bạn. 2.2.1 Đặc điểm của công nghệ Bluetooth Ưu điểm : Tiêu thụ năng lượng thấp. Cho phép ứng dụng được nhiều loại thiết bị bao gồm các thiết bị cầm tay và điện thoại di động. Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai thiết bị kết nối có thể lên đến 100m. Bluetooth sử dụng băng tần 2.4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới mức tới đa 1Mbps mà các thiết bị không cần phải trực tiếp thấy nhau. Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này với một ứng dụng khác thông qua chuẩn Bluetooth, do đó có thể độc lập về phần cứng cũng như hệ điều hành sử dụng. Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như phần mềm hỗ trợ. Nhược điểm: Khoảng cách kết nối còn ngắn so với công nghệ mạng không dây khác. Chỉ kết nối được hai thiết bị với nhau, không kết nối thành mạng. Tính bảo mật không cao. 2.2.2. Hoạt động Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ trong phạm vi băng tần từ 2.4GHz đến 2.485GHz. Bluetooth được thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi kết nối , nó sẽ tự động tìm ra tần số tương thích để di chuyển đến thiết bị cần kết nối trong khu vực nhằm đảm bảo sự liên tục.
18. Hinh 2.2 khả năng kết nối các thiết bị Bluetooth 2.3 Module Bluetooth HC05 Trên thị trường có rất nhiều loại module Bluetooth với giới hạn kết nối xa, nhưng với yêu cầu của đề tài chỉ cần kết nối phạm vi ngắn giữa thiết bị android với Bluetooth, nên em lựa chọn module Bluetooth HC05 vì giá rẻ, giới hạn tầm kết nối dưới 10m. Hình 2.3 Module Bluetooth HC05 Module bluetooth HC05 master/slave dùng để thiết lập kết nối Serial giữa 2 thiết bị bằng sóng bluetooth. Điểm đặc biệt của module bluetooth HC-05 là module có thể hoạt động được ở 2 chế độ: MASTER hoặc SLAVE. Trong khi đó, bluetooth module HC-06 chỉ hoạt động ở chế độ SLAVE. Ở chê độ SLAVE: bạn cần thiết lập kết nối từ smartphone, laptop, usb bluetooth để dò tìm module sau đó pair với mã PIN là 1234. Sau khi pair thành công, bạn đã có 1 cổng serial từ xa hoạt động ở baud rate 9600.
19. Ở chế độ MASTER: module sẽ tự động dò tìm thiết bị bluetooth khác (1 module bluetooth HC-06, usb bluetooth, bluetooth của laptop ) và tiến hành pair chủ động mà không cần thiết lập gì từ máy tính hoặc smartphone. Module bluetooth HC05 được điều khiển bằng tập lệnh AT để thực hiện các tác vụ mong muốn. Để bluetooth module chuyển từ chế độ thông thường qua điều khiển bằng AT, ta có 2 cách như sau. Cấp nguồn cho module bluetooth (Vcc và Gnd) đồng thời cấp mức điện áp cao (=Vcc) cho chân KEY của module bluetooth. Khi đó giao tiếp bằng tập lệnh AT với module bằng cổng Serial (Tx và Rx) với baud rate là 38400 (khuyên dùng). Cấp nguồn cho module bluetooth trước, sau đó cấp mức điện áp cao cho chân KEY của module bluetooth. Lúc này bạn có thể giao tiếp với module bằng tập lệnh AT với baud rate là 9600.Sau khi pair thành công với thiết bị bluetooth khác, đèn trên module bluetooth HC05 sẽ nhấp nháy chậm cho thấy kết nối Serial đã được thiết lập. Nguồn cung cấp cho module bluetooth là nguồn từ 3.6V đến 6V. Quá áp sẽ gây cháy module. Ngoài ra module tương thích với các vi điều khiển 5V mà không cần chuyển đổi mức giao tiếp 5V về 3.3V như nhiều loại module bluetooth khác. Thông số kỹ thuật: Điện thế hoạt động của UART 3.3 - 5V. Dòng điện khi hoạt động: khi Pairing 30 mA, sau khi pairing hoạt động truyền nhận bình thường 8 mA Baudrate UART có thể chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200( mặc định là 9600) Kích thước của module chính: 28 mm x 15 mm x 2.35 mm Dải tần sóng hoạt động: 2.4GHz Bluetooth protocol: Bluetooth Specification v2.0+EDRo Kích thước: 26.9mm x 13mm x 2.2 mm Pairing code: 1234. 2.4 Tổng quan về công nghệ GSM 2.4.1 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
20. 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. 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. 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). 2.4.2 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993. Hiện nay, ba nhà cung c ấp 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%
21. S K L 0 0 2 1 5 4