Đang tải... (xem toàn văn)
Trong hệ thống giao thông hiện nay ở nước ta thì vấn đề về an toàn giao thông và tránh ùn tắc giao thông tại các đô thị lớn là một trong những vấn đề hết sức cấp bách và được toàn xã hội quan tâm. Các phương tiện hướng dẫn giao thông đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần hạn chế những xung đột xẩy ra khi tham gia giao thông. Tại các thành phố thì hệ thống điều khiển giao thông rất cần thiết, điển hình như thành phố Đà Nẵng, hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông không những có tác dụng hạn chế những xung đột trong giao thông thành phố mà còn là công cụ điều khiển các luồng giao thông nhằm hạn chế ùn tắc – đây là một vấn đề nan giải hiện nay ở các đô thị lớn như Hà Nội và TP Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm thì hệ thống đèn tín hiệu giao thông tại Đà Nẵng hiện nay còn có một số hạn chế như: quy trình hoạt động luôn cố định không phù hợp cho một số nút giao thông quan trọng (chẳng hạn nút giao thông Lê Duẩn – Trần Phú). Qua nghiên cứu thực tế và lý thuyết, chúng tôi cho rằng để khắc phục phần nào hạn chế trên chúng ta có thể dùng phương pháp áp dụng hệ thống thông tin liên lạc vào điều khiển giao thông. Thông tin liên lạc là một vấn đề rất quan trọng trong giai đoạn hiện nay và cũng đang được phát triển một cách mạnh mẽ. Nhất là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào những lĩnh vực kinh tế, khoa học và đời sống. Hiện nay có rất nhiều hình thức thông tin liên lạc như: vô tuyến, hữu tuyến… Trong mỗi hình thức lại có nhiều dạng truyền như: truyền hình ảnh, truyền thoại, truyền mã số…..nó cũng là một trong những nhân tố trợ giúp con người và xã hội loài người phát triển không ngừng. Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành bưu chính viễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người. Ngoài nhu cầu về thông tin trực tiếp con người còn muốn những nhu cầu khác như: tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp thư thoại, tự động báo sự cố cho chủ khi chủ ra ngoài,….. Đối với hệ thống điều khiển xa bằng mạng không dây thì giới hạn về khoảng cách là yếu điểm của kỹ thuật này, ngược lại với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy mô toàn thế giới thì giới hạn xa không phụ thuộc vào khoảng cách đã mở ra một ưu thế mới trong lĩnh vực tự động điều khiển. Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng đồng thời việc gắn các thiết bị điện thoại ngày càng phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển là phương thức thuận tiện nhất, tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị điện gia dụng vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản của mỗi người dân do cháy nổ hoặc do chạm chập điện gia dụng gây ra. Nghiên cứu ứng dụng “Module điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại di động” giúp ta điều khiển các thiết bị điện khi không có ai ở vị trí thiết bị hoặc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc được hoặc một dây chuyền sản xuất để thay thế con người. Mục đích kết hợp sóng thông tin di động là giúp chúng ta có thể giải quyết vấn đề khoảng cách bằng sóng di động và giải quyết vấn đề kinh tế cũng như thuê bao khi kết hợp với RF. Ngoài ra việc xây dựng ứng dụng này nhằm mục đích chính là thu thập dữ liệu từ xa qua mạng GSM. Đây được xem là giải pháp tốt vì không phải dùng cáp truyền và không phải bận tâm về vấn đề khoảng cách. Ta có thể thu thập dữ liệu từ các cảm biến và truyền về Module hay máy chủ để giám sát. Từ các Module hay máy chủ ta cũng có thể gửi lệnh đến các module khác. Nhu cầu ứng dụng của SMS vào điều khiển hiện nay là rất lớn, ví dụ điển hình hiện nay là giám sát đối tượng dùng công nghệ GPS kết hợp với công nghệ GSMGPRS
Đồ án tốt nghiệp PHẦN I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG Trong hệ thống giao thông hiện nay ở nước ta thì vấn đề về an toàn giao thông và tránh ùn tắc giao thông tại các đô thị lớn là một trong những vấn đề hết sức cấp bách và được toàn xã hội quan tâm. Các phương tiện hướng dẫn giao thông đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần hạn chế những xung đột xẩy ra khi tham gia giao thông. Tại các thành phố thì hệ thống điều khiển giao thông rất cần thiết, điển hình như thành phố Đà Nẵng, hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông không những có tác dụng hạn chế những xung đột trong giao thông thành phố mà còn là công cụ điều khiển các luồng giao thông nhằm hạn chế ùn tắc – đây là một vấn đề nan giải hiện nay ở các đô thị lớn như Hà Nội và TP Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm thì hệ thống đèn tín hiệu giao thông tại Đà Nẵng hiện nay còn có một số hạn chế như: quy trình hoạt động luôn cố định không phù hợp cho một số nút giao thông quan trọng (chẳng hạn nút giao thông Lê Duẩn – Trần Phú). Qua nghiên cứu thực tế và lý thuyết, chúng tôi cho rằng để khắc phục phần nào hạn chế trên chúng ta có thể dùng phương pháp áp dụng hệ thống thông tin liên lạc vào điều khiển giao thông. Thông tin liên lạc là một vấn đề rất quan trọng trong giai đoạn hiện nay và cũng đang được phát triển một cách mạnh mẽ. Nhất là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào những lĩnh vực kinh tế, khoa học và đời sống. Hiện nay có rất nhiều hình thức thông tin liên lạc như: vô tuyến, hữu tuyến… Trong mỗi hình thức lại có nhiều dạng truyền như: truyền hình ảnh, truyền thoại, truyền mã số… nó cũng là một trong những nhân tố trợ giúp con người và xã hội loài người phát triển không ngừng. Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành bưu chính viễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người. Ngoài nhu cầu về thông tin trực tiếp con người còn muốn những nhu cầu khác như: tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp thư thoại, tự động báo sự cố cho chủ khi chủ ra ngoài,… Đối với hệ thống điều khiển xa bằng mạng không dây thì giới hạn về khoảng cách là yếu điểm của kỹ thuật này, ngược lại với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy SVTH: Trang 1 Center SMS data Object GPS Module Microcontroller GSM Module GSM Module Computer C E N T E R Online MapOffline Map NMEA GSM-900, GSM-1800 or EGSM-900 Đồ án tốt nghiệp mô toàn thế giới thì giới hạn xa không phụ thuộc vào khoảng cách đã mở ra một ưu thế mới trong lĩnh vực tự động điều khiển. Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng đồng thời việc gắn các thiết bị điện thoại ngày càng phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển là phương thức thuận tiện nhất, tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị điện gia dụng vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản của mỗi người dân do cháy nổ hoặc do chạm chập điện gia dụng gây ra. Nghiên cứu ứng dụng “Module điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại di động” giúp ta điều khiển các thiết bị điện khi không có ai ở vị trí thiết bị hoặc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc được hoặc một dây chuyền sản xuất để thay thế con người. Mục đích kết hợp sóng thông tin di động là giúp chúng ta có thể giải quyết vấn đề khoảng cách bằng sóng di động và giải quyết vấn đề kinh tế cũng như thuê bao khi kết hợp với RF. Ngoài ra việc xây dựng ứng dụng này nhằm mục đích chính là thu thập dữ liệu từ xa qua mạng GSM. Đây được xem là giải pháp tốt vì không phải dùng cáp truyền và không phải bận tâm về vấn đề khoảng cách. Ta có thể thu thập dữ liệu từ các cảm biến và truyền về Module hay máy chủ để giám sát. Từ các Module hay máy chủ ta cũng có thể gửi lệnh đến các module khác. Nhu cầu ứng dụng của SMS vào điều khiển hiện nay là rất lớn, ví dụ điển hình hiện nay là giám sát đối tượng dùng công nghệ GPS kết hợp với công nghệ GSM/GPRS. Mô hình minh họa như sau: Hình 1.1: Mô hình minh họa cho giám sát đối tượng ứng dụng GSM. SVTH: Trang 2 Đồ án tốt nghiệp 1.2. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Ý tưởng của đề tài xuất phát từ thực tế các thiết bị điện trong hệ thống đèn giao thông được nối vào phần mạch công suất, do vậy muốn điều khiển thiết bị trên ta có thể thực hiện theo các bước sau: - Nhắn tin về module để thực hiện việc điều khiển. Ví dụ ta quy định 6 ký tự đầu của chuỗi tin nhắn là mật mã. Nếu như mật mã sai thì hệ thống sẽ hủy tin nhắn này và không thực thi đoạn mã phía sau. Nếu mật mã đúng thì vi điều khiển sẽ thực hiện việc điều khiển cho phần mạch công suất phía sau. - Khi kết hợp giữa SMS và RF thì ta có thể thực hiện việc truyền dữ liệu từ GSM Module cho RF module. - Hệ thống này còn có chức năng cảnh báo tự động SMS hoặc Call cho người quản lý khi có sự cố xảy ra. Đây là đề tài thiết thực với trong giai đoạn hiện nay, khi mà “Hệ thống điều khiển thiết bị điện thông qua mạng điện thoại” đang được nhiều doanh nghiệp quan tâm. Với sự phủ sóng của BTS như hiện nay thì hệ thống này hoạt động rất chính xác, xác xuất lỗi là rất thấp. Hình 1.2: Mô hình điều khiển qua SMS. SVTH: Trang 3 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3: Mô hình điều khiển kết hợp SMS – RF. Trên đây là 2 mô hình mà trong đề tài chúng tôi sẽ thực hiện để điều khiển. Sự kết hợp giữa SMS – RF là giải pháp tiết kiệm chi phí, giải quyết được vấn đề không bị giới hạn khoảng cách. Chúng tôi sẽ lần lượt tìm hiểu lý thuyết và tiến hành lắp ráp chế tạo Module thực hiện được các chức năng điều khiển đặt ra. SVTH: Trang 4 Đồ án tốt nghiệp PHẦN II GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG TIN TRONG MẠNG DI ĐỘNG VÀ CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUA GSM 2.1. CÔNG NGHỆ GSM 2.1.1. Giới thiệu chung Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM (Global System for Mobile Communications) là một công nghệ dùng cho mạng thông tin di động. Dịch vụ GSM được sử dụng bởi hơn 2 tỷ người trên 212 quốc gia và vùng lãnh thổ. Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể liên kết lại với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau có thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới. GSM là chuẩn phổ biến nhất cho điện thoại di động (ĐTDĐ) trên thế giới. Khả năng phát sóng rộng khắp nơi của chuẩn GSM làm cho nó trở nên rất phổ biến, 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 cả tốc độ, chất lượng cuộc gọi, nó được xem như là một hệ thống ĐTDĐ thế hệ thứ hai (second generation, 2G). 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. Thuận lợi đối với nhà điều hành mạng là khả năng triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng. GSM cho phép nhà điều hành mạng có thể sẵn sàng dịch vụ đa năng, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới. 2.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển Vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được chuẩn hoá bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) và tạo Groupe Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng chung cho toàn Châu Âu. SVTH: Trang 5 Đồ án tốt nghiệp Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa vào sử dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan. Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn và phát triển mạng GSM được chuyển cho viện viễn thông châu Âu (European elecommunications Standards Institute - ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990. Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia. 2.1.3. Giao diện Radio GSM là mạng điện thoại di động thiết kế gồm nhiều tế bào do đó các máy điện thoại di động kết nối với mạng bằng cách tìm kiếm các cell gần nó nhất. Các mạng di động GSM hoạt động trên 4 băng tần. Hầu hết thì hoạt động ở băng 900 MHz và 1800 MHz. Vài nước ở Châu Mỹ thì sử dụng băng 850 MHz và 1900 MHz do băng 900 MHz và 1800 MHz ở nơi này đã bị sử dụng trước. Và cực kỳ hiếm có mạng nào sử dụng tần số 400 MHz hay 450 MHz chỉ có ở Scandinavia sử dụng do các băng tần khác đã bị cấp phát cho việc khác. Các mạng sử dụng băng tần 900 MHz thì đường uplink sử dụng tần số trong dải 890-915 MHz và đường downlink sử dụng tần số trong dải 935-960 MHz. Và chia các băng tần này thành 124 kênh với độ rộng băng thông 25 MHz, mỗi kênh cách nhau 1 khoảng 200 KHz. Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (time division multiplexing) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate. Có 8 khe thời gian gộp lại gọi là 1một khung TDMA. Tốc độ truyền dữ liệu của một kênh là 270.833 kbit/s và khoảng thời gian của một khung là 4615 ms. Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đa là 2 watt đối với băng tần GSM 850/900 MHz và tối đa là 1 watt đối với băng GSM 1800/1900 MHz. Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3,1 KHz đó là mã hoá 6 và 13 kbps gọi là full rate (13 kbps) và haft rate (6 kbps). Để nén họ sử dụng hệ thống có tên là linear predictive coding (LPC). Vào năm 1997 thì họ cải tiến thêm cho mạng GSM là bộ mã GSM-EFR sử dụng full rate 12,2 kbps. Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico và umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường. Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng vài chục mét trở lại nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell. Bán SVTH: Trang 6 Đồ án tốt nghiệp kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 32 km (22 dặm). Một số khu vực trong nhà mà các anten ngoài trời không thề phủ sóng tới như nhà ga, sân bay, siêu thị thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp sóng từ các anten ngoài trời vào. 2.1.4. Cấu trúc mạng GSM Một mạng GSM để cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng cho nên nó khá phức tạp vì vậy sau đây sẽ chia ra thành các phần như sau: - Trạm gốc và các phần điều khiển nó Base Station Subsystem (BSS). - Mạng và hệ thống chuyển mạch Network and Switching Subsystem (phần này gần giống với mạng điện thoại cố định). Đôi khi người ta còn gọi nó là mạng lõi (core network). - Phần mạng GPRS (GPRS care network) Phần này là một phần lắp thêm để cung cấp dịch vụ truy cập Internet. - Và một số phần khác phục vụ việc cung cấp các dịch vụ cho mạng GSM như gọi, hay nhắn tin SMS - Máy điện thoại - Mobile Equipment. - Thẻ SIM (Subscriber identity module). 2.2. CÔNG NGHỆ CDMA 2.2.1. Giới thiệu chung CDMA (viết đầy đủ là Code Division Multiple Access) nghĩa là đa truy nhập (đa người dùng) phân chia theo mã. Khác với GSM phân phối tần số thành những kênh nhỏ, rồi chia sẻ thời gian các kênh ấy cho người sử dụng. Trong khi đó thuê bao của mạng di động CDMA chia sẻ cùng một dải tần chung. Mọi khách hàng có thể nói đồng thời và tín hiệu được phát đi trên cùng một dải tần. Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử dụng mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu của nhiều thuê bao khác nhau sẽ được mã hoá bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau, sau đó được trộn lẫn và phát đi trên cùng một dải tần chung và chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị thuê bao (máy điện thoại di động) với mã ngẫu nhiên tương ứng. SVTH: Trang 7 Đồ án tốt nghiệp Lý thuyết CDMA được xây dựng từ những năm 1950 và được áp dụng trong thông tin quân sự từ những năm 1960. Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 1980, CDMA đã được thương mại hóa từ phương pháp GPS Ommi-TRACS, phương pháp này cũng đã đươc đề xuất trong hệ thống tổ ong của Qualcomm - Mỹ vào năm 1990. Trong thông tin CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian và tần số, mã PN (tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho mỗi người sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã PN (Part Number) đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát và khôi phục lại tín hiệu dự định nhờ trải phổ ngược nhờ các tín hiệu đồng bộ thu. 2.2.2. Thủ tục thu phát tín hiệu Tín hiệu số thoại (9,6 Kb/s) phía phát được mã hoá, lặp, chèn và được nhân với sóng mang f 0 và mã PN tốc độ 1,2288 Mb/s (9,6 Kb/s x 128). Tín hiệu đã được điều chế đi qua một bộ lọc băng thông có độ rộng băng 1,25 MHz sau đó phát xạ qua anten. Ở đầu thu, sóng mang và mã PN của tín hiệu thu được từ anten được đưa đến bộ tương quan qua bộ lọc băng thông độ rộng băng 1,25 MHz và số liệu thoại mong muốn được tách ra và tái tạo lại số liệu thoại nhờ bộ tách chèn và giải mã. 2.2.3. Các đặc tính của CDMA Tính đa dạng của phân tập Trong hệ thống điều chế băng hẹp như điều chế FM analog sử dụng trong hệ thống điện thoại tổ ong thế hệ đầu tiên thì tính đa đường tạo nên nhiều fading nghiêm trọng. Tính nghiêm trọng của vấn đề fading đa đường được giảm đi trong điều chế CDMA băng rộng vì các tín hiệu qua các đường khác nhau được thu nhận một cách độc lập. Nhưng hiện tưọng fading xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này do fading đa đường không thể loại trừ hoàn toàn được vì với các hiện tượng fading đa đường xảy ra liên tục đó thì bộ giải điều chế không thể xử lý tín hiệu thu một cách độc lập được. Phân tập là một hình thức tốt để làm giảm fading, có 3 loại phân tập là theo thời gian, theo tần số và theo khoảng cách. Phân tập theo thời gian đạt được nhờ việc chèn vào mã sửa sai. Hệ thống CDMA băng rộng ứng dụng phân tập theo tần số nhờ việc mở rộng khả năng báo hiệu trong một băng tần rộng và fading liên hợp với tần số SVTH: Trang 8 Đồ án tốt nghiệp thường có ảnh hưởng đến băng tần báo hiệu (200-300 kHz). Phân tập theo khoảng cách hay theo đường truyền có thể đạt được theo 3 phương pháp: - Thiết lập nhiều đường báo hiệu để kết nối máy di động đồng thời với 2 hoặc nhiều BS. - Sử dụng môi trường đa đường qua chức năng trải phổ giống như bộ thu quét thu nhận và tổ hợp các tín hiệu phát khác trễ thời gian. - Đặt nhiều anten tại BS. Bộ điều khiển đa đường tách dạng sóng PN nhờ sử dụng bộ tương quan song song. Máy di động sử dụng 3 bộ tương quan, BS sử dụng 4 bộ tương quan. Máy thu có bộ tương quan song song gọi là máy thu quét, nó xác định tín hiệu thu theo mỗi đường và tổ hợp, dải điều chế tất cả các tín hiệu thu được. Fading có thể xuất hiện trong mỗi tín hiệu thu nhưng không có sự tương quan giữa các đường thu. Vì vậy tổng các tín hiệu thu được có độ tin cậy cao vì khả năng có fading đồng thời trong tất cả các tín hiệu là rất thấp. Công suất phát thấp Việc giảm tỷ số tín hiệu/nhiễu chấp nhận được không chỉ làm tăng dung lượng của hệ thống mà còn làm giảm công suất phát yêu cầu để làm giảm tạp âm và giao thoa. Việc giảm này có nghĩa là giảm công suất phát yêu cầu của máy di động. Nó làm giảm giá thành và cho phép hoạt động trong các vùng rộng lớn hơn với công suất thấp khi so với các hệ thống analog hoặc TDMA có công suất tương tự. Hơn nữa việc làm giảm công suất phát yêu cầu sẽ làm tăng vùng phục vụ và làm giảm số lượng BS yêu cầu khi so với các hệ thống khác. Một tiến bộ hơn của việc điều khiển công suất trong hệ thống CDMA là làm giảm công suất phát trung bình. Trong đa số trường hợp thì môi trường truyền dẫn là thuận lợi đối với CDMA. Trong các hệ thống băng hẹp thì công suất phát cao luôn được yêu cầu để khắc phục fading tạo ra theo thời gian. Trong hệ thống CDMA thì công suất trung bình có thể giảm vì công suất yêu cầu chỉ được phát đi khi có điều khiển công suất và công suất phát chỉ tăng khi có fading. SVTH: Trang 9 Đồ án tốt nghiệp 2.3. CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN GSM là mạng thông tin liên lạc do Châu Âu xây dựng và phát triển. Thông tin liên lạc được thể hiện dưới dạng ký tự. Do đó ta lợi dụng kiểu dữ liệu này để lập trình điều khiển và thu thập dữ liệu. Tín hiệu điều khiển được truyền đi dưới dạng SMS và dữ liệu thu được cũng dưới dạng SMS. Như vậy nếu ta thực hiện tốt được vấn đề truyền nhận dữ liệu thông qua mạng điện thoại di động chúng ta có thể giải quyết vấn đề lớn về khoảng cách truyền cũng như là vấn đề cáp truyền tín hiệu. Điều này có ưu điểm hơn nhiều so với việc dùng sóng RF để điều khiển. Với sự phát triển của viễn thông hiện nay chất lượng dịch vụ mạng khá tốt, trạm phủ sóng khắp nơi nên vấn đề tin cậy trong điều khiển là khá cao. Sau đây ta tìm hiểu về tập lệnh chuẩn của Châu Âu dùng trong công nghệ điện thoại di động. 2.4. GIỚI THIỆU TẬP LỆNH AT ĐIỀU KHIỂN - Lệnh giao tiếp luôn bắt đầu bằng chuỗi “AT” và kết thúc bằng ký tự <CR> (có giá trị là 13). Thông tin trả về từ Module luôn được bắt đầu và kết thúc bởi 2 ký tự đi kèm <CR><LF>. - Nếu lệnh truyền cho Module không đúng chuỗi ERROR sẽ được trả về. - Nếu lệnh truyền đi đúng nhưng thông số bị sai thì chuỗi +CME ERROR: <Err> hoặc +CME ERROR : <SmsErr> trả về với lỗi code. - Nếu lệnh truyền đi đúng và thành công thì chuỗi OK sẽ được trả về trừ một vài trường hợp như sử dụng lệnh +CPIN?… - Các thuật ngữ dùng trong lệnh AT: <CR> : Carriage return (0x0D). <LF> : 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). GPRS : General Packet Radio Service. Dịch vụ gói vô tuyến chung. TCP : Transmition Control Protocol. Giao thức điều khiển truyền vận. IP : Internet Protocol. Giao thức dùng cho mạng internet. SVTH: Trang 10 [...]... thông mạng vi điều khiển hoặc giữa vi điều khiển với máy tính Vì vậy, chuẩn RS232 thường được dùng để máy tính điều khiển và giám sát hệ thống vi điều khiển trong các ứng dụng công nghiệp Một số ưu điểm của chuẩn: - Sơ đồ kết nối đơn giản - Tiết kiệm được dây dẫn - Có thể dùng để kết nối vi điều khiển với PLC - Tính năng Plug-in Plug-out, nghĩa là có thể lắp đặt thiết bị truyền khi máy tính đang hoạt... GIỚI THIỆU CHUẨN GIAO TIẾP GIỮA MODULE SIM300CZ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN 2.7.1 Giới thiệu Chuẩn giao tiếp nối tiếp RS232 là chuẩn phần cứng, qui định các chân nối và mức điện áp được sử dụng bởi một số các thiết bị giao tiếp nối tiếp với nhau Ngày nay, chuẩn này trở nên thông dụng trong việc ghép nối máy tính với thiết bị ngoại vi Các loại vi điều khiển, vi xử lý cũng sử dụng chuẩn này trong việc truyền thông. .. thức truyền a) Sơ đồ kết nối qua modem Hình 2.8: Sơ đồ kết nối qua Modem SVTH: Trang 20 Đồ án tốt nghiệp DTE - Data Terminal Equipment: Thiết bị đầu cuối dữ liệu, có thể là máy tính, vi điều khiển, PLC DCE - Data Communication Equipment: Thiết bị truyền dữ liệu, ví dụ Modem b) Sơ đồ kết nối không qua modem Đây là sơ đồ hay dùng cho việc truyền dữ liệu giữa máy tính và vi điều khiển Kết nối không bắt tay:... nhất của giao tiếp giữa các thiết bị theo chuẩn RS232 Khi thiết kế giao tiếp tùy thuộc vào mức logic của từng thiết bị mà ta có thể dùng các IC đệm, chuyển mức logic cho phù hợp Vấn đề này sẽ được trình bày trong Phần 3 phần thiết kế và thi công mạch SVTH: Trang 22 Đồ án tốt nghiệp PHẦN III GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH VÀ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 3.1 GIỚI THIỆU PIC... vi điều khiển lên một cách đáng kể Các vi điều khiển có cấu trúc phần cứng kiểu Harvards thì được gọi là vi điều khiển RISC RISC là viết tắt của thuật ngữ “Reduce Instruction Set Computer” hay vi điều khiển có tập lệnh rút gọn Vi điều khiển được thiết kế theo kiến trúc Von-Neuman còn được gọi là vi điều khiển CISC (Complex Instruction Set Computer) hay vi điều khiển có tập lệnh phức tạp vì mã lệnh của... cho con vi điều khiển này thích hợp cho việc xây dựng các ứng dụng điều khiển EPPROM: Đây là bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu khi không cấp nguồn Thông thường nó được dùng để chứa dữ liệu quan trọng không thể mất nếu chẳng may nguồn cấp bị mất đột ngột RAM: Bộ nhớ dữ liệu được sử dụng cho trong suốt quá trình thực thi chương trình trong vi điều khiển PORTA, PORTB , PORTC, PORTD, PORTE là các ngõ kết nối vật... VỚI MODULE SIM300CZ ỨNG DỤNG TRONG SMS 2.5.1 Các chế độ hoạt động của module SIM300CZ 2.5.1.1 Chế độ nghỉ (Sleep mode) Hình 2.1: Chuyển từ chế độ hoạt động bình thường sang chế độ nghỉ (1) AT+CFUN=0 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 (2) OK Chuỗi thông báo kết quả thực thi lệnh thành công, thông. .. nghiệp 2.6 MỘT SỐ THAO TÁC ĐƠN GIẢN VỚI MODULE SIM300CZ Thực hiện cuộc gọi (1) ATDxxxxxxxxxx; Quay số cần gọi (2) Chuỗi trả về có dạng: OK Chuỗi này thông báo lệnh trên đã được nhận và đang được thực thi Sau đó là những chuỗi thông báo kết quả quá trình kết nối (nếu như kết nối không được thực hiện thành công) (2A) Nếu MT không thực hiện được kết nối do sóng yếu, hoặc không có sóng... trò then chốt trong việc kết nối các thành phần trong vi điều khiển với nhau, được so sánh giống như bộ não con người Nó liên kết các hoạt động của các khối trong vi điều khiển và thực thi chương trình Hình 3.3: Sơ đồ khối của PIC 16F877A SVTH: Trang 27 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.4: Sơ đồ chân của PIC 16F877A • Chân 1 : MCLR/VPP, Cổng Reset và cấp điện áp lập trình cho vi điều khiển • Chân 2 : RA0/AN0,... tự kèm theo trên nhãn hiệu PIC có ý nghĩa như sau: - C : Có bộ nhớ EPROM (chỉ có 16C84 là EEPROM) - F : PIC có bộ nhớ Flash - LF : PIC có bộ nhớ Flash hoạt động ở điện áp thấp - LV : Tương tự LF đây là ký hiệu cũ SVTH: Trang 23 Đồ án tốt nghiệp Bên cạnh đó một số vi điều khiển có ký hiệu xxFxxx là EEPROM, nếu có thêm chữ A cuối là Flash Ở Việt Nam phổ biến nhất là họ vi điều khiển PIC do hãng Microchip . ATZ<CR><CR><LF> ;OK& lt;CR><LF>. (2) ATE0<CR> Tắt chế độ echo lệnh. Chuỗi trả về có dạng: ATE0<CR><CR><LF> ;OK& lt;CR><LF>. SVTH: Trang. <CR><LF> ;OK& lt;CR><LF> (6) AT+CNMI=2,0,0,0,0<CR> Thiết lập chế độ thông báo cho TE khi MT nhận được tin nhắn mới. Chuỗi trả về sẽ có dạng: <CR><LF> ;OK& lt;CR><LF> Sau. <CR><LF> ;OK& lt;CR><LF> Cuộc gọi kết thúc. (2B) Nếu số điện thoại gọi đến là hợp lệ, nhận cuộc gọi bằng cách gửi lệnh ATA, và chuỗi trả về sẽ có dạng: <CR><LF> ;OK& lt;CR><LF> (