Luận văn Thiết kế và thi công một hệ thống điều khiển thiết bị và giám sát nhà (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Thiết kế và thi công một hệ thống điều khiển thiết bị và giám sát nhà (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ VÀ GIÁM SÁT NHÀ GVHD: TS. NGUYỄN THANH HẢI SVTH: NGUYỄN HẢI TRIỀU MSSV: 11241023 SVTH: TRẦN TRUNG LAM MSSV: 11241009 S K L 0 0 4 3 6 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2016
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ VÀ GIÁM SÁT NHÀ” GVHD: TS.Nguyễn Thanh Hải SVTH: Nguyễn Hải Triều MSSV: 11241023 SVTH: Trần Trung Lam MSSV: 11241009 Tp. Hồ Chí Minh – 07/2016
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ VÀ GIÁM SÁT NHÀ” GVHD: TS.Nguyễn Thanh Hải SVTH: Nguyễn Hải Triều MSSV: 11241023 SVTH: Trần Trung Lam MSSV: 11241009 Tp. Hồ Chí Minh – 07/2016
4. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày tháng . năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hải Triều MSSV: 11241023 Trần Trung Lam MSSV: 11241009 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 01 Hệ đào tạo: Đại học chính quy (K3/7) Mã hệ: 1 Khóa: 2011 Lớp: 112410 I. TÊNĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ VÀ GIÁM SÁT NHÀ. II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: (ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh, ) 2. Nội dung thực hiện: Thiết kế và thi công mạch giao tiếp giữa vi điều khiển PIC16F887 với các Module SIM900, LM35,cảm biến hồng ngoại,cảm biến khí gas MQ2. Thiết kế và thi công mô hình nhà thông minh. Lắp ráp các khối điều khiển vào mô hình và lập trình cho hệ thống. Chạy thử nghiệm và cân chỉnh hệ thống . Viết báo cáo tốt nghiệp. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 17/10/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 24/07/2016 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Nguyễn Thanh Hải CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ii
5. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thanh Hải đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài. Thầy không những truyền đạt những kiến thức cần thiết cho em mà còn là người động viên tinh thần, giúp em vượt qua những lúc khó khăn nhất, em xin cảm ơn thầy rất nhiều. Em xin chân thành cảm ơn đến các Quý thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử đã nhiệt tình truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường và tạo những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài này. Em xin gửi lời chúc sức khỏe và mọi điều tốt đẹp nhất đến Quý thầy cô. Cảm ơn đến tất các bạn lớp 112410 các bạn đã cho mình những niềm vui những lời động viên trong lúc khó khăn, những kiến thức, kinh nghiệm, và đặc biệt là các bạn đã cho mình sự tự tin, cái mà mình thực sự cần trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Mình thấy tự hào vì có được những người bạn là các bạn. Sau cùng con xin gửi đến Ba Mẹ lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, những người đã cho con cuộc sống, tạo mọi điều kiện để con được học tập như ngày hôm nay. Con cảm ơn Ba Mẹ đã nuôi nấng dạy dỗ con nên người, Ba Mẹ là người luôn sát cánh bên con, lo lắng, thương yêu con, luôn đồng hành cùng với con trong những giai đoạn khó khăn nhất. Con yêu Ba Mẹ. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn ! Người thực hiện đề tài Nguyễn Hải Triều Trần Trung Lam v
6. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: SIM 900A 5 Hình 2.2: Module SIM 900A V3.8.2 7 Hình 2.3: Sơ đồ chân Module SIM 900A V3.8.2 8 Hình 2.4: Kết nối dùng cổng RS232-DB9 9 Hình 2.5: Kết nối dùng cổng RS232-TTL 9 Hình 2.6: Cấu hình mặc định cho SIM 900A 11 Hình 2.7 Lệnh xóa tin nhắn trong SIM 13 Hình 2.8: Cấu hình gọi điện 14 Hình 2.9: Cấu hình nhận cuộc gọi 16 Hình 2.10: Cấu hình đọc tin nhắn 17 Hình 2.11: Cấu hình gửi tin nhắn 18 Hình 2.12: Sơ đồ chân PIC 16F887 22 Hình 2.13: Sơ đồ khối ADC 23 Hình 2.14: Hệ thống truyền đồng bộ 26 Hình 2.15: Hệ thống truyền bất đồng bộ 26 Hình 2.16: Cảm biến gas MQ-2 29 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 32 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý mạch đo nhiệt độ LM35 33 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch Relay 34 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý mạch ULN2803 35 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạch Buzzer 36 Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối LCD 37 Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý mạch reset 37 Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch thạch anh 38 Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý mạch Vref+ 38 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý khối vi điều khiển 38 Hình 3.11: Module LM2596 39 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 5V 40 Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý mạch toàn hệ thống 41 Hình 4.1: Dụng cụ thi công board mạch 43 ix
7. Hình 4.2: Sơ đồ mạch in 44 Hình 4.3: Mặt sau board mạch hoàn thành 44 Hình 4.4: Sơ đồ chân LCD 20x4 45 Hình 4.5: Mặt trước board hoàn thành 46 Hình 4.6: Các khối trên board điều khiển 47 Hình 4.7: Dụng cụ và vật liệu 49 Hình 4.8: Mặt trước mô hình nhà 49 Hình 4.9: Mặt bên mô hình nhà 50 Hình 4.10:Mặt sàn mô hình nhà 50 Hình 4.11: Mô hình nhìn tử trên xuống 51 Hình 4.12:Mặt bên mô hình nhà 52 Hình 4.13: Lưu đồ chương trình chính 53 Hình 4.14: Lưu đồ chương trình đo nhiệt độ 54 Hình 4.15: Lưu đồ chương trình kiểm tra cảm biến 55 Hình 4.16: Các file cần cài đặt 56 Hình 4.17: Cài đặt phần mềm bước 1 56 Hình 4.18: Cài đặt phần mềm bước 2 57 Hình 4.19: Cài đặt phần mềm bước 3 57 Hình 4.20: Tạo project mới 58 Hình 4.21: Thứ tự tạo project 59 Hình 4.22: Lưu project và đặt tên 59 Hình 4.23: Giao diện viết chương trình 60 Hình 4.24: Viết chương trình 60 Hình 4.25: Biên dịch chương trình 61 Hình 4.26: Biên dịch thành công 61 Hình 5.1: Board điều khiển 63 Hình 5.2: Hê thống nhà tổng thể 65 Hình 5.3: Hệ thống nhìn tử trên xuống 65 Hình 5.4: Hệ thống nhìn từ mặt bên 66 x
8. LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Đặc điểm Module SIM 900A 5 Bảng 2.2: Chi tiết cấu hình mặc định SIM 900A 12 Bảng 2.3: Chi tiết lệnh delete tin nhắn trong sim 13 Bảng 2.4: Chi tiết cấu hình gọi điện cho sim 15 Bảng 2.5: Chi tiết cấu hình nhận cuộc gọi 16 Bảng 2.6: Chi tiết cấu hình đọc tin nhắn 18 Bảng 2.7: Chi tiết cấu hình gửi tin nhắn 19 Bảng 2.8: Lựa chọn cảm biến hồng ngoại 27 Bảng 2.9: Ký hiệu chân và cách kết nối cảm biến hồng ngoại 29 Bảng 2.10: Thông số kỹ thuật cảm biến MQ2 29 Bảng 2.11: Ký hiệu chân và cách kết nối cảm biến MQ2 30 Bảng 4.1: Danh sách linh kiện 42 Bảng 4.2: Tóm tắt linh kiện trên mạch điều khiển 48 Bảng 4.3: Các thành phần chính của mô hình 51 Bảng 4.4: Cú pháp nhắn tin điều khiển và giám sát thiết bị 62 xi
9. TÓM TẮT Đồ án “thiết kế và thi công một hệ thống điều khiển thiết bị và giám sát nhà” 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, thi công một hệ thống điều khiển thiết bị và giám sát nhà hoàn chỉnh. Hệ thống tích hợp module điều khiển giám sát trung tâm sử dụng PIC 16F887, module SIM 900A, các module cảm biến hồng ngoại, cảm biến gas, cảm biến khói. Người điều khiển sẽ dùng điện thoại nhắn tin với cú pháp quy định để thực hiện việc điều khiển và giám sát các thiết bị trong nhà. Module cảm biến hồng ngoại sẽ gửi thông tin dữ liệu về bộ xử lí trung tâm khi có tác động của đối tượng bên ngoài (người lạ đột nhập). Module cảm biến khí gas, cảm biến khói, nhiệt độ sẽ gửi thông tin dữ liệu về bộ xử lý trung tâm khi có khí gas bị rò rỉ, phát hiện khói hay nhiệt độ trong nhà tăng quá giới hạn. Qua xử lý, bộ xử lý trung tâm sẽ gửi thông báo về điện thoại của người điều khiển để báo cho biết có sự cố để có phương án giải quyết. xii
10. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ đặc biệt là công nghệ thông tin, điện tử Đã làm cho đời sống con người ngày càng được nâng cao và hoàn thiện hơn. Các thiết bị tự động hóa được ứng dụng ngày càng nhiều trong lao động sản xuất, học tập, giải trí và ngay cả trong sinh hoạt hàng ngày. Trong đó, hệ thống nhà thông minh là một ứng dụng điển hình đã ra đời và ngày càng được sử dụng rộng rãi. Nhà thông minh là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử tự động hóa hoàn toàn hoặc bán tự động thay thế con người trong thao tác điều khiển, giám sát và quản lý, giúp tiết kiệm năng lượng tối đa mà vẫn tạo được sự thoải mái, tiện nghi và an toàn. Hiện tại trên thế giới có rất nhiều hãng cung cấp nhà thông minh, trong đó nổi bật là các hãng Home Automation Inc, ELK, Vantage, Control4. Biệt thự Thái Bình Dương của Bill Gates được mệnh danh là ngôi nhà thông minh đầu tiên trên thế giới, do có những hệ thống trang thiết bị điện tử tinh vi, hiện đại. [1] Ở Việt Nam thì BKAV smarthome là hệ thống nhà thông minh thế hệ mới nhất trên thế giới, công nghệ vượt trội so với sản phẩm của Mỹ và Châu âu - theo tiêu chí xếp hạng của Gartner. [2] Với đề tài này đã có rất nhiều nhóm nghiên cứu cũng như được các bạn sinh viên lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp[3]. Trong đó nổi bật là mô hình “ nhà thông minh” của các bạn sinh viên trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, đã đạt giải nhất cuộc thi “Thiết kế với TIMCU 2012” toàn quốc diễn ra tại Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.[6] 1.2. MỤC TIÊU Nhiệm vụ chính của đề tài là: thiết kế và thi công một hệ thống điều khiển thiết bị và giám sát nhà sử dụng PIC16F887 kết nối với Module SIM900A và các cảm biến để thực hiện việc điều khiển và giám sát bằng tin nhắn SMS. Hệ thống có thể thực hiện được các chức năng đóng mở cửa tự động, đo nhiệt độ trong nhà, cảnh báo khói, khí gas, chống trộm. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
11. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thiết kế và thi công mạch giao tiếp giữa vi điều khiển PIC16F887 với Module SIM900A, cảm biến LM35, cảm biến hồng ngoại, cảm biến khí gas MQ2. Thiết kế và thi công mô hình nhà thông minh. Lắp ráp các khối điều khiển vào mô hình và lập trình cho hệ thống. Chạy thử nghiệm và cân chỉnh hệ thống . Viết báo cáo luận văn . 1.4. GIỚI HẠN Đề tài chỉ thi công mô hình. Mô hình thi công có kích thước (mm): 400x400x400. Cảm biến nhiệt độ LM35 có khoảng đo từ -55ºC đến 150ºC. Module cảm biến hồng ngoại phát hiện vật cản trong khoảng cách từ 2cm đến 60cm, góc phát hiện là 35º. Module cảm biến khí gas MQ2 có phạm vi phát hiện: 300 đến 10000ppmm, đặc điểm của khí: 1000ppmm isobutan, thời gian đáp ứng dưới 10s. Hệ thống chỉ sử dụng trong nhà. 1.5. BỐ CỤC Chƣơng 1:Tổng Quan Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chƣơng 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Trong chương này chúng ta tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan đến đồ án: lý thuyết về PIC16F887, MODULE SIM, tập lệnh AT, lý thuyết liên quan đến các loại cảm biến (cảm biến hồng ngoại, cảm biến gas, cảm biến khói). Chƣơng 3:Thiết Kế và Tính toán. Trong chương này chúng ta đặt ra yêu cầu cho sản phẩm, lựa chọn phương án thực hiện tính toán và thiết kế đi đến thi công thành hệ thống hoàn thiện. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
12. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Chƣơng 4:Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Trình bày kết quả đạt được, nhận xét và đánh giá các kết quả đó. Chƣơng 5:Kết Luận và Hướng Phát Triển Đưa ra kết luận, mức độ hoàn thiện đề tài, đưa ra hướng phát triển của đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
13. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về tin SMS[4] 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. 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. 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng. 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. 2.2 Giới thiệu Module SIM900A 2.2.1 Tổng quan về Module SIM 900A[17] Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một mạng wireless GSM. Một modem wireless thì cũng hoạt động giống như một modem quay số. Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và nhận dữ liệu thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một modem wireless thì việc gửi 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 SIM 900A là một trong những loại modem GSM. Nhưng Module SIM 900A được nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó sử dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng GSM 850Mhz, EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz, có tính năng GPRS của Sim 900. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
14. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1. SIM 900A 2.2.2 Đặc điểm của module SIM 900A Bảng 2.1. Đặc điểm Module SIM 900A. Tính năng Chi tiết Nguồn cung cấp Khoảng 3,4 – 4,5V Nguồn lưu trữ Tiêu thụ năng lượng điển hình ở chế độ ngủ là 1.0mA (BS-PA-MFRMS = 9) Băng tần EGSM 900, DCS 1800. Có thể tự động tìm kiếm băng tần, cũng có thể được chọn bởi lệnh: “AT+CBAND”. Tương thích với GSM Pha 2/2+. Truyền tải điện Class 4 (2W) at EGSM 900 Class 1 (1W) at DCS 1800 Kết nối GPRS GPRS multi-slot class 10 (mặc định). BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
15. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT GPRS multi-slot class 8 (option) Giới hạn nhiệt độ Bình thường: -30°C ~ +80°C Hạn chế: -40°C ~ -30°C và +80 °C ~ +85°C* Nhiệt độ bảo quản: -45°C ~ +90°C 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 Tích hợp giao thức TCP/IP. Hỗ trợ Kênh điều khiển Broadcast Packet (PDCCH) SMS MT, MO, CB, Text and PDU mode Bộ nhớ SMS: SIM card Sim card Hỗ trợ sim card: 1,8v; 3v Anten ngoài Đế anten Âm thanh Chế độ mã hóa: Mức chế độ (ETS 06.20) Toàn bộ chế độ (ETS 06.10) Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.60/ 06.80) Loại bỏ tiếng dội Giao tiếp nối tiếp và Cổng nối tiếp: sự ghép nối Giao diện đầy đủ với tình trạng và kiểm soát dòng, không cân bằng, không đồng bộ Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
16. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Cổng kết nối có thể Sd với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh AT Command tới module điều khiển Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD Quản lý danh sách Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC, ON, MC Đồng hồ thời gian Hỗ trợ. thực Đặc tính vật lý Kích thước: 24*24*3mm Cân nặng: 3.4g 2.2.3 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân của module SIM 900A Hình 2.2. Module SIM900A V3.8.2 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7
17. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong đồ án sử dụng Breakout SIM 900A (hình 2.2), tức là SIM 900A đã được thiết kế kết nối phù hợp thành module để dễ dàng sử dụng trong ứng dụng, các chức năng không cần thiết đã được lược bỏ. Sơ đồ và chức năng thành phần của module SIM 900A V3.8.2 1 9 2 3 8 4 5 6 7 Hình 2.3 Sơ đồ chân module SIM 900A V3.8.2 Hình 2.3 mô tả sơ đồ chân và cách kết nối của module SIM 900A V3.8.2, trong đó: Số 1: Module sim 900A. Số 2: Đèn bào nguồn. Số 3: Cổng kết nối RS232-TTL. Số 4: Đèn báo trạng thái. Số 5: Anten. Số 6: cổng kết nối nguồn. Số 7: IC RS 232. Số 8: Cổng kết nối RS232- DB9. Số 9: Khe gắn thẻ SIM. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8
18. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Lưu ý: Khi sử dụng cổng kết nối RS232-DB9 để kết nối với vi điều khiển hoặc máy tính cần phải kết nối cổng kết nối RS232-TTL như hình (2.4). Còn cổng RS232- TTL hỗ trợ kết nối với vi điều khiển 5V và 3V, khi kết nối vi điều khiển 5V thi sử dụng cặp chân 5R và 5T, khi kết nối vi điều khiển 3V thì dùng cặp chân 3R và 3T, khi kết nối với máy tính dùng thêm module chuyển đổi USB thành TTL và kết nối như hình (2.5), kết nối với vi điều khiển cũng tương tự. Hình 2.4. Kết nối dùng cổng RS232-DB9 Hình 2.5 Kết nối dùng cổng RS232-TTL 2.3 Khảo sát tập lệnh AT Command của Module SIM 900A[18] Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một modem. AT là một cách viết gọn của chữ Attention. Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với “AT” hay “at”. Đó là lý do tại sao các lệnh modem được gọi là các lệnh AT. Nhiều lệnh của nó được sử dụng để điều khiển các modem quay số sử dụng dây mối (wired dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) và ATO (return to online data state), cũng được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 9
19. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các điện thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM. Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+ CMGS (gửi tin nhắn SMS), AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ một vùng lưu trữ), AT+CMGL (chuỗi liệt kê các tin nhắn SMS) và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS). Ngoài ra, các modem GSM còn hỗ trợ một bộ lệnh AT mở rộng. Những lệnh AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của GSM. Với các lệnh AT mở rộng này có thể làm một số thứ như sau : Đọc, viết, xóa tin nhắn. Gửi tin nhắn SMS. Kiểm tra chiều dài tín hiệu. 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. Trong khuôn khổ của đồ án em chỉ tìm hiểu một số tập lệnh cơ bản phục vụ cho đồ án của mình. Sau đây em xin giới thiệu một số tập lệnh cơ bản để thao tác dùng cho dịch vụ SMS, bao gồm : Khởi tạo. Nhận cuộc gọi. Thiết lập cuộc gọi. Nhận tin nhắn. Gửi tin nhắn. Các thuật ngữ được sử dụng : : carriage return (0x0D). : Line Feed (0x0A). MT: Mobile Terminal: Thiết bị đầu cuối mạng (chính là module). TE: Terminal Equipment: Thiết bị đầu cuối (chính là vi điều khiển). Trong khi kiểm tra hoạt động của module SIM mình kết nối với máy tính và dùng phần mềm SDIAGS để thực hiện việc truyền và nhận tín hiệu. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 10
20. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.3.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho Module TE MT (1) ATZ ATZ OK (2) ATE0 ATE0 OK (3) AT+CLIP=1 OK (4) AT&W OK (5) AT+CMGF=1 OK (6) AT+CNMI=2,0,0,0,0 OK (7) AT+CSAS OK Hình 2.6. Cấu hình mặc định cho SIM900A Hình 2.6 mô tả quá trình gửi tin nhắn cấu hình cho module và nhận tín hiệu trả về, chi tiết trong bảng 2.2. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 11
21. CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bảng 2.2. Chi tiết cấu hình mặc định cho SIM 900A. STT LỆNH CHÚ THÍCH ATZ Reset modem, kiểm tra modem đã hoạt động bình thường chưa. Gửi nhiều lần, cho đến khi nhận được 1 chuỗi: ATZ OK Tắt chế độ TE cho lệnh. Chuỗi trả về có dạng: 2 ATE0 OK AT+CLIP=1 Sau khi lệnh AT+CLIP=1 đã được thực thi, 3 chuỗi trả về sẽ có dạng: RING +CLIP :”01659316497”,129,””,,””,0, Lưu cấu hình cài đặt được thiết bị bởi các tập lệnh 4 AET0 và AT+CLIP vào bộ nhớ. AT+CMGF=1 hiện ở chế độ text (mặc định là ở chế độ PDU) Chuỗi trả về sẽ có dạng: OK AT+CNMI=2,0,0,0, Thiết lập chế độ thông báo cho TE khi MT nhận 0 được tin nhắn mới. Chuỗi trả về sẽ có dạng: OK . Sau khi lệnh trên được thiết lập, tin nhắn mới nhận được sẽ được lưu 6 trong SIM, và MT không truyền tở về TE bất cứ thông báo nào. TE sẽ đọc tin nhắn được lưu trong sim trong trường hợp cần thiết AT+CSAS Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh 7 AT+CMGF và AT+CNMI. 2.3.2 Xóa tin nhắn trong SIM. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 12
22. S K L 0 0 2 1 5 4