Đồ án HCMUTE: Thiết kế và thi công mạch định vị GPS trên xe ô tô

Đồ án nghiên cứu hcmute thiết kế thi công mạch định vị gps trên xe ô tô, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Phạm Tuấn Anh
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Văn Sỹ
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông
• Đề tài: Thiết Kế Mạch Định Vị GPS Cho Ô Tô
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Khối vi điều khiển trung tâm
• 2.1.1. Giới thiệu về vi xử lý ARM Cortex-M3
• 2.1.2. Khối xử lý trung tâm
• 2.2. Tổng quan về Sim808
• 2.3. Sơ đồ khối của Module Sim808
• 2.4. Sơ đồ chân Sim808
• 2.5. Đặc điểm của Sim808 về GMS/GPRS và GPS
• 2.6. Khối ngoại vi
• 2.6.1. Khối lưu trữ dữ liệu
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.2. Chức năng tổng quát của các khối
• 3.3. Tính toán và thiết kế mạch
• 3.3.1. Khối giao tiếp gửi và nhận thông tin
• 3.3.2. Nguồn Pin 3V RTC
• 3.3.3. Mạch kết nối antenna
• 3.3.4. Khối hiển thị
• 3.3.5. Mạch giao tiếp chuẩn UART
• 3.3.6. Switch reset Sim
• 3.3.7. Khối xử lý trung tâm

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về đề tài Thiết kế mạch định vị GPS cho ô tô tại HCMUTE

Đề tài tốt nghiệp Thiết kế mạch định vị GPS cho ô tô tại HCMUTE tập trung vào việc thiết kế và triển khai một hệ thống định vị thời gian thực trên ô tô, sử dụng công nghệ GPS. Đề tài này có ý nghĩa thực tiễn cao trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ. Việc quản lý và theo dõi xe ô tô hiệu quả là cần thiết cho cả cá nhân và doanh nghiệp. Đề tài sử dụng vi điều khiển STM32 F103 C8T6 như khối xử lý trung tâm, kết hợp với module Sim808 tích hợp GPS và GSM để thu thập và truyền dữ liệu vị trí. Dữ liệu này được lưu trữ trên thẻ nhớ microSD và truyền lên server thông qua mạng GSM, sau đó hiển thị trên giao diện web. Đề tài cũng đề cập đến việc thiết kế PCB GPS, thiết kế mạch in GPS, và phát triển phần cứng GPS. Các vấn đề về an toàn giao thông và quản lý xe ô tô cũng được đề cập.

1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và xây dựng một hệ thống định vị GPS hiệu quả, chi phí thấp cho ô tô. Hệ thống này cần đảm bảo độ chính xác cao và khả năng truyền dữ liệu ổn định. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: thiết kế mạch điện tử, lập trình nhúng cho vi điều khiển STM32, tích hợp module Sim808, thiết kế phần mềm giao tiếp với server, và phát triển giao diện người dùng đơn giản trên web. Đề tài tập trung vào việc sử dụng công nghệ GPS để định vị, GSM/GPRS để truyền dữ liệu, và Arduino GPS hoặc ESP32 GPS có thể được xem xét như các giải pháp thay thế. Thiết kế hệ thống nhúng là một phần quan trọng, bao gồm việc lựa chọn linh kiện và thiết kế PCB GPS. Xử lý tín hiệu GPS và thu nhận tín hiệu GPS cũng là những khía cạnh được xem xét kỹ lưỡng. Đề tài có những hạn chế về thời gian, chi phí và độ phức tạp của hệ thống. Ứng dụng GPS trong ô tô được nhấn mạnh để giải quyết vấn đề theo dõi xe ô tô.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với nghiên cứu lý thuyết. Phần lý thuyết tập trung vào nghiên cứu về công nghệ GPS, vi điều khiển STM32 F103 C8T6, module Sim808, và các giao thức truyền thông. Phần thực nghiệm bao gồm thiết kế mạch điện tử, lập trình nhúng, xây dựng hệ thống, và thử nghiệm hệ thống. Quá trình thiết kế mạch điện được thực hiện dựa trên các nguyên lý điện tử cơ bản và datasheet của các linh kiện. Lập trình nhúng sử dụng ngôn ngữ C và các thư viện hỗ trợ của STM32. Giải thuật định vị và xử lý tín hiệu GPS được nghiên cứu và áp dụng trong phần mềm. Việc thiết kế phần mềm định vị GPS đòi hỏi kiến thức về lập trình mạng và cơ sở dữ liệu. API bản đồ có thể được sử dụng để hiển thị dữ liệu trên giao diện web. Ngôn ngữ lập trình nhúng được sử dụng là C, phù hợp với môi trường nhúng của vi điều khiển. Thiết kế hệ thống nhúng và thiết kế phần mềm định vị GPS được thực hiện song song để đảm bảo tính tích hợp của hệ thống.

II. Phân tích thiết kế mạch và phần mềm

Phần này tập trung vào thiết kế mạch điện tử, bao gồm thiết kế mạch GPS, thiết kế mạch in GPS, và thiết kế PCB GPS. Sơ đồ khối của hệ thống được trình bày chi tiết, bao gồm các khối chính: khối nguồn, khối vi xử lý (STM32 F103 C8T6), khối Sim808 (GSM/GPS), khối lưu trữ dữ liệu (microSD), và khối giao tiếp. Thiết kế mạch điện được thực hiện dựa trên các thông số kỹ thuật của các linh kiện. Cảm biến GPS là thành phần quan trọng trong việc thu thập dữ liệu vị trí. Anten GPS đảm bảo chất lượng tín hiệu thu nhận. Xử lý tín hiệu GPS đòi hỏi thuật toán phù hợp để đảm bảo độ chính xác. Phần mềm điều khiển được viết bằng ngôn ngữ C, tập trung vào việc thu thập dữ liệu từ cảm biến GPS, xử lý dữ liệu, và truyền dữ liệu qua mạng GSM. Phần mềm định vị GPS được thiết kế để tương thích với giao diện web.

2.1. Thiết kế phần cứng

Thiết kế mạch định vị GPS bao gồm nhiều khía cạnh quan trọng. Thiết kế mạch điện cần đảm bảo độ ổn định và chính xác của hệ thống. Việc chọn lựa linh kiện phù hợp là yếu tố then chốt. Vi điều khiển STM32 F103 C8T6 được chọn làm bộ xử lý trung tâm nhờ hiệu năng và khả năng tương thích. Module Sim808 được tích hợp để xử lý tín hiệu GPS và truyền dữ liệu qua mạng GSM. Thiết kế PCB GPS cần đảm bảo tín hiệu GPS được thu nhận tốt, tránh nhiễu. Anten GPS được lựa chọn cẩn thận để đạt được độ chính xác cao. Thiết kế mạch in GPS phải đảm bảo tính gọn gàng, dễ sản xuất và bảo trì. Cảm biến GPS đóng vai trò quan trọng trong việc thu nhận dữ liệu vị trí. Mạch nguồn được thiết kế cung cấp điện áp ổn định cho các linh kiện. Thiết kế mạch điện tử cần tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn điện.

2.2. Thiết kế phần mềm

Phần mềm định vị GPS được viết bằng ngôn ngữ C cho vi điều khiển STM32. Lập trình nhúng đòi hỏi sự cẩn thận và tối ưu hóa hiệu suất. Ngôn ngữ lập trình nhúng được lựa chọn là C vì tính hiệu quả và khả năng tương thích với vi điều khiển. Giải thuật định vị GPS được cài đặt để xử lý dữ liệu từ cảm biến GPS. Xử lý tín hiệu GPS cần các thuật toán lọc nhiễu và tăng độ chính xác. Thu nhận tín hiệu GPS cần được tối ưu hóa để đảm bảo tốc độ cập nhật dữ liệu. Phần mềm giao tiếp với module Sim808 để truyền dữ liệu qua mạng GSM. Phát triển phần mềm định vị GPS bao gồm việc thiết kế giao diện người dùng đơn giản trên web. Ứng dụng di động định vị có thể được xem xét cho tương lai. Phần mềm cần đảm bảo tính bảo mật và ổn định.

III. Kết luận và ứng dụng

Đề tài Thiết kế mạch định vị GPS cho ô tô tại HCMUTE đã thành công trong việc thiết kế và triển khai một hệ thống định vị GPS trên ô tô. Hệ thống này có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như quản lý xe ô tô, theo dõi xe ô tô, và an toàn giao thông. Ứng dụng GPS trong ô tô ngày càng phổ biến. Dữ liệu định vị có thể được tích hợp vào các hệ thống quản lý khác. Việc theo dõi xe ô tô giúp nâng cao hiệu quả quản lý vận tải. An toàn giao thông cũng được cải thiện nhờ hệ thống cảnh báo vị trí. Ứng dụng di động định vị giúp người dùng dễ dàng theo dõi vị trí xe. Nghiên cứu này đóng góp vào việc phát triển công nghệ GPS tại Việt Nam. Thiết kế mạch định vị này có thể được cải tiến hơn nữa để tăng hiệu suất và độ chính xác.

3.1. Đánh giá kết quả

Hệ thống định vị GPS được xây dựng hoạt động ổn định, độ chính xác cao. Dữ liệu vị trí được cập nhật thường xuyên. Giao diện web đơn giản, dễ sử dụng. Hệ thống đã đáp ứng được các yêu cầu đề ra. Thiết kế mạch điện tử hiệu quả. Lập trình nhúng chính xác. Thiết kế PCB GPS gọn gàng. Xử lý tín hiệu GPS hiệu quả. Thu nhận tín hiệu GPS ổn định. Một số hạn chế cần được khắc phục trong các nghiên cứu sau này. Thiết kế hệ thống nhúng cần được tối ưu hơn nữa. Phần mềm định vị GPS có thể được mở rộng thêm các tính năng.

3.2. Hướng phát triển

Đề tài có thể được phát triển thêm nhiều tính năng mới. Tích hợp các cảm biến khác như cảm biến tốc độ, cảm biến nhiên liệu. Phát triển ứng dụng di động định vị. Cải thiện giao diện người dùng trên web. Tăng cường khả năng bảo mật dữ liệu. Nghiên cứu các thuật toán xử lý tín hiệu GPS tiên tiến. Thiết kế hệ thống nhúng có thể được tối ưu về kích thước và hiệu suất. Phát triển phần mềm định vị GPS trên nền tảng khác. Tích hợp với các hệ thống quản lý khác. Thiết kế mạch điện tử có thể được tối ưu để giảm tiêu thụ điện năng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế hội nhập kinh tế và đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa tại Việt Nam, sự phát triển của hệ thống hạ tầng giao thông đường bộ đã thúc đẩy mạnh mẽ ngành công nghiệp ô tô. Nhằm tạo động lực phát triển cho ngành này, Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1829/QĐ-TTg với nhiều chính sách ưu tiên và hỗ trợ cụ thể:

• Điều chỉnh các biểu thuế, phí và lệ phí liên quan đến xe ô tô;
• Hỗ trợ hoạt động sản xuất trong nước và nâng cao tỷ lệ giá trị gia tăng nội địa;
• Phát triển mạng lưới công nghiệp hỗ trợ;
• Tăng cường các tiêu chuẩn về an toàn giao thông, bảo vệ môi trường và đồng bộ cơ sở hạ tầng.

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn về việc nâng cao hiệu quả giám sát, quản lý phương tiện vận tải và đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu hành trình theo thời gian thực qua mạng Internet (ứng dụng IoT), đề tài "Thiết kế mạch định vị và viết phần mềm ứng dụng GPRS trên ô tô" đã được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Nghiên cứu và sử dụng vi điều khiển 32-bit STM32F103C8T6 làm khối xử lý trung tâm của toàn bộ hệ thống;
2. Kết nối và điều khiển module SIM808 tích hợp đồng thời hai tính năng thu tín hiệu định vị GPS và truyền thông di động GSM/GPRS;
3. Thu thập dữ liệu định vị (tọa độ, thời gian, vận tốc) từ khối GPS và ghi dữ liệu vào thẻ nhớ microSD;
4. Truyền dữ liệu hành trình thu thập được lên máy chủ (Web Server) thông qua kết nối mạng GSM/GPRS;
5. Thiết kế sẵn các đường tín hiệu ngõ ra/vào (I/O) mở rộng trên mạch in để sẵn sàng giao tiếp với các ngoại vi bổ sung (cảm biến tương tự/số, đầu đọc thẻ RFID);
6. Tiếp nhận dữ liệu tại máy chủ, lưu trữ vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL và hiển thị trực quan lộ trình xe trên giao diện ứng dụng web tích hợp Google Maps.

Hệ thống nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành 6 nội dung cụ thể:

• Nội dung 1: Nghiên cứu cấu trúc, nguyên lý hoạt động của chip xử lý STM32F103C8T6 và module SIM808.
• Nội dung 2: Tính toán, thiết kế sơ đồ nguyên lý và thi công bo mạch phần cứng.
• Nội dung 3: Thiết kế lưu đồ giải thuật điều khiển toàn diện cho hệ thống.
• Nội dung 4: Viết chương trình điều khiển nhúng cho vi xử lý theo lưu đồ giải thuật.
• Nội dung 5: Chạy thử nghiệm hệ thống, đo đạc thông số và cân chỉnh chương trình cho phù hợp với điều kiện vận hành thực tế.
• Nội dung 6: Tổng hợp dữ liệu và viết báo cáo thực hiện đồ án.

Đối tượng nghiên cứu là thiết bị phần cứng nhúng tích hợp vi điều khiển STM32, module truyền thông SIM808, module lưu trữ thẻ nhớ và hệ thống ứng dụng web quản lý dữ liệu phương tiện. Phạm vi không gian nghiên cứu được triển khai thử nghiệm tại TP. Hồ Chí Minh; thời gian hoàn thành vào tháng 01 năm 2018; giới hạn nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế phần cứng mẫu thử nghiệm hoạt động ổn định và giao diện web giám sát cơ bản.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ sử dụng

Đề tài dựa trên nền tảng kỹ thuật phần cứng nhúng và truyền thông không dây:

• Kiến trúc vi điều khiển ARM Cortex-M3: Dòng vi điều khiển 32-bit STM32F103C8T6 của hãng STMicroelectronics, hỗ trợ tập thư viện CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard), tần số hoạt động tối đa 72 MHz, tích hợp 64 KB bộ nhớ Flash và 20 KB SRAM.
• Module truyền thông tích hợp SIM808: Module của SIMCom tích hợp bốn băng tần GSM (GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz, PCS 1900MHz), hỗ trợ truyền dữ liệu GPRS, định vị vệ tinh GPS và Bluetooth. Thiết bị tích hợp sẵn ngăn xếp giao thức mạng TCP/IP và hỗ trợ hệ thống tập lệnh AT mở rộng.
• Chuẩn lưu trữ thẻ nhớ Secure Digital (microSD Card): Sử dụng chuẩn giao tiếp SPI (Serial Peripheral Interface) để đọc/ghi dữ liệu hành trình theo các định dạng thẻ nhớ tiêu chuẩn.
• Chuẩn giao tiếp nối tiếp RS-232: Chuyển đổi mức logic qua IC MAX232 phục vụ kết nối với cổng COM của máy tính và cấu hình thiết bị.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp phân tích - tính toán kỹ thuật: Tính toán dòng điện tiêu thụ toàn tải của các khối chức năng (vi điều khiển, module truyền thông, ngoại vi) để thiết kế hệ thống chuyển đổi nguồn xung (Buck Converter) và nguồn tuyến tính.
• Phương pháp thiết kế mạch in điện tử (CAD): Sử dụng phần mềm Eagle để vẽ sơ đồ nguyên lý (Schematic) và thiết kế mạch in (PCB layout).
• Phương pháp thực nghiệm và đo kiểm phần cứng: Sử dụng đồng hồ vạn năng (VOM) để kiểm tra các mức điện áp ngõ ra (5V, 4V, 3.3V), kiểm tra dòng tiêu thụ và trạng thái các đèn LED chỉ thị tín hiệu mạng, tín hiệu nguồn, tín hiệu khóa vệ tinh GPS.
• Phương pháp lập trình hệ thống nhúng và web: Lập trình firmware cho vi điều khiển bằng ngôn ngữ C/C++ thông qua chuẩn nạp Serial Wire Debug (SWD); xây dựng ứng dụng web kết nối cơ sở dữ liệu SQL và API Google Maps.

Nguồn dữ liệu

Dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu bao gồm tài liệu kỹ thuật (Datasheet) của vi điều khiển STM32F103C8T6, tài liệu thiết kế phần cứng và tập lệnh AT của module SIM808 từ nhà sản xuất SIMCom, các tài liệu hướng dẫn chuẩn giao tiếp SPI/UART/RS-232, cùng dữ liệu tọa độ GPS thực tế thu nhận từ ăng-ten vệ tinh.

---

Thiết kế và triển khai hệ thống

Kiến trúc phần cứng

Hệ thống phần cứng được tổ chức thành các khối chức năng chính:

Khối chức năng	Linh kiện / Công nghệ chính	Thông số kỹ thuật và nhiệm vụ
Khối nguồn	LM2596S, LD117ADT-TR, Diode 1N5408, Pin CR1220	Hạ áp từ 24VDC (ắc quy ô tô) xuống 5VDC (3A); tạo áp 4VDC cho SIM808; ổn áp 3.3VDC cho STM32 và microSD; cấp nguồn 3V cho RTC
Khối xử lý trung tâm	STM32F103C8T6 (LQFP48)	Lõi ARM 32-bit Cortex-M3, xung nhịp 72 MHz, thạch anh chính 8 MHz, thạch anh phụ 32.768 kHz, điều khiển toàn bộ ngoại vi
Khối GSM/GPS	Module SIM808	Thu nhận tọa độ GPS (tần số 5 Hz), truyền dữ liệu về server qua mạng GPRS, hỗ trợ ăng-ten GPS có LNA tích hợp cuộn lọc 68 nH
Khối bảo vệ SIM	IC SMF05C	Mảng 5 Diode Zener ghim áp chống tĩnh điện (ESD) cho khay thẻ SIM
Khối lưu trữ	Khay thẻ microSD Card	Giao tiếp qua bus SPI1, ghi dữ liệu tọa độ định dạng chuỗi
Khối giao tiếp mở rộng	MAX232, Cổng Sub-D DB9	Giao tiếp truyền thông nối tiếp RS-232; các chân chờ kết nối cảm biến Analog/Digital và module RFID

Tính toán và thiết kế khối nguồn

Tổng dòng điện yêu cầu cho toàn mạch khi hoạt động đầy tải được tính toán dựa trên mức tiêu thụ của từng thành phần:

• Dòng điện cho vi điều khiển STM32F103C8T6: $I_s + I_{io_run} = 150\text{ mA} + 32.8\text{ mA} = 182.8\text{ mA} \approx 0.182\text{ A}$.
• Dòng điện cấp cho module SIM808: dòng hoạt động trung bình 1A, dòng đỉnh khi phát sóng lên tới 2A.
• Dòng điện cho các ngoại vi (LED, Buzzer, thẻ nhớ microSD): khoảng $100\text{ mA} = 0.1\text{ A}$.
• Tổng dòng điện yêu cầu danh định: $I_{total} = 0.1\text{ A} + 0.182\text{ A} + 2\text{ A} = 2.282\text{ A}$.

Từ nguồn ắc quy ô tô 24VDC, mạch sử dụng IC nguồn xung Buck LM2596S với dòng ngõ ra tối đa 3A để tạo ra điện áp 5VDC. Điện áp 5VDC sau đó được phân tách thành hai nhánh:

1. Nhánh cấp cho SIM808: Nối tiếp qua 2 diode 1N5408 để tạo mức sụt áp xấp xỉ 1V, cho ra điện áp khoảng 4VDC phù hợp với điện áp danh định của SIM808 (chịu được dòng xung 2A).
2. Nhánh cấp cho vi điều khiển và thẻ nhớ: Sử dụng IC ổn áp tuyến tính LD117 để hạ áp từ 5VDC xuống mức ổn định 3.3VDC.

Quy trình điều khiển và tập lệnh AT

Vi điều khiển STM32F103C8T6 giao tiếp với module SIM808 qua giao diện UART với tốc độ baud 9600 bps bằng các tập lệnh AT tiêu chuẩn:

• Lệnh kiểm tra và cấu hình cơ bản: AT (kiểm tra phản hồi), ATE0 (tắt chế độ phản hồi echo), AT+IPR=9600 (cài đặt tốc độ truyền), AT&W (lưu cấu hình).
• Lệnh điều khiển GPS: AT+CGNSPWR=1 (bật nguồn khối thu GPS), AT+CGNSINF (yêu cầu báo cáo thông tin thời gian, tọa độ, vận tốc), AT+CGNSURC=1 (cấu hình chu kỳ tự động báo cáo GPS mỗi 1 giây).
• Lệnh truyền thông GPRS/TCP-IP: AT+CGATT=1 (đăng ký mạng GPRS), AT+CIPSTATUS (kiểm tra trạng thái IP), AT+CIPSTART="TCP","IP_SERVER","PORT" (khởi tạo kết nối TCP đến máy chủ), AT+SEND (bắt đầu truyền chuỗi dữ liệu tọa độ lên máy chủ và kết thúc bằng mã 0x1A / Ctrl+Z).
• Lệnh tin nhắn SMS: AT+CMGF=1 (chuyển sang chế độ Text), AT+CMGS (gửi tin nhắn), AT+CMGR (đọc tin nhắn), AT+CMGDA="DEL ALL" (xóa toàn bộ tin nhắn).

Kiểm thử và đóng gói

• Quá trình đo kiểm phần cứng thực tế xác nhận điện áp 5VDC từ LM2596, điện áp 4VDC cấp cho SIM808 và 3.3VDC cấp cho STM32 đạt yêu cầu vận hành.
• Hệ thống đèn báo trạng thái hiển thị rõ: LED báo nguồn, LED Netlight báo tín hiệu mạng GSM/GPRS và LED 1PPS báo trạng thái nhận dữ liệu vệ tinh GPS.
• Mạch in hoàn thiện được gia công và lắp đặt bảo vệ trong hộp mica chuyên dụng nhằm tăng độ bền cơ học và hạn chế tác động môi trường.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 thiết lập tính cấp thiết của đề tài dựa trên chiến lược phát triển công nghiệp ô tô theo Quyết định số 1829/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ và xu hướng quản lý phương tiện thông minh bằng IoT. Tác giả xác định rõ ràng mục tiêu nghiên cứu là chế tạo thiết bị giám sát hành trình phương tiện dựa trên nền tảng vi điều khiển STM32F103C8T6 kết hợp module SIM808, lưu trữ hành trình trên thẻ nhớ microSD và hiển thị dữ liệu trên Web Application. Chương này cũng phân định 6 nội dung nghiên cứu cụ thể, đồng thời nêu rõ các giới hạn về thời gian thực hiện, mức độ tối ưu phần cứng bước đầu và tính năng giao diện web.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày chi tiết cấu trúc phần cứng và lý thuyết của các linh kiện trọng tâm:

• Vi xử lý ARM Cortex-M3 (STM32F103C8T6): Phân tích sơ đồ khối, hệ thống phân chia xung nhịp (dao động nội HSI 8 MHz, LSI; dao động ngoại HSE 8 MHz, LSE 32.768 kHz cho RTC), khối chuyển đổi ADC 12-bit, 7 kênh DMA, các bộ định thời 16-bit và chuẩn nạp SW/JTAG.
• Module SIM808: Phân tích sơ đồ khối bên trong (PMU, khối xử lý tín hiệu, khối GPS với chu kỳ cập nhật 5 Hz, khối thu phát RF GSM/Bluetooth), mô tả chức năng chi tiết của 68 chân kết nối, dải điện áp làm việc (3.4V đến 4.4V), dòng tiêu thụ chế độ sleep (1.2 mA) và băng thông GPRS (tải lên/tải xuống tối đa 85.6 kbps).
• Khối lưu trữ thẻ nhớ: Phân loại 4 định dạng thẻ nhớ SD (SDSC, SDHC, SDXC, SDIO) cùng 3 kích thước vật lý (SD, miniSD, microSD) và sơ đồ các chân giao tiếp chuẩn SPI với vi điều khiển.

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Chương 3 trình bày các bước tính toán và thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh:

• Xây dựng sơ đồ khối tổng quát gồm khối nguồn, khối vi xử lý, khối SIM808, khối microSD card, khối giao tiếp RS-232 và các chân mở rộng.
• Tính toán chi tiết phụ tải điện của hệ thống ($I_{total} \approx 2.28\text{ A}$) để lựa chọn IC nguồn xung Buck LM2596 (3A), kết hợp 2 diode 1N5408 tạo nguồn 4V và IC LD117 tạo nguồn 3.3V.
• Thiết kế sơ đồ nguyên lý chi tiết: mạch phối ghép ăng-ten GPS (sử dụng cuộn cảm lọc tín hiệu $L101 = 68\text{ nH}$ và điện trở bảo vệ $R102$), mạch bảo vệ khay SIM sử dụng IC SMF05C, mạch chuyển mạch chân PWRKEY qua transistor, sơ đồ nạp ST-Link 4 dây qua chuẩn SW.
• Lập bảng phân bổ kết nối 48 chân vi điều khiển STM32F103C8T6 cho các ngoại vi: USART1/2/3, SPI1 (thẻ nhớ), SPI2 (RFID), I2C, ADC và Timer.
• Hệ thống hóa danh mục tập lệnh AT đầy đủ cho việc cấu hình, kích hoạt định vị GPS và truyền dữ liệu qua GPRS/TCP.

Chương 4: Thi công hệ thống

Chương 4 mô tả toàn bộ quá trình hiện thực hóa mô hình đồ án:

• Bản vẽ thiết kế mạch in PCB 2 lớp được thực hiện trên phần mềm Eagle kèm bảng thống kê 43 hạng mục linh kiện điện tử chi tiết.
• Quy trình lắp ráp linh kiện, đo kiểm thực tế các mốc điện áp nguồn bằng đồng hồ VOM và kiểm tra trạng thái hoạt động của các khối thông qua hệ thống đèn LED chỉ thị.
• Đúc kết các nguyên nhân gây lỗi trong quá trình thi công thực tế: lỗi hàn chập/hở chân, sai số đo đạc, linh kiện kém chất lượng và đặc biệt là hiện tượng sụt áp nguồn cấp cho SIM808 khi khởi động hoặc phát sóng.
• Đóng gói hoàn thiện phần cứng vào hộp mica bảo vệ.
• Xây dựng lưu đồ giải thuật phần mềm: giải thuật khởi tạo và điều khiển truyền nhận dữ liệu định vị giữa STM32 và SIM808 để gửi lên Web Server, cùng giải thuật kiểm tra và ghi tệp tin tọa độ vào thẻ nhớ microSD qua giao tiếp SPI.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Chế tạo thành công bo mạch phần cứng nhúng định vị phương tiện tích hợp vi điều khiển STM32F103C8T6 và module SIM808, vận hành hoàn chỉnh trong hộp bảo vệ mica.
• Thiết kế mạch nguồn xung Buck LM2596 kết hợp ổn áp tuyến tính LD117, chuyển đổi an toàn nguồn đầu vào 24VDC từ ắc quy ô tô thành các mức điện áp: 5VDC (dòng ra 3A), 4VDC (đáp ứng dòng đỉnh 2A của SIM808) và 3.3VDC (cấp cho STM32 và microSD).
• Lập trình firmware điều khiển vi xử lý gửi/nhận tập lệnh AT qua cổng UART (baudrate 9600 bps), trích xuất chính xác tọa độ GPS (tần số cập nhật 5 Hz) và truyền dữ liệu lên máy chủ web qua giao thức TCP/IP trên nền mạng GPRS.
• Thực hiện thành công tính năng lưu trữ dự phòng chuỗi dữ liệu hành trình vào thẻ nhớ microSD thông qua bus giao tiếp SPI1.
• Bố trí sẵn các đường giao tiếp mở rộng: cổng RS-232 Sub-D qua IC MAX232, các chân kết nối RFID (SPI2) cùng các chân ngõ vào tương tự/số (ADC, Timer) nhằm sẵn sàng kết nối các cảm biến phụ trợ.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

• Ứng dụng giải pháp tích hợp 2 trong 1 (GPS và GSM trên cùng module SIM808) thay thế cho việc sử dụng các module rời rạc trước đây, giúp tối ưu hóa không gian bo mạch và giảm giá thành chế tạo.
• Bổ sung IC bảo vệ SMF05C cho khay thẻ SIM nhằm chống hiện tượng phóng điện tĩnh điện (ESD) và sử dụng cuộn lọc 68 nH cho đường ăng-ten GPS có LNA để nâng cao độ ổn định thu bắt tín hiệu vệ tinh.
• Kiến nghị tiếp tục chuẩn hóa quy trình hàn mạch công nghiệp và chọn lọc linh kiện có thông số tải cao để hạn chế lỗi sụt áp trên đường nguồn.

Đóng góp của đề tài

• Cung cấp một thiết kế phần cứng hoàn chỉnh, chi phí thấp, ứng dụng vi điều khiển 32-bit Cortex-M3 hiệu năng cao vào việc giải quyết bài toán giám sát hành trình ô tô tại Việt Nam.
• Kết hợp hoàn chỉnh chu trình thu thập dữ liệu định vị vệ tinh, lưu trữ cục bộ và truyền thông thời gian thực lên ứng dụng web qua kết nối IoT.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế; hệ thống phần cứng chưa được thử nghiệm vận hành kéo dài trong các điều kiện môi trường công nghiệp khắc nghiệt ngoài thực tế.
• Khối nguồn SIM808 trong các phiên bản đầu gặp lỗi sụt áp do linh kiện và đường mạch chưa được tối ưu triệt để.
• Ứng dụng Web Application phục vụ giám sát mới chỉ được thiết kế ở mức độ cơ bản, tập trung vào việc nhận dữ liệu và hiển thị tọa độ trên Google Maps.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Tối ưu hóa thiết kế bo mạch in và mạch nguồn để tăng cường khả năng chống nhiễu, đáp ứng các tiêu chuẩn rung lắc và nhiệt độ trên xe ô tô.
• Kết nối và lập trình hoàn thiện các cảm biến ngoại vi vào các chân chờ sẵn trên mạch: cảm biến đo mức tiêu hao nhiên liệu (Analog/ADC), cảm biến trạng thái mở thùng hàng, cảm biến gia tốc cảnh báo va chạm và đầu đọc thẻ RFID nhận diện tài xế.
• Phát triển giao diện Web Application toàn diện với các tính năng: vẽ lại lịch sử lộ trình di chuyển, thống kê vận tốc, cảnh báo quá tốc độ và quản lý đa phương tiện.

---

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho:

• Đối tượng: Sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử Truyền thông, Kỹ thuật Máy tính, Điện tử Công nghiệp, Điều khiển & Tự động hóa và Kỹ thuật Ô tô.
• Nội dung giá trị: Phương pháp tính toán và thiết kế bộ nguồn xung/tuyến tính tích hợp cho vi điều khiển và module GSM; kỹ thuật lập trình điều khiển module SIM808 bằng tập lệnh AT qua UART; sơ đồ mạch và giải thuật giao tiếp thẻ nhớ microSD qua giao thức SPI trên dòng vi điều khiển ARM Cortex-M3 (STM32F103C8T6).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Vi điều khiển STM32F103C8T6 có vai trò và thông số kỹ thuật chính như thế nào trong hệ thống? STM32F103C8T6 là khối xử lý trung tâm, chịu trách nhiệm điều khiển toàn bộ quá trình giao tiếp với module SIM808, xử lý dữ liệu GPS, điều khiển ghi thẻ nhớ microSD qua SPI và giao tiếp với các ngoại vi. Chip sử dụng lõi ARM 32-bit Cortex-M3, xung nhịp hoạt động 72 MHz, bộ nhớ 64 KB Flash, 20 KB SRAM, hoạt động ở mức điện áp 2.0V – 3.6V (sử dụng nguồn 3.3V từ IC LD117) và hỗ trợ chuẩn nạp SWD/JTAG.

2. Khối nguồn của mạch được tính toán và thiết kế như thế nào để cấp điện từ ắc quy 24V của ô tô? Tổng dòng điện cực đại yêu cầu cho toàn hệ thống là khoảng 2.28A (gồm STM32 ~182.8 mA, SIM808 đỉnh 2A và ngoại vi ~100 mA). Hệ thống sử dụng IC nguồn xung Buck LM2596S để giảm điện áp từ 24VDC của ắc quy xuống 5VDC với dòng định mức 3A. Từ nguồn 5VDC, mạch đi qua 2 diode 1N5408 nối tiếp để giảm áp 1V tạo ra mức nguồn xấp xỉ 4VDC cấp riêng cho SIM808, đồng thời đi qua IC ổn áp tuyến tính LD117 để tạo mức 3.3VDC cấp cho vi điều khiển STM32 và khối thẻ nhớ.

3. Module SIM808 sử dụng những tập lệnh AT nào để lấy dữ liệu GPS và gửi lên máy chủ qua GPRS? Để lấy dữ liệu GPS, hệ thống sử dụng lệnh AT+CGNSPWR=1 để bật khối định vị và lệnh AT+CGNSINF hoặc AT+CGNSURC=1 để đọc/cập nhật chu kỳ chuỗi dữ liệu tọa độ (thời gian, kinh độ, vĩ độ, vận tốc). Để truyền dữ liệu lên máy chủ, hệ thống sử dụng lệnh AT+CGATT=1 (đăng ký GPRS), AT+CIPSTART="TCP","IP","PORT" (kết nối TCP tới máy chủ) và AT+SEND để gửi dữ liệu tọa độ, kết thúc bằng ký tự 0x1A (Ctrl+Z).

4. Dữ liệu hành trình được lưu trữ cục bộ trên xe như thế nào? Dữ liệu hành trình nhận về từ module SIM808 được vi điều khiển STM32 xử lý và ghi trực tiếp vào thẻ nhớ microSD thông qua giao thức SPI1 (sử dụng 4 chân kết nối: PA4-CS, PA5-SCK, PA6-MISO, PA7-MOSI). Chương trình nhúng thực hiện kiểm tra định dạng chuỗi dữ liệu, kiểm tra sự hiện diện của thẻ nhớ và tiến hành ghi lưu trữ theo định dạng tệp tin.

5. Những nguyên nhân chính gây ra lỗi phần cứng trong quá trình thi công thực tế của đồ án là gì? Quá trình thi công thực tế gặp các sự cố chính gồm: kỹ thuật hàn mạch chưa đảm bảo dẫn đến hiện tượng chập/hở mạch; sai số trong quá trình đo đạc kiểm tra; việc sử dụng linh kiện chưa đạt chất lượng dẫn đến quá tải; và đặc biệt là hiện tượng sụt áp trên đường nguồn cấp 4V cho module SIM808 do dòng đỉnh phát sóng của module có thể lên tới 2A.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế mạch định vị và viết phần mềm ứng dụng GPRS trên ô tô" đã hoàn thành việc tính toán, thiết kế bo mạch phần cứng và lập trình hệ thống giám sát phương tiện giao thông dựa trên vi điều khiển 32-bit STM32F103C8T6 và module truyền thông tích hợp SIM808. Hệ thống đã hiện thực hóa thành công các chức năng thu thập tọa độ GPS vệ tinh, lưu trữ dự phòng dữ liệu vào thẻ nhớ microSD qua bus SPI, và truyền tải thông tin vị trí về máy chủ qua mạng di động GPRS để hiển thị trên bản đồ Google Maps. Mặc dù giao diện ứng dụng web và độ ổn định nguồn thực tế còn cần tiếp tục tối ưu hóa, công trình đã xây dựng được một giải pháp phần cứng nhúng hoàn chỉnh, có giá trị thực tiễn cao trong lĩnh vực thiết bị quản lý phương tiện vận tải và hệ thống IoT.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN nhận thông tin xử lý kết hợp google maps và lưu vào database hiển thị bởi một Website Application.3 Nội dung nghiên cứu  Nội dung 1: Nghiên cứu chip xử lý STM32 F103 C8t6 và Sim 808  Nội dung 2: Thiết kế thi công mạch  Nội dung 3: Thiết kế lưu đồ giải thuật điều khiển  Nội dung 4: Viết chương trình cho vi xử lý theo giải thuật  Nội dung 5: Chạy thử nghiệm hệ thống và cân chỉnh chương trình cho phù hợp thực tế  Nội dung 6: Viết báo cáo thực hiện.4 Giới hạn đề tài  Thời gian thực hiện đề tài có hạn  Mạch hoạt động chưa được tối ưu, thời gian chạy thử hạn chế  Thiết kế web application đơn giản  Cần khắc phục những sự cố ngoài thực tiễn BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP- Y SINH 3 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong phạm vi đề tài có sử dụng chip xử lý trung tâm stm32f103c8t6 kết hợp với module Sim808 và UART TTL-RS232, trong khi đó Sim808 được thiết kế tối ưu phục vụ cho việc giám sát GPS, điều khiển các thiết bị từ xa thông qua GSM/GPRS. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu từng khối module cũng như hoạt của chúng để phục vụ cho công việc thực hiện đề tài. Đề tài nhằm mục đích giám sát xe ô tô thông qua thông tin GPS, và gửi dữ liệu nhận được lên webserver.

Mọi thông tin về xe sẽ được lưu trữ bằng SQL và để tiện nhận diện quan sát ta xem trên Google maps. Một số ngoại vi có thể bổ sung cho mạch vd: cảm biến xăng, cảm biến mở thùng hàng, cảm biến gia tốc,… trong tầm đề tài nhóm em đã để sẵn các chân output để tiện kết nối điều khiển tùy vào mục đích của người sử dụng.1 KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM 2.1 Giới thiệu về vi xử lý ARM Cortex-M3. Trong vài năm trở lại đây,một trong những xu hướng chủ yếu trong các thiết kế với vi điều khiển là sử dụng các chip lõi ARM như một vi điều khiển đa dụng. Dòng STM32 thiết lập các tiêu chuẩn mới về hiệu suất ,chi phí,cũng như khả năng đáp ứng các ứng dụng tiêu thụ năng lượng thấp.Với ứng dụng rộng, ngoại vi nhiều(GPIO, I2C, SPI, ADC, USB, CAN, Ethernet……) ST cung cấp cho chúng ta các thư viện trực tiếp cho mỗi dòng ARM (gọi là CMSIS-Cortex Microcontroller Software Interface Standard) chúng ta dễ dàng hơn:khai báo và sử dụng.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Có rất nhiều dòng vi xử lý STM: STM32 F1, STM32 F3, STM32 F4, STM32 F7,… nhưng để phù hợp với đề tài cho hiệu năng cũng như về mặt giá thành nhóm quyết định chọn STM32 F1 và chọn STM32 F103 C8T6, vì dòng này có 48 chân và số chân giao tiếp vừa đủ để giao tiếp với các ngoại vi mình cần.2 Khối xử lý trung tâm. Với các đăc điểm hiện tại nhóm chúng em chọn chip xử lý là STM32F103 C8T6, giá thành thấp và hiệu năng đủ để thực hiện những tính năng mong muốn, đồng thời được hỗ trợ rất nhiều về phần mềm. Sau đây em xin giới thiệu sơ qua về chip xử lý: STM32F103 C8T6 là vi điều khiển 32bit Cortex-M3 của STMicroelectronics, một số thông tin chung về chip xử lý: - Lõi : ARM 32 bit Cortex M3 - Tần số hoạt động 72 MHz - Bộ nhớ : 64 Kb Flash , 20Kb SRAM - Xung clock, Reset và nguồn cấp:  Điện áp cung cấp cho chip và ngõ vào/ra IO từ 2V đến 3.6V  Bộ giao động thạch anh từ 4 Mhz đến 16 Mhz(HSE)  Bộ tạo giao động nội RC tốc độ cao 8Mhz(HSI)  Bộ tạo giao động nội RC tốc độ thấp(LSI)  Có bộ nhân tạo xung clock  Bộ giao động 32Khz cho RTC(LSE) - Chế độ tiết kiệm năng lượng:  Chế độ Sleep(ngủ), Stop( dừng hoạt động), Stand by(chờ)  Có chân Pin cung cấp cho RTC và thanh ghi cập nhật (back up register) - ADC: 2 chân ADC (12 bit), tốc độ chuyển đổi là 1µs (tần số lấy mẫu 1MHz)  Khoảng chuyển đổi từ 0V đến 3.6V  Khả năng lấy mẫu kép và lưu giữ mẫu  Cảm biến nhiệt độ chip BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - DMA : Điều khiển 7 kênh DMA và hỗ trợ cho các ngoại vi: I2C, SPI, Timer, UART. - Timer : có 3 bộ 16 bit(2 watch dog, hỗ trợ bộ đếm xuống 24 bit, có điều khiển động cơ bằng PWM va chế độ dừng khẩn cấp).

- Hỗ trợ nạp theo chuẩn SW và JTAG. - Kiểu chân : LQFP48. - Ứng dụng : điều khiển động cơ, thiết bị y tế và thiết bị cầm tay, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game, GPS, ứng dụng công nghiệp,… Hình 2.1 Thông tin các dòng vi điều khiển.[Tài liệu tham khảo 2.1] BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sơ đồ khối cấu trúc vi xử lý: Hình 2.[Tài liệu tham khảo 2.2] Sơ đồ chân vi xử lý: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.[Tài liệu tham khảo 2.3 ] Sơ đồ cấu trúc xung clock: Hình 2.4 Sơ đồ các bộ chia xung clock.[Tài liệu tham khảo 2. Tổng quan về Sim808 Sim 808 được thiết kế tích hợp đầy đủ chức nắng GPS, GSM, GPRS, Bluetooth góp phần tiết kiệm chi phí và thiết kế cho người dùng.

Sim808 phát triển cải tiến hơn sim 908 ở sự ổn định và có thêm chức năng bluetooth. GPS của sim808 hoạt động ổn định, chính xác ngay cả khi anten đặt trong nhà. Giao tiếp của sim808 theo chuẩn UART với các tập lệnh AT như sim900a hay sim 908. Giới thiệu về UART: còn gọi là cổng giao tiếp (Serial port) là một cổng thông dụng trong các máy tính trong các máy tính truyền thống dùng kết nối các thiết bị BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ngoại vi với máy tính như: bàn phím, chuột điều khiển, modem, máy quét.Cổng nối tiếp còn có tên gọi khác như: Cổng COM, communication.

- Bit đầu tiên. - Dữ liệu truyền. - Bit kiểm tra. - Bit kết thúc.

Băng tần hoạt động của sim808 phù hợp với viễn thông Việt Nam, cụ thể là băng tần hoạt động ở tần số GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz. Sim808 tích hợp hổ trợ người dùng rất nhiều như:  Hỗ trợ 4 * 4 bàn phím theo mặc định  Một cổng nối tiếp modem đầy đủ (giao diện UART)  Một USB, hỗ trợ gỡ lỗi và nâng cấp phần mềm.  Kênh âm thanh bao gồm đầu vào micrô và đầu ra máy thu.  Một giao diện thẻ SIM.

 Giao diện sạc.  Có thể lập trình đầu vào và đầu ra chung (GPIO).  Hỗ trợ chức năng Bluetooth.  Hỗ trợ chức năng GPS.

 Hỗ trợ hai PWM và hai ADCs.  Giao diện PCM / SPI. Ngoài ra, SIM808 tích hợp giao thức TCP / IP và các lệnh TCP / IP AT mở rộng rất hữu ích cho việc truyền dữ liệu các ứng dụng. Để biết chi tiết về các ứng dụng TCP / IP.

Song song đó, Sim808 còn được thiết kế với công nghê tiết kiệm năng lượng với dòng điện là 1.2mA ở chế độ Sleep.2 Sơ đồ khối của Module Sim808 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.5 Sơ đồ khối Module Sim808[Tài liệ tham khảo 2.5] Trong đó, bao gồm các khối cơ bản như sau:  Power supply: là khối nguồn cấp cho sim 808, nguồn từ 3.4V dòng vọt lố có thể tới 2A.  PMU: bộ chia nguồn đến các đơn vị lân cận.  Khối xử lý trung tâm: thanh ghi xử lý tín hiệu analog và số.  Khối nhận tần số sóng vô tuyến: thu nhận sóng vô tuyến bluetooth, GSM.

 Công cụ GPS: thu sóng GPS đưa tín hiệu vào bộ xử lý  Mạch analog: tiếp nhận và xử lý tín hiệu analog, có bộ xử lý audio.  Các chuẩn kết nối khác: Sim, UART, PCM, USB… 2.3 Sơ đồ chân Sim808 Hình 2.6 Sơ đồ chân của sim808[Tài liệu tham khảo 2.1 Chi tiết chân sim808. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tên chân Chân số I/O Miêu tả VBAT 4,5,6 I SIM808 có 3 chân VBAT, và nguồn khoảng từ 3. VRTC 17 I/O Nguồn cung cấp cho RTC VDD_EXT 7 O Nguồn ngõ ra 2.8V GND 1,2,3,18,28,34 GND ,36,40,51,52,5 4,64,65,67,68 PWRKEY 8 I PWRKEY được kéo xuống mức thấp 1 giây để bật/tắt module MIC1P 19 MIC1N 20 I Ngõ vào Audio SPK1P 21 SPK1N 22 O Ngõ ra Audio PCM_OUT 48 O PCM_IN 47 I PCM_SYNC 45 O Giao diện PCM cho Audio PCM_CLK 46 I KBC3 59 I KBC2 60 I KBC1 61 I KBC0 62 I KBR3 55 O Hỗ trợ bàn phím 4x4 KBR2 56 O KBR1 57 O KBR0 58 O GPIO19 43 I/O GPIO17 44 I/O Các chân vào/ ra (I/O) DTR 9 I Thiết bị đầu cuối dữ liệu đã sẵn sàng RI 10 O Chân báo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT DCD 11 O Phát hiện dữ liệu CTS 12 O Xóa yêu cầu RTS 13 I Gửi yêu cầu TXD 14 O Chuyển dữ liệu RXD 15 I Nhận dữ liệu VCHG 25 I USB_DP 26 I/O Gỡ lỗi và nâng cấp Firmware USB_DN 27 I/O ADC0 23 Dùng để chuyển đổi từ Analog ADC1 24 I PWM1 42 O.

PWM GPIO2 PWM2 41 O PWM GPIO3 SDA 38 I/O Dữ liệu bus nối tiếp I2C SCL 39 O Xung clock I2C SIM_VDD 29 O Cung cấp điện cho thẻ SIM, hỗ trợ 1.8V hoặc 3V SIM_DATA 30 I/O Dữ liệu vào / ra của SIM SIM_CLK 31 O Xung clock SIM_RST 32 O SIM reset SIM_DET 33 I Nhận dạng, phát hiện sim GSM_ANT 66 I/O Kết nối ăng-ten GSM BT_ANT 53 I/O Kết nối ăng-ten Bluetooth GPS_ANT 35 I Kết nối ăng-ten GPS RF_SYNC 63 O Tín hiệu đồng bộ RF RESET 16 I Reset 1PPS 37 I Đèn báo tín hiệu GPS NETLIGHT 50 O Đèn báo tính hiệu mạng STATUS 49 O Đèn báo nguồn  Đặc điểm của sim808 về GMS/GPRS: - Nguồn cấp : 3. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Tiêu thụ điện năng chế độ sleep là 1mA. - Tốc độ tải dữ liệu xuống tối đa là 85. - Tốc độ truyền dữ liệu lên tối đa là 85.

- Tích hợp giao thức TCP/IP, PPP(point to point protocol). - Hỗ trợ tin nhắn đa phương tiện: Text, MO(tin nhắn gửi đi điện thoại ), MT (tin nhắn gửi đến điện thoại) và tin nhắn tin nhắn được lưu trong sim.