Thiết kế và thi công hệ thống thuyết minh tự động sử dụng RF và GPS

Lời cam đoan
Lời cam đoan
Em xin cam đoan nội dung của đồ án này không là bản sao chép của bất kì
đồ án hay công trình nghiên cứu nào đã có từ trước. Nếu vi phạm em xin chịu hoàn
toàn trách nhiệm.

Ngày 02 tháng 06 năm 2014
Sinh viên thực hiện
(ký và ghi rõ họ tên)

Page 1


Lời cam đoan

Danh sách thành viên trong nhóm
STT
1
2

Họ và tên
Trần Văn Tài
Nguyễn Tấn Trung

Lớp
09DT2
09DT2

Mã sinh viên
106142091139
106142091149

Phân công nhiệm vụ
1. Nhiệm vụ chung :
- Tìm hiểu lý thuyết và xây dựng thuật toán .
- Làm Slide
- Thi công mạch, lắp ráp mô hình demo.
- Lập trình code hàm main cho cả thiết bị cố định và di động.
2. Nhiệm vụ riêng:
- Trần Văn Tài.
a) Phần cứng :Tìm hiểu module GPS, LCD nokia 5110.
b) Phần mềm:
-

Code đọc dữ liệu tọa độ từ GPS.

-

Code xuất ra màn hình LCD.

- Nguyễn Tấn Trung.
a) Phần cứng:Tìm hiểu thẻ nhớ SD card, module thu phát RF.
b) Phần mềm:
-

Code đọc file âm thanh ra loa.
Code mã hóa và giả mã truyền dữ liệu qua RF.

Lời cam đoan………………………………………………………………………...1
Page 2

Lời cam đoan
Phân công nhiệm vụ………………………………………………………………....2
Doanh mục từ viết tắt………………………………………………………………..6
Lời mở đầu…………………………………………………………………………..7
Chương 1: Tổng quan………………………………………………………….……8
1.1.Giới thiệu chương………………………………………………………...……..8
1.2.Thực trạng và tiềm năng của ngành du lịch Việt Nam…………………...……..8
1.3.Mô tả đề tài………………………………………………………………….…11
1.4.Yêu cầu của đề tài……………………………………………………………...13
1.5.Ý nghĩa của đề tài……………………………………………………………....13
1.6.Khả năng ứng dụng của đề tài………………………………………………….15
1.7.Tổng kết chương……………………………………………………………….17
Chương 2: Cơ sở lý thuyết ………………………………………………………...18
2.1.Giới thiệu chương……………………………………………………………...18
2.2.Modulle SIM 908………………………………………………………………18
2.2.1.Giới thiệu…………………………………………………………………….18
2.2.2.Đặt điểm kĩ thuật…………………………………………………………….19
2.2.3.Ứng dụng……………………………………………………………………..20
2.2.4.Hướng dẫn sử dụng…………………………………………………………..20
2.3.Vi điều khiển MSP430F5510…………………………………………………..21
2.3.1.Giới thiệu…………………………………………………………………….21
2.3.2.Bộ xử lý trung tâm –CPU…………………………………………………....22
2.3.3.Chế độ hoạt động…………………………………………………………….22
2.3.4.Tổ chức bộ nhớ……………………………………………………………....23
2.3.5.Bộ định thời…………………………………………………………………..24
2.3.6.UART………………………………………………………………………...27
2.3.7.SPI……………………………………………………………………………27
2.4.Module phát RF………….…………………………………………………….28
2.4.1.Khái niệm sóng RF…………………………………………………………..28

2.4.2. Cách tạo sóng RF……………………………………………………………28
Page 3


Lời cam đoan
2.4.3.Module RF thu MX_05V và module RF phát MX_FS_03V………………..29
2.5.Cấu trúc thẻ nhớ MMC/SD…………………………………………………….31
2.5.1.Giới thiệu…………………………………………………………………….31
2.5.2.Cấu trúc phân vùng dữ liệu trong thẻ nhớ SD card…………………………..32
2.5.3.Cấu trúc file wav……………………………………………………………..39
2.6.Tổng kết chương…………………………...…………………………………..40
Chương 3: Thiết kế hệ thống……………………………………………………….41
3.1.Giới thiệu chương……………………………………………………………...41
3.2.Mô hình hệ thống và sơ đồ khối………………………………………………..41
3.2.1.Mô hình hệ thống…………………………………………………………….41
3.2.2.Sơ đồ khối thiết bị cố định…………………………………………………...42
3.2.3.Sơ đồ khối thiết bị di động…………………………………………………...42
3.3.Hoạt động của thiết bị cố định………………………………………………....44
3.3.1.Sơ đồ kết nối MSP430F551với module RFphát MX-FS-03V và hoạt động...44
3.3.2.Mã hóa tín hiệu………………………………………………………………45
3.4.Hoạt động của thiết bị di động…………………………………………………46
3.4.1.Hoạt động của module sim 908……………………………………………....46
3.4.1.1. Cấu hình MSP430F5510 giao tiếp UART với Sim908…………………...46
3.4.1.2. Cách truyền nhận chuỗi lệnh AT của vi điều khiển……………………….49
3.4.1.3. Các lệnh AT sử dụng trong đồ án…………………………………………49
3.4.2. Hoạt động của module RF thu MX-05V…………………………………….50
3.4.2.1. Sơ đồ kết nối với MSP430F5510 và hoạt động…………………………...50
3.4.2.2. Giải mã tín hiệu……………………………………………………………51
3.4.3. Hoạt động của SD card……………………………………………………...51
3.4.3.1.Cấu hình MSP430F5510 giao tiếp SPI với SD card……………………….51

3.4.3.2. Giao tiếp giữa MSP430F5510 với SD card……………………………….53
3.4.4. Giao tiếp giữa MSP430F5510 với LCD Nokia 5510………………………..54
3.5. Quá trình đọc flie âm thanh từ thẻ nhớ ra loa………………………………....55
3.5.1. Cách truy cập file âm thanh từ thẻ nhớ……………………………………...55
Page 4


Lời cam đoan
3.5.2. Đọc tín hiệu âm thanh ra loa ………………………………………………..56
3.5.3. Tách tín hiệu âm thanh từ chuỗi xung PWM………………………………..57
3.6. Sơ đồ kết nối module………………………………………………………….59
3.6.1.Sơ đồ kết nối cho thiết bị cố định……………………………………………59
3.6.2.Sơ đồ kết nối cho thiết bị di động……………………………………………59
3.7. Tổng kết chương………………………………………………………………60
Chương 4: Lưu đồ thuật toán………………………………………………………61
4.1.Giới thiệu chương………………………………………………………….......61
4.2.Lưu đồ thuật toán tổng quát…………………………………………………....61
4.2.1.Lưu đồ thuật toán cho thiết bị cố định (cảm biến)…………………………...61
4.2.2.Lưu đồ thuật toán cho thiết bị di động……………………………………….62
4.3.Chương trình chính…………………………………………………………….63
4.3.1.Chương trình chính của thiết bị cố định……………………………………...63
4.3.2.Chương trình chính của thiết bị di động……………………………………..64
4.4.Tổng kết chương……………………………………………………………….65
Kết luận và hướng phát triển ………………………………………………………67
Tài liệu tham khảo………………………………………………………………….69

Page 5


Lời cam đoan

Danh mục từ viết tắt
GPS

Global Positioning System

RF

Radio Frequency

USART

Universal Asynchronous Serial Reveiver and Transmitter

SD

Secure Digital

UNESCO

United

Nations

Educational,

Scientific

and

Cultural

Organization
FM

Frequency Modulation

GSM

Global System for Mobile Communication

GPRS

General Packet Radio Service

PDU

Protocol Data Unit

UART

Universal Asynchronous Receiver – Transmitter

TI

Texas Instruments

RISC

Reduced Instructions Set Computer

ADC

Analog Digital Converter

CPU

Central Processing Unit

SPI

Serial Peripheral Interface

MOSI

Master Out - Slave In

PWM

Pulse Width Modulation

MISO

Master In - Slave Out

Page 6


Lời cam đoan

Lời mở đầu

Khi đi thăm quan ở các khu bảo tàng, di tích lịch sử có nhiều khu trưng bày
hiện vật, khách thăm quan lĩnh hội các thông tin này từ người hướng dẫn, để nâng
cao hiệu quả làm việc ở các khu du lịch này, cần phải tự động hóa trong việc hướng
dẫn khách du lịch. Xuất phát từ nhu cầu đó, sinh viên thực hiện đã chọn đề tài ”
thiết kế và thi công hệ thống thuyết minh tự động sử dụng RF và GPS’’ ứng dụng
trong các khu du lịch.
Đề tài này sẽ xây dựng một hệ thống thuyết minh tự động bao gồm thiết bị động và
thiết bị cố định.
Nội dung đề tài bao gồm có 4 chương :
Chương 1 :Tổng quan về hệ thống thuyết minh tự động.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương 3: Thiết kế hệ thống.
Chương 4: Giải thuật và kết quả thực hiện.
Trong quá trình thực hiện đề tài này, phương pháp nguyên cứu chủ yếu là
xây dựng lưu đồ thuật toán và lập trình cho thiết bị, từ đó thi công lắp ráp để tạo ra
hệ thống thuyết minh tự động để chứng minh tính đúng đắn của phần thiết kế và các
lưu đồ thuật toán vừa xây dựng.
Đề tài này mang tính ứng dụng thực tế, trong nước chưa từng áp dụng một hệ
thống này trong các khu du lịch. Qua đồ án, nhóm sinh viên thực hiện đã xây dựng
hệ thống thuyết minh tự động và đã vận hành chạy thử, việc thử nghiệm này đã đạt
được những kết quả sau: khi khách thăm quan đến gần khu trưng bày mang theo
thiết bị di động, thiết bị này sẽ phát ra file âm thanh thuyết minh về khu trưng bày
đó, khi đi ra khỏi khu vực trưng bày, thiết bị sẽ ngừng phát file âm thanh. Hi vọng
trong tương lai gần hệ thống này sẽ được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực du lịch,
góp phần nâng cao chất lượng của nền du lịch, dịch vụ nước nhà.

Page 7


Lời cam đoan

Chương 1:TỔNG QUAN
1.1.Giới thiệu chương:
Chương này nêu lên thực tế ngành du lịch Việt Nam chưa tương xứng với
tiềm năng hiện có của nó. Qua đó cần có những hỗ trợ từ nhiều lĩnh vực khác nhau
để phát triển ngành du lịch hiện nay. Việc áp dụng sự tự động hóa vào trong ngành
du lịch là một bước đi chiến lượt góp phần phát triển ngành này. Sự ra đời của hệ
thống thuyết minh tự động sẽ tạo ra nhiều lợi ích mà nó mang lại cho các khu du
lịch. Chương này sẽ mô tả sơ lược hoạt động của hệ thống thuyết minh tự động.Từ
đó đưa ra hướng ứng dụng của đề tài này.
1.2.Thực trạng và tiềm năng của ngành du lịch việt nam:
Những năm qua, thực hiện công cuộc đổi mới toàn diện đất nước, nền kinh tế
Việt Nam luôn luôn duy trì mức độ tăng trưởng khá cao, trong đó có đóng góp nổi
bật của ngành du lịch. Xác định du lịch là một trong những ngành kinh tế quan
trọng của đất nước, Chính phủ Việt Nam đã tập trung chỉ đạo các cấp, các ngành và
toàn xã hội phát huy tiềm năng và thế mạnh của đất nước để đẩy mạnh phát triển du
lịch. Hơn 10 năm trước đây, mức tăng trrưởng du lịch Việt Nam vẫn còn xếp vào
hàng cuối cùng trong khu vực, nhưng nay đã vươn lên hàng trung bình trung các
nước ASEAN. Năm 1994 Việt Nam mới chỉ đón 1 triệu khách quốc tế, đến năm
2013 số lượng khách quốc tế đến Việt Nam đã tăng lên 3,6 triệu lượt người và năm
2014 con số này đạt gần 4,4 triệu lượt người, tăng gần 20 % so với năm 2013. Đối
tượng khách quốc tế đi du lịch Việt Nam ngày càng mở rộng và đa dạng, bao gồm
hầu hết các thị trường nguồn lớn trên thế giới từ Đông Bắc Á, ASEAN, châu âu,
Bắc Mỹ đến các địa bàn châu lục khác.
Trong những năm qua, quan hệ hợp tác của Du lịch Việt Nam với các nước
trên thế giới và các tổ chức khu vực và quốc tế được đẩy mạnh và tăng cường.
Ngành Du lịch Việt Nam đã ký 39 văn bản hợp tác với các nước và vùng lãnh thổ
trên thế giới; thiết lập quan hệ bạn hàng và đối tác với trên một nghìn hãng của 60

Page 8

Lời cam đoan
quốc gia và vùng lãnh thổ. Việt Nam tham gia tích cực trong hoạt động của các tổ
chức và cơ chế hợp tác khu vực và quốc tế về du lịch, như: ASEAN, APEC, ASEM,
Tổ chức Du lịch Thế giới (UNWTO), Hiệp hội Lữ hành Du lịch châu Á - Thái Bình
Dương… Du lịch Việt Nam đã tham gia hầu hết các Hội chợ Du lịch khu vực và
quốc tế lớn; tổ chức nhiều chương minh quảng bá, xúc tiến du lịch tại các thị trường
trọng điểm, góp phần đa hình ảnh Việt Nam đến với bạn bè quốc tế và thu hút
khách du lịch quốc tế đến Việt Nam. Du lịch Việt Nam đã tranh thủ được nhiều dự
án viện trợ không hoàn lại hỗ trợ phát triển ngành. Nhiều dự án hỗ trợ kỹ thuật
trong các lĩnh vực như: phát triển nguồn nhân lực cho du lịch; quy hoạch phát triển
du lịch và triển khai Luật Du lịch đã được thực hiện có hiệu quả. Cả nước hiện có
243 dự án đầu từ nước ngoài vào du lịch với số vốn đạt trên 6,7 tỷ đô la Mỹ nhằm
xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật du lịch, khách sạn, khu nghỉ dưỡng và khu vui chơi
giải trí.
Ngày nay, Việt Nam được bạn bè quốc tế đánh giá là một đất nước hoà bình,
ổn định, kinh tế liên tục tăng trưởng trong xu thể đổi mới và hội nhập quốc tế theo
chiều sâu. Chủ trương nhất quán của Việt Nam là sẵn sàng là bạn, là đối tác tin cậy
của tất cả các quốc gia, các dân tộc trên thế giới. Việt Nam là đất nước có tài
nguyên du lịch phong phú và đa dạng cả về điều kiện tự nhiên và lịch sử xã hội,
nhân văn. Con người Việt Nam thân thiện và mến khách với lịch sử hào hùng của
hàng ngàn năm giữ nước và dựng nước, với những di sản tự nhiên, lịch sử và văn
hoá quý báu, trong đó có nhiều di sản được UNESCO công nhận là Di sản thế giới.
Bản sắc văn hoá Việt Nam càng đậm đà chất dân tộc, phong phú và đa sắc màu bởi
các hoạt động lễ hội, văn hoá dân gian đặc sắc của cộng đồng 54 dân tộc cùng
chung sống trên đất nước thanh bình và tươi đẹp Việt Nam.
Tuy tiềm năng du lịch của Việt Nam là hết sức to lớn, nhưng thực tế cho thấy
những gì ngành Du lịch Việt Nam đạt được vẫn còn khiêm tốn, chưa thực sự tương
xứng với tiềm năng của đất nước. Trong bối cảnh Việt Nam đã gia nhập WTO,
ngành Du lịch cũng đứng trước những cơ hội to lớn và cả những thách thức không

Page 9


Lời cam đoan
nhỏ trên con đường phát triển. Du lịch Việt Nam có xuất phát điểm thấp; phải đối
mặt với cạnh tranh ngày càng gay gắt; chất lượng dịch vụ du lịch chưa cao; sản
phẩm du lịch mới ít hấp dẫn; quy hoạch du lịch và thực hiện quy hoạch chưa hiệu
quả; cơ sở hạ tầng kỹ thuật phục vụ du lịch còn thiếu về số lượng và chất lượng còn
thấp; chất lượng nguồn nhân lực du lịch chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển của
ngành. Mục tiêu chiến lược của ngành du lịch Việt Nam đến năm 2020 là đón từ 6,5
đến 7 triệu lượt khách quốc tế, 30 đến 32 triệu lượt khách nội địa; thu nhập từ du
lịch đạt 4-5 tỷ đô la Mỹ; tạo việc làm cho khoảng 1,4 triệu người. Để thực hiện mục
tiêu này, chúng ta chủ trương tập trung nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ du
lịch; khuyến khích đầu tư nâng cấp và phát triển mạnh mẽ hơn nữa cơ sở hạ tầng, cơ
sở vật chất kỹ thuật phục vụ du lịch; tập trung phát triển các tiềm năng du lịch đặc
thù của Việt Nam trên cơ sở khai thác tiềm năng du lịch văn hoá, du lịch sinh thái,
du lịch biển, đồng thời xây dựng một số sản sản phẩm du lịch cao cấp; khuyến
khích và tạo điều kiện để đầu tư xây dựng những khu nghỉ dưỡng cao cấp, tiện nghi,
hiện đại và đồng bộ. Bên cạnh đó cần nâng cao chất lượng đào tạo và phát triển
nguồn nhân lực du lịch, nâng cao tính chuyên nghiệp trong hoạt động du lịch.
Để thực hiện những mục tiêu trên, ngoài những nỗ lực vượt bậc của bản thân
ngành du lịch, chúng ta rất cần có sự hỗ trợ của bạn bè quốc tế trong việc tham gia
đầu tư và hỗ trợ kỹ thuật cho ngành du lịch Việt Nam. Nhà nước ta luôn hoan
nghênh chào đón và cam kết sẽ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho các nhà đầu tư quan
tâm đến các dự án xây dựng, kinh doanh và phát triển ngành du lịch Việt Nam. Sự
phát triển thành công của ngành du lịch Việt Nam sẽ đóng góp vào sự phát triển
mạnh mẽ và bền vững của nền kinh tế Việt Nam nói chung, góp phần làm cho Ngôi
sao Việt Nam ngày càng toả sáng trên bầu trời quốc tế.
Với mong ước góp phần phát triển nền du lịch nước nhà, sinh viên thực hiện
phát minh ra sản phẩm thuyết minh tự động, nếu sản phẩm này vận hành thành

công, các khu du lịch sẽ hoạt động hiệu quả hơn, nâng cao chất lượng dịch vụ nhằm
thu hút khách thăm quan nhiều hơn.
Page 10


Lời cam đoan
1.3.Mô tả đề tài.
Hệ thống thuyết minh tự động bao gồm các cảm biến đặt cố định tại các khu
trưng bày hiện vật trong các khu di tích lịch sử, khu triễn lãm, khu du lịch và thiết bị
di động, thiết bị này có thể mang theo bởi khách thăm quan. Khi đi vào các khu du
lịch khách thăm quan sẽ được cấp một thiết bị di động. Khi du khách mang theo
thiết bị này đến gần các khu trưng bày hiện vật đặt các cảm biến, thiết bị này sẽ liên
tục nhận được các dữ liệu về địa chỉ của các cảm biến xung quanh nó gửi về, đồng
thời kết hợp với việc nhận dữ liệu tọa độ của nó đang đứng từ vệ tinh gửi về, thiết bị
di động tính toán khoảng cách để xác định nó gần cảm biến nào nhất, và sau khi xác
định xong, nó sẽ truy cập bộ nhớ của nó phát ra file âm thanh tương ứng với địa chỉ
của cảm biến này. Nội dung của file này chứa các thông tin thuyết minh về khu
trưng bày hiện vật chứa các cảm biến đó.

Hình 1.1: hệ thống thuyết minh tự động.
Công nghệ sử dụng trong hệ thống này bao gồm RF và GPS. Giao tiếp giữa
thiết bị di động và các cảm biến đặt cố định tại các khu trưng bày là không dây, vì
thiết bị di động luôn di chuyển trong một vùng không gian tự do trong khu du lịch.
Vì thế, giải pháp đặt ra là sử dụng công nghệ RF để truyền thông tin giữa các thiết
bị di động và cảm biến cố định.Khi đến gần các cảm biến, thiết bị di động sẽ phát
sóng RF chứa thông điệp của nó, yêu cầu các cảm biến xung quanh nó phản hồi lại
địa chỉ của nó. Khi các cảm biến nhận được sóng RF phát ra từ thiết bị di động lập
tức nó sẽ phát ra các thông tin về địa chỉ của nó đến thiết bị di động. Sự truy vấn

Page 11

Lời cam đoan
giữa thiết bị cố định và thiết bị di động là lần lượt từng cảm biến một, nghĩa là thiết
bị di động sẽ truy vấn từng cảm biến mà nó đã biết trước, và lần lượt cho đến khi
nhận hết dữ liệu từ các cảm biến gửi về, nếu có một cảm biến nào đó xa vượt ngoài
tầm phủ sóng RF thiết bị không thể thông tin được với cảm biến đó thì nó bỏ qua,
và thiết bị di động mặc định cho nó là ở xa hơn các cảm biến mà thiết bị nhận được
dữ liệu. Bên cạnh việc nhận dữ liệu từ các cảm biến, thiết bị di động sẽ liên tục
nhận được thông tin tọa độ của nó gửi từ vệ tinh về, trong thiết bị này tích hợp
module GPS để thu nhận tín hiệu tọa độ. Khi đã nhận được tất cả các dữ liệu, thiết
bị sẽ bắt đầu phân tích tính toán để xác định nó ở gần cảm biến nào nhất. Từ đó phát
âm thanh ra loa hoặc tai nge, hiển thị lên màn hình thông tin về khu trưng bày gần
nhất. Vì vậy, du khách có thể tiếp thu được các thông tin này thông qua thiết bị di
động mang theo bên mình.

Hình 1.2. Sơ đồ bố trí thiệt bị cố định và thiết bị tự động.
Khi thiết bị đi vào vùng không gian chứa các cảm biến, vùng không gian này
được chia thành hai vùng. Vùng thứ nhất là vùng là thiết bị di động phát ra file âm
thanh của cảm biến tương ứng gần nó nhất, vùng này có bán kính tối đa khoảng 2
mét kể từ cảm biến đến thiết bị.Vùng thứ hai là vùng ngoài cảm biến. Thiết bị ở
trong vùng này sẽ không phát âm thanh, trong khi nó vẫn đang hoạt động và dò tìm
cảm biến gần nó nhất. Khi thiết bị ở vùng thứ nhất, nó sẽ phát ra âm thanh, còn khi
Page 12


Lời cam đoan
ra khỏi vùng này nó sẽ lập tức tắt âm thanh và chuyển sang vùng hai. Để hệ thống
hoạt động chính xác nhất, các vị trí cảm biến đặt càng xa càng tốt , do sai số trong
hoạt động của công nghệ GPS.

1.4.Yêu cầu của đề tài.
Cấu trúc chung của hệ thống bao gồm: các cảm biến cố định và thiết bị di
động có thể cầm tay. Phần cứng bên trong cảm biến chứa VĐK MSP430F5510, và
cặp module thu phát RF, nguồn pin. Phần cứng bên trong thiết bị di động bao gồm
VĐK MSP430F5510, module GPS, cặp thu phát RF, thẻ nhớ SD card, màn hình
LCD, loa và khối nguồn cung cấp cho thiết bị.
Từ đây có thể suy ra mục đích yêu cầu của đề tài như sau:
• Nắm vững được các nguyên lý hoạt động của hệ thống.
• Hệ thống phải hoạt động được, xác định đúng vị trí đặt thiết bị cố định
và phát ra file âm thanh chứa nội dung cần thiết.
• Giá thành sản phẩm không qua cao.
• Chạy ổn định, chính xác, nhỏ gọn, dể sử dụng.
1.5. Ý nghĩa của đề tài:
Với những tính năng và cách thức hoạt động nêu trên, đề tài này hứa hẹn
mang lại nhiều lợi ích cho các khu du lịch, khu tham quan triển lãm, di tích lịch
sử…Cụ thể:
-Thay thế người thuyết minh, hướng dẫn viên:
Với hệ thống thuyết minh tự động, nghĩa là không cần người hướng dẫn đi
kèm các khách thăm quan như truyền thống trước đây, chỉ cầm một thiết bị cầm tay
mang theo bởi khách tham quan, họ vẫn có thể tiếp cận trọn vẹn những thông tin
thuyết minh cần thiết tương tự như những gì người hướng dẩn viên truyền tải. Mặc
dù Việt Nam có ưu thế nhân công rẻ, nhưng những ưu điểm của hệ thống trong đó
có cường độ làm việc, độ chính xác, tính chịu đựng …sẽ là một sự lựa chọn tối ưu
trong các khu di tích. Do vậy, nguồn nhân lực cơ bắp ngày càng bị thu hẹp, chỉ còn
lại nguồn lực tri thức sẽ là nguồn lực then chốt của ngành du lịch, dịch vụ nước nhà.
Do vậy, đây là lĩnh vực tiềm năng hứa hẹn nhiều triển vọng cho tương lai cùng với
hệ thống thuyết minh tự động.

Page 13

Lời cam đoan
-Tạo sự bất ngờ thú vị cho du khách tham quan, du lịch:
Khi đi du lịch tham quan, tâm lý của du khách là cần được sự tự do và thoải
mái nhất. Với hệ thống này, khách tham quan sẽ được tận hưởng những điều đó.
Khi cầm trên tay thiết bị, khách tham quan có thể cảm nhận được sự tiện nghi rõ
ràng từ các khu du lịch, khu tham quan triển lãm đem lại. Du khách có thể tự do đi
lại trong một vùng không gian rộng và có thể tìm hiểu được tất cả các hiện vật trưng
bày chỉ với thiệt bị cầm tay này.
-Nâng cao hiệu suất làm việc, chất lượng phục vụ của đơn vị:
Khi khách thăm quan vào khu di tích quá đông, sẽ gây nên hiện tượng quá
tải, và đội ngũ hướng dẫn viên không đủ để đáp ứng nhu cầu thăm quan của khách.
Hệ thống thiết minh tự động sẽ khắc phục được nhược điểm này, bằng cách trang bị
nhiều hơn các thiết bị và mỗi khách thăm quan có thể sỡ hữu một thiết bị. Để tránh
gây nhiễu ồn ào khi có đám đông, thiết bị có tích hợp thêm chế độ tai nge cho khách
thăm quan.
-Hệ thống mang lại khả năng linh hoạt không giới hạn :
Hệ thống có thể thùy chỉnh linh hoạy để thích hợp với những yêu cầu cụ thể,
quy mô của từng bảo tàng, khu di tích lịch sử, khu du lịch, từ những bảo tàng quy
mô nhỏ đến các khu di tích lịch sử lớn. Hệ thống vừa tích hợp cả phần cứng và phần
mềm nên dễ dàng tuân thủ theo những yêu cầu của bảo tàng, khu di tích ,khu du
lịch.
-Hệ thống mang lại sự tiết kiệm, hiệu quả và khả năng mở rộng cho tương lai:
Khi được cấp nguồn hệ thống sẽ hoạt động liên tục, mọi lúc, mọi nơi, thiết bị
khá nhỏ gọn thuận tiện trong việc mang theo di chuyển. Bên cạnh đó, việc thay đổi,
bổ sung, biên tập nội dụng thuyết minh thông qua lập trình mà không cần tốn chi
phí. Với dung lượng thẻ nhớ tăng lên, thiết bị có thể lưu trữ được tất cả các bản tin
thuyết minh trong các khu di tích, khu du dịch từ quy mô nhỏ đến lớn. Khi quy mô
ứng dụng của hệ thống ngày càng rộng rãi, chi phí của hệ thống sẽ được đảm bảo ở
mức thấp nhất. Thiết bị có thể thuyết minh với nhiều các thứ tiếng khác nhau, đáp

ứng nhu cầu của khách thăm quan đến từ nhiều quốc gia khác nhau. Các tính năng
Page 14


Lời cam đoan
của thiết bị có thể được tích hợp nhiều hơn ở tương lai tùy theo nhu cầu của khách
hàng.
1.6.Khả năng ứng dụng của đề tài.
Hiện nay các khu du lịch đang thiếu các trang thiết bị phục vụ cho việc
thuyết minh sản phẩm du lịch của mình. Các công ty về du lịch đang ngày càng
cạnh tranh gay gắt để tranh giành khách thăm quan ở địa điểm của mình. Do vậy, họ
cần phải nâng cấp các sản phẩm dịch vụ của mình để nâng cao sức cạnh tranh với
các doanh nghiệp khác. Việc đầu tư mua sắm trang thiết bị là thực sự cần thiết. Hệ
thống này ra đời sẽ là sự lựa chọn hàng đầu của các khu du lịch.
Trước kia các khu du lịch, bảo tàng, các khu di tích thường có người hướng
dẫn viên đi kèm theo khách thăm quan để thuyết minh thông tin về các khu trưng
bày, hiện vật. Do đó, có thể xảy ra nhiều bất cập cho khách du lịch, như không tự
nhiên, không thể hiểu hết các thông tin từ người hướng dẫn...Với thiết bị di động
cầm trên tay, du khách có thể tự do đi lại trong các khu du lịch và nghe những gì
mình thích nge. Thiết bị này tạo cho du khách một sự thoải mái, thư giãn hơn bao
giờ hết. Quá đó, khách thăm quan sẽ đánh giá cao những khu du lịch trang bị hệ
thống hiện đại này và tạo được tâm lý tốt đẹp cho những ai đã đến nơi này dù chỉ
một lần, góp phần quảng bá hình ảnh của sản phẩm một cách rộng rãi nhằm tăng số
lượng khách đến thăm quan.
Để nâng cao thương hiệu của sản phẩm này cần phải có chiến lược về giá cả
hợp lý sao cho có nhiều khách hàng mua sản phẩm này. Thiết bị này mới ra đời nên
chưa có một sản phẩm nào cạnh tranh với nó, nhưng chất lượng sản phẩm tốt và bền
bỉ. Vì VĐK sử dụng cho thiết bị là MSP430, họ này thường chạy rất ổn định, tiết
kiệm năng lượng và ít lỗi xảy ra nhất. Giá sản phẩm này ban đầu sẽ cao đảm bảo
cho một số người mua đủ, chi phí tính trên mỗi đơn vị sản phẩm khi sản xuất với

khối lượng nhỏ không quá cao đến mức làm triệt tiêu lợi thế của mức giá mà khách
hàng sẽ chấp nhận; giá ban đầu cao sẽ không thu hút thêm các đối thủ cạnh tranh;
và giá cao hỗ trợ được hình ảnh về một sản phẩm chất lượng cao. Bên cạnh đó, sản
phẩm này có chi phí lắp đặt thấp góp phần nâng cao sức hấp dẫn cạnh tranh của sản
Page 15


Lời cam đoan
phẩm, chỉ cần đặt các cảm biến vào các khu trưng bày, biên tập nội dung thuyết
minh cảm biến để lưu vào thẻ nhớ thiết bị di động, cấp phát mỗi khách thăm quan
một thiết bị, di động tự do quanh khu vực có cảm biến tạo nên một hệ thống thuyết
minh đơn giản mà hiệu quả.
Ở trong nước, sản phẩm này chưa từng áp dụng ở các khu du lịch. Các
nghiên cứu về lĩnh vực này chưa được quan tâm. Do vậy, sự ra đời sản phẩm này là
hoàn toàn mới mang tính ứng dụng cao.
Tính đến tháng 8 năm 2010, Việt Nam có hơn 40.000 di tích, thắng cảnh
trong đó có hơn 3000 di tích được xếp hạng di tích quốc gia và hơn 5000 di tích
được xếp hạng cấp tỉnh. Mật độ và số lượng di tích nhiều nhất ở 11 tỉnh vùng đồng
bằng sông Hồng với tỷ lệ chiếm khoảng 70% di tích của Việt Nam.
Di tích quốc gia đặc biệt ở Việt Nam được Thủ tướng chính phủ ra quyết
định xếp hạng gồm: Cố đô Hoa Lư, Di tích Pác Bó, Dinh Độc Lập, Hoàng thành
Thăng Long, Khu căn cứ Trung ương Cục miền Nam, Khu di tích ATK Thái
Nguyên, Khu di tích chiến thắng Điện Biên Phủ, Khu di tích Côn Sơn - Kiếp
Bạc, Khu di tích khởi nghĩa Yên Thế, Khu di tích Kim Liên, Khu di tích Phủ Chủ
tịch, Khu di tích Tân Trào, Khu lưu niệm chủ tịch Tôn Đức Thắng, Nhà tù Côn
Đảo, Quần thể di tích Cố đô Huế, Thành nhà Hồ, Thánh địa Mỹ Sơn,Thắng cảnh
Tràng An - Tam Cốc - Bích Động, Văn Miếu - Quốc Tử Giám, Vườn quốc gia
Phong Nha - Kẻ Bàng, Vịnh Hạ Long, Đô thị cổ Hội An và Đền Hùng. Tới năm
2011, có 7 di sản được UNESCO công nhận là Di sản thế giới tại Việt Nam bao
gồm: Thành nhà Hồ, Hoàng thành Thăng Long, Quần thể di tích Cố đô Huế, Vịnh

Hạ Long, Phố Cổ Hội An, Thánh địa Mỹ Sơn, và Vườn Quốc gia Phong Nha - Kẻ
Bàng.Việt Nam có 117 bảo tàng trong đó các bộ, ngành quản lý 38, các địa phương
quản lý 79. Hai bảo tàng lịch sử mang tính quốc gia là Bảo tàng Cách mạng Việt
Nam và Bảo tàng lịch sử Việt Nam hiện đang đề xuất thêm Bảo tàng Lịch sử Quốc
gia. Những khu du lịch này hứa hẹn sẽ là khách hàng tiềm năng của chúng ta trong
nhu cầu tiềm kiếm sản phẩm mới phục vụ cho việc cải tiến và đổi mới trang thiết bị.

Page 16


Lời cam đoan
1.7

Tổng kết chương:
Tóm lại, qua chương này giúp chúng ta khái quát sơ lượt về hoạt động của hệ

thống thuyết minh tự động, cũng như nhận thấy được tính cấp thiết trong việc ứng
dụng đề tài này trong ngành du lịch, một ngành hứa hẹn nhiều triển vọng ở tương
lai gần góp phần vào việc phát triển kinh tế đất nước. Để đi sâu hơn về đề tài cũng
như hiểu nguyên lý vận hành của hệ thống thuyết minh tự động, cần phải có những
kiến thức cơ sở ban đầu để nhanh tiếp thu về sản phẩm, chương tiếp theo là cơ sở lý
thuyết giới thiệu về hoạt động của từng module có trong hệ thống.

Page 17


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1.

Giới thiệu chương:
Chương 2 này chúng ta sẽ tìm hiểu về hệ thống định vị toàn cầu GPS,

module Sim908, đặc tính, cấu trúc và khả năng hoạt động của vi điều khiển
MSP430 nói chung và chip vi điều khiển MSP430F5510 nói riêng. Ngoài ra chương
này còn giới thiệu về module phát RF MX-FS-03V, module RF thu MX-05V và cấu
trúc thẻ nhớ SD cũng như cách truy cập.
2.2. Module Sim 908:
2.2.1.Giới thiệu:
SIM908 là một Module Quad-Band GSM / GPRS hoàn chỉnh kết hợp công
nghệ GPS để dẫn đường vệ tinh. Thiết kế nhỏ gọn tích hợp GPRS và GPS trong một
gói SMT sẽ tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí cho khách hàng để phát triển các
ứng dụng GPS được kích hoạt.
Với một giao diện tiêu chuẩn công nghiệp và chức năng GPS, nó cho phép
theo dõi liên tục ở bất kỳ vị trí nào và bất cứ lúc nào với tín hiệu được bảo đảm
tuyệt đối nhưng chỉ có kích thước: 30 * 30 * 3.2mm.
Module Sim908 là một sản phẩm do AT-COM phát triển nhằm giúp người
sử dụng có thể khai thác các tính năng của Sim908 một cách dễ dàng. Bên cạnh đó
với kích thước nhỏ gọn và ngõ giao tiếp dữ liệu tiện dụng, Module Sim908 sẽ
mang đến cho bạn những cảm hứng thiết kế hiện đại và tinh tế nhất.

Hình 2.1:Module Sim 908.
2.2.2.Đặc điểm kỹ thuật:


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
•
•
•
•

•
•
•
•
•
•
•
•

Quad-Band 850/900/18001900MHz.
Tương thích với GSM pha 2/2 +.
Điều khiển thông qua lệnh AT COMMAND).
Ứng dụng bộ công cụ SIM.
Cung cấp phạm vi điện áp:
GPRS: 3,2 ~ 4,8 V.
GPS: 3,0 ~ 4.5V.
Tiêu thụ điện năng thấp.
Kích thước: 46mm x 46mm.
Nhiệt độ hoạt động: -40 ° C đến +85 ° C.
Thông số kỹ thuật cho tin nhắn SMS thông qua GSM / GPRS.
Định dạng văn bản chế độ text và PDU.

Hình 2.2:Các thành phần chính của Module Sim 908.
2.2.3.Ứng dụng:
Sim908 là module sim tích hợp GPRS và GPS do SimCom phát triển sẽ giúp
cho người sử dụng tiết kiệm được rất nhiều thời gian và chi phí cho việc sử dụng.


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Nó có khả năng theo dõi liên tục ở bất cứ vị trí nào với tín hiệu cực kì ổn định và

chính xác.
2.2.4.Hướng dẩn sử dụng:
Module SIM908 hoạt động với mức điện áp từ 3.2V – 4.8V, yêu cầu dòng
cung cấp 2A. Simcom khuyên nên sử dụng mạch nguồn xung 3A dùng IC ổn áp
LM2576 hoặc LM2596.
Để tắt/ mở Breakout SIM908 ta kích một xung mức cao vào chân số 1 trong
thời gian khoảng 1s, lúc này đèn Led status sẽ sáng, sau đó nhấp nháy với tần suất
nhanh báo hiệu SIM908 đang khởi động và tìm mạng. Sau đó Led status nhấp nháy
chậm lại báo hiệu SIM908 đã hoạt động bình thường.
Với các ngõ giao tiếp được thiết kế sao cho thuận tiện nhất cho người sử
dụng, bạn có thể tự phát triển ý tưởng và làm ra một sản phẩm hiện đại nhưng cũng
rất thiết thực với cuộc sống . Để test SIM908 với máy vi tính ta cần một board giao
tiếp máy tính truyền nhận dữ liệu từ cổng UART của SIM908 với bất kì một phần
mềm Terminal nào trên máy vi tính.

Hình 2.3: Sơ đồ kết nối module Sim908
2.3.Vi điều khiển MSP430F5510:
2.3.1.Giới thiệu:
Dòng MSP430F55xx là dòng vi điều khiển với các tính năng vượt trội về siêu
tiết kiệm năng lượng, tần số hoạt động cao, tích hợp nhiều tính năng trên một con
chip duy nhất. Vi xử lý với kiến trúc RISC, thanh ghi 16-bit và các bộ tạo hằng số


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
cho phép đạt hiệu quả thực thi mã lập trình cao nhất. Bộ tạo tần số dao động nội
(DCO) cho phép thời gian chuyển từ chế độ tiết kiệm năng lượng sang chế độ hoạt
động bình thường < 5us.

Hình 2.4: Sơ đồ khối chức năng của MSP430F5510
Các thông số cơ bản:

• Nguồn cung cấp nhỏ: 1,8V – 3,6V.
• Công suất tiêu thụ cực nhỏ:
-Chế độ tích cực: 195uA tại 8 MHz, 3V.
-Chế độ standby: 1,9uA tại 2,2V.
-Chế độ tắt: 1,4 uA.
-Chế độ shutdown 0.18 uA tại 3V.
• Cấu trúc lệnh 16-bit RISC, tần số 25 MHz.
• Bộ ADC 10-bit.
• Các bộ định thời TA0, TA1, TA2, TB0 16-bit.
• Giao tiếp UART và SPI.
• Bộ nhớ Flash 32kB, RAM 4kB.
2.3.2.Bộ xử lý trung tâm – CPU:
MSP430F5510 có cấu trúc 16-bit RISC, các phép tính được thực hiện bởi các
thanh ghi theo bảy chế độ định địa chỉ đối với toán hạng nguồn và bốn chế độ định
địa chỉ với toán hạng đích. CPU tích hợp 16 thanh ghi 16-bit nhằm giảm thời gian


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
xử lý câu lệnh. Thời gian xử lý một lệnh thanh ghi-thanh ghi là một chu kì xung
clock.
Bốn thanh ghi, R0 đến R3 có chức năng đặc biệt: Bộ đếm chương trình, ngăn
xếp, thanh ghi trạng thái và bộ tạo hằng số. Các thanh ghi còn lại đều là các thanh
ghi thông dụng.

Hình 2.5: Sơ đồ thanh ghi.
2.3.3.Chế độ hoạt động:
MSP430 hỗ trợ một chế độ tích cực và sáu chế độ hoạt động công suất thấp có
thể chọn lựa bởi phần mềm.
• Chế độ tích cực (AM).
 Tất cả các clock đều tích cực.

• Chế độ công suất thấp 0 (LPM0).
 CPU và MCLK bị bất hoạt.
 ACLK , SMCLK và điều khiển vòng FLL+ duy trì tích cực.
• Chế độ công suất thấp 1 (LPM1).
 CPU, điều khiển vòng FLL+ và MCLK bị bất hoạt.
 ACLK , SMCLK duy trì tích cực.
• Chế độ công suất thấp 2 (LPM2).
 CPU, điều khiển vòng FLL+, DCOCLK và MCLK bị bất hoạt.
 Bộ nguồn dc của DCO kích hoạt.
 ACLK duy trì tích cực.
• Chế độ công suất thấp 3 (LPM3).
 CPU, điều khiển vòng FLL+, DCOCLK, DCO’s dc-generator và
MCLK bị bất hoạt.
 ACLK duy trì tích cực.
• Chế độ công suất thấp 4 (LPM4).
 CPU, điều khiển vòng FLL+, DCOCLK, DCO’s dc-generator và
MCLK bị bất hoạt.


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
 Dao động thạch anh ngừng hoạt động.
 Lưu lại dữ liệu.
• Chế độ công suất thấp 4.5 (LPM4.5).
 Nguồn nội vô hiệu hóa.
 Không lưu dũ liệu.
 Đánh thức từ !RST/NMI, P1, P2.
2.3.4.Tổ chức bộ nhớ:
Bộ nhớ flash có thể được lập trình thông qua cổng JTAG, bootstrap loader
hoặc in-system bởi CPU. CPU có thể thực hiện phép ghi single-byte hoặc singleword vào bộ nhớ flash. Bộ nhớ flash có các đặc tính sau:
Bộ nhớ flash có n segment của bộ nhớ chính và 4 segment bộ nhớ 128-byte

thông tin (A đến D: bộ nhớ thông tin). Mỗi segment trong bộ nhớ chính có kích
thước 512-byte.

Bảng 2.1. Tổ chức bộ nhớ.
2.3.5.Bộ định thời:


Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Hình 2.6: Sơ đồ khối của Timer_A.
Timer_A:
Đặc tính của Timer_A: Là một bộ Timer/Counter 16 bit. Với ba thanh ghi lưu
trữ và 3 thanh ghi so sánh. Là một Timer đa chức năng. Đếm thời gian, so sánh,
PWM . Timer_A cũng có khả năng ngắt khi counter đếm tràn hoặc mỗi thanh ghi
đếm tràn. Các đặc tính chính của Timer_A bao gồm:
-Là một Timer/counter 16 Bit không đồng bộ với 4 chế độ hoạt động.
-Có thể lựa chọn và cấu hình nguồn xung.
-Hai tới 3 thanh ghi có thể cấu hình capture/compare.
-Cấu hình đầu ra với chế độ PWM.
-Chốt ngõ vào và ngõ ra không đồng bộ.
Timer_B:
Đặc tính của Timer_B: Là bộ định thời 16 bít có thể hoạt động ở 2 chế độ Timer
và counter. Timer_B đáp ứng đa chức năng capture/ so sánh, PWM. Timer_B cũng
có khả năng tạo ra ngắt khi nó đếm tràn, hoặc các thanh ghi capture/ so sánh.
Các đặc tính của Timer_B:


Chương 2: Cơ sở lý thuyết
+ Là một Timer/counter 16 Bit không đồng bộ với 4 chế độ hoạt động.
+ Có thể lựa chọn và cấu hình nguồn xung.

+ Có từ 3 tới 7 thanh ghi có thể cấu hình capture/compare.
+ Cấu hình đầu ra với chế độ PWM.
+ Chốt ngõ vào và ngõ ra không đồng bộ.