Chương 1: Trình bày tổng quan về đề tài. Mô hình tổng quan, các mục tiêu nghiên cứu, thiết kế. Chương 2: Trình bày về quá trình phân tích thiết kế hệ thống quan sát qua mạng điện thoại di động và các kết quả thực nghiệm. Chương 3: Trình bày về các công nghệ được sử dụng để phát triển ứng dụng, bao gồm các công nghệ viễn thông, tin nhắn SMS, MMS và cách lập trình điều khiển với các Module SIM điện thoại.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 9 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1. Các hệ thống quan sát ngày nay Các hệ thống quan sát từ xa là mối quan tâm của nhiều người trong cuộc sống hiện đại ngày nay, nhằm cung cấp thông tin tức thời và sinh động về những địa điểm, đối tượng mà người sử dụng quan tâm khi họ ở một vị trí khác. Tuy nhiên, vì nhiều lý do như giá thành, quá trình lắp đặt, cấu hình hệ thống phức tạp, phụ thuộc vào hạ tầng mạng hữu tuyến, vô tuyến, phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ, khiến cho nhiều người còn ngần ngại sử dụng. Với những hệ thống giám sát tinh vi dùng trong các lĩnh vực anh ninh, quân sự thì quá tầm tay của người dùng bình thường.
Còn các hệ thống quan sát dân dụng ngày nay cũng không phải không có những nhược điểm cần phải khắc phục. Ví dụ như hệ thống sử dụng thiết bị IP - CAMERA, một trong những hệ thống giám sát đang rất phổ biến ở nước ta hiện nay. Giá thành của thiết bị cũng không thực sự rẻ, trong khi đó người dùng cần có hệ thống mạng viễn thông và phải thiết lập cấu hình để có thể quan sát được không gian thông qua mạng cục bộ, Intenet với hệ thống Website được nhà phát triển ứng dụng hỗ trợ. Hệ thống này bị này thực sự hữu dụng với những người dùng có yêu cầu giám sát cao và có điều kiện kinh tế.
Tuy nhiên đó không thực sự là một hệ thống thích hợp với những người sử dụng chỉ có yêu cầu thông tin đơn giản với giá thành rẻ, ngoài ra hệ thống đó cũng chưa khai thác được kênh thông tin trên mạng điện thoại di động, để hệ thống có thể gửi thông tin một cách chủ động tới người dùng, trên thiết bị điện tử quen thuộc và luôn ở bên cạnh họ đó là điện thoại di động bất cứ khi nào và bất cứ nơi đâu. Vì vậy, báo cáo này đề xuất phát triển một hệ thống mới, trong đó, hệ thống sẽ tập trung khai thác đối tượng người dùng chỉ có yêu cầu thông tin đơn thuần chứ không yêu cầu giám sát với mức độ cao, sử dụng những thiết bị quan sát có giá thành hợp với khả năng chi trả của người sử dụng và sử dụng mạng điện thoại để truyền thông nhằm tạo ra một hệ thống có tính độc lập cao, cài đặt đơn giản, hệ thống sẽ tập trung nghiên cứu cách truyền thông tin media từ thuê bao điện thoại đến thuê bao điện thoại, để không phụ thuộc vào các thư viện lập trình trên máy tính và hạ tầng mạng hữu tuyến, vô tuyến ngày nay. Từ đó có thể làm nền tảng nghiên cứu và phát triển các thiết bị quan sát mà chỉ cần dùng một module SIM để làm công cụ truyền thông. Đề xuất hệ thống mới 1.
Ý tƣởng Đề tài này đưa ra một hệ thống quan sát từ xa với môi trường mạng truyền thông là mạng điện thoại di động. Với tiêu chí là “quan sát” thay vì “giám sát”, hệ thống được thiết kế với mục đích cung cấp thông tin media theo yêu cầu của người dùng, chất lượng của thông tin phụ thuộc vào thiết bị quan sát mà người sử dụng cung TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phương thức truyền thông tin đến thiết bị của người sử dụng được lựa chọn là từ thuê bao điện thoại tới thuê bao điện thoại để không phụ thuộc vào hạ tầng mạng Internet của người dùng, để khai thác thiết bị nhận tin là điện thoại di động, để có thể truyền thông tin ngay cả khi không có mạng dữ liệu – tin nhắn SMS có thể mang dữ liệu, và để có thể làm tiền đề xây dựng một thiết bị quan sát sử dụng Module điện thoại để truyền thông. Trong đó, tại địa điểm quan sát sẽ có một Webcam để thu hình ảnh.
Một hệ thống phần mềm điều khiển việc thu, lưu trữ và xử lý hình ảnh để phù hợp với một loại thông điệp mà người dùng muốn nhận – loại thông điệp có thể dễ dàng nhận, gửi và hiển thị trên điện thoại di động (MMS, SMS), cuối cùng hệ thống phần mềm sẽ tiến hành gửi thông điệp này đến điện thoại di động của người dùng thông qua một Module phần cứng mà trên đó được gắn một thẻ SIM điện thoại. Để demo, về phía hệ thống quan sát, trong báo cáo này sử dụng một Webcam để thu hình ảnh, phần mềm điều khiển là chương trình trên máy tính, và thiết bị - Module phần cứng để truyền thông được sử dụng là một Modem GSM/GPRS hoặc Modem 3G. Về phía người dùng, có thể yêu cầu hệ thống gửi thông tin theo hai cách sau: Gửi yêu cầu bằng một tin nhắn SMS. Cấu hình hệ thống để sau một khoảng thời gian nhất định hệ thống sẽ gửi thông tin đến cho người dùng.
Các phương pháp nhận thông tin mà người dùng có thể sử dụng: Sử dụng tin nhắn đa phương tiện MMS. Sử dụng chương trình trên điện thoại để nhận thông tin thông qua một Server có sẵn mà người dùng có tài khoản (là một Server cho phép người dùng upload dữ liệu, chương trình trên điện thoại di động sẽ kết nối đến Server này để lấy dữ liệu về, ví dụ như hệ thống email). Sử dụng tin SMS – được dùng trong trường hợp không có mạng dữ liệu. Trên thiết bị di động của người sử dụng có một chương trình để nhận các tin nhắn SMS chứa thông tin media – hình ảnh, và tổng hợp các tin nhắn này, chuyển về dạng hình ảnh.
Hệ thống có ưu điểm là tận dụng được những thiết bị sẵn có của người sử dụng, không phụ thuộc đến nhà cung cấp dịch vụ, sử dụng các kênh thông tin sẵn có và phổ dụng, giúp người dùng có thể có được thông tin ngay cả khi không có trình duyệt, máy tính và ngay cả khi không có mạng dữ liệu. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Mô hình hệ thống Hình 1. Mô hình hệ thống TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 12 Hệ thống được thiết kế với hai phần chính là hệ thống điều khiển quan sát và hệ thống nhận thông tin trên điện thoại di động.
Trong đó hệ thống điều khiển quan sát sẽ gồm có một máy tính cá nhân được gắn với Webcam để thu hình ảnh, một modem GSM để truyền thông, các thiết bị này được điều khiển bởi một chương trình trên máy tính viết bằng ngôn ngữ Java. Chương trình trên máy tính sẽ điều khiển đẻ webcam chụp hình, sau đó chương trình này sẽ xử lý hình ảnh, tạo thông điệp gửi đi, thông điệp này được gửi qua modem GSM. Phần chương trình nhận tin trên điện thoại di động được viết bằng ngôn ngữ J2me, chương trình này sẽ làm nhiệm vụ nhận thông tin được gửi từ phần hệ thống quan sát, tổng hợp và hiển thị tới người dùng. Để gửi thông tin, có những dạng thông điệp sau sẽ được truyền: SMS: Hình ảnh sẽ được chia ra thành các SMS và gửi sang phần nhận tin qua mạng GSM.
MMS: Hình ảnh sẽ được đính kèm vào một tin nhắn đa phương tiện và gửi qua mạng GPRS/3G. Data: Dữ liệu hình ảnh sẽ được gửi lên một Server có sẵn trên mạng (ví dụ gmail), sau đó chương trình trên điện thoại di động sẽ kết nối đến mạng dữ liệu qua công nghệ GPRS/3G và tải dữ liệu về. Webcam và Computer Webcam có thể là sẵn có hoặc là được cài thêm vào máy tính – là một thành phần quan trọng của hệ thống, sẽ được chương trình trên máy tính điều khiển để thu hình ảnh định kỳ hay theo lệnh. Các Webcam này là các Webcam bán sẵn trên thị trường, các Webcam đơn giản thường có góc nhìn hẹp, độ phân giải thấp và không thể điều khiển góc quay, tuy nhiên giá thành rất rẻ và phù hợp với mục tiêu của đề tài.
Máy tính được sử dụng để làm các nhiệm vụ sau: Điều khiển Webcam: Chương trình trên máy tính có một module để điều khiển Webcam chụp hình mỗi khi có yêu cầu. Lưu trữ, xử lý hình ảnh: Hình ảnh sau khi được thu thì cần phải được lưu trữ lại, sau đó để có thể truyền một cách hiệu quả qua mạng và phù hợp với các định dạng thông điệp (SMS/MMS), hình ảnh cần được nén, thu nhỏ và chuyển đổi sang kiểu dữ liệu khác (nếu cần). Tạo thông điệp gửi đi: Thông điệp gửi đi có thể là SMS, MMS, đây là những dạng thông điệp có quy chuẩn riêng, quy định dạng thông điệp, các thông số, đích đến,… Do đó hệ thống cần khởi tạo thông điệp cho phù hợp trước khi truyền đi. Điều khiển thiết bị kết nối – Modem: Để truyền thông hệ thống sử dụng một Modem (GSM/GPRS/3G) , để có thể sử dụng những chức năng của thiết bị, TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 13 chương trình điều khiển cần có một module điều khiển Modem, trong đó, module này chủ yếu gửi các lệnh mà Modem hỗ trợ để điều khiển thiết bị.
Module điều khiển thiết bị kết nối có rất nhiều nhiệm vụ, trong đó có hai nhiệm vụ chính, đó là cấu hình để Modem có thể kết nối mạng, kết nối đến địa chỉ mong muốn, và nhiệm vụ thứ hai là điều khiển modem nhận/gửi dữ liệu và truyền đi các thông điệp. Nhận yêu cầu từ người dùng: Là một hệ thống giám sát, thường được kích hoạt khi người dùng ở xa, do đó, hệ thống cần nhận được lệnh của người dùng, phân tích và thực hiện được lệnh đó. Lệnh ở đây chủ yếu là được người dùng gửi bằng tin nhắn SMS. Modem GSM Modem là thiết bị kết nối – thiết bị trung gian cho phép chương trình trên máy tính có thể truyền thông tin đến thiết bị của người sử dụng.
Một Modem GSM/GPRS, Modem 3G có các chức năng như nhắn tin, nhận tin SMS/MMS, hội thoại – voice, kết nối mạng dữ liệu GPRS, 3G. Hầu hết các modem GSM đều hỗ trợ tập lệnh AT (Attention command) và có thể trao đổi dữ liệu với máy tính thông qua bất kỳ một module phần mềm điều khiển nào sử dụng tập lệnh AT.