báo trộm trong mạng GSM

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.
Đồ án môn học 1 Trang 2
Chƣơng 1: Giới thiệu
1.5 Lựa chọn giải pháp
1.5.1 Giải pháp công nghệ
Qua phân tích, ngƣời viết đƣa ra giải pháp xây dựng hệ thống chống trộm sử dụng
lase và cảm biến quang học kết hợp với Breakout SIM900A gửi tin nhắn báo động.
1.5.1.1 Tại sao lại lựa chọn tia lase?
 Ƣu điểm:

o So với cảm biến PIR tia lase có ƣu điểm rẻ hơn, nguyên lý hoạt động đơn
giản hơn nên việc thiết kế hệ thống không gặp nhiều khó khăn
o Với cảm biến hồng ngoại, tia lase chính xác hơn, ít nhiễu hơn và khoảng
cách hoạt động cũng lớn hơn.
 Khuyết điểm của tia laser
o Tia laser có thể bị phát hiện nếu môi trƣờng có nhiều bụi hoặc quá tối.
o Quá nhạy nên sẽ có trƣờng hợp là báo động giả.
1.5.1.2 Breakout SIM900
- Là một module GSM/GPRS cực kì nhỏ gọn, giá thành khá rẻ so với các
sản phẩm khác và đáp ứng đầy đủ các tính năng ngƣời viết mong muốn.
1.5.2 Giải pháp thiết kế
- Tia laser và mạch cảm biến là ngõ vào của mạch so sánh điện áp. Đầu ra
của mạch so sánh điện áp đi vào chân nhận tín hiệu của vi điều khiển.
- Vi điều khiển phân tích tín hiệu ngõ vào, phụ thuộc vào mức điện áp ngõ
vào mà xử lý theo ngƣời lập trình.
- Breakout SIM900 nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển gửi tin nhắn
hoặc nhận tin nhắn gửi tín hiệu lại cho 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,
đối tƣợng đề tài hƣớng đến, giải pháp thiết kế và giới hạn đề tài.
- Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan tới đề tài. Ngƣời viết trình bày những
kiến thức liên quan tới phần cứng và phần mềm xây dựng nên đồ án.
Đồ án môn học 1 Trang 3
Chƣơng 1: Giới thiệu

- Chƣơng 3: Nội dung nghiên cứu chính. Ngƣời viết trình bày nguyên lý
hoạt động của đề tài, các thiết kế, tính toán và lƣu đồ.
- Chƣơng 4: Kết quả thi công thực tế của đề tài. Ngƣời viết trình bày sản
phẩm, đƣa ra những kết luận về ƣu nhƣợc điểm của đề tài.
- Chƣơng 5: Phụ lục hƣớng dẫn sử dụng.
- Chƣơng 6: Tài liệu tham khảo.


Đồ án môn học 1 Trang 4
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
2 Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
2.1 Khái quát về công nghệ sms 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 cuộc sống hằng ngày hiện nay, thông tin di động đóng vai trò vô cùng quan
trọng và dƣờng nhƣ không thể thiếu của mỗi ngƣời. Nó quyết định nhiều mặt hoạt
động của xã hội giúp con ngƣời nắm bắt nhanh chóng các thông tin có giá trị văn hóa
nghệ thuật, kinh tế, khoa học kỹ thuật đa dạng phong phú.Sự đòi hỏi của khách hàng về
việc sử dụng dịch vụ viễn thông ngày càng đƣợc đề cập nhắm đáp ứng nhu cầu ngày
càng cao của khách hàng “mọi lúc, mọi nơi” mà họ cần.
Ý tƣởng của đề tài cũng dựa trên nhu cầu của ngƣời dùng. Việc sử dụng điện
thoại di động trở nên 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 và
chuyển giao dữ liệu chất lƣợng cao với các băng tần khác nhau: 400MHz,
900MHz, 1800MHz và 1900MHz, đƣợc tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu
(ETSI) 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 việc truyền âm thanh với
chất lƣợng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các 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 nghệ GSM đƣợc 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.
Đồ án môn học 1 Trang 5
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
 Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ đƣa ra tính năng roaming cho thuê bao của
mình với các mạng khác trên thế giới.Và công nghệ GSM cũng phát triển
thêm các tính năng truyền dữ liệu 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 bằng ký tự dài 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 TDM (Time Division
multiplexing) để chia ra 8 kênh fullrate và 16 kênh half rate.
 Công suất phát 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:
Đồ án môn học 1 Trang 6
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
 Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).
 Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).
 Phân hệ bảo dƣỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).
 Trạm di động MS (Mobile Station).
2.1.1.4 Sự phát triển 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.
 Cho tới thời điểm này, thị trƣờng thông tin di động của Việt Nam đã có
khoảng 70 triệu thuê bao di động. Ba “đại gia” di động của Việt Nam là

Vinaphone, Mobiphne, Viettel Mobile đều tăng trƣởng nhanh chóng với số
lƣợng thuê bao mỗi ngày phát triển đƣợc lên tới hàng trăm thuê bao.
2.1.2 Tổng quan về tin nhắn SMS
2.1.2.1 Giới thiệu về SMS
 SMS (Short Message Service). SMS là một công nghệ cho phép gửi và
nhận các tin nhắn giữa các điện thoại với nhau. SMS xuất hiện đầu tiên tại
Châu Âu năm 1992. Ở thời điểm đó, nó bao gồm cả các chuẩn về GSM.
Một thời gian sau đó, nó phát triển sang công nghệ Wireless nhƣ CDMA
và TDMA. Ngày nay thì 3GPP (Third Generation Partnership Project – dự
án quan hệ đối tác thứ ba) đang giữ vai trò kiểm soát về sự phát triển và
duy trì của chuẩn GSM và SMS. Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa 140
byte dữ liệu. Vì vậy mỗi tin nhắn SMS chỉ chứa:
 160 ký tự nếu nhƣ sử dụng mã hóa ký tự 7 bit (mã hóa ký tự 7 bit thì phù
hợp với mã hóa các ký tự latin chẳng hạn nhƣ các ký tự alphabel của tiếng
anh)
 70 ký tự nếu sử dụng mã hóa 16bit Unicode (các tin nhắn SMS không
chứa các ký tự latin, viet1 tin nhắn tiếng việt có dấu).
 Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể hoạt động
tốt với nhiều ngôn ngữ có hỗ trợ mã Unicode… Bên cạnh gửi tin nhắn
dạng text thì tin nhắn SMS còn có thể mang các dữ liệu binary. Nó còn cho
phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác nhau… tới một
điện thoại khác.
Đồ án môn học 1 Trang 7
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
 Một trong những ƣu điểm nổi trội của SMS đó là nó đƣợc hỗ trợ bởi các
điện thoại có sử dụng SMS hoàn toàn. Hầu hết tất cả các tiện ích cộng
them cả dịch vụ gửi tin nhắn giá rẻ đƣợc cung cấp, sử dụng. Không giống
nhƣ SMS, các công nghệ mobile nhƣ WAP và mobile Java thì không đƣợc
hỗ trợ trên nhiều dòng điện thoại.
2.1.2.2 Cấu trúc của một SMS

Nội dung của 1 tin nhắn SMS khi đƣợc gửi đi chia thành 5 phần nhƣ sau:
Bảng 2-1: Cấu trúc của một tin nhắn
Instructions to
air interface
Instructions to
SMSC
Instrutions to
handset
Instruction to
SIM (optional)
Message Body

Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối.
Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn SMSC.
Instructions to handset: chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay.
Instructions to SIM: chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM.
Instructions body: nội dung tin nhắn SMS.
2.2 Giới thiệu module sim900A và tập lệnh AT
2.2.1 Module sim900A

Hình 2-2: Module SIM900 mặt dƣới Hình 2-3: Module SIM900 mặt trên
2.2.1.1 Giới thiệu Module SIM900A
 Giới thiệu SIM900A
SIMCom giới thiệu Sim900A là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ gọn, đƣợc
thiết kế cho thị trƣờng toàn cầu. Sim900 hoạt động đƣợc ở 4 băng tần EGSM
900MHz, DCS 1800MHz nhƣ là một loại thiết bị đầu cuối với một Chip xử lý
Đồ án môn học 1 Trang 8
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
đơn nhân đầy sức mạnh, tăng cƣờng các tính năng quan trọng dựa trên nền vi xử
lý ARM926EJ-S, cho ngƣời dùng nhiều lợi ích từ kích thƣớc nhỏ gọn (24x24

mm), đáp ứng những yêu cầu về không gian trong các ứng dụng M2M.
 Giới thiệu breakout SIM900A
Breakout Sim900A là một sản phẩm do AT-COM phát triển nhằm giúp ngƣời sử
dụng có thể khai thác các tính năng của Sim900A một cách dễ dàng. Bên cạnh
đó với kích thƣớc nhỏ gọn và ngõ giao tiếp dữ liệu tiện dụng, Breakout
Sim900A sẽ mang đến cho 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 : -30
o
C đến +80
o
C
 Tốc độ GPRS
o Download data : 85.6kbps
o Upload data : 42.8kbps
 SMS
 Hỗ trợ chế độ MT, MO, CB, văn bản PDU
 Lƣu trữ trên Sim card
 FAX: Group 3 Class 1
 Voice
o Tricodec : half rate (HR) ; Full rate (FR) ; Enhanced Full rate (EFR)
o Hands-free operation (Echo Suppression)
o AMR : Half rate (HR) ; Full rate (FR)

 Hỗ trợ đồng hỗ thời gian thực
 Lập trình bằng tập lệnh AT thông qua chuẩn giao tiếp RS232
 Tích hợp SIM socket, SMA edge PCB connector và led status
2.2.2 Tập lệnh AT
2.2.2.1 Các thuật ngữ
<CR>: Carriage return (0x0D).
<LF>: Line Feed (0x0A).
Đồ án môn học 1 Trang 9
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
Module: Mobile Terminal. Thiết bị đầu cuối mạng (trong trƣờng hợp này là
breakout SIM900A)
TE: Terminal Equipment. Thiết bị đầu cuối (máy tính, hệ vi điều khiển).
2.2.2.2 Các lệnh thiết lập và cài đặt cho cuộc gọi
Bảng 2-2: Các lệnh thiết lập và cài đặt cuộc gọi
ATA
Trả lời cuộc gọi đến
ATD
Đi trƣớc 1 số điện thoại để thực hiện cuộc gọi.
ATD><mem><n>
Thực hiện cuộc gọi đến số điện thoại đã lƣu trong bộ nhớ
ATD<str>
Thực hiện cuộc gọi đến số đã lƣu và có tên <str>.
ATDL
Gọi số vừa gọi gần nhất.
ATH
Ngắt kết nối đang thực hiện.
ATI
Hiển thị thong tin về module SIM900
ATL
Cài đạt độ lớn của loa

ATO
Chuyển từ chế độ nhận lệnh sang nhận dữ liệu.
ATT
Lựa chọn kiểu chuông.
ATZ
Thực hiện lệnh này trƣớc khi cài đặt lại các thông số của
module
AT&F
Thiết lập các thông số cài đặt là các thông số mặc định
AT&V
Hiển thị cấu hình đã cài đặt cho module.
+++
Chuyển từ chế độ dữ liệu và kết nối GPRS về chế độ lệnh
2.2.2.3 Các lệnh thiết lập và cài đặt tin nhắn SMS
Bảng 2-3: Các lệnh thiết lập và cài đặt tin nhắn SMS
AT+CMGD
Xóa tin nhắn sms.
AT+CMGF
Định dạng văn bản tin nhắn.
AT+CMGL
Danh sách tin nhắn đã lƣu.
AT+CMGR
Lệnh đọc tin nhắn
AT+CMGS
Lệnh gửi tin nhắn
AT+CMGW
Lƣu tin nhắn vào bộ nhớ.
AT+CMSS
Gửi tin nhắn đã lƣu
AT+CMGC

Gửi sms lệnh.
AT+CNMI
MODULE gửi thông báo khi có tin nhắn tới.
AT+CPMS
Các tin nhắn riêng biệt đƣợc lƣu.
AT+CRES
Cài đặt lại tin nhắn.
AT+CSAS
Lƣu các cài đặt cho tin nhắn.
AT+CSCA
Địa chỉ dịch vụ tin nhắn.
AT+CSMP
Cài đặt định dạng chữ của tin nhắn.
AT+CSMS
Lựa chọn tin nhắn dịch vụ.
Đồ án môn học 1 Trang 10
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
2.2.2.4 Các lệnh đặc biệt dành cho sim 900A
Bảng 2-4: Các lệnh đặc biệt dành cho SIM900A
AT+CPOWD
Tắt nguồn cung cấp cho module.
AT+CMIC
Thay đổi độ lớn của microphone.
AT+UART
Cấu hình cho truyền thông nối tiếp.
AT+CALARM
Cài đặt hẹn giờ.
AT+CADC
Đọc ADC.
AT+ECHO

Cài đặt tiếng vọng cho cuộc gọi.
AT+CSMINS
Cho biết sim đã gắn vào đế hay chƣa.
AT+CMODULEE
Đọc nhiệt độ hiện tại của module.
AT+CMGDA
Xóa tất cả tin nhắn.

2.3 Lý thuyết về họ vi điều khiển 8051, vi điều khiển AT89S52

Hình 2-4: Vi điều khiển AT89S52
2.3.1 Cấu tạo và chức năng các khối
 CPU( CPU central processing unit) bao gồm:
o Thanh ghi tích lũy A
o Thanh ghi tích lũy phụ B
o Đơn vị logic học (ALU)
o Thanh ghi từ trạng thái chƣơng trình
o Bốn băng thanh ghi
o Con trỏ ngăn xếp
 Bộ nhớ chƣơng trình (ROM) gồm 8Kbyte Flash.
 Bộ nhớ dữ liệu (RAM) gồm 256 byte.
 Bộ UART, có chức năng truyền nhận nối tiếp.
 3 bộ Timer/Counter 16 bit thực hiện chức năng định thời và đếm sự kiện.
 Khối điều khiển ngắt với 2 nguồn ngắt ngoài và 4 nguồn ngắt trong.
 Bộ lập trình (ghi chƣơng trình lên Flash ROM) cho phép ngƣời sử dụng có thể
nạp các chƣơng trình cho chíp mà không cần các bộ nạp chuyên dụng.
Đồ án môn học 1 Trang 11
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
 Bộ chia tần số với hệ số chia là 12.
 4 cổng xuất nhập với 32 chân.

2.3.2 Sơ đồ và chức năng các chân của AT89S52

Hình 2-5: Sơ đồ chân của vi điều khiển AT89S2
 Port 0 (P0.0=>P0.7): Port 0 gồm 8 chân, ngoài chức năng xuất nhập, port 0 còn
là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ( AD0-AD7), chức năng này sẽ đƣợc sử dụng khi
89S52 giao tiếp với các thiết bị ngoài có kiến trúc Bus nhƣ các vi mạch nhớ,
mạch PIO…
 Port 1 (P1.0=>P1.7): Chức năng duy nhất của Port 1 là chức năng xuất nhập
cũng nhƣ cácPort khác. Port 1 có thể xuất nhập theo bit và theo byte.
 Port 2 (P2.0=>P2.7); Port 2 ngoài chức năng là cổng vào/ra nhƣ Port 0 và 1 còn
là byte cao của bus địa chỉ khi sử dụng bộ nhớ ngoài.
 Port 3: Mỗi chân trên Port 3 ngoài chức năng xuất nhập còn có một chức năng
riêng, cụ thể:
Bảng 2-5: Các port chức năng của vi điều khiển AT89S52
Bit
Tên
Chức năng
P3.0
RXD
Dữ liệu nhận choPort nối tiếp
P3.1
TXD
Dữ liệu truyền choPort nối tiếp
P3.2
INT0
Ngắt bên ngoài 0
P3.3
INT1
Ngắt ngoài 1
Đồ án môn học 1 Trang 12

Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
P3.4
TO
Ngõ vào của Timer/counter0
P3.5
T1
Ngõ vào của Timer/counter1
P3.6
/WR
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài.
P3.7
/RD
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài.
 Chân /PSEN: là chân điều khiển đọc chƣơng trình ở bộ nhớ ngoài.
 Chân ALE: ALE là tín hiệu điều khiển chốt địa chỉ có tần số bằng 1/6 tần số
dao động của vi điều khiển. Tín hiệu ALE đƣợc dùng để cho phép vi mạch
chốt bên ngoài nhƣ 7473.
 Chân /EA: Tín hiệu /EA cho phpe1 chọn bộ nhớ chƣơng trình là bộ nhớ
trong hay ngoài. EA=1 thì thực hiện chƣơng trình trong RAM nội. EA=0
thực hiện ở RAM ngoài.
 RST (reset): Ngõ vào reset trên chân số 9. Khi RST=1 thì bộ vi điều khiển sẽ
đƣợc khởi động lại thiết lập ban đầu.
 XTAL1, XTAL2: 2 chân này đƣợc nối song song với thạch anh tần số
max=33 Mhz. Để tạo dao động cho bộ vi điều khiển.
 VCC, GND: cung cấp nguồn nuôi cho bộ vi điều khiển. Cấp qua chân 20 và
40.
2.3.3 Sơ đồ AT89S52 trong mạch

Hình 2-6: Sơ đồ AT89S52 trong mạch
Đồ án môn học 1 Trang 13

Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
SBUF
(Đọc)

SBUF
(Ghi)
2.3.4 Giao tiếp với SIM900A










Hình 2-7: Sơ đồ hệ thống truyền dữ liệu
Trong giao tiếp với SIM900A, vi điều khiển AT89S52 sử dụng kiểu truyền dữ
liệu bất đồng bộ nối tiếp UART.
 Sử dụng 2 chân RxD và TxD để truyền dữ liệu bất đồng bộ nối tiếp. 2 chân
này là một phần của Port3. Các chân này hoạt động với mức logic TTL.
 Thanh ghi SBUF là thanh ghi 8 bit dành riêng cho truyền dữ liệu nối tiếp
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 tiếp để

nhận dữ liệu từ SIM.
2.4 Lý thuyết về mạch cảm biến chống trộm.
Mạch cảm biến chống trộm sử dụng một mạch so sánh điện áp dùng IC LM358
có điện áp so sánh với điện áp rơi trên quang trở. Khi không có tác động bên ngoài ánh
sáng chiếu tới bề mặt quang trở, áp rơi trên quang trở nhỏ ngõ ra của LM 358 là mức
cao. Khi có tác động, ngõ ra LM 358 ở mức thấp làm tín hiệu cho ngõ vào của vi điều
khiển.
Thanh ghi dịch
CPU INTERNAL DATA BUS

CLK
Q
CLK
D
TxD (P3.1)
(P3.1)
RxD (P3.0)
BAUD RATE
CLOCK
(Truyền)
BAUD RATE
CLOCK
(Nhận)
Đồ án môn học 1 Trang 14
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
2.4.1 Mạch phát laser
2.4.1.1 Laser diode

Hình 2-8: Laser diode
Laser diode thực chất là một diode nhƣng phát ra tia laser, thƣờng đƣợc dùng

trong các lĩnh vực nhƣ đo đạc, truyền dẫn dữ liệu, trong các đầu đọc CD, DVD và thiết
bị y tế.
Có nhiều loại laser diode, bƣớc sóng phát laser diode phụ thuộc vào nhiệt độ

Hình 2-9: Phụ thuộc nhiệt độ của laser diode
Đồ án môn học 1 Trang 15
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
2.4.1.2 Module laser diode

Hình 2-10: Module laser diode
Là module đã tích hợp mạch phát và diode laser
- Bƣớc sóng: 650nm
- Độ rộng tia sáng: <ᶲ1
- Thấu kính: Thủy tinh.
- Nguồn cung cấp: 5V
2.4.2 Quang trở

Hình 2-11: Quang trở
Quang trở là thiết bị dùng để nhận biết sự xuất hiện ánh sáng cũng nhƣ đo lƣờng
cƣờng độ ánh sáng chiếu tới.
Quang trở kí hiệu trong mạch là LDR (light dependent resistor) tức là điện trở
phụ thuộc ánh sáng. Bình thƣờng, khi không có ánh sáng chiếu tới bề mặt hoạt động
Đồ án môn học 1 Trang 16
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết liên quan
của quang trở thì điện trở của nó rất lớn (tới hàng MΩ) nhƣng khi có ánh sáng chiếu tới
điện trở lại giảm xuống tùy thuộc vào đặc tính của từng loại quang trở.
Quang trở thƣờng đƣợc sử dụng trong các ứng dụng nhƣ các mạch điện phát hiện
ánh sáng, các mạch điện đóng ngắt đèn đƣờng, .v.v…
Bảng 2-6: Thông số kỹ thuật của quang trở
Model

Vmax
Pmax
Nhiệt độ
môi
trƣờng
(
Đỉnh
quang
phổ
(nm)
Điện
trở khi
có ánh
sáng
(kΩ)
Điện trở
khi
không
có ánh
sang
(MΩ)
min
Thời gian đáp
ứng (ms)
Mức
cao
Mức
thấp
PGM5506
100

90
-30~+70
540
2~6
0.15
0.6
30
40
PGM5516
100
90
-30~+70
540
5~10
0.2
0.6
30
40
PGM5526
150
100
-30~+70
540
8~20
1.0
0.6
20
30
2.4.3 IC LM358
 Là bộ khuếch đại thuật toán kép, bên trong có 2 bộ khuếch đại. Mỗi bộ

khuếch đại có 3 chân, ngõ vào đảo (-input), ngõ vào không đảo (+input) và
ngõ ra.
Khi hiệu điện thế +input cao hơn –input, ngõ ra ở mức cao (+Vss), ngƣợc
lại ngõ ra ở mức thấp (-Vss)
 Hình dạng:


Hình 2-12: LM358
 Sơ đồ chân