Chương 1: Tổng Quan: Ở chương này, nhóm giới thiệu tình hình nghiên cứu, mục tiêu, giới hạn đề tài và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết :Nhóm trình bày những lý thuyết liên quan đến phần cứng hệ thống, những giao thức sử dụng trong đề tài và những linh kiện được sử dụng. Tổng quan đặc điểm về GSM, SIM Tập lệnh AT dùng trong truyền nhận dữ liệu giữa module sim và điện thoại Giới thiệu các linh kiện được sử dụng cho đồ án Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán: Chương này sẽ trình bày cách giải quyết vấn đề, các mẫu thiết kế để thực hiện mục tiêu đề tài: Phân tích hệ thống, những yêu cầu mà nhóm đã đặt ra từ ban đầu, xây dựng lên sơ đồ khối tổng quát, từ đó nhóm phân tích và thiết kế sơ đồ chi tiết. Thiết kế phần cứng hệ thống: dựa trên những yêu cầu đã đặt ra và sơ đồ khối, nhóm thiết kế phần cứng hệ thống, những tính toán trong thiết kế.
Chương 4: Thi công : Tiến hành thi công hệ thống. Đóng gói và thi công mô hình. Lập trình hệ thống và lập trình mô phỏng. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng thao tác.
Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá: Tóm tắt ngắn gọn các kết quả đạt được sau khi thi công. Đưa ra nhận xét và đánh giá cho kết quả đạt được. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển: Đối chiếu kết quả với mục tiêu ban đầu để đánh giá hoạt động của hệ thống. Nhìn nhận những ưu điểm của hệ thống so với các đề tài trước.
Những nhược điểm cần khắc phục. Hướng phát triển của đề tài trong tương lai. 3 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Từ mô hình tổng quan xây dựng được, nhóm lần lượt tìm hiểu những nội dung lý thuyết liên quan. Tìm hiểu mạng GSM.
Hệ thống hoạt động theo hình thức gửi dữ liệu dưới dạng tin nhắn và gọi điện, đây là một dịch vụ được cung cấp bởi GSM. Tìm hiểu về tin nhắn và gọi điện bằng SIM bao gồm cấu trúc và đặc điểm của SIM. Khi muốn gửi tin nhắn từ module GSM đến điện thoại cần sử dụng lệnh trong tập lệnh AT. Vì vậy, việc tìm hiểu tập lệnh AT là cần thiết cho quá trình lập trình cho VĐK.
Bên cạnh những nội dung lý thuyết liên quan về GSM và SIM để thực hiện bước tiếp theo là tính toán và thiết kế mạch cần tìm hiểu về các linh kiện được sử dụng. cho phần cứng. Nội dung tìm hiểu của chương bao gồm các linh kiện là: - Module Sim 900A - PIC 16F887 - Cảm biến PIR - LCD 20x4 - Module thu phát RF - Diode MBRS340 - Raspberry pi 2 - Camera Pi V2 Nội dung tìm hiểu được của chương này chủ yếu dựa vào datasheet được cung cấp bởi nhà sản xuất.2 TỔNG QUAN VỀ GSM 2.1 Giới thiệu về GSM GSM là hệ thống thông tin di động số toàn cầu, là công nghệ không dây thuộc thế hệ 2G ( second generation ) có cấu trúc mạng tế bào , cung cấp dịch vụ truyền giọng nói và chuyển giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz, 4 do an 900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz, được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu ( ETSI ) quy định [1]. Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài việc truyền âm thanh với chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn đó là gọi và tin nhắn SMS [1].2 Đặc điểm công nghệ GSM GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới.
Khả năng phú sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên phổ biến trên thế giới, cho phép người sử dụng có thể sử dụng ĐTDĐ của họ ở nhiều vùng trên thế giới. GSM khác với các chuẩn tiền thân của nó về cả tín hiệu và tốc độ, chất lượng cuộc gọi GSM là một chuẩn mở, hiện tại nó được phát triển bởi 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Đứng về phía quan điểm khách hàng, lợi thế chính của GSM là chất lượng cuộc gọi tốt hơn, giá thành thấp và dịch vụ tin nhắn Cho phép gởi và nhận những tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến 126 kí tự. Tính phủ sóng cao công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao trong toàn mạng mà còn chuyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà không có một sự thay đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất của công nghệ GSM [2].3 TỔNG QUAN VỀ SIM 2.1 Giới thiệu về SIM SIM là viết tắt của cụm từ Subscriber Identity Module ( Mô đun nhận dạng người dùng ).
Đây là cách người ta bó buộc người dùng với một nhà mạng duy nhất và để nhận diện, cho phép họ truy cập vào mạng lưới điện thoại. Bên trong thẻ SIM không chỉ có nơi chứa các số điện thoại và tin nhắn mà nó còn có một mã IMSI (International Mobile Subscriber Identity - Nhận dạng Người dùng Di động Quốc tế) và một khóa xác nhận. Khi lắp thẻ SIM vào điện thoại, những thông tin này sẽ được gửi đi và nếu nó phù hợp với những gì nhà mạng chứa trong kho dữ liệu của họ thì người dùng sẽ bắt đầu được truy cập vào mạng di động. SMS là từ viết tắt của Short Message Service.
Đó là một công nghệ cho phép gửi và nhận các tin nhắn giữa các điện thoại với nhau. Một SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu [2].2 Đặc điểm của SIM - Tin nhắn có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào. - Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại dù chúng đang bị tắt nguồn. - Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác.
- Cho phép gọi đến một thuê bao di động vào bất kì thời điểm nào. - Được sử dụng trên các điện thoại di động khác nhau và có thể gửi cùng mạng hoặc khác mạng đều được [2].4 TẬP LỆNH AT 2.1 Các thuật ngữ - Carriage return (0x0D) : Line Feed (0x0A). - MT : Mobile Terminal Thiết bị đầu cuối mạng (trong trường hợp này là modem). - TE : Terminal Equipment.
Thiết bị đầu cuối (máy tinh, hệ vi điều khiển) AT+CFUN=0<CR> : Tắt hết mọi chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và các chức năng liên quan đến SIM. MT không còn được kết nối với mạng. <CR><LF>OK<CR><LF> : Chuỗi thông báo kết quả thực thi lệnh thành công, thông thường là sau 3 giây kể từ lúc nhận lệnh AT+CFUN=0[3].2 Cú pháp lệnh AT Một lệnh AT luôn bắt đầu với từ khóa AT và kết thúc với từ khóa CR. - Nếu cấu trúc của lệnh không đúng, một chuỗi kí tự báo lỗi sẽ được trả về.
- Nếu cú pháp lệnh đúng nhưng có một vài tham số không chính xác, thì đáp ứng nhận được sẽ có dạng: CME ERROR: <Error> hoặc +CMS ERROR:<smsError> - Nếu dòng lệnh thực hiện thành công, đáp ứng nhận được là Ok [3].5 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.1 Module Sim 900A Sim 900A là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ gọn, được thiết kế cho thị trường toàn cầu. Sim 900A hoạt động được ở 4 băng tần GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz như là một loại thiết bị đầu cuối. Đây là một mô đun GSM/GPRS đầy đủ trong một loại SMT và được thiết kế với một bộ xử lý chip đơn cực 6 do an mạnh kết hợp lõi AMR926EJ-S cho phép người dùng tận dụng các kích thước nhỏ và giải pháp hiệu quả về chi phí. Với giao diện tiêu chuẩn công nghiệp, Sim 900A cung cấp hiệu năng GSM / GPRS 900/1800MHz cho thoại, SMS, dữ liệu và Fax trong một yếu tố hình thức nhỏ và tiêu thụ điện năng thấp.
Với cấu hình nhỏ 24mm x 24mm, Sim 900A có thể phù hợp với hầu hết các yêu cầu về không gian trong các ứng dụng M2M, đặc biệt đối với những nhu cầu thiết kế mỏng và nhỏ gọn.1: Module Sim 900A Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của module sim 900A: STT Thông số Giá trị 1 GSM/GPRS 900/ 1800 MHz 2 Hỗ trợ giao tiếp vi điều khiển 3.3V và 5V 3 Dải điện áp cung cấp 3.8V 4 Tiêu thụ điện năng thấp(chế độ nghỉ) 1.5mA 5 Nhiệt độ hoạt động -40°C đến + 85 °C Đế Simcard tích hợp trên mạch Giao tiếp dữ liệu qua UART Điều khiển theo tập lệnh AT Command GPRS khe cắm nhiều lớp 10/8 Kiểm soát qua lệnh 7 do an Thông số kỹ thuật cho SMS qua GSM / GPRS: Điểm đến điểm MO và MT Tin nhắn SMS phát sóng Chế độ văn bản và PDU Kí hiệu các chân module sim 900a Breakout Sim 900A có một connector 18 chân chia làm 2 hàng (connector 2x9, 2.2 Các chân module sim 900A: STT Chức năng Chân 1 Nguồn cung cấp VCC chân 8,11 2 Chân điều khiển ON/OFF chân 4 3 Chân giao tiếp port nối tiếp của GSM TXD: chân 15, RXD: chân 14 4 Chân GND chân 9,10 Để khởi động Sim 900A ta cần nhấn nút ON/OFF để khởi động module Sim 900A thì Sim900A sẽ được cấp nguồn và hoạt động.2: Kí hiệu các chân module sim 900A 2.2 Vi điều khiển pic 16F887 PIC16F887 là nhóm PIC trong họ PIC16XX của họ VĐK 8-bit, tiêu hao năng lượng thấp, đáp ứng nhanh, chế tạo theo công nghệ CMOS, chống tĩnh điện tuyệt đối. Tất cả các PIC16XX đều có cấu trúc RISC. PIC16XX có các đặc tính nổi bật: 8 mức ngăn xếp Stack, nhiều nguồn ngắt tích hợp bên trong lẫn ngoài. Có cấu trúc 8 do an Havard với các bus dữ liệu và bus thực thi chương trình riêng biệt nhau cho phép độ dài 1 lệnh là 14-bit và bus dữ liệu 8-bit cách biệt nhau.
Tất cả các lệnh đều mất 1 chu kỳ lệnh ngoại trừ các lệnh rẽ nhánh chương trình mất 2 chu kỳ lệnh. Chỉ có 35 lệnh và 1 lượng lớn các thanh ghi cho phép đáp ứng cao trong ứng dụng.3 Tóm tắt đặc điểm của PIC16F887 STT Đặc điểm Thông số 1 Tần số hoạt động DC-12MHz 2 Reset và Delay POR,BOR(PWRT,OST) 3 Bộ nhớ chương trình Flash(14-bitword) 8K 4 Bộ nhớ dữ liệu SRAM(byte) 368 5 Bộ nhớ dữ liệu EEPROM(byte) 256 6 Các ngắt 15 7 Các Port xuất/nhập PortA,B, C,D,E 8 Timer 3 9 Module Capture/Compare/PWM 2 10 Giao tiếp nối tiếp MSSP,USART 11 Giao tiếp song song PSP 12 Module A/D10-bit 8 kênh ngõ vào 13 Bộ so sánh tương tự 2 14 Tập lệnh 35lệnh 9 do an Hình 2.3: Sơ đồ chân PIC16F887 loại 40 chân Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà VĐK dùng để tương tác với thế giới bên ngoài.