BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC … …  ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS GVHD: VÕ XUÂN NAM SVTH: TRẦN PHAN CÔNG HẬU MSSV : 303121494 TRƯƠNG VĂN KHANG MSSV : 303121508 LÊ TIẾN ĐẠT MSSV : 303121482 NGUY@N NHỰT TRƯỜNG GIANG MSSV: 303121489 PHẠM ANH KIỆT MSSV: 303121511 NGUY@N XUÂN LỘC MSSV: 303121516 LỚP: CĐ ĐĐT12ĐTE TP.HCM, ngày tháng 12 năm 2014 LỜI CẢM ƠN ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Trong thời gian học tập tại trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng , chúng em đã nhận được sự hướng dẫn , giảng dạy tận tình của quý thầy cô về những kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức trong cuộc sống. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quý thầy cô trong trường CĐKT Cao Thắng, thầy cô trong Khoa Điện Tử - Tin Học đã giảng dạy và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án môn học này . Chúng em , nhóm sinh viên thực hiện đề tài này, xin đặc biệt cảm ơn thầy Võ Xuân Nam giáo viên hướng dẫn đồ án , đã tận tình theo dõi, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài “ Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS “, giúp chúng em hoàn thành tốt đổ án môn học này. Sinh viên thực hiện : Trần Phan Công Hậu Trương Văn Khang Lê Tiến Đạt Nguyễn Nhựt Trường Giang Phạm Anh Kiệt Nguyễn Xuân Lộc Lớp : CĐ ĐĐT12ĐTE Tháng 12/2014 CÁC YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI GVHD : VÕ XUÂN NAM 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS NHẬN XÉT CỦA GIAO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD : VÕ XUÂN NAM 3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS TPHCM, ngày… tháng… năm 2014 Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 2 CÁC YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 3 GVHD : VÕ XUÂN NAM 4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4 MỤC LỤC 5 LỜI MỞ ĐẦU 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 9 1.1. Đặt vấn đề: 9 1.2. Ý nghĩa đề tài: 9 1.3. Mục đích nghiên cứu: 10 1.4. Giới hạn của đề tài: 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ SMS 2.1. Tổng Quan Về Mạng GSM: 11 2.1.1. Khái niệm về mạng GSM: 11 2.1.2. Cấu trúc và thành phần mạng GSM: 11 2.2. Giới thiệu về SMS: 13 2.2.1. Ưu đểm và khuyết điểm 13 2.2.2 Cấu trúc của 1 tin nhắn: 13 2.2.3. Tin nhắn chuỗi – tin nhắn SMS dài : 14 2.2.4. SMS CENTER/SMSC: 15 2.2.5. Nhắn tin SMS quốc tế : 15 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ MODULE SIM900 VÀ TẬP LỆNH AT 16 3.1. Giới thiệu về module 900HEARDER BOARD: 16 3.1.1. Tính năng của SIM900HEARDER BOARD: 16 3.1.2. Sơ đồ chân và chức năng của từng chân sim 900HEARDER BOARD: 18 3.1.3. Các chế độ hoạt động của Module sim 900HEARDER BOARD: 21 3.2. Các tập lệnh AT test Module sim900HEARDER BOARD: 22 GVHD : VÕ XUÂN NAM 5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS 3.2.1. Các thuật ngữ: 23 3.2.2. Tập lệnh AT: 23 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ PIC 16F877A 25 4.1. Tổng quan về Pic16F877A: 25 4.2. Sơ đồ khối vi xử lý Pic16F877A: 26 4.3.Tổ chức bộ nhớ chính: 27 4.3.1. Bộ nhớ chương trình: 27 4.3.2. Bộ nhớ dữ liệu: 28 4.4. Các loại TIMER : 30 4.5. ADC: 33 4.6. Giao tiếp nối tiếp : 33 4.7. Cổng giao tiếp song song PSP (PARALLEL SLAVE PORT): 35 4.8. Các đặc tính của OSCILLATOR: 35 4.9. Các chế độ RESET: 36 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 39 5.1. Thiết kế: 39 5.2. Sơ đồ khối hoạt động toàn hệ thống: 39 5.3. Sơ đồ nguyên lí các khối và tính toán lựa chọn linh kiện: 40 5.3.1. Khối nguồn: 40 5.3.2. Khối giáo tiếp Module sim 900HEARDER BOARD: 41 5.3.3. Khối giao tiếp RS232: 42 5.3.4. Khối Vi Xử Lý Pic16F877A: 43 5.3.5 Khối công suất: 44 5.4. Nguyên tắc hoạt động : 45 GVHD : VÕ XUÂN NAM 6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS 5.4.1. Cú pháp tin nhắn điều khiển: 45 5.4.2. Giải thích: 45 5.5. Một số tập lệnh AT cơ bản sử dụng cho ứng dụng GSM 56 5.5.1. Các thuật ngữ 56 5.5.2. Các lệnh thiết lập và cài đặt cho cuộc gọi 56 5.5.3. Các lệnh thiết lập và cài đặt cho tin nhắn sms 63 CHƯƠNG 6: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH 68 6.1. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT: 68 6.1.1. Lưu đồ chương trình chính: 68 6.1.2. Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn: 70 6.1.3. Lưu đồ chương trình điều khiển thiết bị: 71 6.1.4. Lưu đồ gửi tin nhắn tới dố điện thoại điều khiển: 72 6.2. Chương trình chính : 72 6.2.1. Lập trình cho PIC: 72 6.2.2. Chương trình PLC 84 CHƯƠNG KẾT LUẬN 96 o Kết luận; o Hướng phát triển đề tài: TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 LỜI MỞ ĐẦU GVHD : VÕ XUÂN NAM 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Hiện nay trong thời đại công nghiệp hóa – hiện đại hóa các thiết bị công nghệ ứng dụng trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống nó gần gũi và gắn bó với cuộc sống hằng ngày của con người. Trong sinh hoạt học tập cũng như lao động sản xuất đều có khá nhiều công cụ, thiết bị được ứng dụng từ các lĩnh vực điện tử và viễn thông như điện thoại, truyền hình, truyền thanh… Và cùng với sự phát triển của xã hội , nhu cầu về các thiết bị cũng như công nghệ cho cuộc sống phải ngày càng phát triển , đáp ứng phục vụ con người một cách tốt nhất đảm bảo sự thoải mái tiện nghi cho mọi người. Từ những nhu cầu của thực tế thì ngành điện tử ngày càng phát triển và lĩnh vực điều khiển tự động – điều khiển từ xa là một trong những lĩnh vực đã và đang đáp ứng được các tiêu chí về việc mang lại một cuộc sống tiên nghi , thoải mái cho con người . Nhờ các thiết bị , các công nghệ điều khiển tự động, điều khiển từ xa mà đã tiết kiệm được rất nhiều công sức mang lại nhiều thuận lợi cho người sử dụng. Trong đó việc điều khiển các thiết bọ điều khiển trong nhà có thể điều khiển một cách tự động chỉ qua một thao tác đơn giản mà trước đây có thể là một điều xa vời . Nhưng giờ đây mạng di động phát triển rộng khắp và các thiết bị điện thoại di động ngày càng có mức giá phù hợp với người dân thì việc mọi người đến nơi làm và nhớ ra việc quên tắt đèn , quạt , tivi,… thì đã có thể dễ dàng bật/tắt được các thiết bị đó. Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế nêu trên , chúng em đã quyết định tìm hiểu và thực hiện đề tài “ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA TIN NHẮN SMS”. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI GVHD : VÕ XUÂN NAM 8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS 1.1. Đặt vấn đề: 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 hoặc có thể là một hệ thống điều khiển các thiết bị trong nhà … Điển hình của một hệ thống điều khiển các thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS gồm các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến các thiết bị tình vi , phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động … Đầu não trung tâm ở đây có thể là một máy vinh 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 vị trong ngôi 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 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 là yêu cầu đã được thực hiện .Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật. Nghĩa là chỉ có chủ nhà hay người biết mật khẩu của hệ thống thì mới điều khiển được. Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã chọn đề tài: “ Điều khiển thiết bị qua tin nhắn SMS” để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà. 1.2. Ý nghĩa 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. Nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động nhiều tính năng ngày càng cao. Nếu một ngày chúng ta dậy muộn , vội vã đi làm và quên tắt các thiết bị trong nhà, dẫn đến việc tiêu hao điện năng một cách lãng phí, thậm chí là gây cháy nổ, gây thiệt hại về tài sản và hơn thề nữa là tính mạng của những người xung quanh mình. Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm muốn đưa một phần những kỹ thuật hiện đại cuả 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 minh qua tin nhắn SMS.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 thề 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. GVHD : VÕ XUÂN NAM 9 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS 1.3. Mục đích nghiên cứu: Nhằm ứng dụng những kiến thức được truyền đạt, giảng dạy trong thời gian học tại trường. Ứng dụng sự phổ biến và tiện lợi của mạng điện thoại để tạo lập một mô hình có thể điều khiên các thiết bọ dân dụng một cách dễ dàng ở khoảng cách xa của người sử dụng thông qua tin nhắn SMS. Tìm hiểu hoạt động và một số tính năng của Module sim900, Pic 16F877A. Qua đó thiết kế môt mạch điều khiển đèn tượng trưng cho các thiết bị trong nhà, có thể biết được trạng thái thiết bị khi bật tắt, cũng như điều khiển được thiết bị từ bất cứ nơi nào có phủ sóng các mạng điên thoại ( như Viettel, Mobi, Vinaphone…). Và cú pháp tin nhắn điều khiển có mật khẩu để đảm bảo tính bảo mật của mô hình , cũng như khi ứng dụng ra thực tế. 1.4. Giới hạn đề tài: Tuy đây là một công nghệ không còn quá mới nhưng với khả năng và kiến thức hiện tại cùng với thời gian ngắn nên mạch ứng dụng của nhóm vẫn còn một số hạn chế như chưa thể thay đổi được mật khẩu qua tin nhắn mà chỉ có thể thay đổi được trong code điều khiển. Với những vấn đề đã nêu thì nhóm em đã nghiên cứu, thiết kế tập trung hoàn thiện một số điểm như : • Điều khiển được một số thiết bị (4 đèn tượng trưng thay thế cho các thiết bị trong nhà). • Gửi tin nhắn tương tác với điện thoại khi bật tắt thiết bị hay khi khởi động.  Kế hoạch thực hiện: o Tham khảo tài liệu từ thư viện và Internet. o Tham khảo ý kiến GVHD để thực hiện để tài. o Dựa trên Data sheet và một số tài liệu thiết kế và thi công mạch. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM VÀ SMS 2.1. Tổng Quan Về Mạng GSM: GVHD : VÕ XUÂN NAM 10 [...]... NAM 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS 3.1.2 Sơ đồ chân và chức năng của từng chân sim 900HEARDER BOARD: Hình 3.1: Sơ đồ chân Moudle sim9 00header board GVHD : VÕ XUÂN NAM 18 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Bảng chức năng chân Module sim 900 GVHD : VÕ XUÂN NAM 19 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Mô tả chân module sim 900 hearder board - Chân 1,3,5,7,9:... 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 trong cùng một quốc gia còn tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành quốc tế chính là tin nhắn SMS được gửi giữa các nhà điều hành mạng wireless ở những quốc gia khác nhau Chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc... các hoạt động liên quan tới SMS của một mạng wireless Khi một tin nhắn SMS được gởi đi tự một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gởi tới một trung tâm SMS Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích ( người nhận ) Nhiệm vụ duy nhất của một GVHD : VÕ XUÂN NAM 14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS SMSC là luân chuyển các tin nhắn SMS và điều chỉnh quá trình này cho... Message body : Nội dung tin nhắn SMS 2.2.3 Tin nhắn 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 ngài này, một mở 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... là nối các SMS lại với nhau (và nó được hiểu là một SMS dài ) Một tin nhắn văn bản được nối lại có thể chứa hơn 160 ký tự Tiếng Anh 2.2.2 Cấu trúc của 1 tin nhắn: Nội dung của một tin nhắn SMS khi được gửi đi sẽ được chia làm 5 phần như sau: Message Body GVHD : VÕ XUÂN NAM 13 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Instructions to SIM Instructions to handset Instructions to SMSC Instructions... liên quan tới SMS như: AT+CMGS ( gửi tin nhắn SMS) , AT+CMSS(gửi tin nhắn SMS từ một vùng lưu trữ), AT+CMGL(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... tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gởi cho các mạng khác trong cùng quốc gia 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 GVHD : VÕ XUÂN NAM 15 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS CHƯƠNG 3 : GIỚI THIỆU VỀ MODULE SIM9 00 VÀ TẬP LỆNH AT 3.1 Giới thiệu về module. .. dụng GSM của module SIM9 00: Các cách được sử dụng để tắt ứng dụng GSM của module SIM9 00: • Sử dụng chân PWRKEY • Sử dụng lệnh AT GVHD : VÕ XUÂN NAM 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS • Module phát hiện nguồn cung cấp yếu • Quá nhiệt • Sử dụng chân PWRKEY để tắt ứng dụng GSM Có thể tắt ứng dụng GSM bằng việc kéo chân PWRKEY xuống mức thấp trong một khoảng thời gian ngắn Module sẽ gửi... NAM 25 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS 4.2 Sơ đồ khối vi xử lý PIC16F877A: Hình 4.2 : Cấu trúc bên trong của PIC16F877A Như đã nói ở trên, Vi điều khiển PIC có kiến trúc Harvard, trong đó CPU truy cập chương trình và dữ liệu trên hai bus riêng biệt, nên làm tăng đáng kể băng thông so với GVHD : VÕ XUÂN NAM 26 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS kiến trúc Von Neumann,... XUÂN NAM 28 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS trong quá trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình.Sơ đồ cụ thể của bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A như sau: Hình 4.4 : Bộ nhớ dữ liệu của PIC 4.4 Các loại TIMER : GVHD : VÕ XUÂN NAM 29 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS  TIMER0 : Đây là 1 trong 3 bộ đếm hoặc bộ định thời của vi điều khiển PIC16F877A Timer0 là . MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Bảng chức năng chân Module sim 900 GVHD : VÕ XUÂN NAM 19 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Điều Khiển Thiết Bị Qua Tin Nhắn SMS Mô tả chân module sim 900 hearder board. 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 minh qua tin nhắn SMS. Đề tài lấy cơ sở là tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị. Việc. wireless. 2.2.5 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