Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa bằng tin nhắn SMS

Đồ án tốt nghiệp - i - PHẦN A GIỚI THIỆU Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc Thành Phố Hồ Chí Minh ----oΟo---- ----oΟo---- KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên : Phạm Văn Nam MSSV:04101101 Nguyễn Trọng Kiên MSSV:04101081 Khoa : Điện - Điện tử Ngành : Kỹ thuật Điện – Điện Tử Lớp : 04101 Khóa : 2004 – 2009 1. Tên đề tài: Điều khiển thiết bị trong nhà từ xa bằng tin nhắn SMS. 2. Cơ sở ban đầu: ............................................................................................................ …………………………………………………………………………….................. ……………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………….. 3. Nội dung các phần thuyết minh: …………………………………………………... ..................................................................................................................................... ………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………. 4. Các bản vẽ: ………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………. 5. Giáo viên hướng dẫn: TRẦN THU HÀ 6. Ngày giao nhiệm vụ: 7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Thông qua bộ môn Ngày … tháng… năm 2008 Ngày … tháng… năm 2008 Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn Trần Thu Hà Đồ án tốt nghiệp - iii - LỜI MỞ ĐẦU Tới nay, đã 62 năm sau khi bóng bán dẫn được phát minh, linh kiện nhỏ bé tương ứng với trạng thái bật - tắt này đã thay đổi cả thế giới bằng sự có mặt trong mọi thiết bị điện tử hiện đại như điện thoại di động, máy tính, máy nghe nhạc... Những máy tính điện tử đầu tiên như ENIAC dùng các ống chân không, tương tự như bóng đèn điện, để tính toán. Máy tính đặt trong một phòng lớn và cần nhiều chuyên viên vận hành. Ngày nay công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn có những phát triển thực sự bùng nổ, đậm nét để hỗ trợ cho sự phát triển của công nghệ thông tin, và sự tự động hóa trong công nghiệp … Với độ tích hợp ngày càng cao, công suất tiêu tán bé hơn, thông minh hơn, nó đã làm thay đổi hẳn cấu trúc của nền công nghiệp hiện tại. Chính sự phát triển vượt bậc đó của công nghệ bán dẫn mà những ứng dụng triệt để, không ngừng của nó và của khoa học kỹ thuật tiên tiến đã làm thế giới của chúng ta đã và đang làm thay đổi thế giới của chúng ta từng ngày theo hướng hiện đại hơn, văn minh hơn ... Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như độ chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ. Đó là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Chính vì lẽ đó mà ngày nay điện tử trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ, đa chức năng. Công nghệ điện tử đã trở thành một lĩnh vực không thể thiếu trong thế giới hiện đại. Điện tử đã và đang đáp ứng những nhu cầu, những đòi hỏi ngày càng cao và không ngừng từ tất cả các lĩnh vực công-nông-ngư-nghiệp cho đến những nhu cầu thiết yếu đời sống hàng ngày của con người. Một trong những ứng dụng rất quan trọng và khá đặc trưng của công nghệ điện tử là kỹ thuật tự động điều khiển từ xa. Nó đã góp phần rất lớn trong việc điều khiển các thiết bị từ xa, được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của đời sống. Công nghệ điện tử trở thành một khâu mấu chốt trong trong hệ thống thông tin liện lạc. Các ứng dụng của nó trong hệ thống thông tin liên lạc vào các lĩnh vực văn hóa, kinh tế, khoa học, đặc biệt là khoa học không gian ngày càng phổ biến rộng rãi và giữ một vai trò không thể thiếu. Chính vì thế mà xã hội loài người đã phát triển không ngừng. Thêm vào đó là trong vài năm gần đây, mạng Internet đã phát triển mạnh mẽ do bởi có nhiều nhà cung cấp dịch vụ ra đời, bên cạnh đó máy tính ngày càng có chất lượng được cải tiến đồng thời giá thành vừa phải với mọi tầng lớp xã hội tạo ra bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu nhiều mặt của con người. Hiện nay, do nhu cầu sử dụng các hệ thống, thiết bị tự động của người dân ngày càng tăng. Đồng thời, mạng điện thoại di động phát triển rộng khắp và các thiết bị điện thoại di động ngày càng có mức giá phù hợp với người dân. Đó là những mặt thuận lợi của việc hình thành ý tưởng điều khiển các thiết bị bằng cách sử dụng các tin nhắn SMS. Đây là một hình thức điều khiển thiết bị thuận lợi, tiết kiệm được nhiều thời gian cho việc điều khiển thiết bị, vừa tiết kiệm được chi phí lắp đặt khi sử dụng. Đồ án tốt nghiệp - iv - Xuất phát từ ý tưởng và tình hình thực tế nêu trên, chúng tối quyết định chọn đề tài “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA QUA TIN NHẮN SMS”. Đề tài này được chia làm ba phần như sau: Phần A: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI. Phần B: NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI. Phần C: PHỤ LỤC. Đồ án tốt nghiệp - v - LỜI CẢM TẠ Trên con đường học vấn của mình, tới nay chúng em đã đi qua bao chặng đường từ tiểu học, trung học cơ sở, trung học phổ thông và hiện bây giờ là giảng đường Đại học. Và cứ đi qua mỗi chặng đường như vậy thì chúng em lại như được lớn hơn, trưởng thành hơn cả trong kiến thức chuyên sâu lẫn trong suy nghĩ. Với chúng em thì môi trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật với quãng thời gian dài 5 năm đã trở thành một khoảng thời gian không thể nào quên. Ở ngôi trường này, chúng em đã tiếp thu, học tập được biết bao những kiến thức chuyên môn trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật. Không những thế Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật còn là nơi cho chúng em tôi luyện, rèn giũa ngọn lửa tinh thần, lòng say mê khoa học. Hơn thế nữa, tất cả những điều đó sẽ trở thành hành trang tốt cho chúng em, để cho chúng em thêm vững bước trên con đường sự nghiệp của mình. Chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn tới mỗi ngôi trường thân yêu mà chúng em đã đi qua. Chúng em sẽ nhớ mãi và ghi lòng tạc dạ những công lao to lớn của các thầy cô đã dìu dắt chúng em từ những bước đi chập chững để trở thành một người công dân có ích cho xã hội, cho tổ quốc như ngày hôm nay. Kính lời cảm ơn khoa Điện tử cùng các thầy cô của Khoa đã hết sức cố gắng, nhiệt tình truyền thụ cho chúng em không chỉ những kiến thức chuyên môn quí báu trong lĩnh vực khoa học công nghệ điện tử mà còn là những kinh nghiệm sư phạm quí báu. Bên cạnh đó còn tạo những điều kiện hết sức thuận lợi để chúng em có được môi trường, những điều kiện học tập tốt nhất. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô Trần Thu Hà. Cô đã trực tiếp hướng dẫn, theo sát, ân cần chỉ bảo chúng em từng bước, kịp thời một cách nhiệt tình từ khi bắt đầu đồ án cho tới khi hoàn thành đồ án. Bên cạnh đó, gia đình đã trở thành nguồn động viên to lớn về vật chất lẫn tình thần không thể thiếu giúp chúng em thêm can đảm, tự tin để hoàn thành đồ án này. Xin gửi lời biết ơn vô vàn tới cha, mẹ đã luôn ủng hộ con trong suốt thời gian làm đồ án. Cuối cùng là lời cảm ơn chân thành tới các bạn đồng nghiệp đã có những giúp đỡ kịp thời, những đóng góp ý kiến thật lòng trong suốt thời gian làm đồ án, giúp cho đồ án hoàn thiện hơn. Tp. Hồ chí Minh_ tháng… năm 2008. Thay mặt nhóm thực hiện Phạm Văn Nam Đồ án tốt nghiệp - vi - MỤC LỤC Trang Phần A Giới thiệu ………………………………………………………………..i Nhiệm vụ đề tài ………………………………………………………………………ii Lời mở đầu ………………………………………………………………………… iii Lời cảm tạ …..…………………………………………………………………….iv Mục lục …………………………………………………………………………….vi Danh mục các bảng ………….……………………………………………………x Danh mục các hình ……………………………………………………………….xi Phần B Nội dung ……………………………………………………………….1 Chương 1 Dẫn nhập ………………………………………………………………2 1.1. Giới thiệu đề tài …..….…………………………………………………2 1.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài ……..………………………………………..3 1.3. Mục đích nghiên cứu ……………………………………………………….3 1.4. Giới hạn đề tài ………..…...………………………………………………4 Chương 2 Cơ sở lí luận ………………………………………………………….5 2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước ….……..….…………………5 2.1.1 Ngoài nước ..…………………………………………………………5 2.2.1 Trong nước …..………………………………………………………7 2.2. Ý tưởng thiết kế ….….……………………………………………………8 2.3. Đề cương nghiên cứu chi tiết ….…..………………………………………8 2.4. Phương pháp nghiên cứu ….…………………………………………….9 2.5. Phương tiện nghiên cứu ……..……………………………………………9 2.6. Kế hoạch thực hiện ………………………………………………………..9 Chương 3 Truyền dữ liệu và giao tiếp máy tính ………………………………10 3.1. Tổng quan về tin nhắn SMS ………………………………………………10 3.1.1 Giới thiệu về SMS …..……………………………………………10 3.1.2 Cấu trúc một tin nhắn SMS ………………………………………..10 3.1.3 Tin nhắn SMS chuỗi/tin nhắn SMS dài ………………….…………..12 3.1.4 SMS centre/SMSC …………………………………………………13 3.1.5 Nhắn tin SMS quốc tế ……………………………………………..13 3.1.6 SMS Gateway ……….…………………………………………..14 3.1.7 Mã nguồn mở và phần mềm SMS gateway …………………………17 3.2. Tổng quan về hệ thống truyền dữ liệu .…………………………………..17 Đồ án tốt nghiệp - vii - 3.2.1 Cấu trúc một hệ thống thông tin ………………………………….17 3.2.2 Phân loại các hệ thống thông tin …………………………………19 3.2.2.1. Phân loại theo đường truyền ………………………………19 3.2.2.2. Phân loại theo tín hiệu trên đường truyền ……………….19 3.2.2.3. Phân loại theo số bit trên một đường dây ………………….19 3.2.2.4. Phân loại dựa vào xung nhịp đồng hồ Ck của bộ phát và bộ thu ..19 3.2.2.5. Phân loại theo chiều tín hiệu trên đường truyền ……………….19 3.2.3 Giao tiếp song song bất đồng bộ …………………………………19 3.2.3.1. Sơ đồ khối …………………………………………………..19 3.2.3.2. Hoạt động của hệ thống ……………………………………21 3.2.4 Giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ ……………………………………21 3.2.4.1. Phát dữ liệu nối tiếp ………………………………………..22 3.2.4.2. Thu dữ liệu nối tiếp …………………………………………..22 3.3. Kỹ thuật ghép nối và giao tiếp máy tính ………………………………….23 3.3.1 Cổng nối tiếp RS232 …………………………………………….23 3.3.1.1 Giới thiệu ………………………………………………….…23 3.3.1.2 Các loại kết nối ……………………………………………23 3.3.1.3 Đặc tính điện …………………………………………….25 3.3.1.4 Các phương pháp giao tiếp ……………………………………..25 3.3.1.5 Thủ tục giao tiếp …………………………………………….27 3.3.1.6 Các loại cáp ………………………………………………..27 3.3.1.7 Thủ tục truyền nhận ………………………………………29 3.3.2 Giao tiếp điện thoại với máy tính qua USB Modem ………………….30 3.3.2.1 Giới thiệu ……………………………………………………30 3.3.2.2 Cài đặt và sử dụng Driver cho USB Modem ………………..31 3.3.2.3 Kiểm tra Com Portname …………………………………..35 3.3.2.4 Kiểm tra những Mobile phone được hỗ trợ tập lệnh AT ………38 Chương 4 Thiết kế ………………………………………………………………40 4.1. Phương án thiết kế ….………………………………………………………..40 4.2. Sơ đồ khối toàn hệ thống và chức năng từng khối ….……………………40 4.3. Sơ đồ nguyên lí phần cứng hệ thống. …………………………………….42 4.4. Sơ đồ nguyên lí các khối của hệ thống ..…………………………………43 4.4.1 Khối xử lí trung tâm ……………………………………….…………..43 4.4.2 Khối cảm biến ………………………………………………………….63 Đồ án tốt nghiệp - viii - 4.4.3 Khối giao tiếp LCD và Keypad ………………………………………..66 4.4.4 Khối công suất …………………………………………………………76 Chương 5 Xây dựng phần mềm điều khiển ……………………………………81 5.1. Xây dựng phần mềm điều khiển cho phần cứng …………………………….81 5.2. Xây dựng phần mềm điều khiển trên máy tính ………………………….84 Chương 6 Thi công ……………………………………………………………90 6.1. Thi công phần cứng …..………………………………………………….90 6.2. Giao diện phần mềm trên máy tính ……………..………………………94 Chương 7 Kết luận ………………………………………………………………95 7.1. Tóm tắt …..………………………………………………………………95 7.2. Hướng phát triển đề tài ……….…………………………………………97 Phần C Phụ lục ………………………………………………………………98 Hướng dẫn sử dụng phần mềm ………………………………………………150 Tài liệu tham khảo ……………………………………………………………153 Đồ án tốt nghiệp - ix - DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG 3 Bảng 1 Chức năng các chân của chuẩn RS232 loại 9 chân và 25 chân. ………..24 Bảng 2 Kết nối loại 9 chân với 25 chân chuẩn RS232. ………………………27 Bảng 3 Kết nối loại 25 chân với 25 chân chuẩn RS232. ………………….27 Bảng 4 Kết nối loại 9 chân với 9 chân chuẩn RS232. ………………………..28 Bảng 5 Kết nối loại 9 chân với 25 chân chuẩn RS232. ……………………….28 CHƯƠNG 4 Bảng 6 Chọn xung cho ADECLARE. ………………………………………49 Bảng 7 Bảng lực chọn cấu hình điều khiển cho thanh ghi ADECLAREON1. ….51 Bảng 8 Thanh ghi hỗ trợ. ……………………………………………………60 Bảng 9 Thanh ghi liên quan. ………………………………………………..61 Bảng 10 Đặc tính điện của cảm biến LM35. ………………………………64 Bảng 11 Đặc tính điện của LCD. ……………………………………………68 Bảng 12 Đặc tính thời gian của LCD. ………………………………………69 Bảng 13 Các lệnh điều khiển hiển thị LCD. …………………………………70 Đồ án tốt nghiệp - x - DANH MỤC CÁC HÌNH CHƯƠNG 2 Hình 1 Các thiết bị kết nối với máy tính thông qua GSM modem. ……………….6 Hình 2 Kết nối các thiết bị với máy tính thông modem GSM. …………………….6 Hình 3 Sơ đồ khối điều khiển các thiết bị trong nhà thông qua mạng Internet. …7 CHƯƠNG 3 Hình 4 Một SMS gateway hoạt động như một relay giữa hai SMSC. ………….12 Hình 5 Một ứng dụng tin nhắn SMS dạng text kết nối các SMSC không cần SMS gateway. ………………………………………………………………………12 Hình 6 Một ứng dụng tin nhắn SMS dạng text kết nối các SMSC thông qua một SMS gateway. …………………………………………………………………….15 Hình 7 Một ứng dụng tin nhắn SMS dạng text kết nối một nhóm các điện thoại (hay các modem thông qua SMS gateway). ……………………………………..16 Hình 8 Sơ đồ một hệ thống thông tin. ……………………………………………17 Hình 9 Sơ đồ kết nối thu phát dữ liệu. ……………………………………………19 Hình 10 Cấu trúc giao tiếp nối tiếp bất đồng bộ ………………………………….20 Hình 11 Quá trình thu nhận dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ. ………………………..21 Hình 12 Hình dạng đầu kết nối hai loại cáp 9 và 25 chân. ……………………….23 Hình 13 Cấu trúc một Frame dữ liệu thông thường. ……………………………..25 CHƯƠNG 4 Hình 14 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị điện bằng tin nhắn SMS. …..…..39 Hình 15 Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều khiển thiết bị điện thông qua mạng tin nhắn SMS. ………………………………………………………………………………41 Hình 16 Sơ đồ chân của PIC 16F877A. …………………………………………..43 Hình 17 Sơ đồ kết nối PIC 16F877A. ……………………………………………44 Hình 18 Sơ đồ khối bên trong của PIC 16F877A. ………………………………..46 Hình 19 Cấu trúc thanh ghi ADECLAREN0. …………………………………..49 Hình 20 Cấu trúc thanh ghi ADELAREON1. ………………………………..50 Hình 21 Sơ đồ thời gian lấy mẫu. …………………………………………….52 Hình 22 Sơ đồ ngõ vào tương tự. ……………………………………………..53 Đồ án tốt nghiệp - xi - Hình 23 Sơ đồ chu kì Tad. ……………………………………………………..53 Hình 24 Bảng tổng hợp các bit và thanh ghi liên quan. …………………………54 Hình 25 Cấu tạo thanh ghi TXSTA. ………………………………………..55 Hình 26 Sơ đồ bộ truyền dữ liệu bất đồng bộ UART. ……………………….59 Hình 27 Sơ đồ nhận dữ liệu. …………………………………………………61 Hình 28 Sơ đồ kết nối cảm biến LM35 với PIC. ……………………………..62 Hình 29 Sơ đồ đặc tính của ứng dụng. ………………………………………63 Hình 30 Sơ đồ chân kết nối. …………………………………………………63 Hình 31 Sơ đồ kết nối vi điều khiển PIC với LCD và Keypad. ………………65 Hình 32 Hình dạng thực tế của LCD YM1602C (mặt trước và mặt sau). …....66 Hình 33 Sơ đồ chân của LCD trong thực tế. …………………………………….67 Hình 34 Cấu trúc theo sơ đồ khối của LCD ………………………………68 Hình 35 sơ đồ chẩn của IC Max232. ……………………………………….71 Hình 36 Sơ đồ cấu tạo bên trong và kết nối bên ngoài cho Max232. …………….72 Hình 37 Sơ đồ kết nối của PIC với thiết bị công suất. …………………………..75 Hình 38 Hình dạng thực tế, sơ đồ mạch điện và kí hiệu lý thuyết. ………………75 Hình 39 Đặc tuyến V-I của Triac. ………………………………………………..76 Hình 40 Các dạng nảy của Triac. ………………………………………………..77 Hình 41 Một ứng dụng của Triac trong mạch điện. ………………………………77 Hình 42 cấu trúc bên trong của Opto Moc3020. …………………………………78 CHƯƠNG 6 Hình 43 Sơ đồ bố trí linh kiện trên board mạch. …………………………………89 Hình 44 Sơ đồ chạy dây linh kiện của mạch trên lớp TOP. ………………….90 Hình 45 Sơ đồ chạy dây linh kiện trên lớp BOTTOM. ……………………….91 Hình 46 Mạch phần cứng thi công hoàn chỉnh. ………………………………92 Hình 47 Giao diện điều khiển, hiện thị của phần mềm trên máy tính. ………….93 Đồ án tốt nghiệp GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 1 -  PHẦN B NỘI DUNG Đồ án tốt nghiệp Chương 1 Dẫn Nhập GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 2 -  CHƯƠNG 1 DẪN NHẬP 1.1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp, cung cấp thông tin ... Do đó là một sinh viên chuyên ngành điện tử, chúng ta phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng. Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nước nhà. Qua những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy và tham quan thực tế các doanh nghiệp sản xuất, chúng tôi đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất. Thêm vào đó, ngày nay hệ thống mạng điện thoại di động và các thiết bị điện thoại di động ngày càng được phổ biến trong cuộc sống. Cùng với đó là nhu cầu cuộc sống ngày càng tăng. Từ đó đã hình thành, nảy sinh một ý tưởng về việc điều khiển các thiết bị tự động trong nhà thông qua tin nhắn SMS. Như chúng ta cũng đã biết, gần như các thiết bị tự động trong nhà máy, trong đời sống của các gia đình ngày nay đều hoạt động độc lập với nhau, mỗi thiết bị có một quy trình sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào sự thiết lập, cài đặt của người sử dụng. Chúng chưa có một sự liên kết nào với nhau về mặt dữ liệu. Nhưng đối với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS thì lại khác. Ở đây, các thiết bị điều khiển tự động được kết nối với nhau thành một hệ thống hoàn chỉnh qua một một thiết bị trung tâm và có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu. Điển hình của một hệ thống điều khiển thiết bị trong nhà từ xa thông qua tin nhắn SMS gồm có các thiết bị đơn giản như bóng đèn, quạt máy, lò sưởi đến các thiết bị tinh vi, phức tạp như tivi, máy giặt, hệ thống báo động … Nó hoạt động như một ngôi nhà thông minh. Nghĩa là tất cả các thiết bị này có thể giao tiếp với nhau về mặt dữ liệu thông qua một đầu não trung tâm. Đầu não trung tâm ở đây có thể là một máy vi tính hoàn chỉnh hoặc có thể là một bộ xử lí đã được lập trình sẵn tất cả các chương trình điều khiển. Bình thường, các thiết bị trong ngồi nhà này có thể được điều khiển từ xa thông qua các tin nhắn của chủ nhà. Chẳng hạn như việc tắt quạt, đèn điện … khi người chủ nhà quên chưa tắt trước khi ra khỏi nhà. Hay chỉ với một tin nhắn SMS, người chủ nhà có thể bật máy điều hòa để làm mát phòng trước khi chủ nhà trong một khoảng thời gian nhất định. Còn khi có chuyện gì đó sảy ra ra đối với ngôi nhà mang tính khẩn cấp như cháy chẳng hạn. Lúc này, ngôi nhà sẽ tự động phát hiện ra hỏa hoạn nhờ vào các cảm biến thì lập tức dữ liệu đó sẽ được gởi đến hệ thống điều khiển trung tâm. Khi hệ thống trung tâm đã xử lý xong dữ liệu thì nó sẽ lập tức ra lệnh điều khiển Đồ án tốt nghiệp Chương 1 Dẫn Nhập GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 3 -  đóng tất cả các đường ống dẫn khí, tắt hết các thiết bị đang hoạt động trong ngồi nhà này và báo động gửi tin nhắn cho người chủ nhà và có thể tự động gọi điện báo cho lực lượng phòng cháy chữa cháy. Ngoài ra, hệ thống còn mang tính bảo mật. Nghĩa là chỉ có chủ nhà hay người biết mật khẩu của ngôi nhà thì mới điều khiển được ngôi nhà này. Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, cộng với sự hợp tác, phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng tôi đã chọn đề tài " điều khiển thiết bị trong nhà từ xa qua tin nhắn SMS " để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của nước nhà. 1.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các thiết bị điện tử ra đời ngày càng nhiều về chủng loại cũng như tính năng sử dụng. Bên cạnh đó nhu cầu sử dụng các thiết bị một cách tự động ngày càng cao, con người ngày càng muốn có nhiều thiết bị giải trí cũng như các thiết bị sinh hoạt với kỹ thuật và công nghệ ngày càng cao. Có thể ở Việt nam chưa phát triển mạnh mẽ trong lĩnh này nhưng hiện nay ở trên thế giới, nhất là các quốc gia thuộc Châu âu hay Mĩ thì mô hình ngôi nhà tự động được điều khiển từ xa đã phát triển rất mạnh mẽ. Chúng được biết đến như ngôi nhà thông minh nổi tiếng của Bill Gate chẳng hạn. Với sự kết hợp chặt chẽ giữa các thiết bị điện tử tinh vi và phần mềm xây dựng tương ứng, Bill Gate đã xây dựng được mô hình ngôi nhà thông minh, tự động hoàn toàn và còn cho phép điều khiển từ xa thông qua một bộ điều khiển trung tâm. Từ những nhu cầu thực tế đó, người thực hiện 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 thông qua tin nhắn SMS nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Đề tài lấy cơ sở là tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị. Bên cạnh đó, các thiết bị này cũng có thể được điều khiển tại nhà thông qua giao diện phần mềm xây dựng. Việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, mang tính cạnh tranh và cơ động cao (nghĩa là ở chỗ nào có phủ sóng mạng điện thoại di động ta cũng có thể điều khiển thiết bị được). Ngoài 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. 1.3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức đã được học trong nhà trường để thiết kế, tạo ra một hệ thống điều khiển tự động từ xa bằng tin nhắn SMS hoàn chỉnh. Hệ thống tích hợp module điều khiển giám sát (có cả camera), module đo nhiệt độ và module công suất cho cho các thiết bị trong nhà cùng các module tiện ích khác. Với module đo nhiệt độ thì cảm biến nhiệt độ sẽ gởi thông tin dữ liệu về bộ xử lí trung tâm. Qua xử lí, nhiệt độ sẽ được cập nhật liên tục Đồ án tốt nghiệp Chương 1 Dẫn Nhập GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 4 -  trên giao diện phần mềm xây dựng theo biểu đồ thời gian một cách trực quan. Module điều khiển giám sát, bên cạnh các chức năng điều khiển cơ bản thì nó còn liên tục cập nhật hình ảnh bên trong của ngôi nhà tới người chủ (tức trên điện thoại di động của người chủ nhà). Và một khi có hỏa hoạn sảy ra thì nó sẽ tự động thi hành các thao tác cần thiết được lập trình sẵn để bảo vệ ngôi nhà. 1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Để thực thi một hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thông qua tin nhắn SMS áp dụng cho một ngôi nhà hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rất tốn kém. Để đáp ứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải có một lượng thời gian, kiến thức nhất định. Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính. Với lượng thời gian và kiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm thực hiện chỉ thực thi một phần của hệ thống hoàn chỉnh đó. Đó là điều khiển đóng mở đèn, đo và hiển thị nhiệt độ phòng theo thời gian được hiển thị trên phần mềm ứng dụng. Ngoài ra còn có chức năng báo cháy khi sảy ra hỏa hoạn. Với những gì đã trình bày trên, nhóm đã tiến hành nghiên cứu, khảo sát và thực hiện và dự kiến đạt được các mục tiêu đặt ra như sau:  Điều khiển các thiết bị trong nhà (cụ thể là điều khiển hai thiết bị công suất trung bình) bằng tin nhắn SMS tại ví trí có phủ sóng của mạng điện thoại di động đang hoạt động trong nước như Viettel, Mobile Phone, Vina Phone …  Hiển thị trạng thái các thiết bị, đo và cập nhật nhiệt độ liên tục theo biểu đồ thời gian trên giao diện màn hình phần mềm xây dựng.  Tự động gửi tin nhắn ngược trở lại cho chủ nhà, với nội dung tin nhắn chứa thông tin hoạt động của các thiết bị điện và nhiệt độ của ngôi nhà (nếu như người sử dụng có lựa chọn chức năng này). Ngoài ra, hệ thống còn có chức năng tự động báo cháy bằng cách gửi một tin nhắn SMS tới người chủ.  Xây dựng giao diện phần mềm đơn giản, dễ sử dụng được điều khiển trên máy tính với giao diện bằng hai ngôn ngữ lựa chọn tiếng Anh hoặc tiếng Việt. Đồ án tốt nghiệp Chương 2 Cơ Sở Lí Luận GVHD_Trần Thu Hà  ‐ 5 -  CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN 2.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC VÀ TRONG NƯỚC 2.1.1 NGOÀI NƯỚC Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa không còn vấn đề mới mẻ nữa vì được nghiên cứu và đã áp dụng vào thực tế trong các nhà máy xí nghiệp. Kĩ thuật này được ra đời vào cuối tháng 8/2000, khi đó có đến 6.3 triệu GSM (Global System for Mobile communications) được sử dụng tại South Africa. Theo thống kê thì tổng số người dùng GSM vào năm 2005 được dự đoán là 11 triệu người chỉ tính riêng South Africa. Hiện tại có 49 mạng GSM tại Africa với sự phát triển ghê ghớm hơn nữa trong tương lai. Kĩ thuật GSM có khả năng truyền tin wireless với phạm vi rất rộng lớn và đảm bạo độ tin cậy cao. Chính vì vậy, người dùng có thễ gửi tin nhắn SMS để điều khiển thiết bị từ xa mang lại hiệu quả cao. Người dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động của mình (bất cứ loại hoặc thương hiệu) để theo dõi và kiểm soát những ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp. Những hệ thống được điều hiển bởi SMS (SMS Control System