xây dựng hệ thống giám sát và quản lý các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM

1
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN 5
DANH SÁCH HÌNH VẼ 6
DANH SÁCH BẢNG 8
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 8
PHẦN MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11
1.1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 11
1.1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 12
1.1.3 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12
1.1.4 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 13
1.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 13
1.3. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 14
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN
NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM 15

2.1 TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS 2.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SMS 15
2.1.2. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG TIN NHẮN SMS 16
2.1.3 CẤU TRÚC MỘT TIN NHẮN SMS 17
2.1.4 TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI 17
2.1.5 SMS CENTER/SMSC 18
2.1.6. NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ 19
2.2 TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 19
2.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GSM 19
2.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM 20
2.2.3 CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM 21
2.2.3.1 Cấu trúc tổng quát 21
2.2.3.2 Các thành phần của công nghệ mạng GSM 22
2.2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM 22

2
2.3 GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH AT COMMAND. 23
2.3.1 GIỚI THIỆU MODULE SIM900 23
2.3.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM900. 24
2.3.3 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ CHÂN VÀ CHỨC NĂNG TỪNG CHÂN 28
2.3.5 KHẢO SÁT TẬP LỆNH AT CỦA MODULE SIM900 31
2.3.4.1 Các lệnh khởi tạo GSM Module Sim900: 32
2.3.4.2 Các lệnh xử lý cuộc gọi: 33
2.3.4.3 Các lệnh về SMS 34
2.3.4.4 Các lệnh về GPRS 36
2.3.4.5 Các lệnh về TCP/IP 37
2.3.4.6 Các lệnh khác 37
2.3.4.7 Các lệnh kiểm tra ban đầu: 38
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PSOC 39
3.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PSOC. 39
3.1.1 GIỚI THIỆU VỀ PSOC 39
3.2 CẤU TRÚC VI XỬ LÝ 42
3.2.1. BỘ XỬ LÝ 42
3.2.2. ĐỊNH DẠNG LỆNH 44
3.2.3. CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊA CHỈ 45
3.3. NGẮT VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN NGẮT 45
3.4. CÁC CỔNG VÀO RA ĐA CHỨC NĂNG 46
3.5. CÁC BỘ TẠO DAO ĐỘNG 48
3.5.1. BỘ TẠO DAO ĐỘNG CHÍNH BÊN TRONG 48
3.5.2. BỘ TẠO DAO ĐỘNG TỐC ĐỘ THẤP NỘI TẠI 49
3.5.3. BỘ TẠO DAO ĐỘNG THẠNH ANH 32KHZ 49
3.5.4. VÒNG CHỐT PHA 50
3.5.5. SLEEP VÀ WATCHDOG 50
3.6. CÁC KHỐI PSOC SỐ 52
3.6.1. CÁC KHỐI NGOẠI VI SỐ 52

3
3.7. HỆ THỐNG KHỐI PSOC TƯƠNG TỰ 57
3.7.1. CÁC BỘ KHUẾCH ĐẠI 57
CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM XĂNG
DẦU 60

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG 60
4.2. SƠ ĐỒ KHỐI 60
4.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 62
4.4. YÊU CẦU CẦN KHẮC PHỤC 62
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 63
5.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 63
5.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT HỆ THỐNG 64
5.3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 65
5.3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ PHẦN CỨNG & TÍNH TOÁN. 65
5.3.1.1 Nguồn cung cấp cho toàn hệ thống. 65
5.3.1.2 Khối trung tâm xử lý 67
5.3.1.3 Modul Sim900. 68
5.3.1.4 Khối hiển thị 68
5.3.1.5 Khối truyền thống. 69
5.3.2 SƠ ĐỒ MẠCH IN 70
5.3.2.1 Khối trung tâm xử lý 70
5.3.2.2 Khối Modul Sim900. 71
5.3.2.3 Khối hiển thị. 73
5.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 73
5.4.1. ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU TRUYỀN THÔNG. 73
5.4.2 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 74
5.4.2.1 Lưu đồ thuật toán phát truyền thông giao tiếp cây xăng. 74
5.4.2.2. Lưu đồ thuật toán nhận truyền thông giao tiếp cây xăng 75
5.4.3. CÚ PHÁP PHÁT NHẬN TIN NHẮN THÔNG QUA MODUL SIM900 76

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 82
4
6.1 KẾT LUẬN 82
6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
5
LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Trần Như Ý - tác giả của luận văn “Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý
các trạm xăng từ xa ứng dụng công nghệ SMS trong GSM”. Tôi xin cam đoan mình
đã thực hiện hiện luận văn một các nghiêm túc, toàn bộ nội dung luận văn cũng như
kết quả nghiên cứu là do tôi thực hiện. Đồng thời, việc tham khảo các tài liệu trong
quá trình thực hiện luận văn tuân thủ theo đúng yêu cầu và không sao chép của bấ
t
kỳ một luận văn nào trước đó.
6
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống. 14
Hình 2.1. Cấu trúc của công nghệ GSM. 21
Hình 2.2. Các thành phần mạng GSM. 22
Hình 2.3. Module Sim900. 26
Hình 2.4. Sơ đồ khối Sim900. 27
Hình 2.5. Sơ đồ chân của Module Sim900. 28
Hình 3.1. Sơ đồ khối cấu trúc của PSoC (CY8C27443). 42
Hình 3.2. Cấu trúc liên kết của CPU với bộ nhớ (cấu trúc Harvard). 43
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý của bộ định thời. 52
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý của bộ định thời. 54
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chế độ rộng xung. 54
Hình 3.6. Nguyên lý điều chế độ rộng xung có giải an toàn. 55
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông UART. 56
Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông SPI Master. 56

Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý của bộ truyền thông SPI Slave. 57
Hình 3.10. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại INSAMP. 58
Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại đảo. 58
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý bộ khuếch đại không đảo PGA. 59
Hình 5.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị bằng SMS. 64
Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho toàn mạch. 66
Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý kết nối PSoc CY8C29466. 67
Hình 5.4. Sơ đồ nguyên lý kết nối Module Sim900 68
Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị. 68
Hình 5.6. Sơ đồ nguyên lý khối truyền thông. 69
Hình 5.7. Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Trung tâm xử lý. 70
Hình 5.8. Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM khối Trung tâm xử lý. 70
Hình 5.9. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Trung tâm xử lý. 71
Hình 5.10. Sơ đồ mạch in lớp TOP khối Modul Sim900. 71
Hình 5.11. Sơ đồ mạch in lớp BOTTOM khối Modul Sim900. 72
Hình 5.12. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Modul Sim900. 72
Hình 5.13. Sơ đồ bố trí linh kiện khối Modul Sim900. 73
Hình 5.14. Sơ đồ mạch in khối hiển thị. 73
Hình 5.15. Sơ đồ mạch in khối hiển thị. 73
Hình 5.16. Lưu đồ tuật toán phát truyền thông giao tiếp cây xăng. 74
Hình 5.17. Lưu đồ thuật toán nhận truyền thông giao tiếp cây xăng. 75
Hình 5.18. Sơ đồ khối Trung tâm xử lý. 79
Hình 5.19. Sơ đồ khối SIM900. 80
Hình 5.20. Sảm phẩm hoàn thiện. 80
Hình. 5.21. Hoạt động hệ thống 81
7
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Mô tả sơ đồ chân của SIM900 29

Bảng 3.2 Các thanh ghi của CPU 43

Bảng 3.2 Các thanh ghi của Bộ điều khiển ngắt 45
Bảng 3.3 Bảng vector ngắt 46
Bảng 3.4 Các thanh ghi vào ra đa chức năng 46
8
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
GSM Global System for Mobile
Communications
Mạng thông tin di động toàn cầu
SMS Short Message Service Dịch vụ tin nhắn ngắn
CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian
WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây
SMSC Short Message Service Center Trung tâm tin nhắn
SIM Subscriber Identity Modules Module nhận dạng tin nhắn
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ gói vô tuyến chung
PAP Password Authentication Protocol Giao thức xác thực bằng mật khẩu
PPP Point-to-Point Protocol Giao thức kết nối điểm tới điểm
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiể
n truyền vận
IP Internet Protocol Giao thức liên mạng
CSD Circuit Switched Data Chuyển mạch dữ liệu
USSD Unstructured Supplementary Service
Data
Dữ liệu dịch vụ bổ sung phi cấu trúc
DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối dữ liệu
CPU Central Processing Unit Khối xử lý trung tâm
ISR Interrupt Service Routine Trình phục vụ ngắt
9
PHẦN MỞ ĐẦU
Ứng dụng công nghệ Viễn thông để tự động hóa giám sát và quản lý kinh

doanh xăng dầu đã được nhiều quốc gia trên thế giới thực hiện và đạt hiệu quả cao.
Hiện nay ở Việt Nam, công tác quản lý đang thực hiện chủ yếu theo phương pháp
thủ công (ghi chép, cập nhật dữ liệu). Đổi mới công nghệ và phương pháp quản lý
kinh doanh xăng dầu để nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh đ
ang là nhu cầu
thực sự và bức thiết hiện nay của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu, đồng thời
để phát triển theo xu hướng quá trình hội nhập nền kinh tế chung của thế giới. Hầu
hết các trụ bơm xăng dầu điện tử sản xuất trong nước cũng như ở nước ngoài đều có
cổng truyền thông để kết nối với các thiết bị truyền thông.
Trên cơ sở nhu cầu thực tế của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầuvà khả
nằng kết nối thông qua các cổng truyền thông của các trụ bơm xăng dầu, em đã đưa
ra giải pháp công nghệ kết nối tất các các trụ bơm xăng dầu của một trạm bơm xăng
dầu về cổng truyền thông phục vụ cho việc việc tự động giám sát và quản lý, giúp
cho các cơ sở kinh doanh xăng dầu thực hiện kinh doanh, giám sát quản lý một cách
hiện đại, chuyên nghiệp và hiệu quả.
Việc kết nối tất các các trụ bơm xăng dầu của một trạm bơm xăng dầu về
một cổng truyền thông phục vụ cho công tác quản lý không làm ảnh hưởng đến quá
trình hoạt động cũng như bất kỳ thông số kỹ thuật đo lường nào của trụ bơm xăng
dầu.
Toàn bộ nội dung của luận văn được trình bày trong 6 chương với nội dung
tóm tắt như sau:
Chương 1 – Tổng quan về đề tài: Chương này trình bày những vấn đề chính
như ý nghĩa, mục đích và phương pháp nghiên cứu của luận văn.
Chương 2 – Giới thiệu tổng quan về công nghệ GSM, Modul SIM900 và tập
lệnh ATCOMMAN.
Chương 3 – Giới thiệu về PSoc: Chương này trình bày thiết kế chi tiết b
ộ xử
lý on chip PSoc.
Chương 4 – Giới thiệu nguyên lý hoạt động của trạm xăng dầu
10

Chương 5 – Thiết kế và thi công: Chương này trình bày các sơ đồ nguyên lý,
sơ đồ mạch in của hệ thống .
Chương 6 – Kết luận và hướng phát triển.
Từ kết quả nghiên cứu và thực hiện luận văn, học viên đã đáp ứng nhu cầu
của các doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu về việc tự đông hóa sản xuất và quản lý,
góp phần vào sự phát triển của các doanh nghiệp Việ
t nam trong quá trình hội nhập
với nền kinh tế phát triển của thế giới.
Do hạn chế về nhiều mặt lên Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót rất mong được sự góp ý chỉ bảo của Thầy, Cô và các bạn để luận văn được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo PGS. TS Đào Ngọc Chiến đã tận tình
chỉ bảo và hướng d
ẫn giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành luận văn. Em cũng xin
cảm ơn các Thầy, Cô, bạn bè cùng toàn thể người thân đã giúp đỡ và chỉ bảo cho
em trong thời gian thực hiện luận văn.
11
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1.1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật,
công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò
quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp
thông tin Như chúng ta cũng đã biết, gần như các thiết bị
tự động trong nhà máy,
trong đời sống của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi thiết
bị có một quy trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt của người
sử dụng. Chúng chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữ liệu. Nhưng đối với

hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nh
ắn SMS thì lại khác. Ở đây, các
thiết bị điều khiển tự động được kết nối với nhau thành một hệ thống hoàn chỉnh
qua một một thiết bị trung tâm và có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu.
Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị và quản lý thay đổi trạng thái
cho một trạm bơm xăng dầu thông qua tin nh
ắn SMS gồm có: thay đổi đơn giá, xem
tổng, quản lý điện áp,… Hoặc nó có thể điều khiển thiết bị đơn giản như đèn bảo
vệ, máy phát điện, quạt máy, hệ thống báo động … Nghĩa là tất cả các thiết bị này
có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu thông qua một đầu não trung tâm. Đầu não
trung tâm ở đây có thể là một máy vi tính hoàn chỉnh hoặc có thể
là một bộ xử lí đã
được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển. Bình thường, các trạm xăng
dầu khi muốn thay đổi và xem các thông số cho hệ thống người quản lý phải mất
thời gian về mặt thao tác, đối với các nhà quản lý lớn thì việc di chuyển giữa các
trạm xăng rất xa và bất tiện. Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏ
i ngày càng cao
của cuộc sống, cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên em
đã chọn đề tài " Xây dựng hệ thống giám sát & quản lý các trạm xăng từ xa ứng
dụng công nghệ SMS trong GSM " để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của
con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà.
12
1.1.2. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử ra
đời ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng. Bên cạnh đó nhu
cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người ngày càng
muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ
thuật và công
nghệ ngày càng cao.Ở Việt Nam các hệ thống bán lẻ xăng dầu thông qua các Tổng
Công ty, các đại lý lên việc phân cấp quản lý dữ liệu cho hệ thống rất phức tạp và

không thuận tiện và tốn thời gian. Ví dụ: người quản lý muốn đi kiểm tra số lượng
xăng, dầu bán ra có thể phải đi xa mấy trăm cây số nhất là ở các tỉnh vùng xa, việc
đó dẫn đến chi phí r
ất tốn kém….
Từ những nhu cầu thực tế đó, em muốn đưa một phần những kỹ thuật hiện
đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể tạo ra một hệ
thống Giao tiếp và giám sát các hệ thống trạm xăng dầu từ xa thông qua tin nhắn
SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Đề tài lấy c
ơ sở là dùng
tin nhắn SMS để giám sát và quản lý thiết bị. Việc sử dụng tin nhắn SMS để giám
sát thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao
(nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều khiển
và giám sát thiết bị được). Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp
dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân d
ụng cũng như trong công nghiệp.

1.1.3. MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Với mục đích áp dụng những kiến thức đã được học trong nhà trường để
thiết kế, chế tạo ra một hệ thống Điều khiển tự động từ xa bằng tin nhắn SMS hoàn
chỉnh. Qua quá trình khảo sát và thiết kế đề tài có các mục đích sau:
¾ Kết nối Một trung tâm xử lý vớ
i 1 trạm xăng dầu để có thể Giám sát và
điều khiển được từ 1 đến 16 máy thông qua đường truyền chuẩn RS-485
¾ Thay đổi được các thông số của từng máy như: đơn giá, làm tròn,…
¾ Xem và giám sát dữ liệu của từng máy rồi gửi về 1 đến 5 số điện thoại
được mặc định trước.
13
1.1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS áp
dụng cho một trạm xăng dầu hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rất tốn kém.

Để giải quyết được vấn đề này đòi hỏi phải có một lượng thời gian, kiến thức nhất
định và cả vấn đề tài chính. Với lượng thời gian và ki
ến thức có hạn, trong đề tài
này em thực hiện được các vấn đề sau:
¾ Xem các thông số của hệ thống bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ
sóng của mạng điện thoại di động đang hoạt động trong nước như Viettel, Mobile
Phone, Vina Phone …
¾ Thay đổi lại các thông số cho trạm xăng dầu bằng tin nhắn SMS như
đơn giá , làm tròn số tiền,…
¾ Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng tự
động báo động bằng cách gửi
một tin nhắn SMS tới người quản lý khi có người khác đột nhập hệ thống.

1.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí về
điện tử và truy cập từ mạng internet.
- Phương pháp quan sát: khảo sát một số mạch điện thực tế đang có trên thị trường
và tham khảo thêm một số dạng mạch từ
mạng Internet.
- Phương pháp thực nghiệm: từ những ý tưởng và kiến thức vốn có của mình kết
hợp với sự hướng dẫn của giáo viên, em đã lắp ráp thử nghiệm với nhiều cách thức
khác nhau để từ đó chọn lọc giải pháp tối ưu.







14

1.3. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG

Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống.
Giải thích:

- CPU Cây xăng: Thực hiện chức năng hoạt động của Cây xăng có cổng
truyền thông để giao tiếp với CPU Truyền thông qua chuẩn truyền RS-485.
- Cạc Truyền thông ( CPU Truyền thông ): Mỗi một CPU Truyền thông có
khả năng kết nối được với 16 CPU Cây xăng. Dữ liệu của các cây xăng được cập
nhật liên tục và khi có yêu cầu sẽ được gửi đi bằng tin nhắn điện thoạ
i đi động
thông qua CPU SIM900.
- CPU Sim900 sử dụng công nghệ GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM
900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS 1900Mhz. Nó được kết nối với CPU trung tâm
qua cổng UART theo chuẩn RS-232.
Từ sơ đồ hệ thống trên ta xây dựng CPU Truyền thông trên Vi Xử lý dựa
trên Công nghệ PSoc. Các chíp chế tạo theo công nghệ PSoC cho phép thay đổi
được cấu hình đơn giản bằng cách gán chức năng cho các khối tài nguyên có sẵn
trên chíp. Hơn nữa nó còn có thể kết nối tương đối mề
m dẻo các khối chức năng với
nhau hoặc giữa các khối chức năng với các cổng vào ra. Chính vì vậy mà PSoC có
thể thay thế cho rất nhiều chức năng nền của một số hệ thống cơ bản chỉ bằng một
đơn chip.
CPU
CÂY
XĂNG 1

CPU
CÂY
XĂNG 8

CPU
CÂY
XĂNG 2

CPU
TRUYỀN
THÔNG

CPU
CÂY
XĂNG 9

CPU
CÂY
XĂNG 16

CPU
CÂY
XĂNG 10


CPU
SIM900

…
…
15
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH ATCOMMAND, TIN

NHẮN SMS, CÔNG NGHỆ GSM

2.1. TỔNG QUÁT VỀ TIN NHẮN SMS
2.1.1. GIỚI THIỆU VỀ SMS
SMS là từ viết tắt của Short Message Service. SMS xuất hiện đầu tiên ở
Châu âu vào năm 1992. Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn về GSM (Global
System for Mobile Communications) .Thực chất nó là công nghệ cho phép gửi và
nhận các tín nhắn giữa các điện thoại với nhau . Một thời gian sau đó, nó phát triển
sang công nghệ wireless như CDMA và TDMA. Các chuẩn GSM và SMS có nguồn
gốc phát triển bở
i ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Ngày
nay thì 3GPP (Third Generation Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm soát về
sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS.
Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu. Vì vậy
nó chỉ có thể chứa :
+ 160 kí tự nếu như mã hóa kí tự 7 bit được sử dụng (mã hóa kí tự 7 bit thì
phù hợp với mã hóa các kí tự latin chẳng hạn như các kí tự alphabet của tiếng Anh).
+ 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng (các
tin nhắn SMS không chứa các kí t
ự latin như kí tự chữ Trung Quốc phải sử dụng mã
hóa kí tự 16 bit).
Ở dạng tex tin nhắn SMS hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể hoạt
động tốt với nhiều ngôn ngữ có hỗ trợ mã Unicode , bao gồm cả Arabic, Trung
Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc. Bên cạnh gữi tin nhắn dạng text thì tin nhắn SMS
còn có thể mang các dữ liệu dạng binary. Nó còn cho phép gửi nhạc chuông, hình
ảnh cùng nhiều tiện ích khác …
Một trong những ưu đ
iểm nổi trội của SMS đó là nó được hỗ trợ bởi các điện
thoại có sử dụng GSM hoàn toàn. Hầu hết tất cả các tiện ích cộng thêm gồm cả dịch
vụ gửi tin nhắn giá rẻ được cung cấp, sử dụng thông qua sóng mang wireless.

16
Không giống như SMS, các công nghệ mobile như WAP và mobile Java thì không
được hỗ trợ trên nhiều model điện thoại.
2.1.2. ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC SỬ DỤNG TIN NHẮN SMS
¾ Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại mà tắt nguồn.
Khi ta gọi đến 1 thuê bao nào đó mà thuê bao bị tắt nguồn hoặc không trong
vùng phủ sóng thì ta có thể gửi một tin nhắn SMS đến thuê bao đó hệ thống SMS
của mạ
ng điện thoại sẽ lưu trữ tin nhắn đó rồi sau đó gửi nó tới thuê bao đó khi điện
thoại của thuê bao này bật nguồn.
¾ Tin nhắn SMS ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với
người khác.
Việc đọc và viết các tin nhắn SMS không gây ra ồn ào. Khi ở chỗ đông
người và trong các cuộc họp,… bạn phải ra ngoài để thực hiện một cuộ
c gọi hay trả
lời một cuộc gọi. Bạn sẽ không phải làm như thế nếu như tin nhắn SMS được sử
dụng.
¾ Các tin nhắn SMS có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào.
Ngày nay, hầu hết mọi người đều có điện thoại di động của riêng mình và
mang nó theo người hầu như cả ngày. Với một điện tho
ại di động , bạn có thể gửi
và đọc các tin nhắn SMS bất cứ lúc nào bạn muốn, sẽ không gặp khó khăn gì khi
bạn đang ở trong văn phòng hay trên xe bus hay ở nhà…
¾ Các mạng điện thoại di động chúng có thể được thay đổi giữa các sóng
mang Wireless khác nhau.
Ngày nay hệ thống tin nhắn SMS là một công nghệ rất phát triển và thành
công. Tất cả các điện thoại cầm tay đều có hỗ trợ . Bạn không chỉ có th
ể trao đổi
các tin nhắn SMS đối với người sử dụng mobile ở cùng một nhà cung cấp dịch vụ
mạng sóng mang wireless, mà đồng thời bạn cũng có thể trao đổi nó với người sử

dụng khác ở các nhà cung cấp dịch vụ khác.
¾ SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử dụng cùng
với nó.

17
Ngày nay tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử dụng
công nghệ GSM. Cho lên việc xây dựng các ứng dụng wireless trên nền công nghệ
SMS có thể phát huy tối đa những ứng dụng có thể dành cho người sử dụng.
Ngoài ra các tin nhắn SMS còn tương thích với việc mang các dữ liệu binary
bên cạnh gửi các text. Nó có thể được sử dụng để gửi nhạc chuông, hình ảnh, hoạt
họa …
Tin nhắn SMS hỗ tr
ợ cho việc chi trả các dịch vụ trực tuyến.

2.1.3. CẤU TRÚC MỘT TIN NHẮN SMS
Nội dung của một tin nhắn SMS khi được gửi đi sẽ được chia làm 5 phần
như sau :

- Instructions to air interface : Chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao diện
không khí) .
- Instructions to SMSC : Chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC
(short message service centre).
- Instructions to handset : Chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay.
- Instructions to SIM (optional) : Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM (Subscriber
Identity Modules).
- Message body : Nội dung tin nhắn SMS.
2.1.4. TIN NHẮN SMS CHUỖI / TIN NHẮN SMS DÀI
Một trong những trở ngại của công nghệ SMS là tin nhắn SMS chỉ có thể
mang m
ột lượng giới hạn các dữ liệu. Để khắc phục trở ngại này, một mở rộng của

nó gọi là SMS chuỗi (hay SMS dài) đã ra đời. Một tin nhắn SMS dạng text dài có
thể chứa nhiều hơn 160 kí tự theo chuẩn dùng trong tiếng Anh. Cơ cấu hoạt động
18
cơ bản SMS chuỗi làm việc như sau: điện thoại di động của người gửi sẽ chia tin
nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi các phần nhỏ này như một tin nhắn
SMS đơn. Khi các tin nhắn SMS này đã được gửi tới đích hoàn toàn thì nó sẽ được
kết hợp lại với nhau trên máy di động của người nhận.
Khó khăn của SMS chuỗi là nó ít được hỗ trợ nhiều so v
ới SMS ở các thiết
bị có sử dụng sóng wireless.

2.1.5. SMS CENTER/SMSC
Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt động
liên quan tới SMS của một mạng wireless. Khi một tin nhắn SMS được gửi đi từ
một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung tâm SMS. Sau đó,
trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (người nhận). Một tin nhắn
SMS có thể phải đ
i qua nhiều hơn một thực thể mạng (netwok) (chẳng hạn như
SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích thực sự của nó. Nhiệm vụ duy nhất
của một SMSC là luân chuyển các tin nhắn SMS và điều chỉnh quá trình này cho
đúng với chu trình của nó. Nếu như máy điện thoại của người nhận không ở trạng
thái nhận (bật nguồn) trong lúc gửi thì SMSC sẽ lưu trữ tin nhắn này. Và khi máy
đi
ện thoại của người nhận mở nguồn thì nó sẽ gửi tin nhắn này tới người nhận.
Thường thì một SMSC sẽ họat động một cách chuyên dụng để chuyển lưu
thông SMS của một mạng wireless. Hệ thống vận hành mạng luôn luôn quản lí
SMSC của riêng nó và ví trí của chúng bên trong hệ thống mạng wireless. Tuy
nhiên hệ thống vận hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có vị trí bên ngoài của
hệ th
ống mạng wireless.

Bạn phải biết địa chỉ SMSC của hệ thống vận hành mạng wireless để sử
dụng, tinh chỉnh chức năng tin nhắn SMS trên điện thoại của bạn. Điển hình một
địa chỉ SMSC là một số điện thoại thông thường ở hình thức, khuôn mẫu quốc tế.
Một điện thoại nên có một thực đơn chọn lựa
để cấu hình địa chỉ SMSC. Thông
thường thì địa chỉ được điều chỉnh lại trong thẻ SIM bởi hệ thống mạng wireless.
Điều này có nghĩa là bạn không cần phải làm bất cứ thay đổi nào cả.
19
2.1.6. NHẮN TIN SMS QUỐC TẾ
Các tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành được chia ra làm hai hạng mục
gồm tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ và tin nhắn SMS giữa các nhà
điều hành quốc tế với nhau. Tin nhắn SMS giữa các nhà điều hành cục bộ là tin
nhắn mà được gửi giữa các nhà điều hành trog cùng một quốc gia còn tin nhắn SMS
giữa các nhà điều hành quốc tế là tin nhắn SMS được gửi giữa các nhà
điều hành
mạng wireless ở những quốc gia khác nhau.
Thường thì chi phí để gửi một tin nhắn SMS quốc tế thì cao hơn so với gửi
trong nước. Và chi phí gửi tin nhắn trong nội mạng thì ít hơn so với gửi cho mạng
khác trong cùng một quốc gia .
Khả năng kết hợp của tin nhắn SMS giữa hai mạng wireless cục bộ hay thậm
chí là quốc tế là một nhân tố chính góp phần tới sự phát triển mạnh mẽ
của hệ thống
SMS toàn cầu.

2.2. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM
2.2.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ 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 bào, cung cấp dịch vụ truyền giọng nói và chuyển giao dữ liệu chất
lượng cao với các băng tần khác nhau: 400Mhz, 900Mhz, 1800Mhz và 1900Mhz,

được tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định.
GSM là một hệ thống có c
ấu trúc mở nên hoàn toàn không phụ thuộc vào
phần cứng, người ta có thể mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.
Do nó hầu như 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 vi
ệc truyền âm thanh với
chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ tiền hơn
đó là tin nhắn SMS. Ngoài ra để tạo thuận lợi cho các nhà cung cấp dịch vụ thì công
20
nghệ GSM được xây dựng trên cơ sở hệ thống mở nên nó dễ dàng kết nối các thiết
bị khác nhau từ các nhà cung cấp thiết bị khác nhau.
Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra tính năng roaming cho thuê bao
của mình với các mạng khác trên toàn thế giới. Và công nghệ GSM cũng phát triển
thêm các tính năng truyền dữ liệu như GPRS và sau này truyền với tốc độ cao hơn
sử dụng EDGE.
GSM hiện chiếm 85% thị trường di động v
ới 2,5 tỷ 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 ở có
thể sử dụng được nhiều nơi trên thế giới.

2.2.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GSM
- Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến 126
kí tự.
- Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữ
a các mạng GSM với tốc
độ hiện hành lên đến 9.600 bps.

- Tính phủ sóng cao: Công nghệ GSM không chỉ cho phép chuyển giao trong
toàn mạng mà còn chuyển giao giữa các mạng GSM trên toàn cầu mà không có một
sự thay đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất của công nghệ
GSM(dịch vụ roaming).
- 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.
- Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối đ
a là 2 watts đối với
băng tần GSM 850/900Mhz và tối đa là 1 watts đối với băng tần GSM
1800/1900Mhz.
- Mạng GSM sử dụng 2 kiểu mã hoá âm thanh để nén tín hiệu âm thanh
3,1khz đó là mã hoá 6 và 13kbps gọi là Full rate (13kbps) và haft rate (6kbps).


21
2.2.3. CẤU TRÚC CỦA MẠNG GSM
2.2.3.1. Cấu trúc tổng quát

Hình 2.1. Cấu trúc của công nghệ GSM.

Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:
- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).
- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).
- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).
- Trạm di động MS (Mobile Station).




22
2.2.3.2. Các thành phần của công nghệ mạng GSM


Hình 2.2. Các thành phần mạng GSM.

2.2.4. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GSM Ở VIỆT NAM
Công nghệ GSM đã vào Việt Nam từ năm 1993. Hiện, ba nhà cung cấp di
động công nghệ GSM lớn nhất của Việt Nam là VinaPhone, MobiFone và Viettel
Mobile, cũng là những nhà cung cấp chiếm thị phần nhiều nhất trên thị trường với
số lượng thuê bao mới tăng chóng mặt trong thời gian vừa qua.
Hiện nay có đến hơn 85% người dùng hiện nay đang là khách hàng của các
nhà cung c
ấp dịch vụ theo công nghệ GSM.

Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có
khoảng 90 triệu thuê bao di động. Khi mà ba “đại gia” di động của Việt Nam là
VinaPhone, MobiFone và Viettel đều tăng trưởng rất nóng với số lượng thuê bao
mỗi ngày phát triển được lên tới hàng trăm ngàn thuê bao.



23
2.3. GIỚI THIỆU MODULE SIM900, TẬP LỆNH AT COMMAND
2.3.1. GIỚI THIỆU MODULE SIM900
Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời máy tính. Từ
Modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator. Và định
nghĩa đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này sẽ làm cái
gì. Dữ liệu số thì đến từ một DTE, thiết bị dữ liệu đầu cuối được điều chế theo cái
cách mà nó có thể được truyền dữ liệu qua các đường dây truyền dẫn. Ở một mặt
khác của đường dây, một modem khác thứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy
trì nó.
Các modem ngày xưa chỉ tương thích cho việc gữi nhận dữ liệu. Đễ thiết lập
một kết nối thì một thiết bị thứ hai như một dialer thì được cần đến. Đôi khi kết nối
cũng được thiết lập bằng tay bằng cách quay số điện thoại tương ứng và một khi
modem được bật thì kết nối coi như được thực thi. Các máy tính loại nhỏ ở các năm
70 thâm nhập vào thị trường là các gia đình, cùng với chi phí thì sự thiếu hụt về
kiến thức kỹ thuật trở thành một vấn đề nan giải
Một modem GSM là một modem wireless, nó làm việc cùng với một mạng
wireless GSM. Một modem wireless thì cũng hoạt động giông như một modem
quay số. Điểm khác nhau chính ở đây là modem quay số thì truyền và nhận dữ liệu
thông qua một đường dây điện thoại cố định trong khi đó một modem wireless thì
việc gữi nhận dữ liệu thông qua sóng.
Giống như một điện thoại di động GSM , một modem GSM yêu cầu 1 thẻ
sim với một mạng wireless để hoạt động.

Module Sim900 là một trong nh
ững loại modem GSM. Nhưng Module Sim900
đựoc nâng cao hơn có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nó sử dụng công nghệ
GSM/GPRS hoạt động ở băng tầng EGSM 900Mhz, DCS 1800 Mhz và PCS
1900Mhz.



24
2.3.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA MODULE SIM900
1. Nguồn cung cấp khoảng 3,2 – 4,8V. Được thiết kế với kĩ thuật tiết
kiệm năng lượng, dòng tiêu thụ trong chế độ ngủ là rất thấp 1.0mA
2. Băng tần
• GSM 850, EGSM 900, DCS 1800, PCS 1900. Sim900 có thể
tự động tìm kiếm 4 dải tần. Chúng ta cũng có thể thiết lập dải
tần số bởi lệnh AT “ AT + CBAND”
• Phù hợp vớ
i GSM Pha 2/2+
3. Loại GSM là loại MS nhỏ
4. Kết nối GPRS
• GPRS có nhiều rãnh loại 8 ( lựa chọn )
• GPRS có nhiều ránh loại 10 ( tự động )
5. Giới hạn nhiêt độ:
• Bình thường -30
0
C tới +80
0
C
• Hạn chế : - 40
0

C tới -30
0
C và +80
0
C tới +85
0
C
• Nhiệt độ bảo quản: -45
0
C tới +90
0
C
6. Dữ liệu GPRS:
• GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps
• GPRS dữ liệu ắp lên: Max 42.8 kbps
• Sơ đồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
• Sim900 tích hợp giao thức TCP/IP
• Hỗ trợ gói phát sóng kênh điều khiển (PBCCH)
8.CSD và USD:
• Hỗ trợ truyền CSD
• Hỗ trợ USSD
9.SMS:
• MT, MO, CB, Text and PDU mode
• Bộ nhớ SMS: Sim, card
25
10. FAX:
• Nhóm 3 lớp 1
11.Sim card:
• Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v
12. Anten ngoài:

• Kết nối thông qua anten ngoài hoặc đế anten
13. Âm thanh:
• Dạng mã hòa âm thanh.
• Mức chế độ (ETS 06.20)
• Toàn bộ chế độ (ETS 06.10)
• Toàn bộ chế độ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80)
• Tích hợp đa tốc độ (AMR)
• Loại bỏ tiếng dội
• Khử nhiễu
14.Giao tiếp nối tiếp và sự
ghép nối:
• Cổng kết nối có thể sử dụng với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh
ATCommand tới mudule điều khiển
• Cổng nối tiếp có thể sử dụng chức năng giao tiếp
• Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 bps tới 115200 pbs
• Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD
• Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử d
ụng sữa lỗi
15. Quản lý danh sách:
• Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC,ON, MC
16. Sim Application toolkit:
• Hỗ trợ SAT loại GSM 11,14 bản 99
17. Đồng hồ thời gian thực:
• Người cài đặt
18. Times function: