Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống chiếu sang dùng năng lượng mặt trời được điều khiển qua mang thông tin di động

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận Văn Thạc sỹ Khoa học này là do tôi nghiên cứu và
thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sỹ Phạm Duy Phong. Các kết quả tham
khảo từ các nguồn tài liệu cũng như các công trình nghiên cứu khoa học khác
được trích dẫn đầy đủ. Nếu có gì sai phạm về bản quyền (trích dẫn thiếu hoặc
sai), tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường.
Hà Nội, ngày

i

tháng

năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em muốn được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn của
em là thầy TS. Phạm Duy Phong – Giảng viên trường Đại học Điện lực đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy cô giáo trong
và ngoài trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã giảng dạy em trong năm
qua, những kiến thức và kinh nghiệm quý báu mà các thầy cô đã truyền đạt
cho em trên giảng đường là nền tảng giúp em hoàn thành bài luận văn này và
là hành trang vững chắc cho em trong bước đường tương lai.
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong Trung tâm Sau đại học đã
tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn của em
Trong quá trình làm luận văn khó có thể tránh khỏi những sai sót, em rất
mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo cũng như của các bạn.
Hà Nội, ngày

tháng

Học viên thực hiện

ii

năm 2016


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

3.2.6. Khối xử lý trung tâm.............................................................................60
.........................................................................................................................61
.........................................................................................................................61
3.3. Thiết kế, chế tạo module truyền tín hiệu điều khiển................................61
.........................................................................................................................62
.........................................................................................................................67
.........................................................................................................................68
KẾT LUẬN....................................................................................................68
4.1. Đánh giá kết quả...............................................................................68
4.2. Hướng phát triển của đề tài..............................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................70

iii


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu trúc của công nghệ GSM............................................................5
Hình 1.2 Các thành phần mạng GSM...............................................................5
Hình 1.3 Cấu trúc của một tin nhắn SMS.........................................................8
Hình 1.4 Mô hình điều khiển qua mạng di động.............................................10
Hình 1.5 SIM900A..........................................................................................10
Hình 1.6 : Sơ đồ chân của SIM900A..............................................................13
Hình 1.7: Cấu hình khởi tạo module sim........................................................17
Hình 1.8 Cấu hình đọc tin nhắn.......................................................................20
Hình 1.9: Cấu hình gửi tin nhắn......................................................................21
Hình 1.10: Cấu hình thực hiện cuộc gọi..........................................................23
Hình 1.11: Cấu hình nhận cuộc gọi.................................................................25
Hình 2.1. Sơ đồ tổng quan hệ thống đèn công cộng dùng năng lượng mặt trời
.........................................................................................................................28
Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời..............................................30
Hình 2.2. Sự dịch chuyển các điện tích trong pin mặt trời..............................33
Hình 2.3: Giải pháp truyền thông qua mạng internet ADSL..........................45
Hình 2.4: Giải pháp truyền thông qua mạng không dây GSM........................45
Hình 3.1. Đường đặc tuyến của công suất P...................................................48
Hình 3.2. Đường đặc tuyến V, I thể hiện công suất tại mỗi thời điểm............50
Hình 3.3.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển sạc..............................................50
Hình 3.4 Chế tạo bộ sạc ắc quy.......................................................................51
Hình 3.5. Sơ đồ khối bộ điều khiển đèn chiếu sáng........................................52
Hình 3.6: Khối nguồn......................................................................................53
Hình 3.7: Hình dạng thực tế STM8.................................................................55
Hình 3.8: Khối điều khiển trung tâm...............................................................58
Hình 3.9: Khối thời gian thực..........................................................................59

iv

Hình 3.10: Khối điều khiển đèn......................................................................59
Hình 3.11: Khối hiển thị GLCD......................................................................60
Hình 3.12: Sơ đồ đi dây mạch điều khiển.......................................................61
Hình 3.13: Hình ảnh thực tế mạch điều khiển.................................................61
Hình 3.14: Khối nguồn cho module sim900A................................................62
Hình 3.15: Khối sim card cho sim900A..........................................................62
Hình 3.16: Khối sim900A...............................................................................63
Hình 3.17: Mạch đi dây của module sim900A................................................64
Hình 3.18: Hình ảnh thực tế của module sim900A.........................................65
Hình 3.19. Hình ảnh tổng thể của sản phẩm...................................................66
Hình 3.19. Điều khiển qua tin nhắn SMS từ điện thoại di động.....................67
Hình 3.20. Cài đặt chế độ bằng tay/tự động....................................................68

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Mô tả chức năng hoạt động các chân của sim900A..........................13
Bảng 2:Quan hệ giữa cường độ dòng điện và tiết diện dây dẫn......................39

vi


LỜI MỞ ĐẦU
Năng lượng và sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là vấn đề cấp thiết
được chính phủ, các bộ ngành và các địa phương rất quan tâm. Trong các
nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng có tiềm
năng rất lớn, cung cấp ở phạm vi rộng, việc phát triển và ứng dụng năng
lượng mặt trờiđã đáp ứng một phần nhu cầu điện năng sử dụng trong sản xuất,
đời sống và sinh hoạt của người dân, góp phần bảo vệ môi trường và chống

biến đổi khí hậu.
Công nghệ, thiết bị sử dụng năng lượng mặt trờiđã được hoàn thiện và
thương mại hóa, các nước trên thế giới và tại Việt Nam đã ứng dụng năng
lượng mặt trời để đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng với quy mô nhỏ nhất
là ở những khu vực chưa thể nối được lưới điện đã phát triển mạnh và đạt
được hiệu quả cao. Trong những năm gần đây, Việt Nam quan tâm đầu tư cho
nghiên cứu khai thác sử dụng nguồn năng lượng mặt trời, ứng dụng các công
nghệ quang điện tiên tiến để cấp điện và quang nhiệt để cấp nhiệt phục vụ nhu
cầu của người dân và phát triển kinh tế, xã hội.
Trong đó, nguồn năng lượng mặt trời được đánh giá rất dồi dào, phong phú
và là nguồn năng lượng cơ bản có tính chiến lược không chỉ cấp điện cho
vùng chưa có điện lưới mà còn là nguồn bổ sung quan trọng cho hệ thống
năng lượng quốc gia, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi
trường sống. Việt Nam đã ứng dụng năng lượng mặt trời để cấp điện, nhiều
địa phương trong cả nước đã sử dụng năng lượng mặt trời trong chiếu sáng
công cộng.
Hệ thống chiếu sáng công cộng là một trong những hạng mục công trình hạ
tầng kỹ thuật quan trọng, tiêu thụ lượng điện năng tương đối lớn và có nhiều
tiềm năng để tiết kiệm. Tuy nhiên, đứng trước nhu cầu sử dụng năng lượng

1


ngày càng tăng, nên việc ứng dụng các giải pháp để sử dụng điện tiết kiệm,
hiệu quả trong chiếu sáng công cộng đang nhận được sự quan tâm nghiên cứu
của các nhà khoa học.
Do đó, luận văn này tập trung thiết kế bộ điều khiển sạc và bộ điều khiển
chiếu sáng để đảm bảo hiệu quả chiếu sáng công cộng đạt hiệu suất cao. Cấu
trúc của luận văn, ngoài phần mở đầu, kết luận, bao gồm 3 chương:
• Chương 1: Nghiên cứu mạng thông tin di động để điều khiển chiếu

sáng công cộng
• Chương 2: Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống chiếu sang dùng
năng lượng mặt trời được điều khiển qua mang thông tin di động
• Chương 3: Thiết kế,chế tạo và thử nghiệm bộ điều khiển
Nhiệm vụ trọng tâm của luân văn là xây dựng một mô hình đèn chiếu sáng
công cộng sử dụng năng lượng mặt trời, tác giả đã tiến hành phân chia công
việc và hoàn thành từng phần nhỏ rồi lắp rắp, hoàn thiện dần từng khâu để
xây dựng mô hình hoàn chỉnh.
Do một vài yếu tối khách quan và chủ quan nên luận văn còn có những
hạn chế. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng luận văn
của em được hoàn thiện hơn nữa.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Phạm Duy Phong đã tận tình
hướng dẫn giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn!

2


CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ĐỂ ĐIỀU KHIỂN HỆ
THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG
Trong chương này, tác giả sẽ trình bày cấu trúc tổng quát của mạng
thông tin di động; giới thiệu tổng quan về tin nhắn SMS; thiết bị đầu cuối ứng
dụng trong điều khiển chiếu sáng và các ứng dụng của mạng thông tin di động
trong truyền tín hiệu điều khiển. Từ đó, làm cơ sở nghiên cứu xây dựngmô
hình hệ thống chiếu sáng dùng năng lượng mặt trờiđược điều khiển qua mạng
thông tin di động.
1.1. NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1.1 . Cấu trúc của mạng GSM
1.1.1.1. Cấu trúc tổng quát

GSM 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. Công nghệ GSM được ứng dụng nhiều trong
các ứng dụng điều khiển từ xa, đặc biệt sử dụng dịch vụ SMS của mạng di
động kết hợp với các vi điều khiển để điều khiển và giám sát thiết bị từ xa.
Thiết bị GSM thường được sử dụng trong ứng dụng thông tin di động là
module sim900A.
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.

3


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
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 chủ yếu thị
trường di động với hàng tỷ thuê bao tại hàng trăm 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.
1.1.1.2. Đặc điểm công nghệ GSM
GSM cho phép gửi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng ký tự dài
đến 126 kí tự. Ngoài ra, GSM còn cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu,
FAX giữa các mạng GSM với tốc độ hiện hành lên đến 9.600 bps. Một đặc
điểm công nghệ khác của GSM là có tính phủ sóng cao. Công nghệ GSM
không chỉ cho phép chuyển giao trong toàn mạng mà còn chuyển giao giữa
các mạng GSM trên toàn cầu mà không có một sự thay đổi, điều chỉnh nào.
Đây là một tính năng nổi bật nhất của công nghệ GSM (dịch vụ roaming); sử
dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM (Time division multiplexing)
để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate. Một ưu điểm khác: 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).

4


Cấu trúc công nghệ của GSM được mô tả tổng quát như hình 1.1. Ở đây,
hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:
- Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem).
- Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem).
- Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).
- Trạm di động MS (Mobile Station).

Hình 1.1 Cấu trúc của công nghệ GSM
Các thành phần cơ bản của mạng GSM được cho trong hình 1.2.

Hình 1.2 Các thành phần mạng GSM

Trong hình này:
AUC : Trung tâm nhận thức
VLR : Bộ ghi định vị trí
HLR : Bộ ghi định vị trí thường trú
EIR : Bộ ghi nhận dạng thiết bị

5


MSC : Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ mạng
BSC : Bộ điều khiển trạm gốc
BTS : Trạm thu phát gốc
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 sô dịch vụ tích hợp
OMC : Trung tâm khai thác và bảo dưỡng
1.1.2. Tổng quan về tin nhắn SMS
1.1.2.1. Giới thiệu về SMS
SMS là từ viết tắt của Short Message Service.Đó là một công nghệ cho
phép gửi và nhận các tín 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. Một thời gian sau đó, nó phát triển sang công nghệ wireless như
CDMA và TDMA. Các chuẩn GSM và SMS có nguồn gốc phát triển bởi
ETSI.ETSI là chữ viết tắt của European Telecommunications Standards

Institute. Ngày nay thì 3GPP (Third Generation Partnership Project) đang giữ
vai trò kiểm soát về sự phát triển và duy trì các chuẩn GSM và SMS.
Như đã nói ở trên về tên đầy đủ của SMS là Short Message Service, từ
cụm từ đó, có thể thấy được là dữ liệu có thể được lưu giữ bởi một tin nhắn
SMS là rất giới hạn. Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120
bit) dữ liệu. Vì vậy, một tin nhắn SMS chỉ có thể chứa :
+ 160 kí tự nếu như mã hóa kí tự 7 bit được sử dụng (mã hóa kí tự 7 bit
thì phù hợp với mã hóa các kí tự latin chẳng hạn như các kí tự alphabet của
tiếng Anh).

6


+ 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng (các
tin nhắn SMS không chứa các kí tự latin như kí tự chữ Trung Quốc phải sử
dụng mã hóa kí tự 16 bit). Tin nhắn 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 cả Arabic, Trung Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc. Bên cạnh
gữi tin nhắn dạng text thì tin nhắn SMS còn có thể mang các dữ liệu dạng
binary.Nó còn cho phép gửi nhạc chuông, hình ảnh cùng nhiều tiện ích khác
… tới một điện thoại khác.
Một trong những ưu điểm nổi trội của SMS đó là nó được hỗ trợ bởi các
điện thoại có sử dụng GSM hoàn toàn.Hầu hết tất cả các tiện ích cộng thêm
gồm cả dịch vụ gửi tin nhắn giá rẻ được cung cấp, sử dụng thông qua sóng
mang wireless. Không giống như SMS, các công nghệ mobile như WAP và
mobile Java thì không được hỗ trợ trên nhiều model điện thoại. Sử dụng tin
nhắn SMS ngày càng phát triển và trở lên rộng khắp, bởi các tin nhắn SMS có
thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào; tin nhắn SMS có thể được gửi
tới các điện thoại đang tắt nguồn; các tin nhắn SMS ít gây phiền phức trong
khi chúng ta vẫn có thể giữ liên lạc với người khác; Các điện thoại di động và

chúng có thể được thay đổi giữa các sóng mang Wireless khác nhau; SMS là
một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử dụng cùng với nó.
Ngoài ra: tin nhắn SMS được hỗ trợ 100% bởi các điện thoại có sử dụng
công nghệ GSM. Xây dựng các ứng dụng wireless trên nền công nghệ SMS
có thể phát huy tối đa những ứng dụng có thể dành cho người sử dụng. Hơn
nữa, các tin nhắn SMS còn tương thích với việc mang các dữ liệu binary bên
cạnh gửi các text. Nó có thể được sử dụng để gửi nhạc chuông, hình ảnh, hoạt
họa …
1.1.2.2. Cấu trúc một tin nhắn SMS

7


Nội dung của một tin nhắn SMS khi được gửi đi sẽ được chia làm 5 phần
như hình 1.3.
Message Body
Instructions to SIM (optional)
Instructions to handset
Instructions to SMSC
Instructions to air interface
Hình 1.3 Cấu trúc của một tin nhắn SMS
- Instructions to air interface: Chỉ thị dữ liệu kết nối với air interface
(giao diện không khí) .
- Instructions to SMSC: Chỉ thị dữ liệu kết nối với trung tâm tin nhắn
SMSC (short message service centre).
- Instructions to handset: Chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay.
- Instructions to SIM (optional): Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM
(Subscriber Identity Modules).
- Message body: Nội dung tin nhắn SMS.

1.1.2.3

. SMS Center/ SMSC

Một SMS Center (SMSC) là nơi chịu trách nhiệm luân chuyển các hoạt
động liên quan tới SMS của một mạng wireless. Khi một tin nhắn SMS được
gửi đi từ một điện thoại di động thì trước tiên nó sẽ được gửi tới một trung
tâm SMS. Sau đó, trung tâm SMS này sẽ chuyển tin nhắn này tới đích (người
nhận). Một tin nhắn SMS có thể phải đi qua nhiều hơn một thực thể mạng
(netwok) (chẳng hạn như SMSC và SMS gateway) trước khi đi tới đích hực

8


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 lý SMSC của riêng nó và
ví trí của chúng bên trong hệ thống mạng wireless. Tuy nhiên hệ thống vận
hành mạng sẽ sử dụng một SMSC thứ ba có vị trí bên ngoài của hệ thống
mạng wireless.
Thông thường, chúng ta 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.
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 chúng ta không cần phải

làm bất cứ thay đổi nào cả.

1.1.2.4

. Thiết bị đầu cuối ứng dụng trong điều khiển chiếu sáng

Cấu trúc của thiết bị đầu cuối, ứng dụng trong điều khiển chiếu sáng
được cho như hình 1.4; bao gồm 4 thành phần cơ bản: Điện thoại; bộ phận
nhận dữ liệu; Vi xử lý; bộ phận giám sát – điều khiển.

9


Hình 1.4 Mô hình điều khiển qua mạng di động
1.1.2.5

. Tổng quan về sim900A

SIM900A là một modul của hãng Simcom, hoạt động ở băng tần kép
GSM/GPRS trên dải tần số EGSM 900 MHz và DCS 1800 MHz. Sim900A
có tính năng GPRS multi-slot class10/class 8(tùy chọn) và hỗ trợ các chương
trình mã hóa GPRS CS-1,CS-2, CS-3, CS-4.
Với kích thước nhỏ 24mm x 24mm x 3mm, sim900A có thể sử dụng
trong các ứng dụng như điện thoại thông minh, PDA và các thiết bị di động
khác.

Hình 1.5 SIM900A

10

Giao diện vật lý cho các ứng dụng di động là một thiết kế với 68 chân,
cung cấp tất cả các giao diện phần cứng giữa môđun và thiết kế của người sử
dụng. Bàn phím và màn hình hiển thị giao diện SPI sẽ cung cấp sự linh hoạt
để phát triển các ứng dụng.
Cổng nối tiếp và cổng gỡ lỗi có thể giúp dễ dàng phát triển các ứng
dụng. Một kênh âm thanh bao gồm một đầu vào microphone và một đầu ra
loa. Các SIM900A được thiết kế với kỹ thuật tiết kiệm năng lượng ở mức
thấp 1.5mA ở chế độ SLEEP. SIM900A được tích hợp với giao thức TCP /
IP; lệnh mở rộng giao thức TCP / IPAT được phát triển cho khách hàng sử
dụng giao thức TCP / IP dễ dàng, rất hữu ích cho những ứng dụng truyền dữ
liệu.
1.1.2.6

. Đặc điểm của Sim900A

Đặc điểm của Sim900A cụ thể như sau:
- Nguồn cung cấp 3,4-4,5V
- Điện năng tiêu thụ ở chế độ SLEEP là 1,5mA.
- Hoạt động ở 2 băng tần EGSM 900Mhz và DCS 1800Mhz
- Kết nối GPRS
• Multi-slot class 10 (mặc định)
• Multi-slot class 8(tùy chọn)
• GPRS trạm di động lớp B
- Giới hạn nhiệt độ:
• Bình thường -30 ºC đến +80ºC.
• Nhiệt độ hoạt động hạn chế -40 ºC đến -30 ºC và 80 ºC đến 85
ºC.
• Nhiệt độ lưu trữ -45 ºC đến 90 ºC.
- Dữ liệu GPRS:

• Truyền dữ liệu GPRS đường xuống: tối đa. 85,6 kbps
• Truyền dữ liệu GPRS đường lên: tối đa. 42,8 kbps
• Chương trình mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
• Hỗ trợ các giao thức PAP (Password Authentication Protocol)
thường được sử dụng cho các kết nối PPP.
• Tích hợp giao thức TCP / IP.
11


-

-

• Hỗ trợ chuyển mạch gói kênh điều khiển phát sóng (PBCCH)
CSD:
• Tốc độ truyền CSD: 2.4, 4.8, 9.6, 14.4 kbps, không minh bạch
• Không có cấu trúc bổ sung dịch vụ dữ liệu (USSD) hỗ trợ
SMS
• MT, MO, CB, văn bản và chế độ PDU
• Lưu trữ tin nhắn SMS: thẻ SIM
FAX
• Giao diện SIM : Hỗ trợ thẻ SIM: 1.8V, 3V
• Ăng-ten bên ngoài : Ăng-ten pad
• Tính năng âm thanh:
 Speech codec modes:
 Half Rate (ETS 06.20)
 Full Rate (ETS 06.10)
 Enhaned full rate (ETS 06,50 / 06,60 / 06,80)
 Adaptive multi rate (AMR)
 Echo cancellation

 Noise suppression
Cổng nối tiếp và Cổng gỡ lỗi
Serial Port: giao diện 8 dây modem với tình trạng và kiểm soát
dòng, không cân bằng, không đồng bộ.
1.2Kbps đến 115.2kbps.
Serial Port có thể được sử dụng cho các lệnh AT hoặc dòng dữ
liệu. Autobauding hỗ trợ tốc độ truyền từ 1200 bps đến 115200bps.
Cổng gỡ lỗi: DBG_TXD và DBG_RXD.
Có thể được sử dụng để gỡ lỗi và nâng cấp firmware.

- Quản lý danh bạ
Hỗ trợ danh bạ điện thoại các loại: SM, FD, LD, RC, ON, MC.
- Ứng dụng SIM Toolkit
Hỗ trợ SAT lớp 3, GSM 11.14 Release 99
- Đồng hồ thời gian thực Người dùng cài đặt
- Chức năng hẹn giờ:
Lập trình thông qua lệnh AT

12


- Đặc tính vật lý:
• Kích thước: 24mm x 24mm x 3mm
• Trọng lượng: 3.4g
- Nâng cấp firmware
Nâng cấp firmware bằng cổng gỡ lỗi
1.1.2.7

. Khảo sát sơ đồ chân và chức năng từng chân

Hình 1.6 : Sơ đồ chân của SIM900A
Bảng 1: Mô tả chức năng hoạt động các chân của sim900A
Chân
số

Tên

Mô tả

Đặc điểm
VILmax = 0.15*VDD_EXT

1

PWRKEY

Điện áp vào dùng để tắt
mở modul sim

13

VIHmin = 0,85*VDD_EXT
Vimax = VDD_EXT
VILmin = 0V


Chân

Tên

số

Mô tả
Kết

2

PWRKEY_OUT

3

DTR

4

RI

5

DCD

6
7
8
9
10

DSR
CTS
RTS

TXD
RXD

nối

với

Đặc điểm
chân VOHmin = VDD_EXT-0.1V

PWRKEY

VOLmax = 0.1V

để giảm thời gian tắt mở VOHmax = VDD_EXT
VOLmin = 0V
sim
Ngõ vào báo dữ liệu

giao tiếp đã sẵn sàng.
Ngõ vào cho biết trạng
thái hoạt động
Phát hiện bộ mang dữ
liệu
Dữ liệu cài đặt sẵn sàng
Xóa để gửi
Yêu cầu gửi
Nhận dữ liệu
Truyền dữ liệu
VILmax = 0.15*VDD_EXT

11

DISP_CLK

12
13

DISP_DATA
DISP_D/C

VIHmin = 0,85*VDD_EXT
VILmin = 0V

Giao tiếp màn hình hiển
thị

14

VIHmax = VDD_EXT
VOHmin = VDD_EXT-0.1V
VOLmax = 0.1V

DISP_CS

VOHmax = VDD_EXT

15

16

VDD_EXT

NRESET

Cung cấp điện áp ra
2,8V

VOLmin = 0V
Vmax = 2.95V
Vmin = 2.70V
Vnorm = 2.80V
VILmax = 0.15 * VDD_EXT

Reset input ngoài(kích VIHmin = 0,85 * VDD_EXT
hoạt mức thấp).

VILmin = 0V
VIHmax = VDD_EXT

17
18
19

GND
GND
MIC_P

Chân nối đất
Ngõ vào của âm thoại

14


Chân

Tên

số
20
21
22
23
24

MIC_N
SPK_P
SPK_N
LINEIN_R
LINEIN_L

25

ADC

Mô tả

Ngõ ra của âm thoại
Line input
Ngõ vào chuyển đổi

tương tự sang số
Nguồn vào cho RTC khi
không có nguồn cung
cấp cho hệ thống.

26

VRTC

Đặc điểm

Ngõ vào nguồn dự trữ
khi nguông chính đã có

Điện áp vào 0~3V
Vmax = 3.15V
Vmin = 2.0V
Vnorm = 3.0V
Iout (max) = 300uA
Iin = 2 UA

và nguồn dự trữ ở mức
thấp.
27

VILmax = 0.15*VDD_EXT

DBG_TXD

VIHmin = 0,85*VDD_EXT

VILmin = 0V

Cổng nối tiếp để sửa lỗi VIHmax = VDD_EXT
28

DBG_RXD

và update firmware.

VOHmin = VDD_EXT-0.1V
VOLmax = 0.1V
VOHmax = VDD_EXT
VOLmin = 0V

29
30
31
32
33
34
35

GND
SIM_VDD
SIM_DATA
SIM_CLK
SIM_RST
SIM_PRESENCE
PMW1

Nối đất
Nguồn cấp cho thẻ sim
Dữ liệu sim
Sim clock
Sim reset
Nhận dạng sim
Ngõ ra xung PMW1

1,8-3V

VOHmin = VDD_EXT-0.1V
VOLmax = 0.1V

36

PMW2

Ngõ ra xung PMW2

VOHmax = VDD_EXT
VOLmin = 0

37

SDA

Đường truyền nhận dữ

15

Chân

Tên

số
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56

SCL
GND
GPIO1/KBR4
GPIO2/KBR3

GPIO3/KBR2
GPIO4/KBR1
GPIO5/KBR0
GND
GND
GPIO6/KBC4
GPIO7/KBC3
GPIO8/KBC2
GPIO9/KBC1
GPIO10/KBC0
NETLIGHT
GND
GND
VBAT
VBAT

57

VBAT

58
59
60
61
62
63
64
65

GND

GND
RF_ANT
GND
GND
GND
GND
GND

66

STATUS

67
68

GPIO11
GPIO12

Mô tả

Đặc điểm

liệu giao tiếp chuẩn I2C
Đường xung nhịp
Nối đất

Giao tiếp bàn phím

Nối đất

Giao tiếp bàn phím
Đèn báo tình trạng mạng
Nối đất
Vmax = 4.5V

Nguồn VCC

Vmin = 3.4V
Vnorm = 4.0V

Nối đất

Nối đất
Đèn báo hiệu trạng thái
làm việc
Port vào ra

1.1.2.8 Khởi tạo cấu hình modul sim

16


Hình 1.7: Cấu hình khởi tạo module sim
(1) ATZ<CR>
Reset modem, kiểm tra modem đã hoạt động bình thường chưa, có thể
gửi nhiều lần cho đến khi nhận được chuỗi:
ATZ<CR><CR><LF>OK<CR><LF>.
(2) ATE0<CR>
Tắt chế độ chờ lệnh, chuỗi trả về có dạng
ATE0<CR><CR><LF>OK<CR><LF>.

(3) AT+CLIP=1<CR>
Định dạng chuỗi trả về khi nhận cuộc gọi:
Thông thường, ở chế độ mặc định, khi có cuộc gọi đến, chuỗi trả về sẽ có
dạng: <CR><LF>RING<CR><LF>
Sau khi lệnh AT+CLIP=1<CR> đã được thực thi, chuỗi trả về sẽ có dạng:
<CR><LF>RING<CR><LF>
<CR><LF>+CLIP: "0929047589", 129,"","", 0<CR><LF>

17


Chuỗi trả về có chứa thông tin về số điện thoại gọi đến. Thông tin này
cho phép xác định việc có nên nhận cuộc gọi hay từ chối cuộc gọi.
Kết thúc các thao tác khởi tạo cho quá trình nhận cuộc gọi. Các bước
khởi tạo tiếp theoliên quan đến các thao tác truyền nhận tin nhắn.
(4) AT&W<CR>
Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh ATE0 và AT+CLIP vào
bộ nhớ.
(5) AT+CMGF=1<CR>
Thiết lập quá trình truyền nhận tin nhắn được thực hiện ở chế độ text
(mặc định là ở chế độ PDU). Chuỗi trả về sẽ có dạng:
<CR><LF>OK<CR><LF>
(6) AT+CNMI=2,0,0,0,0<CR>
Thiết lập chế độ thông báo cho TE khi MT nhận được tin nhắn mới. Chuỗi
trả về sẽ có dạng:
<CR><LF>OK<CR><LF>
Sau khi lệnh trên được thiết lập, tin nhắn mới nhận được sẽ được lưu
trong SIM, và MT không truyền trở về TE bất cứ thông báo nào.TE sẽ đọc tin
nhắn được lưu trong SIM trong trường hợp cần thiết.
(7) AT+CSAS<CR>

1.1.2.9

. Đọc tin nhắn

Cấu hình đọc tin nhắn được trình bày trong hình 1.8. Ở đây, Mọi thao tác
liên quan đến quá trình nhận tin nhắn đều được thực hiện trên 2 ngăn 1 và 2
của bộ nhớ nằm trong SIM.
(1) Đọc tin nhắn trong ngăn 1 bằng lệnh
(2) AT+CMGR=1.
(2A) Nếu ngăn 1 không chứa tin nhắn, chỉ có chuỗi sau được trả về:
<CR><LF>OK<CR><LF>

18


(2B) Nếu ngăn 1 có chứa tin nhắn, nội dung tin nhắn sẽ được gửi trả
về TE với định dạng như sau:
<CR><LF>+CMGR:"RECUNREAD","+84929047589","07/05/15,
09:32:05+28"
<CR><LF>NỘIDUNG<CR><LF>
<CR><LF>OK<CR><LF>
Các tham số trong chuỗi trả về bao gồm trạng thái của tin nhắn (REC
UNREAD), số điện thoại gửi tin nhắn (+84929047589) và thời gian gửi tin
nhắn (07/05/15, 09: 32: 05+28) và nội dung tin nhắn.Đây là định dạng mặc định
của module 900A lúc khởi động dạng mở rộng có thể được thiết lập bằng cách
sử dụng lệnh AT + CSDH = 1 trước khi thực hiện đọc tin nhắn.
(3) Sau khi đọc, tin nhắn được xóa đi bằng lệnh AT + CMGD = 1.
Thao tác tương tự đối với tin nhắn chứa trong ngắn thứ 2 trong các bước
4, 5A(5B) và 6

19