NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2017
Giáo viên hướng dẫn


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2017
Giáo viên phản biện


LỜI CẢM ƠN
Trải qua chặng đường gần bốn năm học, chúng em đã có những khó khăn
cũng như nhận những thuận lợi nhất định để hoàn tất việc học tập, phát triển bản
thân. Tất cả đều nhờ sự giúp đỡ của bạn bè và thầy cô đặc biệt là các thầy cô
thuộc khoa Công Nghệ Điện Tử trường Đại Học Cơng Nghiệp TpHCM.
Những kiến thức, những bài học đó đã được chúng em tiếp thu và biến nó
thành kiến thức cũng như kỹ năng của mình để hồn thành các bài tập lớn và các
đồ án. Đồ án chuyên nghành là một bước tiếp nối trong q trình hồn thành
chương trình học của chúng em ở giảng đường Đại Học. Một bài kiểm tra lớn
trước khi chúng em trở thành những kỹ sư trong tương lai gần, để chắc rằng
chúng em có thể ứng dụng những gì mình học được vào thực tế, vào các thiết bị

hiện đại để giúp ích cho cơng việc và cuộc sống của mình.
Xin gửi lời cảm ơn thật sự chân thành đến cô Đào Thị Thu Thủy. Người
đã đồng hành, cung cấp cho chúng em những tài liệu quan trọng, đi kèm sự
hướng dẫn tận tình trong q trình thực hiện đề tài
Chúc cơ Thủy và tất cả các thầy cô của khoa sẽ ln dồi dào sức khỏe và
thành cơng.

Sinh viên thực hiện:
Hồng Thiên Phước Thiện
Nguyễn Minh Nghiêm


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Từ đầy đủ
European Conference of Postal and Telecommunications

CEPT

Administrations.

GSM

Groupe Spécial Mobile

ETSI

European Telecommunications Standards Institute


TDM

Time Division Multiplexing

TDMA

Time Division Multiple Access

LPC

Linear Predictive Coding

UMTS

Universal Mobile Telecommunication System

EFR

Enhanced Full Rate

HLR

Home Location Register

NSS

Network Switching Subsystem

OSS


Online Service Software

RSS

Radio Subsystem

BSS

Base Station Subsystem

BTS

Base Transceiver Station

OMS

Operation and Maintenance SubSystem

ME

Mobile Equipment

GPRS

GPRS care network

SIM

Subscriber Identity Module


PIC

Programable Intelligent Computer

SSP

Synchronous Serial Port

PSP

Parallel Slave Port

ICSP

In Cicuit Serial Programming

GPR

General Purpose Register


GPIO

general purpose input/output

FSG

File Select Register

USART


Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter

SCI

Serial Communication Interface

BRG

Baud Rate Genetator

NRZ

None-Return-to-Zero

MS

Mobile Station

RF

Radio frequency

AC

Address Counter

TE

Terminal Equipment


DDRAM

Display Data RAM

CGROM

Character Generator ROM

H

logic higt

L

logic low

X

Don’t care


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cấu trúc tổng qt GSM. ................................................................................4
Hình 1.2: Các thành phần của cơng nghệ GSM. .............................................................4
Hình 1.3: Hình thực tế của SIM800L. .............................................................................7
Hình1.4: Sơ đồ các khối chức năng của SIM800L. .......................................................11
Hình 1.5: Sơ đồ chân SIM800C.....................................................................................12
Hình 1.6: Sơ đồ mạch của của VBAT input. ..................................................................13
Hình 1.7: Sơ đồ mạch cấp nguồn LDO. ........................................................................14

Hình 1.8: Sơ đồ mạch cấp nguồn DC-DC. ....................................................................14
Hình 1.9: Tập lệnh AT để Khởi tạo cấu hình cho Module SIM800L. ...........................17
Hình 1.10: Hình ảnh thực tế PIC 16F887 .....................................................................18
Hình 1.11: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC 16F887. ........................................................20
Hình 1.12: Sơ đồ chân PIC16F887 ...............................................................................20
Hình 1.13: Bộ nhớ chương trình PIC 16F887. .............................................................21
Hình 1.14: Sơ đồ bộ nhớ dữ liệu PIC 16F887. .............................................................22
Hình 1.15: Sơ đồ khối của bộ chuyển đổi ADC. ...........................................................27
Hình 1.16: Sơ đồ khối của Timer1 ................................................................................29
Hình 1.17: Sơ đồ khối Timer2. ......................................................................................30
Hình 1.18: Điện trở. ......................................................................................................33
Hình 1.19: Relay. ...........................................................................................................33
Hình 1.20 : Tụ điện phân cực ( a ) ,Tụ điện khơng phân cực ( b ). ...............................34
Hình 1.21: Cầu diot. ......................................................................................................34
Hình 1.22: Diode Zener .................................................................................................37
Hình 1.23: LM2576. ......................................................................................................38
Hình 1.24: Sơ đồ khối của LM2576. .............................................................................39
Hình 1.25: Transistor. ...................................................................................................40
Hình 1.26: Thứ tự chân Transistor. ...............................................................................40
Hình 1.27: Bóng Đèn C7 LED ......................................................................................41
Hình 1.28: Động cơ DC ..................................................................................................41
Hình 2.1: Sơ đồ khối tồn mạch. ...................................................................................42
Hình 2.2: Sơ đồ khối cấp nguồn cho tồn mạch. ..........................................................43
Hình 2.3: Sơ đồ khối giải mã. ........................................................................................44
Hình 2.4: Sơ đồ khối điều khiển. ...................................................................................45
Hình 2.5: Sơ đồ relay. ...................................................................................................46
Hình 2.6: Sơ đồ khối relay.............................................................................................46
Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý kết nối sim card với Module SIM800L. ..............................47
Hình 2.8: Altium Designer. ...........................................................................................48
Hình 2.9: Mplab IDE. ...................................................................................................49

Hình 2.10: Lưu đồ giải thuật hệ thống. .........................................................................50
Hình 2.11: Sơ đồ mạch in và 3D tồn mạch. ................................................................51
Hình 2.12: Mạch và mơ hình hồn thiện. ......................................................................52
Hình 2.13: Bảng liệt kê kết quả. ....................................................................................52


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thông tin về Module SIM800L .......................................................................7
Bảng 1.2: Tính năng của Module SIM800L ....................................................................8
Bảng 1.3: Mã hóa các khung, tốc độ dữ liệu tối đa trên mạng lưới giao diện vơ tuyến. 9
Bảng 1.4: Tóm tắt các chế độ hoạt động khác nhau của module SIM800L. .................10
Bảng 1.7: Tập lệnh AT thông dụng. ..............................................................................16
Bảng 1.8: Biểu diễn sự tương quan giữa các phím và tần số........................................35
Bảng 1.9: Bảng giải mã của IC MT8870. .....................................................................36


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………...1
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN…………………………………….2
1.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ........................................................ 2
1.1.1. Lịch sử ................................................................................................. 2
1.1.2. Giới thiệu về công nghệ GSM ............................................................ 2
1.1.3. Đặc điểm của công nghệ GSM ........................................................... 3
1.1.4. Cấu trúc của mạng GSM ..................................................................... 3
1.1.4.1. Cấu trúc tổng quát ........................................................................ 3
1.1.4.2. Các thành phần của công nghệ mạng GSM ................................. 4
1.1.5. Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam .................................. 5
1.1.6. Mã hóa âm thanh ................................................................................. 5
1.2. TỔNG QUAN VỀ MODULE SIM800L .................................................... 6
1.2.1. Tổng quan về Module SIM800L ......................................................... 6

1.2.2. Thơng tin Module SIM800L ............................................................... 7
1.2.3. Các tính năng chính SIM800L ............................................................ 8
1.2.4. Cơ chế hoạt động............................................................................... 10
1.2.5. Cấu trúc phần cứng của Module SIM800L ....................................... 11
1.2.5.1. Sơ đồ chức năng ......................................................................... 11
1.2.5.2. Sơ đồ chân .................................................................................. 12
1.2.6 Cấp nguồn .......................................................................................... 13
1.3. KHẢO SÁT VỀ TẬP LỆNH AT .............................................................. 15
1.3.1. Các thuật ngữ .................................................................................... 15
1.3.2. Cú pháp lệnh AT ............................................................................... 15
1.3.3. Một số lệnh AT được dùng ............................................................... 16
1.4. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877 ............. 18
1.4.1. Giới thiệu về vi điều khiển Pic 16F887 ............................................ 18


1.4.2. Sơ đồ khối của vi điều khiển PIC 16F887 ........................................ 20
1.4.3. Khảo sát sơ đồ chân, chức năng từng chân ...................................... 20
1.4.3.1. Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F887 ....................................... 20
1.4.3.2. Tổ chức bộ nhớ........................................................................... 20
1.4.3.3. Bộ nhớ chương trình .................................................................. 20
1.4.3.4. Bộ nhớ dữ liệu. ........................................................................... 21
1.4.3.5. Các cổng xuất nhập của PIC 16F887 ......................................... 22
1.4.3.6. Bộ chuyển đổi tương tự số ADC................................................ 26
1.4.4. Hoạt động định thời Timer ............................................................... 27
1.4.4.1. Bộ định thời Timer0 ................................................................... 27
1.4.4.2. Bộ định thời Timer1 ................................................................... 28
1.4.4.3. Bộ định thời Timer2 ................................................................... 29
1.4.5. Giao tiếp nối tiếp USART ................................................................. 30
1.4.5.1. Giao tiếp USART bất đồng bộ ................................................... 31
1.4.5.2. Giao tiếp USART đồng bộ ......................................................... 32

1.5. CÁC LINH KIỆN DÙNG TRONG ĐỀ TÀI ............................................ 32
1.5.1. Điện trở.............................................................................................. 32
1.5.2. Relay.................................................................................................. 33
1.5.3.Tụ điện................................................................................................ 33
1.5.4. Cầu diot ............................................................................................. 34
1.5.5. IC MT8870 ........................................................................................ 34
1.5.6. Diode Zener ....................................................................................... 37
1.5.7. IC LM2576 ........................................................................................ 37
1.5.8. Transistor........................................................................................... 40
1.5.9. Bóng Đèn C7 LED (Cà Na) .............................................................. 41
1.5.10. .......................................................................................................... 41
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH…………………………….41
2.1. THIẾT KẾ ................................................................................................ 42
2.1.1. Sơ đồ khối toàn mạch ........................................................................ 42
2.1.1.1. Khối nguồn ................................................................................. 43


2.1.1.2. Khối giải mã âm thanh DTMF ( sử dụng IC MT8870) ............. 44
2.1.1.3. Khối điều khiển ( Sử dụng IC 16F887) ..................................... 45
2.1.1.4. Khối relay .................................................................................. 46
2.1.1.5. Khối MODULE SIM 800L ....................................................... 47
2.2. THI CÔNG ............................................................................................... 48
2.2.1. Các phần mềm sử dụng ..................................................................... 48
2.2.1.1. Altium......................................................................................... 48
2.2.1.2. Mplab Ide ................................................................................... 49
2.2.2. Nguyên lí hoạt động .......................................................................... 49
2.2.3 Lưu đồ giải thuật ................................................................................ 50
2.2.4. Sơ đồ mạch in .................................................................................... 51
2.3. KẾT QUẢ ................................................................................................. 52
2.3.1. Bảng liệt kê kết quả ........................................................................... 52

KẾT LUẬN…………………………………………………………………….53
PHỤ LỤC ........................................................................................................... 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………...61


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của Khoa học kĩ thuật, cụm từ
“Internet of thing” dường như đã khơng cịn xa lạ , nghành bưu chính viễn thông
là một trong những ngành đầu tàu trong công cuộc phát triển, đã và đang tạo ra
những bước tiến quan trọng trong lĩnh vực thông tin cũng như thiết bị thông
minh để đáp ứng nhu cầu của con người. Hiện nay, hệ thống thông tin qua mạng
điện thoại đã được tồn cầu hóa, trở nên gần gũi và quen thuộc với con người.
Từ đó việc ứng dụng hệ thống này qua việc điều khiển các thiết bị từ xa là một
thiết bị rất hiện đại.
Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện để tạo ra một hệ thống
“Điều khiển tự động từ xa bằng điện thoại di động” hồn chỉnh. Hệ thống tích
hợp module nhận cuộc gọi sử dụng mạng GSM, module xử lý dữ liệu, module
công suất cho các thiết bị . Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối
(mobile) của người điều khiển để báo cho biết trạng thái của các thiết bị được
điều khiển. Hệ thống điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại di động dùng phím
điện thoại có chức năng là người dùng có thể dùng lệnh phím điện thoại để điều
khiển và hệ thống sau khi cuộc gọi và tín hiệu điều khiển thì xuất lệnh điều
khiển các thiết bị và tự động báo trạng thái các thiết bị sau điều khiển.
Từ những nhu cầu thực tế đó, nhóm muốn đưa một phần những kỹ thuật
hiện đại của thế giới áp dụng vào điều kiện thực tế trong nước để có thể tạo ra
một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa bằng phím điện thoại nhằm đáp
ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.Việc sử dụng phím điện thoại để điều
khiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động
cao. Ngồi ra, sản phẩm của đề tài này có tính mở, có thể áp dụng cho nhiều đối
tượng khác nhau trong dân dụng cũng như trong công nghiệp.


1


Chương 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
1.1. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.1.1. Lịch sử
Vào đầu thập niên 1980 tại châu Âu người ta phát triển một mạng điện
thoại di động chỉ sử dụng trong một vài khu vực. Sau đó vào năm 1982 nó được
chuẩn hố bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications
Administrations) và tạo ra Group Spécial Mobile (GSM) với mục đích sử dụng
chung cho tồn Châu Âu.
Mạng điện thoại di động sử dụng công nghệ GSM được xây dựng và đưa
vào sử dụng đầu tiên bởi Radiolinja ở Phần Lan.
Vào năm 1989 công việc quản lý tiêu chuẩn vá phát triển mạng GSM
được chuyển cho viện viễn thông châu Âu (European Telecommunications
Standards Institute - ETSI), và các tiêu chuẩn, đặc tính phase 1 của cơng nghệ
GSM được công bố vào năm 1990. Vào cuối năm 1993 đã có hơn 1 triệu thuê
bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung cấp dịch vụ trên 48 quốc gia.
1.1.2. Giới thiệu về công nghệ GSM
GSM (Global System for Mobile communication) là hệ thống thơng tin di
động số tồn 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 hồn tồn khơng 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 cơng nghệ GSM là ngồi việc truyền âm thanh
với chất lượng cao còn cho phép thuê bao sử dụng các cách giao tiếp khác rẻ

2


tiền hơn đó là tin nhắn SMS. Ngồi 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 th bao
của mình với các mạng khác trên tồn thế giới. Và cơng 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 thơng 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.
1.1.3. Đặc điểm của công nghệ GSM
Cho phép gởi và nhận những mẫu tin nhắn văn bản bằng kí tự dài đến 126
kí tự. Cho phép chuyển giao và nhận dữ liệu, FAX giữa các mạng GSM với tốc
độ hiện hành lên đến 9.600 bps.
Tính phủ sóng cao: Cơng nghệ GSM khơng chỉ cho phép chuyển giao trong
tồn mạng mà cịn chuyển giao giữa các mạng GSM trên tồn cầu mà khơng có
một sự thay đổi, điều chỉnh nào. Đây là một tính năng nổi bật nhất của công
nghệ GSM(dịch vụ roaming).
Sử dụng công nghệ phân chia theo thời gian TDM(Time division
multiplexing) để chia ra 8 kênh full rate hay 16 kênh haft rate.
Công suất phát của máy điện thoại được giới hạn tối 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).
1.1.4. Cấu trúc của mạng GSM
1.1.4.1. Cấu trúc tổng quát
Hệ thống GSM được chia thành nhiều hệ thống con như sau:

3




Phân hệ chuyển mạch NSS [Network BSS (Base Station
Subsystem). Switching Subsystem].



Phân hệ trạm gốc .



Phân hệ bảo dưỡng và khai thác OSS (Operation Subsystem).



Trạm di động MS (Mobile Station).

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quát GSM.

1.1.4.2. Các thành phần của công nghệ mạng GSM


Hình 1.2: Các thành phần của cơng nghệ 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.

4


 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 cơng 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.
1.1.5. 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.
1.1.6. Mã hóa âm thanh
GSM sử dụng khá nhiều kiểu mã hóa thoại để nén tần số audio 3,1 kHz
vào trong khoảng 6.5 and 13 kbit/s. Ban đầu, có 2 kiểu mã hố là bán tốc (haft
rate -5.6 kbps) và toàn tốc (Full Rate -13 kbit/s)). Để nén họ sử dụng hệ thống có
tên là mã hóa dự đốn tuyến tính (linear predictive coding - LPC).
GSM được cải tiến hơn vào năm 1997 với mã hóa EFR (mã hóa tồn tốc cải
tiến -Enhanced Full Rate), kênh tồn tốc nén cịn 12.2 kbit/s. Sau đó, với sự phát

5


triển của UMTS, EFR được tham số lại bởi kiểu mã hóa biến tốc, được gọi là
AMR-Narrowband.
Có tất cả bốn kích thước cell site trong mạng GSM đó là macro, micro, pico
và umbrella. Vùng phủ sóng của mỗi cell phụ thuộc nhiều vào môi trường.
Macro cell được lắp trên cột cao hoặc trên các toà nhà cao tầng, micro cell lại
được lắp ở các khu thành thị, khu dân cư, pico cell thì tầm phủ sóng chỉ khoảng
vài chục mét trở lại nó thường được lắp để tiếp sóng trong nhà. Umbrella lắp bổ
sung vào các vùng bị che khuất hay các vùng trống giữa các cell.
Bán kính phủ sóng của một cell tuỳ thuộc vào độ cao của anten, độ lợi
anten thường thì nó có thể từ vài trăm mét tới vài chục km. Trong thực tế thì khả
năng phủ sóng xa nhất của một trạm GSM là 35 km (22 dặm).
Một số khu vực trong nhà mà các anten ngồi trời khơng thể phủ sóng tới
như nhà ga, sân bay, siêu thị... thì người ta sẽ dùng các trạm pico để chuyển tiếp
sóng từ các anten ngồi trời vào.
Một mạng GSM để cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng cho nên
nó khá phức tạp vì vậy sẽ chia ra thành các phần như sau: chia theo phân hệ:

 Phân hệ chuyển mạch NSS: Network switching SubSystem.
 Phân hệ vô tuyến RSS = BSS + MS: Radio SubSystem.
 Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS: Operation and Maintenance
SubSystem.

1.2. TỔNG QUAN VỀ MODULE SIM800L
1.2.1. Tổng quan về Module SIM800L
SIM800L( phiên bản khác của SIM900) là một module băng tần (quadband)

GSM

/

GPRS

nó

hoạt

động

trên

tần

GSM850MHz,

EGSM900MHz,DCS1800MHz và PCS1900MHz. tính năng SIM800C GPRS
multi-slot Class10 / class12 và hỗ trợ mã hóa các khung GPRS CS-1, CS-2,
CS-3 và CS-4.


6


Với kích thước: 25 x 22 mm, sử dụng Micro Sim, sim 800L đáp ứng được
tất cả tính năng của sim 900 với ưu điểm nhỏ gọn , thích hợp cho các ứng dụng
nhỏ gọn , mạnh mẽ.
SIM800L là một gói SMT với 42 miếng đệm, và cung cấp tất cả phần
cứng giao diện giữa các module và các bo mạch của khách hàng.
Một cổng serial 3 dòng và một cổng serial full modem:


USB, giao diện USB có thể gỡ lỗi, tải phần mềm.



Kênh Radio bao gồm một đầu vào microphone và một đầu ra loa.



Chương trình chung mục đích đầu vào và đầu ra.



Giao diện SIM card.



Hỗ trợ Bluetooth (cần phần mềm hỗ trợ).
SIM800L được thiết kế với kỹ thuật tiết kiệm năng lượng nên mức tiêu


thụ thấp chỉ 10mA trong chế chờ.

Hình 1.3: Hình thực tế của SIM800L.
1.2.2. Thông tin Module SIM800L
Bảng 1.1: Thông tin về Module SIM800L
SIM800L
GSM

850,900,1800 và 1900MHz

BT

(cần phần mềm hỗ trợ)

FLASH
RAM

SIM800L (24Mbit)
SIM800L32 (32Mbit)
32Mbit

7


1.2.3. Các tính năng chính SIM800L
Bảng 1.2: Tính năng của Module SIM800L
Feature

Implementation


Nguồn cấp

3.8 ~ 4.2VDC

Tiết kiệm năng
lượng

Năng lượng tiêu thụ điển hình trong chế độ ngủ là
0.88mA (BS-PA-MFRMS = 9)

Băng tần hoạt
động

SIM800L hoạt động ở 4 băng tần: GSM 850, EGSM
900, DCS 1800, PCS 1900. có thể tự động dị tìm các
băng tần. Có thể điều khiển bằng lệnh AT.
Phù hợp với GSM 2/2+.pha

Công suất truyền
tải
Kết nối GPRS
Dải nhiệt độ

Class 4 (2W) tại GSM 850 và EGSM 900.
Class 1 (1W) tại DSC 1800 và PCS 1900.
GPRS đa khe class 12 (mặc định).
GPRS đa khe class 1 ~ 12 (tùy chọn)
Hoạt động bình thường: -40 ° C ~ + 85 ° C
Nhiệt độ lưu trữ: -45 ° C ~ + 90 ° C

Dữ liệu GPRS đường xuống: max. 85,6 kbps
Dữ liệu GPRS đường lên: max. 85,6 kbps.

Dữ liệu GPRS

Mã hóa các khung: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
PAP kết nối giao thức cho PPP
Tích hợp giao thức TCP / IP
Hỗ trợ điều khiển kênh Broadcast Packet (PBCCH)

USSD
SMS

Khơng có cấu trúc hỗ trợ dữ liệu dịch vụ (USSD)
Chế độ MT, MO, CB, Text và PDU
Lư SMS lưu trữ: thẻ SIM

Giao tiếp SIM

Hỗ trợ thẻ SIM 1.8V và 3V

Anten ngồi

Anten pad
Chế độ mã hóa Speech :
Half Rate (ETS 06.20)

Giao diện Audio

Full Rate (ETS 06.10)

Tăng cường Full Rate (ETS 06,50 / 06,60 / 06,80)
Thích ứng đa tốc độ (AMR)

8


Loại bỏ Echo
Huỷ bỏ tiếng ồn.
Cổng Serial
Mặc định một cổng serial đầy đủ modem
Có thể được sử dụng cho các lệnh AT hoặc luồng dữ
liệu
Hỗ trợ phần cứng RTS / CTS và phần mềm điều khiển
lưu lượng ON / OFF
Cổng Serial và

Khả năng ghép kênh đa hợp theo giao thức

Cổng USB

GSM 07,10
Hỗ trợ tốc độ truyền Autobanding từ 1200 bps đến
115200bps
Nâng cấp phần mềm
Cổng USB:
USB_DN và USB_DP
Có thể được sử dụng để gỡ lỗi và nâng cấp phần mềm

Quản lý danh bạ


Hỗ trợ các loại danh bạ: SM, FD, LD, RC, ON, MC

ToolKit ứng dụng
GSM 11.14 Release 99
SIM
Tính chất vật lý
Nâng cấp phần
mềm

Kích thước: 25mm*22mm
Trọng lượng: 1.3G
Full modem cổng serial hoặc cổng USB ( bạn nên sử
dụng cổng USB)

Bảng 1.3: Mã hóa các khung, tốc độ dữ liệu tối đa trên mạng lưới giao diện vô
tuyến.
Coding scheme

1 timeslot

2 timeslot

CS-1

9.05kbps

18.1kbps

36.2kbps


CS-2

13.4kbps

26.8kbps

53.6kbps

CS-3

15.6kbps

31.2kbps

62.4kbps

CS-4

21.4kbps

42.8kbps

85.6kbps

9

4 timeslot


1.2.4. Cơ chế hoạt động

Bảng 1.4: Tóm tắt các chế độ hoạt động khác nhau của module SIM800L.
Mode

Function

Chế độ bình thường

Module sẽ tự động chuyển sang chế độ
ngủ nếu các điều kiện của chế độ ngủ
được cho phép và không có sóng và phần
cứng ngắt (như là GPIO ngắt hoặc dữ
GSM/GPRS
ngủ

liệu trên cổng serial).
Trong trường hợp này, mức tiêu thụ hiện
tại của Module sẽ giảm đến mức tối
thiểu. Trong chế độ ngủ, module vẫn có
thể nhận được thơng báo phân trang và
tin nhắn SMS.
Phần mềm đang hoạt động. Module được

GSM IDLE

đăng ký với mạng GSM, và module sẵn
sàng để giao tiếp.

GSM

Kết nối giữa hai thuê bao đang hoạt


TALK

động. Trong trường hợp này, việc tiêu
thụ điện năng phụ thuộc vào các thiết lập
mạng như DTX off / on, FR / EFR / HR,
các chuỗi nhảy tần, ăng-ten.

GPRS

Module sẵn sàng để truyền dữ liệu

STANDBY GPRS, nhưng khơng có dữ liệu đang
được gửi hoặc nhận. Trong trường hợp
này, tiêu thụ điện năng phụ thuộc vào các
thiết lập mạng và cấu hình GPRS.
GPRS

Có sự tiến hành truyền dữ liệu GPRS

DATA

(PPP hoặc TCP hoặc UDP). Trong

10


trường hợp này, tiêu thụ điện năng liên
quan với các thiết lập mạng (ví dụ năng
lượng mức độ điều khiển); tốc độ dữ liệu

đường lên / đường xuống và cấu hình
GPRS (ví dụ sử dụng các thiết lập đa
khe).
Tắt nguồn

Bình thường tắt nguồn bằng cách gửi lệnh AT "AT +
CPOWD = 1" hoặc sử dụng các PWRKEY. Các bộ
phận quản lý nguồn tắt cung cấp năng lượng cho các
phần baseband của module. Phần mềm không hoạt
động. Các cổng serial không thể truy cập, được áp dụng
để cung cấp năng lượng (kết nối tới VBAT)

Chế độ chức năng

Lệnh AT "AT + CFUN" có thể được sử dụng để thiết

tối thiểu

lập các Module với một chế độ chức năng tối thiểu mà
không loại bỏ việc cung cấp năng lượng. Trong chế độ
này, phần RF của các Module sẽ không hoạt động hoặc
thẻ SIM sẽ không thể truy cập, hoặc cả hai phần RF và
thẻ SIM sẽ bị đóng và cổng serial vẫn truy cập. Tiêu
thụ điện năng ở chế độ này là thấp hơn so với chế độ
bình thường.

1.2.5. Cấu trúc phần cứng của Module SIM800L
1.2.5.1. Sơ đồ chức năng
 GSM baseband.
 GSM RF.

 Giao diện Antenna.
 Giao diện khác.

Hình1.4: Sơ đồ các khối chức năng của SIM800L.

11


1.2.5.2. Sơ đồ chân

Hình 1.5: Sơ đồ chân SIM800C.

12


 Mô tả chân:
Vcc: Nguồn vào 3.7-4.2V
TXD: Chân truyền Uart TX
RXD: Chân nhận Uart RX
DTR: Chân UART DTR ,thường không xài
SPKP,SPKN: ngõ ra âm thanh, nối với loa để phát âm thanh
MICP,MICN:Ngõ vào âm thanh,phải gắn them micro để thu âm thanh
Reset:Chân khởi động lại Sim 800L(thường không xài)
RING: BÁo có cuộc gọi đén
GND: Chân Mass,cấp 0
1.2.6 Cấp nguồn
Phạm vi cấp nguồn SIM800L là từ 3.7V đến 4.2V. Yêu cầu điện áp là
4.0V. Sự bùng nổ truyền sẽ gây ra hiện tượng rơi áp và phải cấp nguồn đủ 2A.
Đối với đầu vào VBAT, tụ bypass (thấp ESR) nên dùng là 100μF.
Đối với đầu vào VBAT, nên dung tụ Tantali 100uF (CA thấp ESR) và tụ

Gốm sứ CB 1uF ~ 10uF. Tụ 33pF và 10pF có thể nâng cao hiệu quả loại bỏ các
nhiễu tần số cao. Nên dùng diode Zener 5.1V / 500MW, các diode có thể ngăn
chặn gây tổn hại cho . SIM800L càng tốt.

Hình 1.6: Sơ đồ mạch của của VBAT input.

13


Hình dưới đây là thiết kế cấp nguồn đầu vào + 5V. nguồn ra là 4.1V.

Hình 1.7: Sơ đồ mạch cấp nguồn LDO.

Hình 1.8: Sơ đồ mạch cấp nguồn DC-DC.

14


1.3. KHẢO SÁT VỀ TẬP LỆNH AT
1.3.1. Các thuật ngữ
<CR> : Carriage return (Mã ASCII 0x0D).
<LF> : Line Feed (Mã ASCII 0x0A).
MT : Mobile Terminal - Thiết bị đầu cuối mạng (trong trường hợp này là
modem).
TE : Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối (máy tinh, hệ vi điều khiển).
1.3.2. Cú pháp lệnh AT
Khởi đầu lệnh: Tiền tố “AT” hoặc “at”
Kết thúc lệnh: ký tự <CR>
Lệnh AT thường có một đáp ứng theo sau nó, đáp ứng có cấu trúc :
“<CR><LF><Response><CR><LF>”

Tập lệnh AT có thể chia thành 3 loại cú pháp chính : cú pháp cơ bản, cú pháp
tham số S, cú pháp mở rộng.
 Cú pháp cơ bản :
“AT<x><n>” hoặc “AT&<x><n>”
Với: <x>: Lệnh
<n>: Đối số của lệnh, đối số có thể có 1 hoặc nhiều đối số, đối số có thể
tùy chỉnh, được thiết lập mặc định nếu trong lệnh thiếu đối số.
 Cú pháp tham số S :
“ATS<n>=<m>”
Với : <n>: Chỉ số của thanh ghi S được thiết lập.
<m>: Giá trị đặt cho thanh ghi S. <m> có thể tùy chỉnh, nếu thiếu, giá trị
mặc đinh sẽ được đặt cho <m>.
 Cú pháp mở rộng :
Các lệnh có cú pháp này có thể hoạt động ở nhiều chế độ.

15