ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ GIA ĐÌNH BẰNG SMS " được thể hiện thông qua “ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

20 432 2
ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ GIA ĐÌNH BẰNG SMS " được thể hiện thông qua “ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND 1.1 Tổng quan tin SMS 1.2 Giới thiệu Module SIM900 1.2.1 Tổng quan Module SIM900 1.2.2 Đặc điểm Module SIM900 1.2.3 Khảo sát sơ đồ chân chức chân SIM900 1.3 Khảo sát tập lệnh AT Command Module SIM900 10 1.3.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho module 12 1.3.2 Delete tin nhắn SIM .14 1.3.3 Thực gọi 15 1.3.4 Nhận gọi đến .16 1.3.5 Đọc tin nhắn 18 1.3.6 Gửi tin nhắn 19 1.3.7 Các lệnh khác : .21 CHƯƠNG II : KHẢO SÁT VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F887A 2.1 Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F877A 22 2.1.1 Tổng quan họ Vi điều khiển PIC 22 2.1.2 Một số đặc tính Vi điều khiển PIC 23 2.1.3 Những đặc tính ngoại vi 24 2.1.4 Đặc điểm tương tự 24 2.1.5 Các đặc điểm đặc biệt 24 2.1.6 Công nghệ CMOS 25 2.2 Giới thiệu PIC16F8XX PIC16F877A : 25 2.3 Cấu trúc, chức PIC16F887A loại 40 chân PDIP 27 2.3.1 Sơ đồ chân, chức chân 27 2.3.2 Cấu trúc bên PIC16F877A 31 2.3.3 Các cổng xuất nhập 33 2.3.4 Khối chức ngoại vi 36 2.3.5 Tổ chức nhớ .36 2.3.6 Thanh ghi chức đặc biệt SFR: .37 2.3.7 Chế độ Reset 39 2.3.8 Chế độ Sleep 39 2.3.9 “Đánh thức” vi điều khiển 39 2.3.10 Ngắt (interput) .40 2.4 Bộ chuyển đổi ADC PIC16F887A 41 CHƯƠNG III : GIAO TIẾP GIỮA VI ĐIỀU KHIỂN – SIM900, KHỐI NGUỒN, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 3.1 Giao tiếp PIC16F887A module SIM900 45 3.1.1 Tìm hiểu giao tiếp nối tiếp UART 45 3.2 Giao tiếp PIC16F887A với khối relay 46 3.3 Khối nguồn 48 3.4 Nguyên lý hoạt động 48 CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ - THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 Dụng cụ vật liệu 51 4.2 Thiết kế thi công mô hình 52 CHƯƠNG V : TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết đánh giá đồ án 57 5.2 Hướng phát triển đề tài 58 5.3 Tài liệu tham khảo 58 CHƯƠNG VI : PHẦN MỀM HỆ THỐNG LỜI MỞ ĐẦU Từ yêu cầu thực tế, xu hướng đòi hỏi ngày cao sống với phát triển mạnh mẽ nhiều thiết bị thông minh di động nên em chọn đề tài đồ án tốt nghiệp : " ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ GIA ĐÌNH BẰNG SMS " thể thông qua “ MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH ”  Nội dung đồ án : Đồ án thiết lập hệ thống điều khiển thiết bị nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS gồm có thiết bị đơn giản bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến thiết bị tinh vi, phức tạp tivi, máy giặt, điều hòa, hệ thống báo động … Nó hoạt động nhà thông minh Nghĩa tất thiết bị giao tiếp với mặt liệu thông qua đầu não trung tâm Đầu não trung tâm điều khiển dùng PIC 16F887A lập trình sẵn tất chương trình điều khiển Bình thường, thiết bị ngồi nhà điều khiển từ xa thông qua tin nhắn gia chủ Chẳng hạn việc tắt quạt, đèn điện … gia chủ quên chưa tắt trước khỏi nhà Hay với tin nhắn SMS, gia chủ bật máy điều hòa để làm mát phòng trước nhà khoảng thời gian định Bên cạnh thiết bị gửi thông báo cho người điều khiển biết có người lạ đột nhập vào nhà thông qua hệ thống báo động dùng hồng ngoại, nhiệt độ tăng cao có nguy cháy hay gửi thông báo cảnh báo rò rỉ khí gas gia đình Ngoài ra, hệ thống mang tính bảo mật Nghĩa có gia chủ hay thành viên gia đình, người biết mật nhà điều khiển nhà  Mục đích phương pháp nghiên cứu/thực đồ án : Đồ án nghiên cứu, khảo sát thực với mục đích áp dụng kiến thức học nhà trường để thiết kế, tạo hệ thống quản lý, hệ thống cảnh báo nhà cách hoàn chỉnh Hệ thống tích hợp module điều khiển giám sát trung tâm, module công suất cho thiết bị nhà và module báo động (cảnh báo) module tiện ích khác Với module báo động sử dụng cảm biến hồng ngoại gửi thông tin liệu xử lí trung tâm có tác động đối tượng bên (người lạ đột nhập) Module cảm biến khí gas/cảm biến nhiệt độ gởi thông tin liệu xử lý trung tâm có khí gas bị rò rỉ/nhiệt độ nhà tăng giới hạn quy định Qua xử lý, liệu gửi thiết bị đầu cuối (mobile) người điều khiển để báo cho biết có tác động đối tượng bên (người lạ đột nhập), hay khí gas rò rỉ để có phương án giải Trong đề tài em sử dụng phương pháp nghiên cứu :  Phương pháp tham khảo tài liệu : phần lớn tài liệu tham khảo mạng qua diễn đàn điện tử, trang web cung cấp tài liệu học tập  Phương pháp quan sát : khảo sát số mạch thực tế có thị trường, mô hình tốt nghiệp anh chị khóa trước tham khảo thêm số dạng mạch từ mạng Internet  Phương pháp thực nghiệm: từ ý tưởng kiến thức vốn có kết hợp với hướng dẫn giáo viên, em lắp ráp thử nghiệm nhiều dạng mạch khác để từ chọn lọc mạch điện tối ưu Thiết kế mạch điện sử dụng linh kiện thực tế Thử nghiệm tối ưu sản phẩm trực quan phần không mô  Kết đạt : Đồ án đạt kết cụ thể sau :  Tìm hiểu tập lệnh AT Module sim 900  Thực kết nối Module SIM900 với vi điều khiển 16F887A  Hoàn thành mục tiêu đặt điều khiển thiết bị điện nhà SMS hoàn thiện hệ thống cảnh báo 5 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND 1.1 Tổng quan tin SMS SMS từ viết tắt Short Message Service Đó công nghệ cho phép gửi nhận tín nhắn điện thoại với Dữ liệu lưu giữ tin nhắn SMS giới hạn Một tin nhắn SMS chứa tối đa 140 byte (1120 bit) liệu Vì vậy, tin nhắn SMS chứa :  160 kí tự mã hóa kí tự bit sử dụng  70 kí tự mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 sử dụng Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác Nó hoạt động tốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm Arabic, Trung Quốc, Nhật Hàn Quốc 1.2 Giới thiệu Module SIM900 1.2.1 Tổng quan Module SIM900 Một modem GSM modem wireless, làm việc với mạng wireless GSM Một modem wireless hoạt động giông modem quay số Điểm khác modem quay số truyền nhận liệu thông qua đường dây điện thoại cố định modem wireless việc gửi nhận liệu thông qua sóng Giống điện thoại di động GSM , modem GSM yêu cầu thẻ sim với mạng wireless để hoạt động Module SIM 900 loại modem GSM Nhưng Module SIM 900 nâng cao có tốc độ truyền liệu nhanh Nó sử dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động băng tầng GSM 850Mhz, EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz PCS 1900Mhz, có tính GPRS Sim 900 6 Hình 1.2.1 Module SIM900 1.2.2 Đặc điểm module SIM900 + Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 4,5V + Nguồn lưu trữ + Băng tần: GSM 850Mhz EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz PCS 1900Mhz SIM900 tự động tìm kiếm băng tần + Phù hợp với GSM Pha 2/2+  Loại GSM loại MS nhỏ  Kết nối GPRS  lớp điện dung  10 lớp điện dung + Giới hạn nhiêt độ :  Bình thường -300C tới +800C  Hạn chế : - 400C tới -300C +800C tới +850C  Nhiệt độ bảo quản: -450C tới 900C + Dữ liệu GPRS :  GPRS liệu tải xuống: Max 85.6 kbps  GPRS liệu úp lên: Max 42.8 kbps  Sơ đồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 CS-4  Sim 900 hổ trợ giao thức PAP, kiểu sử dụng kết nối PPP  Sim 900 tích hợp giao thức TCP/IP  Chấp nhận thông tin điều chỉnh rộng rãi + SMS :  MT, MO, CB, Text and PDU mode  Bộ nhớ SMS: Sim card + Sim card :  Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v + Anten :  Kết nối thông qua anten 500km đế anten + Âm :  Dạng mã hòa âm  Mức chế độ (ETS 06.20)  Toàn chế độ (ETS 06.10)  Toàn chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)  Loại bỏ tiếng dội + Giao tiếp nối tiếp ghép nối :  Cổng nối tiếp : Cổng nối tiếp (ghép nối)  Cổng kết nối Sd với CSD Fax, GPRS gửi lệnh ATCommand tới module điều khiển  Cổng nối tiếp Sd chức giao tiếp  Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS  Cổng hiệu chỉnh lỗi: cổng nối tiếp TXD RXD  Cổng hiệu chỉnh lỗi sử dụng sữa lỗi + Quản lý danh sách :  Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC,ON, MC + Đồng hồ thời gian thực :  Người cài đặt + Times function :  Lập trình thông qua AT Command + Đặc tính vật lý (đặc điểm) :  Kích thước 24mmx24mmx24mm> Nặng 3.4g 1.2.3 Khảo sát sơ đồ chân chức chân SIM900 Hình 1.2.2 Sơ đồ chân SIM900 Trong đồ án sử dụng Breakout SIM 900 tức SIM 900 kế kết nối phù hợp thành module để tiện phục vụ cho nội dung cần thiết đồ án 9 Hình 1.2.3 Sơ đồ thiết kế Breakout Module SIM900 10 Sơ đồ chân Breakout: Hình 1.2.4 Sơ đồ chân Breakout SIM900  Chân 1: Chân ON/OFF ta cần kích xung có mức tích cực dương vào khoảng 1s, lúc đèn status sáng, sau chớp nháy với tần suất nhanh báo hiệu SIM900 khởi động tìm mạng Sau 10s sau Led Status nhấp nháy chậm báo hiệu SIM900 hoạt động bình thường  Chân : Request to send  Chân : đầu dùng để báo mạng kết nối hệ thống  Chân : Clear to send  Chân : đầu vào pin dự phòng cho module  Chân : Data carrier detection  Chân : Chân vào chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số  Chân : Ring chân loa báo hiệu có gọi đến  Chân 9, 11 : chân loa nghe thoại  Chân 13,15 : chân MIC  Chân 10 : chân đầu cuối liệu  Chân 12 : chân truyền liệu  Chân 14 : chân nhận liệu  Chân 16 : chân RESET SIM900  Chân 17,19 : chân nguồn cấp cho sim hoạt động  Chân 18,20 : chân mass 1.3 Khảo sát tập lệnh AT Command Module SIM900 Các lệnh AT hướng dẫn sử dụng để điều khiển modem AT cách viết gọn chữ Attention Mỗi dòng lệnh bắt đầu với 11 “AT” hay “at” Đó lý lệnh modem gọi lệnh AT Nhiều lệnh sử dụng để điều khiển modem quay số sử dụng dây mối (wired dial-up modems), chẳng hạn ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control) ATO (return to online data state), hỗ trợ modem GSM/GPRS điện thoại di động Bên cạnh lệnh AT thông dụng này, modem GSM/GPRS điện thoại di động hỗ trợ lệnh AT đặc biệt công nghệ GSM Nó bao gồm lệnh liên quan tới SMS AT+ CMGS (gửi tin nhắn SMS), AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ vùng lưu trữ), AT+CMGL (chuỗi liệt kê tin nhắn SMS) AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS) Ngoài ra, modem GSM hỗ trợ lệnh AT mở rộng Những lệnh AT mở rộng định nghĩa chuẩn GSM Với lệnh AT mở rộng làm số thứ sau :  Đọc,viết, xóa tin nhắn  Gửi tin nhắn SMS  Kiểm tra chiều dài tín hiệu  Đọc, viết tìm kiếm mục danh bạ Số tin nhắn SMS thực thi modem SMS phút thấp, khoảng từ đến 10 tin nhắn SMS phút Trong khuôn khổ đồ án em tìm hiểu số tập lệnh phục vụ cho công việc Sau em xin giới thiệu số tập lệnh để thao tác dùng cho dịch vụ SMS, bao gồm :  Khởi tạo  Nhận gọi  Thiết lập gọi 12  Nhận tin nhắn  Gửi tin nhắn Các thuật ngữ em dùng :  : carriage return (0x0D)  : Line Feed (0x0A)  MT : Mobile Terminal :Thiết bị đầu cuối mạng (chính module)  TE : Terminal Equipment: Thiết bị đầu cuối (chính vi điều khiển) 1.3.1 Khởi tạo cấu hình mặc định cho modem Hình 1.3.1 Cấu hình mặc định cho SIM900 (1) ATZ reset modem, kiểm tra modem hoạt động bình thường chưa Gửi nhiều lần cho ăn, nhận chuỗi : ATZOK 13 (2) ATE0 tắt chế độ TE cho lệnh Chuỗi trả có dạng : ATE0OK (3) AT+CLIP=1 định dạng chuỗi trả nhân gọi Thông thường, chế độ mặc định, có gọi đến, chuỗi trả có dạng : RING Sau lệnh AT+CLIP=1 thực thi, chuỗi trả có dạng : RING +CLIP:”0922050808”,129,””,,””,0, Chuỗi trả có chứa thông tin số điện thoại gọi đến Thông tin cho phép xác định việc có nên nhận gọi hay từ chối gọi Kết thúc thao tác khởi tạo cho trình nhận gọi đến Các bước khởi tạo liên quan đến thao tác truyền nhận tin nhắn (4) AT&W Lưu cấu hình cài đặt thiết bị tập lệnh AET0 AT+CLIP vào nhớ (5) AT+CMGF=1 Thiết lập trình truyền nhận tin nhắn thực chế độ text (mặc định chế độ PDU) Chuỗi trả có dạng : OK (6) AT+CNMI=2,0,0,0,0 Thiết lập chế độ thông báo cho TE MT nhận tin nhắn Chuỗi trả có dạng : OK Sau lệnh thiết lập, tin nhắn nhận lưu SIM, MT không truyền tở TE thông báo TE đọc tin nhắn lưu sim trường hợp cần thiết (7) AT+CSAS 14 (8) Lưu cấu hình cài đặt thiết lập lệnh AT+CMGF AT+CNMI 1.3.2 Delete tin nhắn SIM (1) AT+CMGD=1 Xóa tin nhắn vùng nhớ SIM Chuỗi trả có dạng: OK (2) AT+CMGD=2 Lệnh dùng để xóa tin nhắn lưu ngăn số Hình 1.3.2 Cấu hình xóa tin nhắn SIM900 Có thể hình dung nhớ lưu tin nhắn SIM bao gồm nhiều Mỗi ngăn đại diện số thứ tự Khi nhận tin nhắn mới, nội dung tin nhắn lưu ngăn trống có số thứ tự nhỏ Việc xóa nội dung tin nhắn hai ngăn cho phép tin nhắn nhận lưu vào hai ô nhớ này, giúp dễ dàng xác định vị trí lưu tin nhắn vừa nhận được, giúp cho việc thao tác với tin nhắn nhận trở nên dễ dàng đơn giản hơn, giảm khả việc tin nhắn nhận bị thất lạc vùng nhớ mà ta không kiểm soát Ngoài ra, nhớ chứa tin nhắn đầy, MT không phép nhận thêm tin nhắn Những tin nhắn gửi đến MT trường hợp nhớ chứa tin nhắn gửi đến MT trường hợp nhớ chứa tin nhắn MT 15 đầy lưu tổng đài, gửi đến MT sau nhớ chứa tin nhắn MT có xuất ngăn trống dùng để chứa tin nhắn Việc xóa nội dung tin nhắn ngăn giúp đảm bảo khả nhận thêm tin nhắn MT 1.3.3 Thực gọi Hình 1.3.3 Cấu hình gọi điện cho SIM 900 (1) ATDxxxxxxxxxx; Quay số cần gọi (2) Chuỗi trả có dạng : OK Chuỗi thông báo lệnh nhận thực thi 16 Sau chuỗi thông báo kết trình kết nối ( kết nối không thực thành công) (2A) Nếu MT không thực kết nối sóng yếu, sóng ( thử cách tháo antenna modem GSM), chuỗi trả có dạng: NO DIAL TONE (2B) Nếu gọi bị từ chối người nhận gọi, số máy gọi tạm thời không hoạt động ( chẳng hạn bị tắt máy ) chuỗi trả có dạng: NO CARRIER (2C) Nếu gọi thiết lập máy nhận gọi bận (ví dụ thông thoại với thuê bao khác), chuỗi trả có dạng: BUSY (4s) Tổng thời gian từ lúc modem nhận lệnh lúc nhận chuỗi thông thường giây (2D) Nếu sau phút mà thuê bao nhận gọi không bắt máy, chuỗi trả có dạng : NO ANSWER (60s) (3) Trong trường hợp trình thiết lập gọi diễn bình thường, chuỗi thông báo (2A, 2B, 2C hay 2D) trả về, chuyển sang giai đoạn thông thoại Quá trình kết thúc gọi diễn hai trường hợp: (4A) Đầu nhận gọi gác máy trước, chuỗi trả có dạng : NO CARRIER (4B) Đầu thiết lập gọi gác máy trước: phải tiến hành gửi lệnh ATH, chuỗi trả có dạng : 1.3.4 Nhận gọi đến OK 17 Hình 1.3.4 Cấu hình nhận gọi (1) Sau khởi tạo lệnh AT+CLIP=1, có gọi đến, chuỗi trả có dạng: RING +CLIP:”0929047589”,129,””,0 (2A) Nếu số điện thoại gọi đến không hợp lệ, từ chối nhận gọi lệnh ATH, chuỗi trả có dạng : OK Cuộc gọi kết thúc (2B) Nếu số điện thoại gọi đến hợp lệ, nhận gọi cách gửi lệnh ATA, chuỗi trả có dạng : OK (3) Giai đoạn thông thoại 18 (4A) Kết thúc gọi Đầu lại gác máy trước (4B) Kết thúc gọi, chủ động gác máy cách gửi lệnh ATH 1.3.5 Đọc tin nhắn Hình 1.3.5 Cấu hình đọc tin nhắn Mọi thao tác liên quan đến trình nhận tin nhắn thực hai ngăn nhớ nằm SIM (1) Đọc tin nhắn ngăn lệnh AT+CMGR=1 (2A) Nếu ngăn không chứa tin nhắn, nội dung tin nhắn gửi trả TE với định dạng sau: 19 +CMGR: ”REC UNREAD”,”+84929047589”,,”07/05/15,09:32:05+28” NỘI DUNG OK Các tham số chuỗi trả bao gồm trạng thái tin nhắn (REC UNREAD), số điện thoại gửi tin nhắn (+84929047589) thời gian gửi tin nhắn (07/05/15,09:32:05+28) nội dung tin nhắn Đây dạng mặc định module SIM900 lúc khởi động, dạng mở rộng thiết lập cách sử dụng lệnh AT+CSDH=1 trước thực đọc tin nhắn (3) Sau đọc, tin nhắn xóa lệnh AT+CMGD=1 Thao tác tương tự tin nhắn chứa ngăn thứ bước 4,(5A), (5B) 1.3.6 Gửi tin nhắn (1) Gửi tin nhắn đến thuê bao cách sử dụng lệnh AT+CMGS=”số điện thoại” (2) Nếu lệnh (1) thực thành công, chuỗi trả có dạng: > (kí tự “>” khoảng trắng) (3) Gửi nội dung tin nhắn kết thúc kí tự có mã ASCII 0x1A (3A) Gửi kí tự ESC ( mã ASCII 27) không muốn tiếp tục gửi tin nhắn Khi TE gửi trả chuỗi OK (4) Chuỗi trả thông báo trình gửi tin nhắn Chuỗi trả có định dạng sau: +CMGS :62 20 OK Trong 62 số tham chiếu cho tin nhắn gửi Sau tin nhắn gửi đi, giá trị tham chiếu tăng lên đơn vị Số tham chiếu có giá trị nằm khoảng từ đến 255 Thời gian gửi tin nhắn vào khoảng 3-4 giây (kiểm tra với mạng Mobiphone) Hình 1.3.6 Cấu hình gửi tin nhắn (4A) Nếu tình trạng sóng không cho phép thực hiên việc gửi tin nhắn ( thử cách tháo antenna), chức RF modem không cho phép hoạt động ( sử dụng lệnh AT+CFUN=0 AT+CFUN=4), số tin nhắn hàng đợi phía tổng đài vượt qua giới hạn cho phép, nhớ chứa tin nhắn

Ngày đăng: 04/03/2016, 05:18

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan