Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG THÔNG QUA MẠNG GSM
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGUYỄN VĂN VIỆT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG THÔNG QUA MẠNG GSM HẢI PHÒNG - 2015 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM NGUYỄN VĂN VIỆT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG THÔNG QUA MẠNG GSM NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG; MÃ SỐ: D52027 CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Người hướng dẫn : ThS NGÔ XUÂN HƯỜNG Người hướng dẫn : ThS VŨ XUÂN HẬU HẢI PHÒNG - 2015 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam tận tình dạy dỗ suốt năm học vừa qua Trong phải kể đến quý thầy cô Khoa Điện - Điện Tử tạo điều kiện cho em học tập thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn thực đồ án thầy th.s Ngô Xuân Hường thầy th.s Vũ Xuân Hậu tận tình giúp đỡ em trình lựa chọn đề tài hỗ trợ chúng em trình thực đề tài Sau gần tháng học tập, làm việc với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, với đóng góp nhiệt tình bạn bè tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án Bản thân em học hỏi, tiếp thu kiến thức bổ ích, kinh nghiệm quý báu, học quý giá thực đồ án Qua kinh nghiệm làm đồ án,em không ngừng trau dồi, nâng cao kiến thức Đồng thời góp phần nhỏ bé vào nghiệp giáo dục nước nhà, bước nâng cao vị người Việt Nam giới Vì thời gian hạn hẹp trình độ hiểu biết hạn chế, nên đồ án em thiếu sót không tránh khỏi Em mong thông cảm, đóng góp ý kiến sửa đổi quý thầy cô Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, gia đình bạn bè hỗ trợ cho em suốt thời gian vừa qua Em xin trân thành cảm ơn! Hải phòng, ngày 12, tháng 12 năm 2015 Sinh viên thực đồ án : Nguyễn Văn Việt i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Đồ án tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực cá nhân em, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức học khảo sát thực tế, có tham khảo qua số tài liệu quy chép ,được thực dựa hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn thầy th.s Ngô Xuân Hường thầy th.s Vũ Xuân Hậu Một lần em xin khẳng định chung thực đồ án, có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên thực đồ án : Nguyễn Văn Việt ii MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU .1 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.Giới thiệu đồ án 2.Đối tượng nghiên cứu .3 3.Mục đích nghiên cứu 4.Ứng dụng đồ án 5.Bố cục đồ án .4 CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2.1.Tổng quan hệ thống thông tin di động GSM 2.1.1 Đặc điểm công nghệ GSM 2.1.2.Cấu trúc mạng GSM .5 2.2.Tổng quan tin nhắn SMS 2.2.1.Cấu trúc tin nhắn SMS 2.2.2.Ưu điểm tin nhắn SMS 2.3.Tổng quan Module Sim900 2.3.1.Giới thiệu Module Sim900 2.3.2.Đặc điểm Module Sim900 2.3.3.Khảo sát sơ đồ chân chức chân 10 2.3.4.Khảo sát tập lệnh AT Module sim900 .13 2.3.4.1.Các thuật ngữ .13 2.3.4.2.Cú pháp lệnh AT 13 2.1.6.3.Các lệnh AT sử dụng đồ án .14 a Lệnh ATZ .14 b Lệnh AT+CMGR : đọc nội dung tin nhắn .14 c Lệnh AT+CMGS : gửi tin nhắn SMS 14 iii d AT+CMGD : xóa tin nhắn SMS 15 f Lệnh AT&W : lưu tham số vào mẫu người dùng 16 g Lệnh AT+CMGF : lựa chọn định dạng tin nhắn SMS 16 h Lệnh AT+CNMI : thông báo có tin nhắn đến 16 i Lệnh AT+CSAS : lưu thiết lập tin nhắn SMS 16 2.4.Tổng quan chíp điều khiển PIC16F877A 17 2.4.1.Khái quát chíp điều khiển PIC16F877A 17 2.4.2.Các cổng xuất nhập PIC16F877A 18 2.4.2.1.PORTA 19 2.4.2.2 PORTB .19 2.4.2.3.PORTC 20 2.4.2.4.PORTD 20 2.4.2.5.PORTE .20 2.2.4.Giao tiếp nối tiếp – USART .21 2.2.5.Ngắt – Interrup 21 CHƯƠNG III : THI CÔNG .24 3.1.Thi công phần cứng .24 3.1.1.Phương án thiết kế .24 3.1.2.Yêu cầu phần cứng 25 3.1.3.Thiết kế phần cứng 25 3.1.3.1 Module sim900 25 a Breakout Sim900 25 b Khối giao tiếp 26 3.1.3.2 Khối điều khiển 30 3.1.3.3.Khối công suất 31 3.1.4.Thiết kế mạch in 34 3.1.4.2.Sơ đồ xếp linh kiện .36 3.2.Thi công viết chương trình 37 3.2.1.Yêu cầu thiết kế 37 3.2.2.Thiết đặt cấu hình cho Module Sim900 37 3.2.3.Xây dựng lưu đồ 40 iv 3.2.3.1.Lưu đồ chương trình 40 3.2.3.2.Lưu đồ xử lý tin nhắn 43 3.2.3.3.Lưu đồ điều khiển thiết bị 45 3.2.4.Chương trình điều khiển 47 KẾT QUẢ, HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ ĐỀ XUẤT 47 Kết thực 48 2.Ưu điểm hạn chế 48 2.1.Ưu điểm 48 2.2.Nhược điểm .49 3.Hướng phát triển .49 4.Đề xuất 50 Tài liệu tham khảo .52 PHỤ LỤC 52 Phụ lục I : Code chương trình 52 Phụ lục II : Sơ đồ nguyên lý 62 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt AT Attention Sự ý BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc DCE Data Communication Thiết bị truyền thông DTE Equipment Data Terminal liệu Thiết bị đầu cuối liệu GSM Equipment Global System for Hệ thống thông tin di động số toàn cầu Trạm di động Tiếng Anh Tiếng Việt MS Mobile communication Mobile Station NSS Network Switching Phân hệ chuyển mạch OSS Subsystem Operation Subsystem Phân hệ bảo dưỡng khai Short Message Service Short Message Service thác Dịch vụ tin nhắn ngắn Trung tâm tin nhắn Center Radio frequency Subscriber Indentity Tần số vô tuyến Thẻ nhận dạng thuê bao 10 11 12 SMS SMSC RF SIM Module DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng vi Trang Bảng 2.1 Chức tính chân Module Sim900 10 Bảng 2.2 Chức chân Module Sim900 15 Bảng 2.3 Các chế độ lệnh AT 17 Bảng 3.1 Các chân Breakout Sim900 29 DANH MỤC CÁC HÌNH vii Số hình Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Tên hình Cấu trúc mạng GSM Cấu trúc tin nhắn SMS Module Sim900 Sơ đồ chân Module Sim900 Hình ảnh thực tế chíp PIC16F877A Sơ đồ khối điều khiển PIC16F877A Sơ đồ logic ngắt chíp điều khiển PICC16F877A Sơ đồ khối tổng quát hệ thống Hình ảnh Breakout Sim900 Sơ đồ chân Breakout Sim900 Sơ đồ khối nguồn 5V IC ổn áp 7805 IC nguồn Mic29302 Khối giao tiếp Module Sim900 PIC16F877A Hình ảnh thực tế IC 7408 Cấu tạo IC 7408 Hệ thống đèn LED thị Sơ đồ chân Triac BTA 16 Sơ đồ chân MOC3020 Cấu tạo bên ULN2803 Khối lái tải Mạch in lớp khối xử lý Mạch in khối công suất Sơ đồ xếp linh kiện khối xử lý Sơ đồ xếp linh kiện khối công suất Phần mềm Putty USB to UART Sơ đồ kết nối chân Module SIM với Module USB to UART Thiết lập cấu hình cho Module SIM900 Kiểm tra tin nhắn Kiểm tra đọc tin nhắn xóa tin nhắn Lưu đồ chương trình Lưu đồ xử lý tin nhắn Lưu đồ điều khiển thiết bị viii Trang 10 18 19 24 25 27 27 28 28 29 30 31 31 32 33 33 33 34 36 36 37 37 38 39 39 40 40 42 45 46 { for(k=0;k