Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay ngành kỹ thuật điện tử có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của
con người. Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay thế các công
việc hàng ngày của con người từ những công việc từ đơn giản đến phức tạp. Với sự
phát triển không ngừng của công nghệ, nhiều sản phẩm được tạo ra nhằm giảm bớt
công việc cho con người, giúp cho chất lượng cuộc sống của con người được nâng
cao hơn như các trò chơi giải trí cho trẻ em, các thiết bị tự động giúp việc cho
những người nội trợ trong gia đình…
Cùng với sự phát triển của công nghệ là sự ra đời các vi mạch tích hợp có tốc độ
xử lý nhanh, chính xác, ứng dụng trong các thiết bị chuyên dùng của con người. Với
xu hướng hiện đại hóa, sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực viễn thông, dường như
nhu cầu sử dụng các thiết bị điều khiển tự động ngày càng được tăng cao như việc
ứng dụng mạng di động để giám sát các thiết bị từ xa thông qua GSM/GPRS.
Xuất phát từ thực tiễn, nắm bắt được các nhu cầu cuộc sống của con người,
chúng em xin lựa chọn đề tài

Hệ Thống Giám Sát Độ Ẩm-Nhiệt Độ Qua

GSM/GPRS ”. Đây là một ứng dụng rất phổ biến để đáp ứng được nhu cầu ngày
càng cao của con người và g p phần vào sự tiến ộ, văn minh, hiện đại của nước
nhà.


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ
trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt
thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất
nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và ạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất nhóm chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành
nhất đến Ban Giám Hiệu trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM, ban chủ
nhiệm khoa Điện – Điện Tử, quý Thầy Cô của khoa, và đặc biệt nhóm em xin gửi
lời cám ơn đến thầy hướng dẫn ThS Tôn Thất Phùng đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện thuận lợi nhất để nh m em hoàn thành đề tài này.
Sau khoảng thời gian tìm hiểu, thiết kế và thi công đồ chuyên ngành, với đề
tài”Hệ Thống Giám Sát Độ Ẩm-Nhiệt Độ Qua GSM/GPRS”. Cuối cùng nhóm
chúng em cũng đã hoàn thành công việc. Những kết quả mà nh m c được là nhờ
những kiến thức đã tiếp thu được trong các năm học, bên cạnh đ là sự chỉ dẫn tận
tình của Thầy hướng dẫn ThS Tôn Thất Phùng. Tuy nhiên, do trình độ chuyên môn
còn hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được
sự giúp đỡ của Thầy để đồ án của chúng em được hoàn chỉnh hơn.


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

NHẬN XÉT
(Của giảng viên hƣớng dẫn)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
..… ngày… tháng … năm 2013
GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
(Ký tên )


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
..… ngày… tháng … năm 2012
HỘI ĐỒNG BẢO VỆ

(Ký tên )


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
NHẬN XÉT( của giáo viên hƣớng dẫn)
NHẬN XÉT( của hội đồng bảo vệ)
CHƢƠNG 1 : HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSM ............ 1
1.1 Giới Thiệu Chung Về GSM. ............................................................................................. 1
1.1.1 Giới thiệu về GSM. ....................................................................................1
1.1.2 Lịch sử mạng GSM. ..................................................................................1
1.1.3 Các thông số kỹ thuật của mạng GSM. ......................................................1
1.1.4 Băng tần sử dụng trong mạng GSM. ..........................................................3
1.1.5 Phương pháp truy nhập trong mạng GSM. ................................................3
1.2 Cấu Trúc Hệ Thống Thông Tin Di Động GSM. ......................................................... 4
1.2.1. Hệ thống chuyển mạch NSS. .....................................................................4
1.2.2 Hệ thống con trạm gốc BSS. ......................................................................6
1.2.3 Trạm di động MS. ......................................................................................6
CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ TIN NHẮN SMS ................................................. 8
2.1 Giới thiệu về SMS................................................................................................................ 8
2.2 Cấu trúc SMS..................................................................................................................... 10
CHƢƠNG 3 : GIỚI THIỆU MODULE SIM900 VÀ TẬP LỆNH AT ................11
3.1 Giới thiệu module SIM900 .............................................................................................. 11
3.2 Sơ đồ khối SIM900............................................................................................................ 14
3.3 Khảo sát tập lệnh AT của module SIM900. ................................................................ 20

3.3.1 Tổng quan các lệnh AT. ...........................................................................20
3.3.2 Các lệnh khởi tạo GSM module SIM900. ................................................22
3.3.3 Các lệnh xử lý điện thoại ..........................................................................23
3.3.4 Các lệnh xử lý GSM .................................................................................23
CHƢƠNG 4 TỔNG QUAN VỀ PIC16F887..............................................................25
4.1 Sơ lƣợc PIC16F877 ........................................................................................................... 25
4.2 Sơ đồ chân........................................................................ Error! Bookmark not defined.26
CHƢƠNG 5 TỔNG QUAN VỀ DHT11 VÀ LCD ...................................................30
5.1 Thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ,độ ẩm DHT11. .... 30


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

5.1.1 Thông số kỹ thuật .....................................................................................30
5.1.2 Nguyên lý hoạt động..................................................................................30
5.2 Giới thiệu LCD Y1602C ............................................... Error! Bookmark not defined.33
CHƢƠNG 6 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH HỆ THỐNG ........................38
6.1 Sơ đồ khối cho hệ thống ................................................................................................... 38
6.2 Sơ đồ nguyên lý và tính toán ........................................................................................... 39
6.2.1 Nguồn cung cấp cho hệ thống ................................................................................. 39
6.2.2 Khối module SIM900 ............................................. 41Error! Bookmark not defined.
6.2.2.1 Ứng dụng thẻ SIM. ......................................................................41
6.2.2.2 Nguồn cung cấp SIM900. ...........................................................42
6.2.2.3 Nhận dạng trang thái mạng .....42Error! Bookmark not defined.
6.2.3 Khối vi điều khiển PIC16F887 ................................................................................ 43
6.2.4 Khối cảm biến nhiệt độ và LCD ............................................................................. 44
6.2.5 Sơ đồ mạch in.............................................................................................................. 45
6.2.6 Lƣu đồ giải thuật xử lý dữ liệu ................................................................................ 46

CHƢƠNG 7 GIỚI THIỆU VÀ XÂY DỰNG WEBSITE .......................................48
7.1 Giới thiệu website weebly.com..................................... 48Error! Bookmark not defined.
7.2 Các bƣớc xây dựng website từ webly.com ................................................................... 54
KẾT LUẬN ........................................................................................................................65
PHỤ LỤC ...........................................................................................................................68
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................98


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH
Bảng 3.1 Đặc điểm SIM900
Bảng 3.2 Các giải thuật mã h a và dung lượng giao diện vô tuyến
Bảng 3.3 Chức năng các chân SIM900
Bảng 5.1 Chức năng các chân LCD 16x2
Bảng 6.1 Mô tả chân SIM
Bảng 6.2 Trạng thái SIM
Hình 1.1 Tổng quan về mạng GSM
Hình 2.1 Cấu trúc SMS
Hình 3.1 Sơ đồ khối SIM900
Hình 3.2 Sơ đồ chân SIM900
Hình 4.1 Sơ đồ chân PIC 16F887
Hình 5.1 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11
Hình 5.2 Sơ đồ nguyên lý DHT11
Hình 5.3 Quá trình giao tiếp
Hình 5.4 Dữ liệu bit 0
Hình 5.5 Dữ liệu bit 1
Hình 5.6 Sơ đồ chân LCD 16x2

Hình 5.7 Sơ đồ khối LCD 16x2
Hình 6.1 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển
Hình 6.2 Sơ đồ kết nối khe SIM với SIM900
Hình 6.3 Nguồn cung cấp cho SIM900
Hình 6.4 Mạch nhận dạng mạng
Hình 6.5 Mạch điều khiển PIC16F887
Hình 6.6 Khối LCD và khối cảm biến


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

Hình 6.7 Sơ đồ mạch in hệ thống
Hình 7.1 Giới thiệu website weebly.com
Hình 7.2 Tình năng kéo thả
Hình 7.3 Các giao diện chuyên nghiệp
Hình 7.4 Biểu mẫu đơn giản
Hình 7.5 Thống kê lượng truy cập
Hình 7.6 Trang chủ weebly.com
Hình 7.7 Kiểu trang web
Hình 7.8 Chọn tên miền
Hình 7.9 Thêm văn ản
Hình 7.10 Thêm hình ảnh
Hình 7.11 Upload hình ảnh
Hình 7.12 Hình ảnh được đăng tải
Hình 7.13 Form được thiết lập
Hình 7.14 Bảng excel hiển thị thông số môi trường

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng



Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

CHƢƠNG 1
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TOÀN CẦU GSM
1.1 Giới Thiệu Chung Về GSM
1.1.1 Giới thiệu về GSM
GSM (Global System for Mobile Communication) - hệ thống viễn thông toàn
cầu, sử dụng tần số 900 MHz cũng như 1800 MHz ở Châu Âu và 1900 MHz ở
Bắc Mỹ. GSM hỗ trợ truyền thoại với tốc độ 13 kbit/s và truyền số liệu với tốc độ
9,6 kbit/s. Mạng GSM sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời
gian TDMA kết hợp đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA.
1.1.2 Lịch sử mạng GSM
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 đ vào năm 1982 n được chuẩn
hóa bởi CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications
Administrations) và tạo ra Groupe Spéccial Mobile (GSM) với mục đích sử
dụng chung cho toàn 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 và phát triển mạng GSM được
chuyển cho viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
(European Telecommunications Standards Institute - ETSI) và các tiêu
chuẩn, đặc tính phase 1 của công nghệ GSM được công bố vào năm 1990. Vào
cuối năm 1993 đã c hơn 1 triệu thuê bao sử dụng mạng GSM của 70 nhà cung
cấp dịch vụ trên 48 quốc gia.
1.1.3 Các thông số kỹ thuật của mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM cho phép chuyển vùng tự do của các thuê
ao trong châu Âu, c nghĩa là một thuê bao có thể thâm nhập sang mạng của
nước khác khi di chuyển qua biên giới. Trạm di động GSM – MS (GSM Mobile


SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 1


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

Station) phải có khả năng trao đổi thông tin tại bất cứ nơi nào trong vùng phủ
sóng quốc tế.
Về khả năng phục vụ:
-

Hệ thống được thiết kế sao cho MS có thể dùng được trong tất cả các
nước có mạng.

-

Cùng với phục vụ thoại, hệ thống phải cho phép sự linh hoạt lớn nhất
cho các loại dịch vụ khác liên quan tới mạng số liên kết đa dịch vụ
(ISDN).

-

Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tàu viễn dương
như một mạng mở rộng cho các dịch vụ di động mặt đất.

Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:

-

Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ
thống di động tương tự trước đ trong điều kiện vận hành thực tế.

-

Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh
hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao
khác không dùng đến khả năng này.

Về sử dụng tần số:
-

Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục
vụ ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển.

-

Dải tần số hoạt động là 890-915 và 935-960 Mhz.

-

Hệ thống GSM 900Mhz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống
dùng 900Mhz trước đây.

Về mạng:
-

Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT.


-

Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT.

-

Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được
dùng trong các mạng khác nhau.

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 2


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

-

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống
báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế.

-

Chức năng ảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng
phải được cung cấp trong hệ thống.

1.1.4 Băng tần sử dụng trong mạng GSM

Hệ thống GSM làm việc trong ăng tần 890 – 960 MHz, chia làm 2 phần:
-

Băng tần lên (Uplink band) từ 890 – 915 MHz cho các kênh vô tuyến
từ MS đến BTS

-

Băng tần xuống (Downlink band) từ 935 – 960 MHz cho các kênh vô
tuyến từ BTS đến MS.

Mỗi ăng rộng 25MHz, chia làm 124 s ng mang tương đương với 124 kênh
vô tuyến. Các sóng mang cạnh nhau cách nhau 200KHz. Mỗi kênh sử dụng 2 tần
số riêng.biệt cho đường lên và cho đường xuống. Các kênh này được gọi là kênh
song công. Khoảng cách giữa 2 tần số là không đổi và bằng 45MHz. Kênh vô
tuyến này có 8 khe thời gian, mỗi khe thời gian là một kênh vật lý để trao đổi
giữa BTS và MS. Ngoài ăng tần cơ sở còn c

ăng tần GSM mở rộng và ăng

tần DCS:
-

Băng tần GSM mở rộng: 882 – 915MHz và 927 – 960 MHz

-

Băng tần DCS: 1710 – 1785 MHz và 1805 – 1880 MHz

1.1.5 Phƣơng pháp truy nhập trong mạng GSM

Mạng GSM sử dụng phương pháp TDMA (Time Division Multiple Access)
kết hợp FDMA (Frequency Division Multiple Access).
Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA:
-

Khi có yêu cầu một cuộc gọi thì một kênh vô tuyến được ấn định. Các
thuê bao khác nhau dùng chung một kênh nhờ cài xen thời gian. Mỗi
thuê ao được cấp một khe thời gian trong cấu trúc khung tuần hoàn 8
khe.

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 3


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA:
-

Phục vụ các cuộc gọi theo các kênh tần số khác nhau. Người dùng
được cấp phát một kênh trong tập hợp các kênh trong lĩnh vực tần số.
Phổ tần số được chia thành 2N dải tần số kế tiếp, cách nhau một
khoảng bảo vệ. Mỗi dải tần được gán cho một kênh liên lạc, N dải
dành cho liên lạc hướng lên, N dải còn lại cho liên lạc hướng xuống.

1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM
Cấu trúc hệ thống thông tin di động GSM gồm có 2 hệ thống chính là : BSS,

NSS. Mỗi hệ thống bao gồm một số khối chức năng hoặc các thành phần riêng lẻ
của mạng di động MS và được mô tả ở hình 1.1

Hình 1.1 Tổng quan về mạng GSM.
1.2.1 Hệ thống chuyển mạch NSS
Bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM cũng như các cơ sở dữ
liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lí di động của thuê bao. Chức năng

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 4


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

chính của SS là quản lí thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau
và với mạng khác.
Tổng đài di động MSC thực hiện chức năng chuyển mạch cho các thuê bao
di động thông qua trường chuyển mạch của nó. MSC quản lí việc thiết lập cuộc
gọi, điều khiển cập nhật vị trí và thủ tục chuyển giao giữa các MSC. Việc cập
nhật vị trí của thuê bao cho phép tổng đài di động MSC nhận biết được vị trí của
các thuê ao di động trong quá trình tìm gọi trạm di động MS. MSC có tất cả các
chức năng của một tổng đài cố định như tìm đường, định tuyến, báo hiệu,… Điều
khác biệt giữa tổng đài của mạng cố định ( PSTN, ISDN, …) và MSC là MSC
thực hiện xử lý cho các thuê ao di động, thực hiện chuyển vùng giữa các cell.
Chức năng của tổng đài MSC ngoài việc kết nối với các phần tử của mạng di
động nó còn kết nối với các phần tử của mạng khác như PSTN, ISDN, PSPDN,
CSPDN, PLMN. MSC thực hiện chức năng trên gọi là MSC cổng (GMSC). Việc

giao tiếp với mạng ngoài để đảm bảo thông tin cho những người sử dụng mạng
GSM đòi hỏi cổng thích ứng ( Các chức năng tương tác IWF – Interworking
Function). IWF là cổng giao tiếp giữa người dùng mạng GSM với các mạng
ngoài. Nó có thể được thực hiện trong cùng chức năng MSC hay c thể ở thiết bị
riêng.
Bộ ghi định vị thường trú HLR:
-

HLR chứa đầy đủ các thông tin liên quan đến việc đăng ký dịch vụ và
vị trí của các thuê ao. Thường HLR là một máy tính đứng riêng
không có khả năng chuyển mạch nhưng c khả năng quản lý hàng
trăm ngàn thuê ao. Khi mạng có thêm một thuê bao mới thì các thông
tin về thuê bao sẽ được đăng ký trong HLR.

Bộ ghi định vị tạm trú VLR:
-

Là cơ sở dữ liệu thứ hai trong mạng GSM, chứa các thông tin về vị trí
hiện thời của thuê ao di động trong vùng phục vụ của MSC tương
ứng và đồng thời lưu giữ số liệu về vị trí của các thuê ao n i trên để
cập nhật cho MSC với mức độ chính xác hơn HLR.

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 5


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng


Trung tâm nhận thực AUC:
-

Được nối đến HLR, chức năng của AUC là cung cấp cho HLR các tần
số nhận thực và các khóa mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đường vô
tuyến cũng được AUC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã
này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao.

Bộ ghi nhận dạng thiết bị EIR:
-

EIR có chức năng kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị di động ME thông
qua số liệu nhận dạng di động quốc tế (IMEI – International Mobile
Equipment Identity) và chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị.

1.2.2 Hệ thống con trạm gốc BSS
Là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tính chất tổ ong vô tuyến
của GSM. BSS thực hiện đấu nối các MS với tổng đài và nhờ vậy đấu nối những
người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng viễn thông khác. BSS
bao gồm 2 loại thiết bị: BTS giao diện với MS và BSC giao diện với MSC.
Trạm thu phát gốc BTS:
-

Bao gồm các thiết bị thu phát, anten và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao
diện vô tuyến. Một bộ phận quan trọng của BTS là TRAU (khối
chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ). TRAU là thiết bị mà ở đ quá
trình mã hóa và giải mã tiếng đặc thù riêng cho GSM được tiến hành,
ở đây cũng thực hiện thích ứng tốc độ trong trường hợp truyền số liệu.


Bộ điều khiển trạm gốc BSC
-

Có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều
khiển từ BTS và MS, chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô
tuyến và quản lý chuyển giao. Một BSC trung bình có thể quản lý tới
vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng của các BTS này.

1.2.3 Trạm di động MS
MS có thể là thiết bị xách tay, thiết bị đặt trong ô tô hay thiết bị cầm tay.
Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý cho giao diện vô tuyến,

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 6


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

MS còn phải cung cấp các giao diện với người sử dụng như: micro, loa, màn hiển
thị, àn phím để quản lý cuộc gọi hoặc giao diện với một số thiết bị khác như
máy tính cá nhân, Fax…MS thực hiện hai chức năng:
-

Thiết bị vật lý để giao tiếp giữa thuê ao di động với mạng qua đường
vô tuyến

-


Đăng ký thuê ao: mỗi thuê bao phải có một thẻ gọi là Simcard để
truy nhập vào mạngVề cấu trúc MS gồm hai phần chính:

-

Thiết bị di động ME: là bộ phận để xử lý các công việc chung như thu,
phát, …

-

Modul nhận dạng thuê bao SIM: là thành phần để nhận dạng thuê bao
trong quá trình MS hoạt động trong mạng, nó là một card điện tử
thông minh có thể lưu trữ thông tin.

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 7


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ TIN NHẮN SMS
2.1 Giới thiệu về SMS
SMS là một dịch vụ dùng để chuyển tin, dữ liệu từ một máy mobile tới một thiết
bị đầu cuối như email, máy nhắn tin...Nó gứi tin nhắn qua một mạng không dây.
Chiều dài của tin nhắn có thể không được qua 160 ký tự, mặc dù thức tế thì điều

này do các nha cung cấp dịch vụ quyết định. Ở Châu Âu tin nhắn 2 chiều trở lên rất
phổ biến, còn ở Bắc Mỹ đang phát triển chậm tuy nhiên những "ông trùm" trong
làng công nghệ không dây đã ắt đầu cung cấp dịch vụ này (như AT&T). SMS là
một dịch vụ dữ liệu mang tính thống nhất chung được hỗ trợ trên các hệ GSM,
TDMA va CDMA. SMS có thể được truyền từ một thiết bị đầu cuối như email hay
mo ile sau đ truyền qua mạng lưới thông qua một trung tâm SMS (Short Message
Service Center, SMSC), SMSC sẽ gửi tin này tới đích.
Lợi ích của SMS:
SMS xuất hiện đầu tiên ở châu Âu năm 1991, được phát triển bởi GSM (Global
System for Mo ile). Sau đ SMS đã nhanh ch ng trở lên phổ biến tại Châu Mỹ.
SMS lần đâu tiên xuất hiện trên mạng sóng của các nhà cung cấp dịch vụ không dây
đầu tiên như BellSouth Mo ility, Nextel va At&t. SMS được hỗ trợ trên tần sóng số
như GSM, CDMA, TDMA. SMS có rất nhiều lợi ích khác nhau như:
 Bảo đảm sự phân tán tin nhán tới 1 người hay nhiều người
 Tăng người dùng nhờ dịch vụ phân tán.
 Giá thành thấp, và đảm bảo sự chắc chắn, tin cây trong công nghệ truyền
thông phát tán
 Tương thích với Internet và những ứng dụng cơ ản
Ứng dụng SMS:
Peer to peer messaging: Đây là một dạng phổ biến của tin nhắn
Một tin nhắn có dạng: "Chào anh, anh có khỏe ko?" hay "Hello" là những tin
nhắn thường được qua lại giữa những người dùng. Đây là một dịch vụ nhanh chóng,
rẻ tiền, nhiều tiện lợi ho người sử dụng.
Dịch vụ thông tin: SMS có thể dự báo thời tiết, và gửi tin tức.

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 8



Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

Quảng cáo: SMS có thể sử dụng cho mục đích quảng cáo. Người sử dụng có thể
đăng ký để nhận các tin nhắn đặc biệt, thương mại.
Quảng cáo: SMS có thể sử dụng cho mục đích quảng cáo. Người sử dụng có thể
đăng ký để nhận các tin nhắn đặc biệt, thương mại...
Sử dụng tin nhắn SMS ngày càng phát triển và trở nên rộng khắp :
Các tin nhắn SMS có thể được gửi và đọc tại bất kỳ thời điểm nào.
Ngày nay, hầu hết mọi người đều c điện thoại di động của riêng mình và mang
n theo người hầu như cả ngày. Với một điện thoại di động , bạn có thể gửi và đọc
các tin nhắn SMS bất cứ lúc nào bạn muốn, sẽ không gặp kh khăn gì khi ạn đang
ở trong văn phòng hay trên xe us hay ở nhà…
Tin nhắn SMS có thể được gửi tới các điện thoại mà tắt nguồn.
Nếu như không chắc cho một cuộc gọi nào đ thì ạn có thể gửi một tin nhắn
SMS đến bạn của bạn thậm chí khi người đ tắt nguồn máy điện thoại trong lúc bạn
gửi tin nhắn đ . Hệ thống SMS của mạng điện thoại sẽ lưu trữ tin nhắn đ rồi sau
đ gửi nó tới người bạn đ khi điện thoại của người bạn này mở nguồn.
Các tin nhắn SMS ít gây phiền phức trong khi bạn vẫn có thể giữ liên lạc với
người khác
Việc đọc và viết các tin nhắn SMS không gây ra ồn ào. Trong khi đ , ạn phải
chạy ra ngoài khỏi rạp hát, thự viện hay một nơi nào đ để thực hiện một cuộc điện
thoại hay trả lời một cuộc gọi. Bạn không cần phải làm như vậy nếu như tin nhắn
SMS được sử dụng.
Các điện thoại di động và chúng có thể được thay đổi giữa các sóng mang
Wireless khác nhau.
Tin nhắn SMS là một công nghệ rất thành công và trưởng thành. Tất cả các điện
thoại mo ile ngày nay đều có hỗ trợ nó. Bạn không chỉ có thể trao đổi các tin nhắn
SMS đối với người sử dụng mobile ở cùng một nhà cung cấp dịch vụ mạng sóng

mang wireless, mà đồng thời bạn cũng c thể trao đổi nó với người sử dụng khác ở
các nhà cung cấp dịch vụ khác.

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 9


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

SMS là một công nghệ phù hợp với các ứng dụng Wireless sử dụng cùng với nó.
N i như vậy là do:
 Thứ nhất, 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.
 Thứ hai, 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
 Thứ ba, tin nhắn SMS hỗ trợ việc chi trả các dịch vụ trực tuyến.

2.2 Cấu trúc SMS
Nội dung của một tin nhắn SMS khi được gửi đi gồm 5 phần:

Hình 2.1 Cấu trúc SMS
 Instructions to air interface: chỉ thị dữ liệu kết nối đến giao diện vô tuyến.
 Instructions to SMSC: chỉ thị dữ liệu kết nối đến SMSC(Trung tâm dịch vụ
bản tin ngắn: Short Message Service Center.
 Instructions to handset: chỉ thị dữ liệu kết nối bắt tay.
 Intructions to SIM(optional): Chỉ thị dữ liệu kết nối, nhận biết SIM

(Subscriber Identity Modules).
 Message body: Nội dung tin nhắn SMS
SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 10


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

CHƢƠNG 3
GIỚI THIỆU MODULE SIM900 VÀ TẬP LỆNH AT
3.1 Giới thiệu module SIM900
SIM 900 làm việc trên tần số GSM 850MHz. SIM900 hỗ trợ mã hóa GPRS theo
giả thuật CS-1, CS2, CS3 và CS4.
Với cấu hình nhỏ bé 24mm x 24mm x 3mm, SIM900 có thể bắt gặp hầu hết trên
tất cả các ứng dụng như: M2M, smart phone, PDA và một số thiết bị mobile khác.
SIM900 được thiết kế với kỹ thuật tiết kiệm năng lượng, vì vậy dòng tiêu hao
thấp 1,5mA trong chế độ SLEEP.
SIM900 tích hợp giao thức TCP/IP, mở rộng TCP/IP lệnh AT được phát triển
cho người sử dụng để sử dụng giao thức TCP/IP dễ dàng.
Đặc điểm SIM900
Đặc điểm

Thực hiện

Nguồn cung
cấp


Điện áp cung cấp đơn 3.4V-4.5V

Tiết kiệm
năng lượng

Năng lượng tiêu hao phổ biến trong chế độ SLEEP là 1.5mA

Dải tần

_SIM900 có 4 dải tần: GSM 850, EGSM 900, DSC 1800, PCS
1900. SIM900 có thể tìm kiếm 4 dải tần một cách tự động. Dải
tần chỉ có thể được thiết lập bởi lệnh AT.
_Phù hợp với GSM Phase 2/2+

Loại GSM

MS nhỏ

Công suất
truyền

_Loại 4(2W) tại GSM 850 và EGSM 900

Tính kết nối
GPRS

_Nhiều khe GPRS loại 10 (mặc định)

_Loại 1(1W) tại DCS 1800 và PCS 1900


_ Nhiều khe GPRS loại 8 (lựa chọn)

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 11


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

_Trạm mobile GPRS loại B
Dải nhiệt độ

ở chế độ hoạt động ình thưởng: -300C đến +800C
_Hoạt động hạn chế: -400C đến -300C và +800C đến +850C
_Nhiệt độ bảo quản: -450C đến +900C

Dữ liệu
GPRS

_Dữ liệu GPRS truyền xuống: tối đa 85.6 k ps
_Dữ liệu GPRS truyền lên: tối đa 42.8 k ps
_Hệ thống mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3, CS-4
_SIM900 hỗ trợ giao thức PAP(Password Authentication
Protocol) thường dùng cho kết nối PPP.
_SIM900 tích hợp giao thức TCP/IP.
_Hỗ trợ kênh điều khiển quảng bá chuyển mạch gói(PBCCH)
_Các hệ số truyền dẫn CSD: 2.4, 4.8, 9.6, 14.4.
_Hỗ trợ dữ liệu các dịch vụ bổ sung không kêt nối.


SMS

_Chế độ MT,MO,CB, Text và PDU
_lưu trữ SMS: SIM card

FAX

Nhóm 3 loại 1

Giao diện
SIM

Hỗ trợ SIM card: 1.8V, 3V

Anten ngoài

Anten pad

Các đặc điểm
Audio

Các chế độ mã hóa-giải mã giọng nói:
_Half rate(ETS 06.20)
_Full Rate(ETS 06.10)
_khả năng thích nghi nhiều hệ số(ARM)
_Hủy bỏ tiếng dội
_khử nhiễu

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng


Trang 12


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

Port nối tiếp
và port hiệu
chỉnh lỗi

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

Port nối tiếp:
_Đầy đủ giao diện modem với các đường điều khiển và trạng
thái, đồng bộ.
_1200 ps đến 115200bps.
_Có thể sử dụng cho các lệnh AT hoặc dòng dữ liệu
_Hỗ trợ cơ chế bắt tay phần cứng RTS/CTS và phần mềm điều
khiển luồng ON/OFF.
_Hỗ trợ tốc độ baud từ 1200 ps đến 57600bps.
Port hiệu chỉnh lỗi:
_không có module giao diện DBG_TXG và DBG_RXD.
_có thể sử dụng cho hiệu chỉnh lỗi.

Quản lý danh
bạ điện thoại

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

Bảng 3.1: Đặc điểm SIM900

Giải thuật mã 1 khe
hóa
gian

thời 2 khe thời gian

4 khe thời gian

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

Bảng 3.2: Các giải thuật mã hóa và dung lƣợng giao diện vô tuyến

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 13


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

3.2 Sơ đồ khối SIM900

Hình 3.1: Sơ đồ khối SIM900
Module SIM900 gồm có các khối cấu thành:
 Nguồn cung cấp
 RTC
 Đơn vị quản lý nguồn(PMU)
 Tần số vô tuyến
 Giao diện Analog, Digital

 Các ăng tần cơ sở (A/D)
 Flash

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 14


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

Hình 3.2: Sơ đồ chân SIM900
Số chân

I/O Mô tả

VBAT

55, 56, 57

I

VRTC

26

I/O Nguồn cung cấp

Tên chân


Chú thích

Power supply
Nguồn cung cấp

cho RTC

N yêu cầu để nối
với một nguồn
điện hoặc một ộ
tụ điện

VDD_EXT

15

O

2.8v nguồn cung

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Nêú ko sử dụng,

Trang 15


Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông


GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

cấp ngõ ra
GND

17,18,29,39

giữ chế độ mở

Ground

45,
46,53,54
58,59,61,62
63,64,65
Power on/down
PWRKEY

1

I

PWRKEY nên

Kéo lên bên trong

được kéo xuống
thấp nhất 1s và sau
đ nhả về power
on/down của

module
Audio interfaces
MIC_P

19

MIC_N

20

SPK_P

21

SPK_N

22

LINEIN_R

23

LINEIN_L

24

I

Vi sai âm ngõ vào


Nếu không sử
dụng, giữ ở chế
độ mở

O

Vi sai âm ngõ ra

I

Ngõ vào Line-in

O

Trạng thái trên

Nếu không sử

nguồn

dụng, giữ ở chế

Status
STATUS

66

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 16



Đồ Án Chuyên Ngành Viễn Thông

GVHD: ThS Tôn Thất Phùng

52

O

Trạng thái mạng

độ mở

DISP_CLK

11

O

Hiển thị

Nếu không sử

DISP_DATA

12

I/O


DISP_DC

13

O

DISP_CS

14

O

37

O

NETLIGHT
LCD interface

dụng, giữ ở chế
độ mở

I2C interface
SDA

SCL

38

I2C nối tiếp us dữ


Nếu không sử

liệu

dụng, giữ ở chế

I/O I2C nối tiếp us xung

độ mở

clock
Keypad interface/GPIOs
I/O GPIO5/keypad row 0 Nếu không sử

GPIO5/KBR0

44

GPIO4/KBR1

43

GPIO4/keypad row 1

GPIO3/KBR2

42

GPIO3/keypad row 2


GPIO2/KBR3

41

GPIO2/keypad row 3

GPIO1/KBR4

40

GPIO1/keypad row 4

GPIO9/KBR1

50

GPIO9/keypad

dụng, giữ ở chế
độ mở

column 0
GPIO8/KBR2

49

GPIO8/keypad
column 0


GPIO7/KBR3

48

GPIO7/keypad

SVTH : Nguyễn Tri Nghĩa - Chiêm Cẩm Hùng

Trang 17