Đồ án Thiết kế và thi công hệ thống Điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -----    ----- BỘ MÔN : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG DÙNG SMS GVHD : PGS.TS Trần Thu Hà SVTH : Phan Hiếu Nhân 06117049 Hà Thị Thu Hòa 06117026 TP.HCM, Tháng 1 năm 2011 Phần A GIỚI THIỆU Đồ án tốt nghiệp trang ii Giới thiệu “Ngôi nhà thông minh” là một cụm từ không còn xa lạ đối với nền công nghệ phát triển hiện nay. Lúc đầu, ý tưởng được thực hiện nhờ vào tia hồng ngoại để điều khiển từ xa, nhưng khoảng cách bị hạn chế. Về sau, nhiều nghiên cứu nhằm cải tiến khoảng cách điều khiển mang lại nhiều thành công và có ý nghĩa thực tiễn như điều khiển thông qua đường dây điện, đường dây điện thoại…Khi công nghệ wireless phát triển, người ta lại nghĩ đến điều khiển qua mạng không dây_điều khiển từ xa dùng máy tính ra đời. Không dừng lại ở đó, khi mà các mạng điện thoại đang cạnh tranh gay gắt, chiếc điện thoại trở nên vật dùng không thể thiếu của mỗi cá nhân, người ta lại nghĩ về một chiếc điện thoại tích hợp khả năng điều khiển từ xa. Đi cùng xu hướng phát triển đó, nhóm thực hiện đã chọn đề tài: “Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS”. Với đề tài này, nhóm muốn sử dụng điện thoại di động điều khiển thiết bị điện dân dụng, dùng Module Sim300CZ trên nền mạng GSM để thu SMS điều khiển. Nhóm hi vọng với đề tài này sẽ làm cơ sở nghiên cứu cho các nhóm khác sau này có thể mở rộng, phát triển hơn nữa. Đồ án tốt nghiệp trang iii Lời cảm ơn Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tận tình dạy dỗ trong suốt những năm qua. Trong đó phải kể đến quý thầy cô trong Khoa Điện – Điện Tử đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn T.S Trần Thu Hà đã tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình lựa chọn đề tài và hỗ trợ chúng em trong quá trình thực hiện đề tài. Bên cạnh đó, nhóm thực hiện cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên viễn thông đã đóng góp ý kiến cho nhóm thực hiện đề tài đạt hiệu quả hơn. Với thời gian thực hiện đề tài ngắn, kiến thức còn hạn hẹp, dù nhóm đã rất cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi những sai sót, nhóm rất mong nhận được lời chỉ dẫn thêm của quý thầy cô và bạn bè. TPHCM, ngày…tháng…năm 2010 Sinh viên thực hiện Phan Hiếu Nhân Hà Thị Thu Hòa Đồ án tốt nghiệp trang iv  QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI Họ và tên sinh viên: Phan Hiếu Nhân MSSV: 06117049 Hà Thị Thu Hòa MSSV: 06117026 Ngành: Công Nghệ Điện Tử-Viễn Thông Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA BẰNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG DÙNG SMS 1) Cơ sở ban đầu: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 3) Các bản vẽ: ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 4) Giáo viên hướng dẫn: 5) Ngày giao nhiệm vụ: 6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Giáo viên hướng dẫn Ngày ...... tháng ...... năm 2011 Chủ nhiệm bộ môn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC Đồ án tốt nghiệp trang v NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Tp HCM, ngày ...... tháng ...... năm 2011 Giáo viên hướng dẫn Đồ án tốt nghiệp trang vi NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... Tp HCM, ngày ...... tháng ...... năm 2011 Giáo viên phản biện Đồ án tốt nghiệp trang vii Lời nói đầu Ngành viễn thông đang đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế của mỗi quốc gia, nó giúp con người tiến gần hơn với nền khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão của nhân loại hiện nay. Hệ thống truyền thông đã không ngừng phát triển từ cố định sang di động. Con người có thể liên lạc với nhau dù ở bất cứ nơi đâu. Dựa vào đặt tính truyền tin xa và vận dụng đặt tính này, nhóm đã chọn đề tài: “Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng SMS”, nhằm cải tiến khoảng cách điều khiển trong công nghệ ngôi nhà thông minh hiện nay. Đề tài tuy còn đơn giản, thiết bị điều khiển không nhiều, nhưng nhóm mong đây sẽ là tài liệu bổ ích cho những ai quan tâm và mong muốn phát triển theo công nghệ điều khiển này. Nhóm cũng rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô, các bạn sinh viên để cùng nhau có kiến thức sâu hơn và có kinh nghiệm tốt hơn trong việc thi công phần cứng cho một mô hình điều khiển hoàn chỉnh. Nhóm sinh viên thực hiện Phan Hiếu Nhân Hà Thị Thu Hòa Đồ án tốt nghiệp trang viii MỤC LỤC PHẦN A : GIỚI THIỆU ....................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................iii Quyết định giao đề tài ...................................................................................................... iv Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ................................................................................. iv Nhận xét của giáo viên phản biện .................................................................................. vi Lời nói đầu .......................................................................................................................vii Mục lục ........................................................................................................................... viii Liệt kê hình ......................................................................................................................xii Liệt kê bảng.....................................................................................................................xiv PHẦN B : NỘI DUNG ......................................................................................................... 1 Chương 1: Dẫn nhập ............................................................................................................... 2 1.1 Giới thiệu đề tài................................................................................................................. 2 1.2 Ý nghĩa khoa học của đề tài ............................................................................................ 3 1.3 Mục đích nghiên cứu ........................................................................................................ 3 Chương 2: Cơ sở lý luận......................................................................................................... 5 2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước.......................................................... 5 2.1.1 Ngoài nước ............................................................................................................... 5 2.1.2 Trong nước ............................................................................................................... 6 2.2 Ý tưởng thiết kế................................................................................................................. 8 2.3 Đề cương nghiên cứu chi tiết .......................................................................................... 8 2.4 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 8 2.5 Phương tiện nghiên cứu ................................................................................................... 8 Chƣơng 3: Lý thuyết liên quan .......................................................................................... 9 3.1 Tổng quan về công nghệ GSM........................................................................................ 9 3.1.1 Giới thiệu về công nghệ GSM ............................................................................... 9 3.1.2 Đặc điểm của công nghệ GSM .............................................................................. 9 3.1.3 Cấu trúc của mạng GSM....................................................................................... 10 3.1.3.1 Cấu trúc tổng quát ........................................................................................... 10 3.1.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM ................................................. 10 3.1.4 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam ................................................ 11 Đồ án tốt nghiệp trang ix 3.2 Tổng quan về SMS ......................................................................................................... 12 3.2.1 Giới thiệu về SMS ................................................................................................. 12 3.2.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS .................................................................................. 12 3.2.3 Ưu điểm của SMS ................................................................................................. 13 3.2.4 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài .............................................................. 13 3.2.5 SMS center/SMSC ................................................................................................ 13 3.2.6 SMS quốc tế ........................................................................................................... 14 3.2.7 SMS gateway ......................................................................................................... 14 3.3 Giới thiệu Module Sim300CZ....................................................................................... 15 3.3.1 Đặc điểm của Module Sim300CZ ....................................................................... 15 3.3.2 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân .................................................... 17 3.3.3 Các chế độ hoạt động của Module Sim300CZ .................................................. 23 3.3.4 Tập lệnh AT của module Sim 300CZ ................................................................. 23 3.3.4.1 Các thuật ngữ ................................................................................................... 23 3.3.4.2 Cú pháp lệnh AT.............................................................................................. 23 3.3.4.5 Đọc tin nhắn ..................................................................................................... 33 3.3.4.6 Gửi tin nhắn ...................................................................................................... 34 3.4 Giới thiệu vi điều khiển 89C52 ..................................................................................... 35 3.4.1 Sơ đồ chân vi điều khiển 89C52 .......................................................................... 36 3.4.2 Tổ chức bộ nhớ trong vi điều khiển 89C52........................................................ 38 3.4.3 Hoạt động truyền dữ liệu của vi điều khiển 89C52.......................................... 39 3.4.3.1 Giới thiệu .......................................................................................................... 39 3.4.3.2 Thanh ghi điều khiển truyền dữ liệu nối tiếp ............................................... 41 3.4.3.3 Các kiểu truyền dữ liệu nối tiếp ..................................................................... 42 3.4.4 Tập lệnh của vi điều khiển 89C52 ....................................................................... 43 3.4.5 Nguồn cung cấp ..................................................................................................... 43 3.4.6 Mạch dao động....................................................................................................... 44 Chƣơng 4: Thiết kế và thi công ...................