Đồ Án Thiết kế module điều khiển tín hiệu đèn giao thông qua gsm, file Word + chương trình

Trong hệ thống giao thông hiện nay ở nước ta thì vấn đề về an toàn giao thông và tránh ùn tắc giao thông tại các đô thị lớn là một trong những vấn đề hết sức cấp bách và được toàn xã hội quan tâm. Các phương tiện hướng dẫn giao thông đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần hạn chế những xung đột xẩy ra khi tham gia giao thông. Tại các thành phố thì hệ thống điều khiển giao thông rất cần thiết, điển hình như thành phố Đà Nẵng, hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông không những có tác dụng hạn chế những xung đột trong giao thông thành phố mà còn là công cụ điều khiển các luồng giao thông nhằm hạn chế ùn tắc – đây là một vấn đề nan giải hiện nay ở các đô thị lớn như Hà Nội và TP Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm thì hệ thống đèn tín hiệu giao thông tại Đà Nẵng hiện nay còn có một số hạn chế như: quy trình hoạt động luôn cố định không phù hợp cho một số nút giao thông quan trọng (chẳng hạn nút giao thông Lê Duẩn – Trần Phú). Qua nghiên cứu thực tế và lý thuyết, chúng tôi cho rằng để khắc phục phần nào hạn chế trên chúng ta có thể dùng phương pháp áp dụng hệ thống thông tin liên lạc vào điều khiển giao thông.
Thông tin liên lạc là một vấn đề rất quan trọng trong giai đoạn hiện nay và cũng đang được phát triển một cách mạnh mẽ. Nhất là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào những lĩnh vực kinh tế, khoa học và đời sống. Hiện nay có rất nhiều hình thức thông tin liên lạc như: vô tuyến, hữu tuyến Trong mỗi hình thức lại có nhiều dạng truyền như: truyền hình ảnh, truyền thoại, truyền mã số nó cũng là một trong những nhân tố trợ giúp con người và xã hội loài người phát triển không ngừng. Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành bưu chính viễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người. Ngoài nhu cầu về thông tin trực tiếp con người còn muốn những nhu cầu khác như: tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp thư thoại, tự động báo sự cố cho chủ khi chủ ra ngoài,
Đối với hệ thống điều khiển xa bằng mạng không dây thì giới hạn về khoảng cách là yếu điểm của kỹ thuật này, ngược lại với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy mô toàn thế giới thì giới hạn xa không phụ thuộc vào khoảng cách đã mở ra một ưu thế mới trong lĩnh vực tự động điều khiển.
Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng đồng thời việc gắn các thiết bị điện thoại ngày càng phổ biến rộng rãi, do đó việc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điều khiển là phương thức thuận tiện nhất, tiết kiệm nhiều thời gian cho công việc, vừa đảm bảo các tính năng an toàn cho các thiết bị điện gia dụng vừa tiết kiệm được chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản của mỗi người dân do cháy nổ hoặc do chạm chập điện gia dụng gây ra.
Nghiên cứu ứng dụng “Module điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại di động” giúp ta điều khiển các thiết bị điện khi không có ai ở vị trí thiết bị hoặc ở những môi trường nguy hiểm mà con người không thể làm việc được hoặc một dây chuyền sản xuất để thay thế con người. Mục đích kết hợp sóng thông tin di động là giúp chúng ta có thể giải quyết vấn đề khoảng cách bằng sóng di động và giải quyết vấn đề kinh tế cũng như thuê bao khi kết hợp với RF. Ngoài ra việc xây dựng ứng dụng này nhằm mục đích chính là thu thập dữ liệu từ xa qua mạng GSM. Đây được xem là giải pháp tốt vì không phải dùng cáp truyền và không phải bận tâm về vấn đề khoảng cách. Ta có thể thu thập dữ liệu từ các cảm biến và truyền về Module hay máy chủ để giám sát. Từ các Module hay máy chủ ta cũng có thể gửi lệnh đến các module khác.
MỤC LỤC
PHẦN I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .01
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG .01
1.2. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI .03
PHẦN II: GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ DÙNG TRUYỀN THÔNG TIN TRONG MẠNG DI ĐỘNG VÀ CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT QUA GSM .05
2.1 CÔNG NGHỆ GSM 05
2.1.1 Giới thiệu chung .05
2.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển .05
2.1.3 Giao diện Radio 06
2.1.4 Cấu trúc mạng GSM .07
2.2 CÔNG NGHỆ CDMA .07
2.2.1 Giới thiệu chung .07
2.2.2 Thủ tục thu phát tín hiệu 08
2.2.3 Các đặc tính của CDMA 08
2.3 CƠ SỞ ĐIỀU KHIỂN .10
2.4 GIỚI THIỆU TẬP LỆNH AT ĐIỀU KHIỂN .10
2.5 CÁC THAO TÁC VỚI MODULE SIM300CZ ỨNG DỤNG TRONG SMS 11
2.5.1 Các chế độ hoạt động của module SIM300CZ .11
2.5.1.1 Chế độ nghỉ (Sleep mode) .11
2.5.1.2 Chế độ hoạt động bình thường 11
2.5.2 Khởi tạo cấu hình mặc định cho module SIM300CZ .12
2.5.3 Khởi tạo module SIM300CZ 14
2.6 MỘT SỐ THAO TÁC ĐƠN GIẢN VỚI MODULE SIM300CZ .15
2.7 GIỚI THIỆU CHUẨN GIAO TIẾP GIỮA MODULE SIM300CZ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN .18
2.7.1 Giới thiệu 18
2.7.2 Chuẩn RS232 18
2.7.2.1 Chuẩn điện áp 18
2.7.2.2 Chuẩn giao thức .19
2.7.2.3 Các qui định khác của chuẩn RS232 .19
2.7.2.4 Tốc độ truyền .19
2.7.2.5 Sơ đồ chân .20
2.7.2.6 Phương thức truyền .20
PHẦN III: GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG. THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH VÀ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 23
3.1 GIỚI THIỆU PIC 23
3.1.1 Tổng quan về PIC 23
3.1.2 Giới thiệu về PIC16F877A .24
3.1.2.1 Tóm tắt phần cứng .24
3.1.2.2 Tổ chức bộ nhớ chương trình và stack 31
3.1.2. Các chế độ làm việc chính của PIC 41
3.1.2.1. Chế độ định thời timer 41
3.1.2.2. Chế độ reset bằng bộ giám sát WDT .42
3.1.2.3. Chế độ truyền thông nối tiếp USART (Universal Synchronous -Asynchronous Receiver- Transmitter) 43
3.1.2.4.Chế độ ngắt 47
3.2 GIỚI THIỆU CHIP GSM/GPRS SIM 300CZ .50
3.2.1 Giới thiệu chung 50
3.2.2 Các thao tác với SIM300CZ .51
3.2.2.1 Khởi động Sim 300CZ .51
3.2.2.2 Tắt Module Sim300CZ 52
3.2.2.3 Retart module Sim300CZ 52
3.2.3 Các đặc tính của Sim300CZ 53
3.2.4 Giao tiếp nối tiếp 54
3.2.4.1 Chức năng cổng nối tiếp 54
3.2.4.2 Nâng cấp phần mềm và cổng nối tiếp .56
3.2.5 Giao diện thẻ Sim .57
3.2.6 Các chân của SIM300CZ 58
3.3 GIỚI THIỆU VỀ IC GIAO TIẾP MÁY TÍNH MAX232 .59
3.4 CHUẨN GIAO TIẾP I2C VÀ IC THỜI GIAN THỰC DS1307 .61
3.4.1 Chuẩn giao tiếp I2C 61
3.4.2 Khung truyền 63
3.4.3 Chip đồng hồ thời gian thực .63
3.7. TỔNG QUAN SƠ ĐỒ KHỐI CẦN THỰC HIỆN MODULE ĐIỀU KHIỂN BẰNG SMS .64
3.8. THIẾT KẾ GSM MODULE DÙNG CHIP SIM300CZ .65
3.8.1 Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp chip SIM300CZ 65
3.8.2 Khối hiển thị tín hiệu 66
3.8.3 Khối nguồn cho SIM 300CZ dùng IC MIC29302BT và nguồn cấp cho max232 dùng LM7805 67
3.9. THIẾT KẾ MẠCH XỬ LÝ TRUNG TÂM DÙNG PIC16F877A . 69
3.9.1. Sơ đồ khối nguồn cho mạch điều khiển: .69
3.9.2 Sơ đồ khối Board điều khiển trung tâm 70
3.9.3 Sơ đồ khối hiển thị LCD .70
3.9.4 Sơ đồ nguyên lý phím bấm .72
3.9.5. Sơ đồ khối giao tiếp với GSM Module 72
3.9.6 Sơ đồ khối cảm biến thời gian thực 74
3.10. XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN .75
3.10.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển qua SMS .75
3.10.2. Lưu đồ thuật toán thu thập dữ liệu .76
3.10.2. Lưu đồ thuật toán điều khiển đèn giao thông .77
3.10.3 Hình ảnh thi công thực tế 78
PHẦN IV: XÂY DỰNG PHẦN MỀM GIAO TIẾP GIỮA MÁY TÍNH VÀ GSM MODULE .80
4.1 GIỚI THIỆU VỀ CỔNG COM 80
4.1.1 Lịch sử và nguồn gốc 80
4.1.2 Ưu nhược điểm .81
4.1.3 Phân loại cổng 81
4.1.4 Các đặc trưng về điện áp đường truyền 83
4.1.5. Các thông số đường truyền .85
4.1.5.1. Khuôn mẫu đường truyền 85
4.1.5.2. Bit chẵn lẻ 85
4.1.5.3.Tốc độ Baud .86
4.1.5.4. Phân chia khoảng thời gian trên luồng bit 87
4.1.5.5. Truyền thông giữa hai nút 88
4.2 Visual Basic với truyền thông nối tiếp .90
4.2.1 Các thuộc tính của Mscomm 90
4.2.2. Các đặc tính phục vụ việc nhập dữ liệu .91
4.2.3. Các đặc tính phục vụ việc xuất dữ liệu .92
Ngoài file Word văn bản còn có cả file chương trình, phần mềm: mạch điện, simatic 300CZ