Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn 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 lý, công nghiệp, cung cấp
thông tin Do đó là một sinh viên chuyên ngành Điện tử - Viễn thông chúng ta
phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát
triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện
tử nói riêng.
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 nhắn 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 trong nhà từ xa thông qua tin
nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến các thiết
bị tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động…. Nó hoạt động như một
ngôi nhà thông minh. 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 lý đã được lập trình sẵn tất cả các chương
trình điều khiển. Bình thường, các thiết bị trong ngôi nhà này có thể được điều khiển
từ xa thông qua các tin nhắn của chủ nhà. Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện….
Khi người chủ nhà quên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà. Hay chỉ với một tin nhắn SMS,
người chủ nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi về nhà trong một
khoảng thời gian nhất định. Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật. Nghĩa là chỉ có
chủ nhà hay người biết mật khẩu của hệ thống thì mới điều khiển được.
Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, cộng
với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã chọn đề tài

"Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di
động, module sim 900, AVR và máy tính" để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà.
2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Tập trung nghiên cứu, phân tích bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di
động, đưa ra các phương án và lựa chọn ra phương án tối ưu để thiết kế, chế tạo bộ
điều khiển thiết bị từ xa, module sim 900, AVR và máy tính.
Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến các phương pháp điều khiển thiết bị từ xa
bằng điện thoại di động, đưa tín hiệu báo về vi điều khiển và từ vi điều khiển đưa ra tín
hiệu xử lý.
-1-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
Nghiên cứu về module sim 900 và cách lập trình giao tiếp, điều khiển module
thực hiện chức năng bật tắt đèn.
Nghiên cứu, lập trình giao tiếp giữa AVR và máy tính.
3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Các phương pháp điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động.
- Các tài liệu liên quan đến kỹ thuật vi điều khiển atmega 16.
- Nghiên cứu về giao tiếp vi điều khiển atmega 16 với các thiết bị ngoại vi như
máy tính, cổng truyền thông nối tiếp điều khiển module sim 900.
- Nghiên cứu module sim 900, cấu trúc và tập lệnh.
4. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Nhằm trang bị cho bản thân những kiến thức chuyên ngành một cách sâu rộng
về vi điều khiển cũng như về bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động,
module sim 900, AVR và máy tính.
- Nhằm hệ thống hóa được nhiều kiến thức đã học.
- Có cơ hội nâng cao tư duy độc lập cũng như khả năng làm việc nhóm để
nghiên cứu và thiết kế ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu của xã hội.
5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tìm hiểu các tài liệu trên sách vở, trên mạng

internet về lĩnh vực điều khiển từ xa bằng điện thoại di động và lập trình vi điều khiển
để đưa ra cơ sở lý thuyết về quá trình thiết kế, chế tạo bộ điều khiển từ xa bằng điện
thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính.
Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thiết bị từ xa bằng
điện thoại di động, module sim 900, AVR và máy tính. Xây dựng chương trình điều
khiển hoạt động của hệ thống. Chạy thử, hiệu chỉnh, giám sát và đánh giá kết quả của
hệ thống.
Tham khảo ý kiến của thầy cô và các anh chị khóa trước về các lĩnh vực thuộc
chuyên ngành điện tử.
6. Ý nghĩa khoa học 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 công nghệ ngày càng
cao.
Từ những nhu cầu thực tế đó, chúng em mong muốn đưa một phần kỹ thuật
hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể tạo ra một hệ
thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động nhằm đáp ứng nhu cầu nâng
cao của con người. Đề tài lấy cơ sở là điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động.
Việc sử dụng hệ thống này có thuận lợi là giới hạn về khoảng cách bị loại bỏ, 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 nhận được tín hiệu). Ngoài ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở,
-2-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
có thể mở rộng và áp dụng cho nhiều đối tượng khác nhau trong dân dụng cũng như
trong công nghiệp.
7. Bố cục đề tài
Mở đầu
Nội Dung
Chương I: Cơ sở lý thuyết đề tài

Chương II: Phân tích nhiệm vụ và các phương án thực hiện
Chương III: Thiết kế và thực hiện phương án lựa chọn
Kết luận và khuyến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
-3-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
NỘI DUNG
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Vi điều khiển AVR - ATMEGA 16
1.1.1. Giới thiệu tổng quan
Vi điều khiển AVR do hãng Atmel (Hoa Kỳ) sản xuất được giới thiệu lần đầu
tiên vào năm 1996. AVR có rất nhiều dòng khác nhau bao gồm dòng Tiny (như At tiny
13, At tiny 22…) có kích thước bộ nhớ nhỏ, ít bộ phận ngoại vi, rồi đến dòng AVR
(chẳng hạn AT90S8535, AT90S8515…) có kích thước bộ nhớ vào loại trung bình và
mạnh hơn là dòng Mega (như ATmega 16, ATmega 32, ATmega 128…) với bộ nhớ
có kích thước vài Kbyte đến vài trăm Kb cùng với bộ ngoại vi đa dạng được tích hợp
cả bộ LCD trên chip (dòng LCD AVR). Tốc độ của dòng Mega cũng cao hơn so với
các dòng khác. Sự khác nhau cơ bản giữa các dòng là cấu trúc ngoại vi, còn nhân thì
vẫn như nhau.
ATmega 16 là một loại vi điều khiển có tính năng đặc biệt thích hợp cho việc
giải quyết những bài toán điều khiển trên nền vi xử lý:
- Các loại vi điều khiển AVR rất phổ biến trên thị trường Việt Nam nên không
khó khăn trong việc thay thế và sửa chữa hệ thống lúc cần.
- Giá thành thấp.
- Các phần mềm lập trình và mã nguồn mở có thể tìm kiếm khá dễ dàng trên
mạng. Các thiết kế demo nhiều nên có nhiều gợi ý tốt cho người thiết kế hệ thống.
1.1.2. Cấu trúc vi điều khiển Atmega 16

Hình 1.1. Hình ảnh thực tế của vi điều khiển Atmega 16
Atmega16 là bộ vi điều khiển CMOS 8 bit tiêu thụ điện năng thấp dựa
trên kiến trúc RISC (Reduced Intruction Set Computer). Vào ra Analog – digital và
ngược lại. Với công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì xung
nhịp, vì thế tốc độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1Mhz. Vi
-4-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
điều khiển này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá chế độ tiêu thụ năng lượng
mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lý.
1.1.3. Sơ đồ chân của Atmega 16
Hình 1.2. Sơ đồ chân của Atmega 16
* Atmega 16 gồm có 40 chân:
- Chân 1 đến 8: Cổng nhập xuất dữ liệu song song B (PORTB) nó có thể được
sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.
- Chân 9: RESET để đưa chip về trạng thái ban đầu.
- Chân 10: VCC cấp nguồn nuôi cho vi điều khiển.
- Chân 11, 31: GND 2 chân này được nối với nhau và nối đất.
- Chân 12, 13: 2 chân XTAL2 và XTAL1 dùng để đưa xung nhịp từ bên ngoài
vào chip.
- Chân 14 đến 21: Cổng nhập xuất dữ liệu song song D (PORTD) nó có thể
được sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.
- Chân 22 đến 29: Cổng nhập xuất dữ liệu song song C (PORTC) nó có thể
được sử dụng các chức năng đặc biệt thay vì nhập xuất dữ liệu.
- Chân 30: AVCC cấp điện áp cho bộ so sánh và bộ ADC.
-5-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
- Chân 32: AREF điện áp so sánh tín hiệu vào ADC.
- Chân 33 đến 40: Cổng vào ra dữ liệu song song A (PORTA). Ngoài ra nó còn
được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số ADC (analog to digital
converter).

PortA (PA7…PA0): Là các chân từ 33 đến 40. PortA nhận vào tín hiệu
Analog và chuyển đổi qua tín hiệu Digital. Ngoài ra PortA có thể được tách ra làm 2
hướng vào/ra 2 bit nếu bộ chuyển đổi A/D không được sử dụng. Khi các chân PA0 đến
PA7 là các lối vào và được đặt xuống chế độ thấp từ bên ngoài, chúng sẽ là nguồn
dòng nếu các điện trở nối lên nguồn dương được kích hoạt. Các chân của Port A ở vào
trạng thái có điện trở cao khi tín hiệu Reset ở chế độ tích cực hoặc ngay cả khi không
có tín hiệu xung đồng hồ. Port A cung cấp các đường địa chỉ/dữ liệu vào/ra hoạt động
theo kiểu đa hợp kênh khi dùng bộ nhớ SRAM ở bên ngoài.
PortB (PB7…PB0): Là các chân từ 1 đến 8. Nó tương tự như PORTA khi là
cổng vào ra song song. Ngoài ra các chân của PORTB còn có các chức năng đặc biệt
sẽ được nhắc đến sau.
PortC (PC7…PC0): Là các chân từ 22 đến 30. Nó cũng giống như PORTA và
PORTB khi là cổng vào ra song song. Nếu giao tiếp JTAG được bật, các trở treo ở các
chân PC5 (TDI), PC3 (TMS), PC2 (TCK) sẽ hoạt động khi sự kiện reset xảy ra. Chức
năng giao tiếp JTAG và 1 số chức năng đặc biệt khác sẽ được nghiên cứu sau.
PortD (PD7…PD0): Là các chân từ 13 đến 21. Cũng là 1 cổng vào ra song
song giống các PORT khác, ngoài ra nó còn có một số tính năng đặc biệt sẽ được
nghiên cứu sau.
1.1.4. Sơ đồ khối của Atmega16
Atmega 16 có tập lệnh phong phú về số lượng với 32 thanh ghi làm việc đa
năng. Toàn bộ 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit),
cho phép truy cập 2 thanh ghi độc lập bằng một chu kì xung nhịp. Kiến trúc đạt được
có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC (ComplexIntruction Set
Computer) thông thường.
Khi sử dụng vi điều khiển Atmega16, có rất nhiều phần mềm được dùng để
lập trình bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau đó là: Trình dịch Assembly như AVR
studio của Atmel, trình dịch C như win AVR, CodeVisionAVR C, ICCAVR. C -
CMPPILER của GNU.… Trình dịch C đã được nhiều người dụng và đánh giá
tương đối mạnh, dễ tiếp cận đối với những người bắt đầu tìm hiểu AVR, đó là trình
dịch CodeVisionAVR C. Phần mềm này hỗ trợ nhiều ứng dụng và có nhiều hàm có

sẵn nên việc lập trình tốt hơn.
-6-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
Hình 1.3. Sơ đồ khối của Atmega16
1.1.5. Ưu điểm của Atmega 16
Là vi điều khiển 8 bit với tiêu thụ điện năng thấp dựa trên kiến trúc RISC
(Reduced Instruction Set Computer). Vào ra Analog – digital và ngược lại. Với
công nghệ này cho phép các lệnh thực thi chỉ trong một chu kì xung nhịp, vì thế tốc
độ xử lý dữ liệu có thể đạt đến 1 triệu lệnh trên giây ở tần số 1Mhz. Vi điều khiển
này cho phép người thiết kế có thể tối ưu hoá chế độ tiêu thụ năng lượng mà vẫn
đảm bảo tốc độ xử lý.
AVR có tập lệnh phong phú với số lượng với 32 thanh ghi làm việc chung với
nhau. Tất cả 32 thanh ghi đều được nối trực tiếp với ALU (Arithmetic Logic Unit),
cho phép 2 thanh ghi truy cập độc lập trong một chỉ lệnh đơn trong một chu kỳ xung
nhịp. Kiến trúc đạt được có tốc độ xử lý nhanh gấp 10 lần vi điều khiển dạng CISC
(Complex Instruction Set Computer) thông thường.
Atmega 16 được hỗ trợ đầy đủ phần mềm và công cụ phát triển hệ thống bao gồm:
Trình dịch Assembly như AVR studio của Atmel, trình dịch C như win AVR,
-7-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
CodeVisionAVR C, ICCAVR. C - CMPPILER của GNU… Trình dịch C đã được nhiều
người dùng và đánh giá tương đối mạnh, dễ tiếp cận đối với những người bắt
đầu tìm hiểu AVR, đó là trình dịch CodeVisionAVR C. Phần mềm này hỗ trợ
nhiều ứng dụng và có nhiều hàm có sẵn nên việc lập trình tốt hơn.
1.1.6. Tính năng của Atmega16
- Được chế tạo theo kiến trúc RISC hiệu suất cao mà điện năng tiêu thụ thấp.
- Tập lệnh gồm 131 lệnh, hầu hết đều chỉ thực thi trong 1 chu kì xung nhịp.
- Bộ nhân hai chu kì.
- 32 x 8 thanh ghi làm việc đa dụng.
- Hoạt động tĩnh.

- 16 MIPS với thông lượng 16MHz.
- 8KB Flash ROM lập trình được ngay trên hệ thống.
- Giao diện nối tiếp SPI có thể lập trình ngay trên hệ thống.
- Cho phép 1000 lần ghi/xóa.
- Bộ EEPROM 512 byte, cho phép 100000 lần ghi/xóa.
- 16 Kbyte bộ nhớ chương trình in-System Self - programmable Flash.
- Chu kì ghi/xóa (Write/Erase): 10000 Flash/ 100000 EEPROM.
- Độ bền dữ liệu 20 năm ở 85°C và 100 năm ở 25°C.
- Bộ nhớ SRAM 512 byte.
- Bộ biến đổi ADC 8 kênh, 10 bit.
- 32 ngõ I/O lập trình được.
- Bộ truyền nối tiếp bất đồng bộ vạn năng UART.
- Vcc = 2.7V đến 5.5V.
- Tốc độ làm việc: 8MHz đối với Atmega16L, 16MHz đối với Atmega16 tối đa.
- Tốc độ xử lý lệnh đến 8 MIPS ở 8 MHz nghĩa là 8 triệu lệnh trên giây.
- Bộ định thời gian thực (RTC) với bộ dao động và chế độ đếm tách biệt.
- 2 bộ Timer 8 bit và 1 bộ Timer 16 bit với chế độ so sánh và chia tần số tách biệt
và chế độ bắt mẫu.
- 4 kênh điều chế độ rộng xung PWM.
- Có đến 13 interrupt ngoài và trong.
- Bộ so sánh Analog.
- Bộ lập trình Watch dog timer.
- 6 chế độ ngủ: Idle, ADC Noise Reduction, Power - save, Power - down,
Standby và Extended Standby.
- Giao tiếp nối tiếp Master/Slave SPI.
1.1.7. Bộ định thời (Timer/ Counter)
Là một module định thời/đếm 8 bit, có đặc điểm sau:
-8-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
- Bộ đếm một kênh.

- Xóa bộ định thời khi trong mode so sánh (tự động nạp).
- Tạo tần số.
- Bộ đếm sự kiện ngoài.
- Bộ chia tần 10 bit.
- Nguồn ngắt tràn bộ đếm và so sánh.
1.1.8. Ngắt của bộ định thời Timer
Hình 1.4. Ngắt của bộ định thời
Ngắt là sự đáp ứng những sự kiện bên trong và bên ngoài nhằm thông báo cho
bộ vi điều khiển biết thiết bị đang cần được phục vụ.
Nhìn vào tiến trình của hàm main và có ngắt: Chương trình chính đang chạy,
ngắt xảy ra thì sẽ thực hiện hàm ngắt rồi quay lại chương trình chính. Thời gian thực
hiện hàm ngắt rất nhỏ cho nên thời gian thực hiện hàm ngắt không ảnh hưởng gì đến
chức năng của hàm chính.
1.1.9. Giao tiếp USART
USART - Bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và bất đồng bộ phổ dụng. Đây là
khối chức năng dùng cho việc truyền thông giữa vi điều khiển với các thiết bị khác.
Trong vấn đề truyền dữ liệu đó, có thể phân chia cách thức truyền dữ liệu ra 2 chế độ
cơ bản là: Chế độ nhận đồng bộ và chế độ nhận bất đồng bộ. Ngoài ra, nếu có góc độ
phần cứng thì có thể phân chia theo cách khác đó là: Truyền nhận dữ liệu theo kiểu nối
tiếp và song song.
Quá trình truyền USART: Việc truyền dữ liệu nối tiếp ra ngoài thông qua chân
TxD. Một quá trình truyền dữ liệu từ MCU đi được khởi tạo bằng việc viết dữ liệu vào
thanh ghi đệm dữ liệu UDR, sau đó dữ liệu được chuyển tới thanh ghi dịch bộ phát khi
thanh ghi dịch đã sẵn sàng truyền một byte mới. Các bit start và stop được bổ sung vào
khung dữ liệu trong thanh ghi này với thiết đặt từ thanh ghi điều khiển bộ phát. Cũng
như vậy bit thứ 9 (nếu có) có thể được thêm vào TXB8 trong thanh ghi UCSRB trước
-9-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
khi byte thấp của ký tự được viết vào UDR. Khi thanh ghi dịch dịch hết dữ liệu (đã
được điều chế) ra thế giới bên ngoài thông qua chân TxD, nó sẽ sẵn sàng nhận dữ liệu

mới nếu nó đang ở trạng thái rỗi hoặc ngay lập tức sau khi bit stop cuối cùng của
khung trước đó được truyền đi. Lưu ý rằng dữ liệu được dịch ra ngoài với bit LSB
trước, cuối cùng là MSB.
Quá trình nhận USART: Phần mềm cho phép thanh ghi dịch nhận dữ liệu nối
tiếp từ thế giới bên ngoài thông qua chân RxD (PD0). Bộ đếm bắt đầu tiếp nhận dữ
liệu khi dò được một bit start. Sau khi dò được bit stop đầu tiên dữ liệu được chuyển
đến thanh ghi UDR (bộ đếm dữ liệu bộ thu) không có các Start và Stop bits theo dạng
song song để vào CPU.
1.2. Tổng quan về công nghệ GSM
1.2.1. 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 cấu 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 việc 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 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 với 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.
1.2.2. Đặc điểm của công nghệ GSM
Cho phép gửi 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 giữa 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
-10-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
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 đa 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).
1.2.3. Cấu trúc của mạng GSM
Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:
+ Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem): Thực hiện
chuyển mạch giữa các thuê bao di động và giữa thuê bao di động với các thuê bao của
mạng cố định.
Hình 1.5. Cấu trúc của mạng GSM
+ Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem): Điều khiển kết nối vô tuyến
với trạm di động.
+ Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem): Đảm bảo chức
năng vận hành và thiết lập mạng.
+Trạm di động MS (Mobile Station): Được người thuê bao mang theo.

* Các thành phần của công nghệ mạng GSM
AUC (): Trung tâm nhận thức ULR (): Bộ ghi định vị tạm trú.
HLR (): Bộ ghi định vị thường trú.
EIR (): Bộ ghi nhận dạng thiết bị
MSC (): Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ mạng.
BSC (): Bộ điều khiển trạm gốc BTS (): Trạm thu phát gốc.
-11-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
NSS (): Phân hệ chuyển mạch BSS (): Phân hệ trạm gốc
MS (): Trạm di động.
OSS (): Phân hệ khai thác bảo dưỡng.
PSPDN (): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói
CSPDN (): Mạng số liệu công cộng chuyển mạch kênh
PSTN (): Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng.
PLMN (): Mạng di động mặt đất.
ISDN (): Mạng số dịch vụ tích hợp
OMC (): Trung tâm khai thác và bảo dưỡng.
Hình 1.6. Các thành phần mạng GSM
1.2.4. Sự phát triển của công nghệ GSM ở 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 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 cấp dịch vụ theo công nghệ GSM.
Cho tới thời điểm này, thị trường thông tin di động của Việt Nam đã có khoảng
70 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.
1.3. Tổng quan về SMS

1.3.1. Giới thiệu về SMS
SMS là từ viết tắt của Short Message Service. Đó là một công nghệ cho
phép gửi và nhận các tin nhắn giữa các điện thoại với nhau. 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 Communication). Một thời gian sau đó, nó phát triển sang
-12-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
công nghệ wireless như CDMA và TDMA. Các chuẩn GSM và SMS có nguồn gốc
phát triển bởi ETSI (European Telecommunication Standards Institute).
Ngày nay 3GPP (Third Generation Partnership Project) đang giữ vai trò kiểm
soát về sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS.
Như chính tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, dữ liệu có thể được lưu
giữ bởi một SMS là rất giới hạn. Một SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ
liệu. Vì vậy, một SMS có thể chứa:
- 160 ký tự nếu mã hóa ký tự 7 bit được sử dụng (phù hợp với mã hóa các ký tự
latin như alphatet của tiếng Anh).
- 70 ký tự nếu như mã hóa ký tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng (dùng cho
các ký tự không phải mã latin như chữ Trung Quốc…).
SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể hoạt động tốt với
nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm Arabic, Trung Quốc, Nhật
Bản, Hàn Quốc…
Bên cạnh gửi tin nhắn dạng text thì tin nhắn còn có thể mang dữ liệu dạng binary.
Nó cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác…tới điện thoại khác.
1.3.2. Cấu trúc một tin nhắn SMS
Nội dung của 1 tin nhắn SMS khi được gửi đi chia làm 5 phần như sau:
Instructions to air interface: Chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface (giao diện
không gian).
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 (optional): Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM.

Message body: Nội dung tin nhắn SMS .
Bảng 1.1. Cấu trúc của 1 tin nhắn SMS
Instructions
to air
interface
Instructions to
SMSC
Instructions to
handset
Instructions to
SIM (optional)
Message
Body
1.3.3. Ưu điểm của SMS
Tin nhắn có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào.
Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại dù chúng đang bị tắt nguồn.
Ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với người khác.
Được sử dụng trên các điện thoại di động khác nhau và có thể gửi cùng mạng
hoặc khác mạng đều được.
Phù hợp với các ứng dụng wireless sử dụng cùng với nó như: Chức năng SMS
được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại sử dụng công nghệ GSM, có thể gửi nhạc
chuông, hình ảnh… hỗ trợ chi trả các dịch vụ trực tuyến download nhạc chuông….
1.3.4. Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài
Để khắc phục khuyết điểm mang lượng giới hạn dữ liệu, một mở rộng mới ra
đời đó là SMS chuỗi (SMS dài). Một SMS dạng text dài có thể chứa nhiều hơn 160 ký
-13-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
tự theo chuẩn dùng trong tiếng Anh. SMS chuỗi có cơ cấu hoạt động như sau: Điện
thoại di động sẽ chia tin nhắn dài ra thành nhiều phần nhỏ và sau đó gửi các phần nhỏ
này như 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 với SMS ở các thiết bị
có sử dụng sóng wireless.
1.3.5. SMS center/SMSC (Trung tâm tin nhắn)
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 đi 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 điện 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 vị 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 thống 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.
1.3.6. 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 nhỏ hơn hoặc bằng chi phí cho việc gửi tin nhắn
SMS quốc tế.
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.
-14-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
1.3.7. SMS gateway (Cửa ngõ SMS)
Một khó khăn của SMS là các SMSC (trung tâm tin nhắn) được phát triển, xây
dựng bởi các công ty sử dụng giao thức truyền thông riêng của họ và hầu hết các giao
thức này thuộc quyền sở hữu riêng. Ví dụ như Nokia có một giao thức SMSC là
CIMD, nhà điều hành CMG lại có giao thức SMSC là EMI. Chúng ta không thể kết
nối hai SMSC nếu chúng không có cùng giao thức SMSC. Để giải quyết vấn đề này,
một SMS gateway được đặt giữa hai giao thức SMSC khác nhau. Gateway này hoạt
động ở hai sóng mang khác nhau để có thể gửi SMS cho nhau mà không gặp bất kỳ trở
ngại nào.
Hình 1.7. Giao tiếp SMS Gateway
1.4. Giới thiệu Module SIM900
Hình 1.8. Hình ảnh của Module SIM900
SIMCom giới thiệu Module Sim900 là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ
gọn, được thiết kế cho thị trường toàn cầu. SIM900 hoạt động được ở 4 băng tần GSM
850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz như là một loại thiết bị
đầu cuối với một Chip xử lý đơn nhân đầy sức mạnh, tăng cường các tính năng quan
trọng dựa trên nền vi xử lý ARM926EJ-S, cho bạn nhiều lợi ích từ kích thước nhỏ gọn
(24x24 mm), đáp ứng những yêu cầu về không gian trong các ứng dụng M2M.
-15-

Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
Hình 1.9. Sơ đồ chân của SIM900
GSM Module SIM900là một sản phẩm do AT-COM phát triển nhằm giúp
người sử dụng có thể khai thác các tính năng của SIM900 một cách dễ dàng. Board hỗ
trợ khá đầy các ngõ ra của Module SIM900 ( RS232, Audio, ADC, VRTC, PWM,
I2C ). Dễ kết nối với các dòng vi điều khiển như PIC, AVR, ARM, Arduino để phát
triển các ứng dụng điều khiển, giám sát qua môi trường mạng GSM, GPRS. Ngõ ra
RS232 giúp giao tiếp máy tính và lập trình cho Module SIM900 thông qua tập lệnh
AT COMMAND.
Hình 1.10. Tổng quan Module SIM900
1.4.1. Đặc điểm kĩ thuật của GSM Module SIM900
* Module GSM/GPRS SIM900:
- Quad-Band 850/900/1800/1900MHz.
- GPRS multi-slot class 10.
- Control via AT commands.
-16-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
* Điện áp hoạt động:
- Nguồn xung dùng IC LM2596 cho dòng tải 3A, tần số đáp ứng 150Khz .
- Điện áp ngõ vào: 7-12V DC.
- Điện áp ngõ ra : 4.5V, 4V, 3.3V chọn bằng “jumper select “ trên mạch.
* Giao tiếp máy tính:
- Cổng USB 2.0 kiểu B cho phép SIM900 giao tiếp máy tính.
- Sử dụng IC FT232RL chuyển đổi USB TO UART.
Hình 1.11. Cổng giao tiếp của Module SIM900
GSM Module SIM900A với ngõ ra chuẩn RS232 giúp người sử dụng dễ dàng
giao tiếp với Module SIM900A thông qua tập lệnh AT COMMAND. Có thể kết nối
với vi điều khiển lập trình ứng dụng trên SIM900A hoặc giao tiếp với máy tính để
kiểm tra SIM900A sử dụng các phần mềm Terminal.
Hình 1.12. Cổng giao tiếp của RS232

Dễ dàng kết nối module SIM900A với máy tính sử dụng mạch chuyển đổi USB
TO UART.
-17-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
Hình 1.13. Kết nối giao tiếp
1.4.2. Các tính năng chính của SIM900
Bảng 1.2. Mô tả tính năng của SIM900
Tính năng Mô tả thực thi
Nguồn cung cấp Sử dụng điện áp từ 3.4. đến 4.5V
Nguồn tiết kiệm Sử dụng điển hình ở chế độ ngủ với dòng 1,5mA
Các dải tần hoạt động
GSM850, EGSM900, DCS1800, PCS1900 có thể
tìmthấy các dải tần một cách tự động. Các dải tần
có thểđược thiết lập bởi câu lệnh AT.
Tương thích với pha GSM 2/2+
Dải nhiệt độ
Hoạt động bình thường ở -30 đến 80 độ C
Hoạt động hạn chế ở -40 đến 30 và 80 đến 85 độ C
Nhiệt độ lưu trữ là -45 đến 90 độ CDữ liệu GPRSCSD
Dữ liệu GPRS - CSD
Truyền dữ liệu xuống lớn nhất là 85.6 kbps
Truyền dữ liệu lên lớn nhất 42.8 kbps
Mã hóa chương trình CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
SIM900 hỗ trợ các giao thức PAP( Giao thức xác
nhậnmật mã) thường được sử dụng trong các kết nối
PPP.SIM900 được tích hợp giao thức TCP/IP
Cung cấp gói chuyển mạch kênh điều khiển
quảng bá(PBCCH).
Các tốc độ truyền CSD: 2.4, 4.8, 9.6, 14.4 kbps,
khôngtrong suốt

Hỗ trợ dịch vụ dữ liệu bổ xung phi cấu trúc
Tính năng Mô tả thực thi
-18-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
Lớp GMS MS nhỏ
Công suất truyền tải
Lớp 4(2W) ở GSM850 và EGSM 900
Lớp 1(1W) ở DCS 1800 và PCS 1900Kết nối GPRS
Kết nối GPRS
GPRS nhiều khe mặc định trong lớp 10
GPRS nhiều khe tùy chọn ở lớp 8
GPRS trạm di động lớp BDải nhiệt độ
SMS
MODULE, MO, CB, Text và chế độ PDU
Lưu trữ SMS: thẻ SIM
FAX Nhóm 1 lớp 3
Giao tiếp SIM Cung cấp thẻ SIM: 1.8, 3V
Đồng hồ thời gian thực Được triển khai khi thực hiện
Chức năng định thời Lập trình thông qua lệnh AT
Tính năng Audio
-Các chế độ mã hóa tiếng nói:
-Một nửa tốc độ(ETS 06.20)
-Tốc độ đầy đủ(ETS 06.11)
-Nâng cao tốc độ đầy
đủ(ETS06.50/ 06.60/06.80)
-Đa tốc độ thích nghi(AMR)
-Triệt tiếng dội
-Triệt nhiễu
Cổng nối tiếp và cổng
gỡ lỗi

Cổng nối tiếp:
Giao tiếp modem 8 dây với các đường trạng thái
vàđường dữ liệu, không cân bằng, không đồng bộ.
1.2 kbps đến 11.52 kbps
Cổng nối tiếp có thể sử dụng được cho lệnh AT vàluồng
dữ liệu.
Hỗ trợ RTS/CTS bắt tay phần cứng và phần mềm
điềukhiển luồng ON/OFF.
Kết hợp khả năng theo giao thức hợp kênh GSM 07.10
Hỗ trợ các tốc độ baud tự động từ 1200 bps
đến115200bps.
Cổng gỡ lỗi (debug)
Giao tiếp 2 dây trống DBG_TXD và DBG_RXD
Có thể sử dụng để gỡ lỗi hoặc cập nhật Fireware
Tính năng Mô tả thực thi
-19-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
Đặc điểm vật lý
Kích cỡ: 24mmx24mmx3mm.
Trọng lượng 3.4g
Cập nhật Firm ware Cập nhật Firmware bởi cổng gỡ lỗi
An-ten ngoài Bộ đệm an-ten
Quản lý danh bạ
Quản lý danh bạCung cấp các kiểu danh bạ:SM, FD,
LD, RC,ON, MC
Bộ công cụ áp dụng cho
SIM
Cung cấp SAT lớp 3, GSM 11.14 release 99
1.4.3. Các chế độ hoạt động
Bảng 1.3. Các chế độ hoạt động của SIM900

Chế độ Chức năng
GSM/GPRSSLEEP
Chế độ ngủ GSM/GPRS: Module sẽ tự động trở về chế độ
ngủ, trong điều kiện chế độ ngủ được kích hoạt và không
có không khí và ngắt phần cứng( như ngắt GPIOvà dữ
liệu trên cổng nối tiếp). Trong các điều kiện nàydòng điện
cung cấp sẽ là thấp nhất. Trong chế độ ngủ,module vẫn có
thể nhận gói dữ liệu và SMS.
GMS IDLE
Phần mềm được hiệu hóa. Module được đăng ký tới mạng
GMS và các module sẵn sàng để kết nối.
GMS TALK
Kết nối giữa hai thuê bao trong tiến trình. Trong trường
hợp này công suất tiêu thụ độc lập trên mạng thiết lập như
DTXon/off FR/EFR/HR, nhảy chuỗi, an-ten.
GPRS STANDBY
Module sẵn sàng cho module truyền dữ liệu GPRS, dù
khôngcó dữ liệu trên dòng gửi và nhận. Trong trường hợp
này, côngsuất tiêu thụ trên mạng được thiết lập và cấu
hình GPRS.
GPRSDATA
Có dữ liệu truyền GPRS(PPP hoặc TCP và UDP) trong
tiếntrình. Trong điều kiện này, công suất tiêu thụ liên
quan tới thiếtlập mạng. Tốc độ dữ liệu lên, xuống và cấu
hình GPRS.
Công suất xuống
Bình thường công suất xuống được gửi bởi lệnh AT là
“AT+CPOWD=1” hoặc sử dụng PWRKEY. Đơn vị quản
lýcông suất thực hiện bật và tắt module. Phần mềm được
kích hoạt khi có kết nối tới nguồn pin và cổng nối tiếp.

Chế độ chức năng
nhỏ nhất
Lệnh AT “ AT+CFUN” được sử đụng để thiết lập cho
modulecung cấp nguồn thấp nhất. Trong chế độ này phần
RF và SIMcard sẽ không truy nhập được. Cổng nối tiếp
vẫn truy nhậpđược.
1.4.4. Tập lệnh AT của SIM900
Các modem được sử dụng từ những ngày đầu của sự ra đời của máy tính. Từ
modem là một từ được hình thành từ hai từ modulator và demodulator. Và định nghĩa
-20-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
đặc trưng này cũng giúp ta hình dung được phần nào là thiết bị này sẽ làm cái gì. Dữ
liệu số 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 thứ hai điều chế dữ liệu đến và xúc tiến, duy trì nó.
Khi chúng ta xem trong RS232 port layout thì chuẩn RS232 miêu tả một kênh
truyền thông với bộ kết nối 25 chân DB25, nó được thiết kế để thực thi quá trình
truyền các lệnh đến modem được kết nối. Thao tác này bao gồm cả lệnh quay một số
điện thoại nào đó. Không máy đó là các quá trình dùng RS232 với chi phí thấp này chỉ
thể hiện trên các máy tính ở các hộ gia đình trong những năm 70 và kênh truyền thông
thứ 2 không được thực thi.
Thế nên nhất thiết phải có một phương pháp được thiết lập để sử dụng kênh dữ
liệu hiện tại để không chỉ truyền dữ liệu từ một điểm đầu cuối này tới một điểm đầu
cuối khác mà nó còn nhắm tới modem duy nhất. Dennis Hayes đã đưa ra giải pháp cho
vấn đề này trong năm 1977.
Modem thông minh của ông sử dụng chuẩn truyền thông RS232 đơn giản kết
nối tới một máy tính để truyền cả câu lệnh và dữ liệu. Bởi vì mỗi câu lệnh bắt đầu với
chữ AT trong chữ Attention nên ngôn ngữ điều khiển được định nghĩa bởi Hayes
nhanh chóng được biết đến với bộ lệnh Hayes AT.
Chính vì sự đơn giản và khả năng thực thi với chi phí thấp của nó, bộ lệnh

Hayes AT nhanh chóng được sử dụng phổ biến trong các modem của các nhà sản xuất
khác nhau. Khi chức năng và độ tích hợp của các modem ngày càng tăng theo thời
gian nên làm cho ngôn ngữ lệnh Hayes AT cũng phức tạp. Vì thế nhanh chóng mỗi
nhà sản xuất modem đã sử dụng ngôn ngữ riêng của ông ấy. Ngày nay bộ lệnh AT bao
gồm cả các lệnh về dữ liệu, fax, voice và các truyền thông SMS.
Các lệnh AT là các hướng dẫn được sử dụng để điều khiển một modem. AT
là một cách viết gọn của chữ Attention. Mỗi dòng lệnh của nó bắt đầu với “AT”
hay “at”. Đó là lý do tại sao các lệnh modem được gọi là các lệnh AT. Nhiều lệnh
của nó được sử dụng để điều khiển các modem quay số sử dụng dây nối (wired
dial-up modems), chẳng hạn như ATD (Dial), ATA (Answer), ATH (Hool control)
và ATO (return to online data state), cũng được hỗ trợ bởi các modem GSM/GPRS
và các điện thoại di động.
Bên cạnh bộ lệnh AT thông dụng này, các modem GSM/GPRS và các điện
thoại di động còn được hỗ trợ bởi một bộ lệnh AT đặc biệt đối với công nghệ GSM.
Nó bao gồm các lệnh liên quan tới SMS như AT+CMGS (gửi tin nhắn SMS),
AT+CMSS (gửi tin nhắn SMS từ một vùng lưu trữ), AT+CMGL (chuỗi liệt kê các tin
nhắn SMS) và AT+CMGR (đọc tin nhắn SMS). Ngoài ra, các GSM còn hỗ trợ một bộ
lệnh AT mở rộng. Những lệnh AT mở rộng này được định nghĩa trong các chuẩn của
GSM. Với các lệnh AT mở rộng này, bạn có thể làm một số thứ như sau:
- Đọc, viết, xóa tin nhắn
- Gửi tin nhắn SMS
- Kiểm tra chiều dài tín hiệu
- Kiểm tra trạng thái sạc pin và mức sạc của pin
-21-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
- Đọc, viết và tìm kiếm về các mục danh bạ
- Số tin nhắn SMS có thể được thực thi bởi một modem SMS trên một phút thì
rất thấp, nó chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin nhắn SMS trên 1 phút.
1.4.5. Các lệnh khởi tạo GMS Module SIM900
- Lệnh AT <cr>

Nếu lệnh thực hiện được thì trả về:
OK
Bắt đầu thực hiện lệnh tiếp theo.
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+ CMS ERROR <err>
- Lệnh AT+CMGF=[<mode>] <cr>
Nếu lệnh thực hiện được thì trả về:
OK
<mode> : 0 dạng dữ liệu PDU
1 dạng dữ liệu kiểu text
Nếu lệnh không được thực hiện thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
- Lệnh AT & W [<n>]
Nếu lệnh thực hiện được thì trả về:
OK
Lưu cấu hình cho GSM Module SIM 900
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
- Lệnh ATE [<value>]
Nếu lệnh thực hiện được thì trả về:
OK
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
1.4.6. Các lệnh xử lý cuộc gọi
- Lệnh quay số:
ATD <cr>
Ví dụ: Muốn quay số tới số điện thoại 0972596455 thì ta gõ lệnh
ATD0972596455; <cr>
<cr>: Enter
- Lệnh nhấc máy

ATA <cr>
Ví dụ: Khi có số điện thoại nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên module SIM
900, ta muốn nhấc máy để kết nối thì gõ lệnh
-22-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
ATA < cr>
- Lệnh bỏ cuộc gọi
ATH < cr>
Ví dụ: Khi có số điện thoại nào đó gọi đến số điện thoại được gắn trên module SIM
900, ta không muốn nhấc máy mà từ chối thì gõ lệnh
ATH < cr>
1.4.7. Các lệnh về SMS
- Lệnh xóa tin nhắn
AT+CMGD
Ví dụ: Muốn xóa một tin nhắn nào đó được lưu trên sim thì ta thực hiện lệnh sau:
AT+CMGD=<index> <cr>
<index>: Vị trí ngăn nhớ lưu tin nhắn
Nếu lệnh thực hiện được thì trả về:
OK
Nếu lệnh không thực hiện được thì trả về dạng:
+CMS ERROR <err>
- Lệnh đọc tin nhắn
AT+CMGR=<index> [,mode] <cr>
<index>: Số nguyên, đó là vị trí ngăn nhớ chứa tin nhắn cần đọc
<mode>: 0 dạng dữ liệu PDU
1 dạng dữ liệu kiểu text
Nếu lệnh thực hiện được thì kiểu dữ liệu trả về dưới dạng text (mode=1)
Nếu dữ liệu trả về dạng PDU (mode=0)
+CMGR: <stat> [<alpha>], <length><CR><LF><pdu>
Nếu lệnh bị lỗi thì trả về dưới dạng:

+CMS ERROR <err>
- Lệnh gửi tin nhắn SMS
AT+CMGS
Nếu gửi tin nhắn dưới dạng text:
(+CMGF=1)
+CMGS=<da> [,<toda>] <CR> text is entered <ctrl-Z/ESC>
Nếu gửi tin nhắn dưới dạng PDU:
(+CMGF=0)
+CMGS=<length> <CR> PDU is given <ctrl-Z/ESC>
- Lệnh được thực hiện thành công thì dữ liệu trả về:
Dạng text: +CMGS: <mr>
OK
1.4.8. Các lệnh về GPRS
-23-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
- AT+CGATT: Lệnh gán hay tách thiết bị khỏi GPRS
- AT+CGDCONT: Định nghĩa dạng PDP
- AT+CGQMIN: Chất lượng dịch vụ ở mưc thấp
- AT+CGQREQ: Chất lượng dịch vụ
- AT+CGREG: Tình trạng đăng ký của mạng
- AT+CGCOUNT: Đếm gói dữ liệu vào
1.4.9. Những lệnh cho TCPIP, cho Toolkit
Lệnh bắt đầu kết nối TCP hay UDP
AT+CIPSTART=<mode>, [<IPaddress>, <do main name>], <port>
Trong đó:
<mode>: Tham số báo kiểu kết nối TCP hay UDP
<IPaddress>: Địa chỉ IP của người điều khiển từ xa
<port>: Cổng kết nối
<do main name>: Tên miền của người điều khiển từ xa
Nếu lệnh thực hiện đúng thì lệnh trả về: CONNECT OK

1.4.10. Các lệnh khác
- Lệnh nghỉ
AT+CFUN
Ví dụ: Muốn tắt hết chức năng liên quan đến truyền nhận sóng RF và chức năng liên
quan đến sim thì gõ lệnh:
AT+CFUN=0 <cr>
OK
- Lệnh chuyển từ chế độ nghỉ sang chế độ hoạt động bình thường
AT+CFUN
Ví dụ: Sim đang ở chế độ nghỉ ta muốn chuyển sang chế độ hoạt động bình thường thì
gõ lệnh:
AT+CFUN=1 <cr>
OK
- Lệnh reset mode
ATZ <cr>
OK
- Lệnh tắt chế độ echo
ATE0 <cr>
-24-
Đồ án tốt nghiệp Ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông
1.4.11. Các lệnh kiểm tra ban đầu
- Lấy thông tin cơ bản về điện thoại di động hay modem GSM/GPRS. Ví dụ như
tên của nhà sản xuất (AT+CGMI), số model (AT+CGMM), số IMEI (International
Mobile Equipment Identity) (AT+CGSN) và phiên bản phần mềm (AT+CGMR).
- Lấy thông tin cơ bản về những người kí tên dưới đây.
Ví dụ: MSISDN (AT+CNUM) và số IMS (International Mobile Subacriber
Tdentity) (AT+CIMI).
- Lấy thông tin trạng thái hiện tại của điện thoại di động hay modem GSM/GPRS.
Ví dụ như trạng thái hoạt động của điện thoại (AT+CPAS), trạng thái đăng ký mạng
mobile (AT+CREG), chiều dài sóng radio (AT+CSQ), mức sạc pin và trạng thái sạc

pin (AT+CBC).
- Đọc (AT+CPBR), viết (AT+CPBW) hay tìm kiếm (AT+CPBF) các mục về
danh bạ điện thoại (phonebook).
- Thực thi các nhiệm vụ liên quan tới an toàn, chẳng hạn như mở hay đóng các
khóa chức năng (AT+CLCK), kiểm tra xem một chức năng được khóa hay chưa
(AT+CLCK), và thay đổi password (AT+CPWD).
- Điều khiển hoạt động của các mã kết quả/ các thông báo lỗi của các lệnh AT. Ví
dụ, bạn có thể điều khiển cho phép hay không cho phép kích hoạt hiển thị thông báo
lỗi (AT+CMEE) và các thông báo lỗi nên hiển thị theo dạng số hay theo dạng dòng
chữ (AT+CMEE=1 hay AT+CMEE=2).
- Thiết lập hay thay đổi cấu hình của điện thoại di động hay modem GSM/
GPRS. Ví dụ thay đổi mạng GSM (AT+COPS), loại dịch vụ của bộ truyền tin
(AT+CBST), các thông số protocol liên kết với radio (AT+CRLP), địa chỉ trung tâm
SMS (AT+CSCA), và khu vực lưu trữ các tin nhắn SMS (AT+CPMS).
- Lưu và phục hồi các cấu hình của điện thoại di động hay modem GSM/ GPRS.
Ví dụ như (AT+COPS) và phục hồi (AT+CRES) các thiết lập.
1.5. Giao tiếp cổng kết nối RS232
1.5.1. Giới thiệu về chuẩn RS232
Cổng nối tiếp được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều giữa máy tính và ngoại
vi, có các ưu điểm sau:
- Khoảng cách truyền xa hơn truyền song song.
- Số dây kết nối ít.
- Có thể truyền không dây dùng hồng ngoại.
- Có thể ghép nối với vi điều khiển hay PLC (Programmable Logic Device).
- Cho phép nối mạng.
- Có thể tháo lắp thiết bị trong lúc máy tính đang làm việc.
- Có thể cung cấp nguồn cho các mạch điện đơn giản
Các thiết bị ghép nối chia thành 2 loại: DTE (Data Terminal Equipment) và
DCE (Data Communication Equipment). DCE là các thiết bị trung gian như MODEM
còn DTE là các thiết bị tiếp nhận hay truyền dữ liệu như máy tính, PLC, vi điều khiển,

-25-