Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống thông tin di động toàn cầu (tiếng Anh: Global System for Mobile Communications; tiếng Pháp: Groupe Spécial Mobile; viết tắt: GSM) 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 roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau ở 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 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. 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 ở khắp nơi, vì thế người sử dụng có thể sử dụng điện thoại của họ ở khắp nơi trên thế giới.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM GVHD: PHAN VĂN CA SVTH: NGUYỄN THANH HÀ - 11141057 TP.HCM ngày 23 tháng 6 năm 2014 Đồ án môn học 1 Trang i Lời nói đầu Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển nhƣ vũ bảo, con ngƣời bƣớc vào một thời đại mới – thời đại mà mỗi giờ, mỗi phút, thậm chí là mỗi giây trôi qua lại xuất hiện những phát minh, tiến bộ khoa học – kỹ thuật. Công nghệ mới xuất hiện liên tục, từ đó những thành tựu khoa học – kỹ thuật đƣợc áp dụng vào đời sống thực tiễn. Nhờ vậy, con ngƣời ngày càng tận hƣởng đƣợc cuộc sống một cách tiện nghi và thoải mái hơn. Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy thiết bị công nghệ hiện diện ở mọi nơi, trong mọi lĩnh vực. Ở khắp mọi nơi trên trái đất, hàng ngàn viện nghiên cứu, trung tâm với hàng triệu kỹ sƣ vẫn đang miệt mài nghiên cứu để đóng góp cho nhân loại những cải tiến, tìm tòi ra những kỹ thuật mới, phục vụ cuộc sống. Có thể nói, sức mạnh về khoa học – kỹ thuật chính là sức mạnh ghê gớm nhất, nó có thể chi phối các mặt khác nhƣ quân sự, kinh tế,… thể hiện vị thế, vai trò của một quốc gia trên trƣờng quốc tế. Ở Việt Nam, không nằm ngoài xu thế của thời đại, các nhà nghiên cứu, các kỹ sƣ đặc biệt là thế hệ trẻ, các bạn sinh viên vẫn tích cực, say mê nghiên cứu khoa học để tìm ra những kỹ thuật mới, trao đổi, học hỏi và tiếp thu những công nghệ mới trên thế giới để phục vụ cho công cuộc hiện đại hóa – công nghiệp hóa đất nƣớc. Dẫu biết rằng trình độ khoa học – kỹ thuật ở Việt Nam ở nhiều lĩnh vực vẫn có khoảng cách khá xa so với các nƣớc tiên tiến nhƣng với long say mê tìm tời, đức tính cần cù chịu khó và thông minh của ngƣời Việt Nam, tin rằng một ngày không xa, chúng ta sẽ bắt kịp và hòa nhịp vào dòng chảy công nghệ trên thế giới. Để phát triển những công nghệ mới thì trƣớc hết phải nắm chắc và hiểu rõ những vấn đề cơ bản trong mỗi lĩnh vực. Đó cũng là lý do ngƣời viết tiến hành nghiên cứu đề tài này, mục tiêu là để làm rõ một số yếu tố chủ yếu, cơ bản nhất để có thể phát triển các kỹ thuật, sản phẩm mới hơn, hiện đại hơn trong tƣơng lại. Đồ án môn học 1 Trang ii Nhật kí thực hiện đồ án Tuần 4 Nhận đồ án Tuần 10 Xây dựng ý tƣởng Tuần 12 Lựa chon linh kiện Tuần 13 Bắt đầu lắp mạch trên test board, viết báo cáo Tuần 14 Vẽ mạch thực tế, thi công mạch Tuần 15 Thi công phần mềm Đồ án môn học 1 Trang iii Lời Cảm Ơn Để hoàn thành đề tài này thì ngƣời thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn giáo viên hƣớng dẫn : thầy Phan Văn Ca, ngƣời đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ ngƣời viết thực hiện đề tài đúng thời gian và đúng hƣớng. Những kiến thức thu nhặt đƣợc trong quá trình nghiên cứu đề tài, phần nhiều đƣợc thầy hƣớng dẫn đều cực kỳ có ích, giúp ngƣời thực hiện hiểu rõ hơn, nắm chắc hơn một số vấn đề cơ bản, đồng thời sẽ giúp ích ngƣời viết trong con đƣờng học tập sau này cũng nhƣ trong tƣơng lai. Ngƣời viết cũng xin chân thành cảm ơn thƣ viện trƣờng ĐH SPKT TPHCM đã cung cấp rất nhiều tài liệu, giáo trình quan trọng giúp ngƣời viết thu thập và hệ thống kiến thức để hoàn thành đề tài. Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn đến các trang web nhƣ www.dientuvietnam.net, www.at- sky.com.vn, www.doc.edu.vn, www.diendandientu.com, Đã cho ngƣời viết rất nhiều kiến thức phục vụ đề tài. Ngƣời thực hiện đề tài cũng không quên cảm ơn các anh, chị và các bạn đã tận tình giúp đỡ ngƣời viết thông qua việc góp ý, hoàn thiện đề tài. TP.HCM ngày 23 tháng 6 năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thanh Hà Đồ án môn học 1 Trang iv Mục Lục Trang bìa Lời nói đầu i Nhật kí thực hiện đồ án ii Lời Cảm Ơn iii Mục Lục iv Liệt kê hình vii Liệt kê bảng viii 1 Chƣơng 1: Giới Thiệu 1 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay 1 1.2 Mục tiêu đề tài 1 1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1 1.4 Động cơ đề tài 1 1.5 Lựa chọn giải pháp 2 1.5.1 Giải pháp công nghệ 2 1.5.2 Giải pháp thiết kế 2 1.5.3 Xác định bài toán và giới hạn đề tài 2 1.6 Tóm tắt ngắn gọn bài báo cáo 2 2 Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan 4 2.1 Khái quát về công nghệ sms trong gsm 4 2.1.1 Tổng quan về công nghệ GSM 4 2.1.2 Tổng quan về tin nhắn SMS 6 2.2 Giới thiệu module sim900A và tập lệnh AT 7 2.2.1 Module sim900A 7 2.2.2 Tập lệnh AT 8 2.3 Lý thuyết về họ vi điều khiển 8051, vi điều khiển AT89S52 10 2.3.1 Cấu tạo và chức năng các khối 10 Đồ án môn học 1 Trang v 2.3.2 Sơ đồ và chức năng các chân của AT89S52 11 2.3.3 Sơ đồ AT89S52 trong mạch 12 2.3.4 Giao tiếp với SIM900A 13 2.4 Lý thuyết về mạch cảm biến chống trộm. 13 2.4.1 Mạch phát laser 14 2.4.2 Quang trở 15 2.4.3 IC LM358 16 2.4.4 Điện trở 17 2.4.5 Tụ điện 18 2.5 Mạch nguồn 18 2.5.1 IC LM2576 18 3 Chƣơng 3: Nội dung nghiên cứu chính 21 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 21 3.2 Thiết kế và tính toán 21 3.2.1 Nguyên lý hoạt động của mạch 21 3.2.2 Lƣu đồ hoạt động 22 3.2.3 Lƣu đồ nhận dữ liệu từ SIM 23 3.2.4 Lƣu đồ xử lý tin nhắn 23 3.2.5 Tính toán phần cứng 24 3.3 Sơ đồ mạch 25 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý 25 3.3.2 Layout module VDK và SIM900 26 4 Chƣơng 4: Kết quả nghiên cứu – kết luận và hƣớng phát triển 27 4.1 Kết quả (sản phẩm thi công) – Nhận xét 27 4.1.1 Mạch nguồn 27 4.1.2 Module vi điều khiển và SIM900A 27 4.1.3 Hoạt động 27 4.2 Kết luận 28 4.2.1 Ƣu điểm 28 4.2.2 Khuyết điểm 28 Đồ án môn học 1 Trang vi 4.3 Những khó khăn trong quá trình thực hiện ĐAMH 28 4.4 Hƣớng phát triển 28 5 Phụ Lục 28 Hƣớng dẫn sử dụng: 28 6 Tài Liệu Tham Khảo 28 6.1 Tài liệu tham khảo 28 6.2 Địa chỉ web tham khảo 29 Đồ án môn học 1 Trang vii Liệt kê hình Hình 2-1: Cấu trúc mạng GSM 5 Hình 2-2: Module SIM900 mặt dƣới Hình 2-3: Module SIM900 mặt trên 7 Hình 2-4: Vi điều khiển AT89S52 10 Hình 2-5: Sơ đồ chân của vi điều khiển AT89S2 11 Hình 2-6: Sơ đồ AT89S52 trong mạch 12 Hình 2-7: Sơ đồ hệ thống truyền dữ liệu 13 Hình 2-8: Laser diode 14 Hình 2-9: Phụ thuộc nhiệt độ của laser diode 14 Hình 2-10: Module laser diode 15 Hình 2-11: Quang trở 15 Hình 2-12: LM358 16 Hình 2-13: Sơ đồ chân của LM358 17 Hình 2-14: Điện trở 17 Hình 2-15: Bảng vạch màu 18 Hình 2-16: Tụ điện 18 Hình 2-17: IC LM2576 19 Hình 2-18: Sơ đồ khối LM2576 19 Hình 3-1: Sơ đồ khối hệ thống 21 Hình 3-2: Lƣu đồ hoạt động của hệ thống 22 Hình 3-3: Lƣu đồ nhận dữ liệu từ SIM 23 Hình 3-4: Lƣu đồ xử lý tin nhắn 23 Hình 3-5: Mạch so sánh điện áp 24 Hình 3-6: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 25 Hình 3-7: Sơ đồ nguyên lý module VDK và SIM900 25 Hình 3-8: Layout module VDK và SIM900 26 Hình 4-1: Mạch nguồn thực tế 27 Hình 4-2: Module vi điều khiển và SIM900A 27 Đồ án môn học 1 Trang viii Liệt kê bảng Bảng 2-1: Cấu trúc của một tin nhắn 7 Bảng 2-2: Các lệnh thiết lập và cài đặt cuộc gọi 9 Bảng 2-3: Các lệnh thiết lập và cài đặt tin nhắn SMS 9 Bảng 2-4: Các lệnh đặc biệt dành cho SIM900A 10 Bảng 2-5: Các port chức năng của vi điều khiển AT89S52 11 Bảng 2-6: Thông số kỹ thuật của quang trở 16 Đồ án môn học 1 Trang 1 Chƣơng 1: Giới thiệu 1 Chƣơng 1: Giới Thiệu 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay Trong xã hội ngày nay, cùng với sự tiến bộ của KH-KT, cuộc sống con ngƣời trở nên đầy đủ và tiện nghi hơn, lƣợng của cải vật chất cũng đƣợc tạo ra nhiều hơn. Do đó, việc bảo vệ và giữ gìn tài sản đƣợc đặt ra rất cấp thiết. Để giải quyết vấn đề đó con ngƣời đã thiết kế ra các hệ thống phát hiện, cảnh báo và chống lại sự xâm nhập của các thành phần xấu giữ gìn tài sản đƣợc an toàn. Từ những yêu cầu thực tế đó, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên ngƣời viết chọn đề tài “HỆ THỐNG BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM” nhằm đáp ứng nhu cầu giám sát điều khiển từ xa bằng điện thoại di động và góp phần và sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của gia đình và toàn xã hội. 1.2 Mục tiêu đề tài Với vốn kiến thức còn hạn chế của mình, ngƣời viết sẽ giới thiệu và trình bày một hệ thống cảnh báo ngƣời khác xâm nhập đơn giản có sử dụng ứng dụng SMS trong mạng GSM. Đây có thể chƣa phải là một hệ thống hoàn chỉnh và hiện đại nhƣng nó có thể hiện những nguyên lý cơ bản nhất của một hệ thống chống trôm, từ đó mở ra khả năng phát triển những hệ thống tốt, hoàn thiện hơn cũng nhƣ ứng dụng vào mục đích khác nhau trong cuộc sống. 1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đề tài đƣợc nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức đã học trong nhà trƣờng để “HỆ THỐNG BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM”. Hệ thống tích hợp module điều khiển giám sát trung tâm và module báo động (cảnh báo) cùng các module tiện ích khác. Với module báo động, hệ thống sử dụng cảm biến quang và tia lase để gửi thông tin dữ liệu về bộ xử lý trung tâm khi có tác động của đối tƣợng bên ngoài. Qua xử lý, dữ liệu sẽ đƣợc gửi về thiết bị đầu cuối(mobile) để báo cho biết có tác động của đối tƣợng bên ngoài. Module điều khiển giám sát có chức năng điều khiển và giám sát. 1.4 Động cơ đề tài - Nạn trộm cắp thƣờng xuyên là vấn đề nhức nhối, nhất là đối với học sinh, sinh viên. - Sự tiện lợi của tin nhắn SMS trong mạng GSM. - Sự chính xác và đơn giản cùng với giá thành rẻ của cảm biến ánh sáng dùng tia lase so với các mạch cảm biến khác. [...]... của máy điện thoại đƣợc giới hạn tối đa là 2watts với băng tần GSM 850/900MHz và tối đa 1 watts đối với băng tần GSM 1800/1900Mhz Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hóa âm thanh để nén tín hiệu âm thanh 3.1 KHz đó là mã hóa 6 và 12Kbps gọi là Full rate (13Kbps) và Half rate (6Kbps) 2.1.1.3 Cấu trúc của mạng GSM Hình 2-1: Cấu trúc mạng GSM Hệ thống GSM đƣợc chia thành nhiều hệ thống con nhƣ sau: Chƣơng 2: Cơ... đến 126 ký tự Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với tốc độ hiện hành lên đến 9600 bps Tính phủ sóng cao: công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao trong toàn mạng mà còng 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 (dịch vụ roaming) Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian... nhƣ GPRS và sau này truyền với tốc độ cao sử dụng PDGF GSM hiện chiếm 85% thị trƣờng di động với 2.5 tỉ thuê bao tại 218 quốc gia và vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép có thể roaming với nhau do đó những máy điện thoại di động GSM của các mạng GSM khác nhau có thể sử dụng đƣợc nhiều nơi trên thế giới 2.1.1.2 Đặc điểm của công nghệ GSM Cho phép gửi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản... phổ biến đã mang đến một hƣớng phát triển của mạng viễn thông là điều khiển và giám sát các thiết bị từ xa chỉ bằng tin nhắn SMS 2.1.1 Tổng quan về công nghệ GSM 2.1.1.1 Giới thiệu về mạng GSM GSM (Global System for Mobile communication) 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 bài, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói... của GSM tại Việt Nam Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993 Hiện nay, ba nhà cung cấp di động công nghệ GSM lớn nhất Việt Nam là Vinaphone, Mobiphone và Viettel Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thị trƣờng với số lƣợng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua Hiện nay có đến hơn 85% ngƣời dùng là khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ theo công nghệ GSM. .. ngƣời dùng những cảm hứng thiết kế hiện đại và tinh tế nhất 2.2.1.2 Tính năng Nguồn cung cấp : 3.4V – 4.5V DC Điện năng tiêu thụ trong chế độ “ngủ” : 1.5mA Tƣơng thích với GSM phase 2/2+ Tự động tìm băng tần phù hợp trong 4 băng tần EGSM 900MHzm, DCS 1800MHz Lớp GSM : Small MS Nhiệt độ hoạt động : -30oC đến +80oC Tốc độ GPRS o Download data : 85.6kbps o Upload data : 42.8kbps SMS Hỗ... quy định GSM là một hệ thống có cấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộc vào phần cứng, ngƣời ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.Do đó hầu nhƣ có mặt khắp mọi nơi trên thế giới nên khi các nhà cung cấp dịch vụ thực hiện việc ký kết roaming với nhau nhờ đó mà thuê bao GSM có thể dễ dàng sử dụng máy điện thoại GSM của mình bất cứ nơi đâu Mặt thuận lợi to lớn của công nghệ GSM là ngoài... UART Đối với một byte dữ liệu muốn truyền qua TxD thì nó phải đặt trong thanh ghi SBUF Tƣơng tự SBUF cũng giữ một byte dữ liệu khi nó nhận đƣợc từ đƣờng RxD Thiết lập chế độ truyền dẫn bằng thanh ghi SCON Trong truyền dữ liệu nối tiếp, tần số dao động của thạch anh trong mạch là 11.0592 Mhz, sử dụng tốc độ truyền dữ liệu là 9600 baud Trong truyền dữ liệu nối tiếp, Vi điều khiển sử dụng các ngắt nối... vi điều khiển phân tích 1.5.3 Xác định bài toán và giới hạn đề tài - Tính toán điện áp trong mạch so sánh điện áp - Viết chƣơng trình cho vi điều khiển hoạt động đúng ý muốn - Làm việc với điện áp vào từ mạch nguồn 5V - Làm việc thời gian dài và ổn định - Việc báo động là tƣơng đối chính xác 1.6 Tóm tắt ngắn gọn bài báo cáo - Chƣơng 1: Phần giới thiệu sơ lƣợc, ngƣời viết giới thiệu về đề tài đã chọn,... trong gsm Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, đặc biệt là khoa học công nghệ Điện tử - tin học, đã cho phép con ngƣời thỏa mãn các nhu cầu trao đổi thông tin Song song với sự phát triển đó là sự phát triển của các loại hình thông tin khác nhƣ dịch vụ truyền số liệu, thông tin di động, nhắn tin, điện thoại thẻ, internet… đã giải quyết đƣợc nhu cầu thông tin toàn cầu Trong