TỔNG QUAN VỀ MẠCH ARDUINO
Giới thiệu về mạch Arduino
Arduino là bo mạch vi điều khiển được phát triển bởi nhóm giáo sư và sinh viên Ý vào năm 2005, cho phép cảm nhận và điều khiển nhiều đối tượng khác nhau, từ cảm biến đến đèn và động cơ Mạch Arduino có khả năng kết nối với nhiều module như đọc thẻ từ, ethernet shield, và sim908, mở rộng khả năng ứng dụng Phần cứng Arduino được thiết kế trên nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit hoặc ARM, với tổng cộng 6 phiên bản, trong đó Arduino Uno và Arduino Mega là phổ biến nhất Arduino Uno, với nhiều tài liệu và hướng dẫn trực tuyến, là lựa chọn lý tưởng cho người mới bắt đầu học lập trình Phần mềm lập trình cho Arduino là IDE, một công cụ mã nguồn mở có thể tải xuống từ trang web chính thức của Arduino.
Hiện nay, có rất nhiều kênh YouTube và trang web trên thế giới cung cấp hướng dẫn miễn phí về các dự án Arduino Nếu bạn có khả năng tiếng Anh tốt, bạn có thể tự học từ các nguồn tài liệu quốc tế Tại Việt Nam, cũng có nhiều trang web và kênh YouTube hỗ trợ việc tự học Arduino Tác giả của bài viết này cũng sở hữu một kênh YouTube để chia sẻ mã nguồn và các dự án liên quan đến Arduino.
Hiện nay, Arduino nổi bật giữa nhiều loại bo mạch vi điều khiển khác nhờ vào những ưu điểm vượt trội như giá thành rẻ, khả năng tương thích với nhiều hệ điều hành, và giao diện lập trình đơn giản, dễ sử dụng Hơn nữa, Arduino sử dụng mã nguồn mở và có thể kết hợp linh hoạt với nhiều module khác nhau, điều này đã giúp nó trở thành lựa chọn phổ biến trên toàn thế giới.
Mạch Arduino UNO R3
1.2.1 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3
Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit
GND (Ground) là cực âm của nguồn điện cung cấp cho Arduino UNO Khi sử dụng các thiết bị có nguồn điện riêng biệt, các chân GND này cần phải được kết nối với nhau để đảm bảo hoạt động ổn định.
- 5V: Cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA
- 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA
- Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực dương của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND
IOREF là chân trên Arduino UNO cho phép đo điện áp hoạt động của vi điều khiển, thường là 5V Tuy nhiên, bạn không nên sử dụng chân này để cấp nguồn 5V, vì chức năng chính của nó không phải là cung cấp năng lượng.
- RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ
Lưu ý: Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
Tần số hoạt động 16 MHz
Dòng tiêu thụ khoảng 30mA Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC Điện áp vào giới hạn 6-20V DC
Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)
Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)
Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA
Dòng ra tối đa (5V) 500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
Bộ nhớ flash 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader
Arduino UNO không có tính năng bảo vệ chống cắm ngược nguồn, vì vậy bạn cần phải kiểm tra kỹ các cực âm và dương trước khi cấp nguồn Nếu xảy ra chập mạch nguồn, Arduino sẽ không còn sử dụng được Để đảm bảo an toàn trong quá trình tìm hiểu, tốt nhất bạn nên sử dụng nguồn cấp qua cổng USB.
Các chân 3.3V và 5V trên Arduino được sử dụng để cung cấp nguồn cho các thiết bị khác, không phải là chân cấp nguồn vào Cần chú ý rằng việc cấp nguồn sai vị trí có thể gây hư hỏng cho board.
- Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp dưới 6V có thể làm hỏng board
- Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển ATmega328
- Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino UNO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển
- Cấp điệp áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO sẽ làm hỏng vi điều khiển
Cường độ dòng điện qua bất kỳ chân Digital hoặc Analog nào của Arduino UNO không được vượt quá 40mA, vì điều này có thể làm hỏng vi điều khiển Do đó, nếu không sử dụng để truyền nhận dữ liệu, bạn cần mắc một điện trở hạn dòng để bảo vệ thiết bị.
1.2.3 Bộ nhớ của Arduino Uno R3
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:
Bộ vi điều khiển có 32KB bộ nhớ Flash, nơi lưu trữ các đoạn lệnh lập trình Khoảng vài KB trong số này được dành cho bootloader, nhưng thông thường, người dùng chỉ cần sử dụng dưới 20KB bộ nhớ Flash.
SRAM (Static Random Access Memory) có dung lượng 2KB, nơi lưu trữ giá trị của các biến mà bạn khai báo trong quá trình lập trình Số lượng biến bạn khai báo càng nhiều thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM Tuy nhiên, bộ nhớ RAM thường không phải là vấn đề bạn cần lo lắng Lưu ý rằng dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất khi có sự cố mất điện.
EEPROM (Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình và xóa điện tử) với dung lượng 1KB hoạt động giống như một ổ cứng mini, cho phép đọc và ghi dữ liệu mà không lo bị mất khi mất điện, khác với dữ liệu trên SRAM.
1.2.4 Cổng vào/ra của Arduino Uno R3
Arduino UNO có 14 chân digital cho phép đọc và xuất tín hiệu với hai mức điện áp 0V và 5V Mỗi chân có dòng vào/ra tối đa là 40mA và được trang bị các điện trở pull-up từ cài đặt trong vi điều khiển ATmega328, mặc dù các điện trở này không được kết nối mặc định.
Hình 1: Cổng ra/vào của arduino
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
Arduino Uno sử dụng 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX) để gửi và nhận dữ liệu TTL Serial, cho phép giao tiếp với các thiết bị khác Kết nối Bluetooth thường được coi là một dạng kết nối Serial không dây Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn nên tránh sử dụng 2 chân này để tiết kiệm tài nguyên.
Chân PWM (3, 5, 6, 9, 10, và 11) cho phép xuất xung PWM với độ phân giải 8bit, tương ứng với giá trị từ 0 đến 255, điều này có nghĩa là điện áp ra có thể điều chỉnh từ 0V đến 5V thông qua hàm analogWrite() Nhờ vậy, bạn có khả năng điều chỉnh điện áp ở các chân này, khác với các chân khác chỉ có mức điện áp cố định là 0V hoặc 5V.
Chân giao tiếp SPI bao gồm 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) và 13 (SCK) Bên cạnh các chức năng thông thường, bốn chân này còn được sử dụng để truyền phát dữ liệu qua giao thức SPI với các thiết bị khác.
Trên Arduino UNO, có một đèn LED màu cam (ký hiệu chữ L) được kết nối với chân số 13 Khi nhấn nút Reset, đèn LED này sẽ nhấp nháy để báo hiệu Nếu người dùng sử dụng chân số 13, đèn LED sẽ sáng lên.
- Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
Để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V đến 5V, bạn có thể sử dụng chân AREF trên board để cung cấp điện áp tham chiếu cho các chân analog Khi cấp điện áp 2.5V vào chân AREF, các chân analog sẽ đo được điện áp trong khoảng từ 0V đến 2.5V với độ phân giải 10bit.
- Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.
Mạch Arduino Easy Shield
Arduino UNO Easy Shield là một board mở rộng lý tưởng cho Arduino UNO và các board tương thích, hỗ trợ kết nối nhanh chóng với 2 ATCBus socket cho các ứng dụng như GSM, GPS, Wifi, và Bluetooth Shield còn tích hợp Switch, cho phép nạp chương trình mà không cần tháo board thiết bị Với kích thước tương đương Arduino UNO và ngõ ra dữ liệu tiện dụng, Arduino UNO Easy Shield mang lại trải nghiệm sáng tạo và linh hoạt khi kết hợp với Easy Board.
GIỚI THIỆU MODULE SIM 908
Giới thiệu định vị GPS
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là công nghệ xác định vị trí dựa vào tín hiệu từ các vệ tinh nhân tạo Khi một thiết bị GPS nhận tín hiệu từ ít nhất ba vệ tinh cùng một lúc, nó có thể tính toán tọa độ chính xác của vị trí trên mặt đất.
GPS ban đầu được phát triển cho mục đích quân sự nhưng không đảm bảo tính liên tục và độ chính xác cần thiết cho các hệ thống dẫn đường dân sự Điều này đặc biệt quan trọng trong các khu vực có hoạt động quân sự Để đáp ứng nhu cầu an toàn ngày càng cao, từ năm 1980, chính phủ Mỹ đã cho phép sử dụng hệ thống định vị toàn cầu cho mục đích dân sự.
Các vệ tinh GPS quay quanh Trái Đất hai lần mỗi ngày theo quỹ đạo chính xác, phát tín hiệu thông tin xuống bề mặt Máy thu GPS so sánh thời gian phát tín hiệu từ vệ tinh với thời gian nhận được, từ đó xác định khoảng cách đến vệ tinh Bằng cách đo khoảng cách từ nhiều vệ tinh, máy thu có thể tính toán vị trí của người dùng và hiển thị trên bản đồ điện tử.
Máy thu GPS cần nhận tín hiệu từ ít nhất ba vệ tinh để xác định vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và theo dõi chuyển động Khi nhận được tín hiệu từ bốn vệ tinh trở lên, máy thu có khả năng tính toán vị trí ba chiều (bao gồm kinh độ, vĩ độ và độ cao) Sau khi xác định vị trí, máy thu GPS có thể cung cấp các thông tin bổ sung như tốc độ, hướng di chuyển, theo dõi hành trình, khoảng cách đến điểm đến, cũng như thời gian mặt trời mọc và lặn.
Vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp ở dải tần L1 và L2, thuộc dải sóng cực ngắn của phổ điện từ từ 0,39 đến 1,55 GHz Tần số L1 được sử dụng cho GPS dân sự.
Tần số 1575.42 MHz thuộc băng tần UHF, cho phép tín hiệu truyền trực tiếp Tín hiệu này có khả năng xuyên qua các vật liệu như mây, thủy tinh và nhựa, nhưng lại không thể vượt qua các chướng ngại vật cứng như núi và nhà.
2.1.3 Tính tọa độ của GPS
Máy thu GPS hoạt động bằng cách tính toán thời gian từ khi vệ tinh phát tín hiệu đến khi nhận được tín hiệu đó Tín hiệu này là sóng radio tần số cao với công suất rất thấp, di chuyển với tốc độ ánh sáng khoảng 300.000 km/giây Để đảm bảo độ chính xác, đồng hồ trên vệ tinh và máy thu phải được đồng bộ hoàn hảo; chỉ cần một sai lệch nhỏ khoảng 1 phần triệu giây cũng có thể gây ra sai số lớn trong kết quả định vị.
Để đạt được độ chính xác 300 mét, chỉ có đồng hồ nguyên tử mới đáp ứng được yêu cầu này Tuy nhiên, do chi phí cao lên tới hàng chục ngàn đô la Mỹ, đồng hồ nguyên tử chỉ được trang bị cho các vệ tinh Vì vậy, người ta sử dụng đồng hồ quartz thông thường cho máy thu, và những đồng hồ này được hiệu chỉnh liên tục dựa vào tín hiệu từ các vệ tinh, giúp đồng bộ thời gian chính xác theo đồng hồ nguyên tử trên vệ tinh Nhờ vào quy trình này, bốn mặt cầu giao nhau tại một điểm chính xác.
Để tính khoảng cách tới vệ tinh, vào một thời điểm nhất định, vệ tinh bắt đầu truyền một chuỗi tín hiệu số gọi là mã giả ngẫu nhiên Đồng thời, máy thu cũng tạo ra chuỗi mã giống hệt và sau đó nhận tín hiệu từ vệ tinh với một độ trễ nhất định Độ trễ này phản ánh thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh tới máy thu Bằng cách nhân thời gian trễ với vận tốc ánh sáng, máy thu có thể xác định khoảng cách giữa máy thu và vệ tinh, với giả định rằng tín hiệu truyền theo đường thẳng với vận tốc không đổi.
Xác định vị trí vệ tinh không quá khó khăn, vì các máy thu GPS thường xuyên cập nhật và lưu trữ bảng tra cứu (almanac data) vị trí gần đúng của từng vệ tinh Mặc dù có một số yếu tố như lực hút của mặt trăng và mặt trời có thể làm lệch quỹ đạo của vệ tinh, nhưng Bộ Quốc phòng Mỹ luôn giám sát vị trí chính xác của các vệ tinh và truyền các hiệu chỉnh cần thiết đến máy thu thông qua tín hiệu từ vệ tinh.
Máy thu GPS xác định vị trí trên mặt đất bằng cách nhận tín hiệu từ 4 vệ tinh địa tĩnh, qua đó cung cấp thông tin về vĩ độ, kinh độ và cao độ Trên smartphone, những thông tin này được hiển thị dưới dạng điểm trên bản đồ.
Hệ thống tính toán vẫn gặp phải sai số do giả định rằng tín hiệu từ vệ tinh truyền thẳng tới máy thu với vận tốc không đổi, trong khi thực tế, bầu khí quyển làm chậm tốc độ truyền tín hiệu, đặc biệt khi tín hiệu đi qua tầng điện ly và tầng đối lưu Độ trễ này khác nhau tùy thuộc vào vị trí của máy thu, gây khó khăn trong việc loại trừ sai số trong tính toán khoảng cách Ngoài ra, tín hiệu radio có thể bị phản xạ bởi các vật chắn lớn như núi cao hoặc tòa nhà chọc trời, dẫn đến việc máy thu nhầm lẫn vị trí của vệ tinh Đôi khi, tín hiệu từ vệ tinh cũng có thể bị sai lệch, báo sai vị trí thực tế của nó.
Hệ thống định vị toàn cầu vi sai DGPS (Differential GPS) là một cải tiến của GPS, sử dụng mạng các trạm thu GPS cố định để sửa sai số tính toán Bằng cách so sánh sai số tại trạm thu với số liệu chính xác đã biết, DGPS phát tín hiệu radio cung cấp thông tin hiệu chỉnh cho khu vực xung quanh Điều này giúp các máy thu DGPS trong khu vực định vị chính xác hơn DGPS được áp dụng tại nhiều quốc gia như Mỹ, Úc và Canada cho các hệ thống hỗ trợ tàu bè ven biển.
Công nghệ định vị Assisted-GPS (A-GPS) thường được áp dụng cho các thiết bị cầm tay, giúp cải thiện khả năng định vị Ngoài việc sử dụng tín hiệu GPS, smartphone trang bị A-GPS còn kết nối với máy chủ qua mạng 3G, GPRS hoặc Wi-Fi để nhận tín hiệu từ các trạm phát sóng của nhà mạng Nhờ vậy, thiết bị có thể khắc phục sai số tín hiệu vệ tinh, đặc biệt trong các khu vực đô thị có nhiều cây cối và cao ốc.
Mạng thông tin di động GSM
2.2.1 Vài nét lịch sử về mạng GSM
Hệ thống thông tin di động đã từ lâu là một ước mơ lớn của nhân loại và đã trở thành hiện thực từ khi công nghệ cho phép Sự phát triển đầu tiên bằng sóng vô tuyến diễn ra vào cuối thế kỷ 19, nhưng việc áp dụng hệ thống thông tin di động chỉ bắt đầu sau Thế chiến thứ hai khi công nghệ điện tử tiến bộ Dịch vụ này cho phép kết nối các cuộc gọi không cần dây dẫn, cho phép các thuê bao di động trao đổi thông tin ngay cả khi di chuyển Nhờ vào sự phát triển vượt bậc của công nghệ điện tử và thông tin, mạng thông tin ngày càng trở nên phổ biến, giá cả giảm và độ tin cậy tăng lên Quá trình phát triển của mạng thông tin đã trải qua nhiều giai đoạn khác nhau.
- Giai đoạn thứ nhất: Sau 1946, khả năng phục vụ nhỏ, chất lượng không cao, giá cả dắt
Giai đoạn 1970 – 1979 chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị điện tử tổ hợp cỡ lớn và bộ vi xử lý, cho phép xây dựng hệ thống phức tạp hơn Do vùng phủ sóng hạn chế của anten phát trên các máy di động, hệ thống được chia thành nhiều trạm nhận kết nối với một trạm phát.
Giai đoạn thứ ba, từ năm 1979 đến 1990, đánh dấu sự phát triển của mạng tổ ong tương tự, với các trạm thu phát được bố trí theo cấu trúc ô tổ ong Mạng này cho phép tái sử dụng tần số và hỗ trợ chuyển giao cuộc gọi giữa các ô, tạo điều kiện cho việc kết nối liên tục và hiệu quả hơn.
+ AMPS (Advanced Mobile Phone Service): được đưa vào hoạt động tại Mỹ năm
+NMT ( Nordic Mobile Telephone): là hệ thống của các nước Bắc Âu và được đưa vào sử dụng vào tháng 12/1981
+TACS ( Total Access Communication System): được đưa vào phục vụ tại Vương quốc Anh năm 1985
Tất cả các mạng này dựa trên công nghệ truyền điện thoại tương tự băng điều chế tần số, hoạt động ở tần số 450 hoặc 900 MHz Vùng phủ sóng của chúng chỉ ở mức quốc gia và phục vụ cho vài trăm thuê bao Hệ thống lớn nhất tại Anh, TACS, đã đạt hơn một triệu thuê bao vào năm 1990.
Giai đoạn thứ tư bắt đầu từ đầu những năm 1980, khi các hệ thống NMT đã hoạt động thành công nhưng bộc lộ nhiều hạn chế Đầu tiên, nhu cầu dịch vụ di động vượt quá khả năng thiết kế của hệ thống Thứ hai, các hệ thống khác nhau không thể phục vụ tất cả các thuê bao ở châu Âu, dẫn đến tình trạng thiết bị mạng không thể kết nối với nhau Cuối cùng, việc thiết kế một mạng lớn cho toàn châu Âu gặp khó khăn do vốn đầu tư quá lớn Những hạn chế này đã thúc đẩy nhu cầu phát triển một hệ thống mới mang tính chất chung, có khả năng phục vụ nhiều quốc gia Năm 1988, Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) đã thành lập nhóm đặc trách di động GSM (Groupe Special Mobile), với GSM còn có nghĩa là Hệ thống Thông tin Di động Toàn cầu (Global System for Mobile Communication), trở thành tiêu chuẩn điện thoại di động số tại châu Âu sử dụng dải tần số 900MHz.
Năm 1990, Vương quốc Anh đưa ra hệ thống DCS (Digital Cellular System) DCS dựa trên hệ thống GSM với việc sử dụng tần số 1800Mhz
Hiện nay, các hệ thống thông tin di động đang phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về dịch vụ viễn thông mới, tiến tới thế hệ thứ ba với tốc độ phục vụ lên đến 2Mbit/s Tại Việt Nam, hệ thống GSM đã được triển khai từ năm 1993 và hiện đang được hai công ty VMS và GPC khai thác hiệu quả Năm 2004, công ty Vietel cũng sẽ gia nhập thị trường cung cấp dịch vụ này.
2.2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng GSM
Hệ thống thông tin di động GSM hỗ trợ chuyển vùng tự do cho thuê bao trong châu Âu, cho phép người dùng kết nối với mạng của nước khác khi di chuyển qua biên giới Để đảm bảo khả năng này, trạm di động GSM (MS) cần có khả năng trao đổi thông tin ở mọi nơi 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
Hệ thống không chỉ phục vụ thoại mà còn cần cung cấp sự linh hoạt tối đa cho các dịch vụ khác liên quan đến mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN).
- Tạo một hệ thống có thể phục vụ cho các MS trên các tầu 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 đó trong điều kiện vân hành thực tế
Hệ thống có khả năng mã hóa thông tin người dùng một cách hiệu quả, đảm bảo không gây ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống cũng như không làm ảnh hưởng đến các thuê bao khác không sử dụng tính năng này.
Về sử dụng tần số:
Hệ thống này mang lại hiệu quả cao trong việc phục vụ cả khu vực thành thị và nông thôn, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ mới đang 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
- 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
- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế
- Chức năng bảo vệ thông tin báo hiệu và thông tin điều khiển mạng phải được cung cấp trong hệ thống
2.2.3 Cấu trúc hệ thống GSM
Một hệ thống GSM có thể được chia thành nhiều phân hệ sau đây:
- Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)
- Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem)
- Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem)
- Trạm di động (MS: Mobile Station)
GSM/GPS SIM908 Easy
2.3.1 Giới thiệu GSM/GPS SIM908 Easy Được thiết kế cho thị trường quốc tế, module SIM908 được tích hợp một bộ GSM/GPRS và một bộ GPS mạnh mẽ Bộ GSM/GPRS hoạt động ở 4 băng tần là GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz and PCS 1900MHz Module SIM908 hỗ trợ GPRS multi-slot class 10/ class 8 và các mã hóa chương trình CS1, CS2, CS3 và CS4 Bộ GPS của SIM908 cho thời gian khởi động, độ chính xác và độ nhạy tốt nhất
SIM908 được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, phù hợp cho các ứng dụng như M2M, smartphone, PDA và các thiết bị định vị di động khác, giúp tối ưu hóa không gian sử dụng.
Hình 1 Mô hình hệ thống GSM
GSM/GPS SIM908 Easy là sản phẩm phát triển bởi AT-COM, tích hợp tính năng của module SIM908, giúp người dùng dễ dàng nghiên cứu và triển khai ứng dụng GSM, GPRS và GPS Sản phẩm hỗ trợ các chức năng như điều khiển, giám sát, truyền nhận dữ liệu, định vị tọa độ trên bản đồ Google, đo tốc độ và thời gian với độ chính xác cao.
Sản phẩm được trang bị pin Li-ion và bộ sạc, mang lại khả năng di động và tiện lợi cho người dùng Với kích thước nhỏ gọn và ngõ ra dữ liệu tiện dụng, GSM/GPS SIM908 Easy hứa hẹn mang đến thiết kế hiện đại và tinh tế.
2.3.2 Tính năng của GSM/GPS SIM908 Easy
Sản phẩm tích hợp ATCBus Socket với các chân được sắp xếp theo thứ tự, giúp người dùng dễ dàng kết nối với các thiết bị hỗ trợ ATCBus Tất cả đều nằm gọn trong một hệ thống ATCBus.
Board hỗ trợ kết nối anten GSM và GPS với GSM/GPS SIM908 Easy, cho phép sử dụng cả "Active Antenna" và "Passive Antenna" Người dùng có thể dễ dàng chọn loại anten thông qua "Jump Select"; nếu sử dụng Passive Antenna, Jump Select sẽ để hở, trong khi Active Antenna cần được kết nối.
Antenna của GSM/GPS SIM908 Easy được hàn mối nối Jump Select, cho phép người dùng chọn Active Antenna một cách dễ dàng Sản phẩm này còn hỗ trợ IPX Connector cho cả GSM và GPS Antenna, giúp kết nối với anten ngoài linh hoạt và tiện lợi hơn.
Nút nhấn ON/OFF cho phép khởi động SIM908 bằng tay bên cạnh việc khởi động qua chân PWRKEY trên ATCBus Socket
Led Status hiển thị trạng thái Power on của SIM908
Led Netlight hiển thị trạng thái của mạng điện thoại hiện tại SIM908 đang kết nối
GPS Header với các chân TXD_GPS, RXD_GPS và GND cho phép người dùng thu thập tọa độ từ SIM908 một cách trực tiếp, không cần phải qua bộ GSM.
Một tính năng đặc biệt của AT-COM là tích hợp pin Battery NOKIA BP-6X 3.7V-700mAh vào sản phẩm GSM/GPS SIM908 Easy, giúp tăng cường khả năng di động cho các ứng dụng và mang lại trải nghiệm tiện lợi hơn cho người dùng.
Battery được sạc qua chân VCHG trên ATCBus Socket bằng bộ sạc có điện áp 5 6V, dòng tối thiểu 750mA
2.3.3 Sơ đồ kết nối GSM/GPS SIM908 Easy
2.3.4 Kích thước của GSM/GPS SIM908 Easy
MÔ HÌNH ĐỊNH VỊ TỌA ĐỘ SỬ DỤNG MODULE SIM 908 VÀ MẠCH
Sơ đồ kết nối mạch
Để thực hiện ứng dụng ta thực hiện theo các bước sau:
+ Board GSM/GPS SIM908 Easy
+ Board Arduino UNO Easy shield
+ Điện thoại sử dụng hệ điều hành Android đã cài đặt phần mềm bản đồ
Bước 2: Kết nối phần cứng
Chúng ta tiến hành kết nối hệ thống theo sơ đồ sau:
Bước 3: Cài đặt Driver và Arduino IDE
Các bạn truy cập vào địa chỉ: http://arduino.vn/bai-viet/68-cai-dat-driver-va-arduino- ide để tham khảo cách cài đặt Driver và Arduino IDE
Bước 4: Nạp code cho board Arduino UNO R3
Chọn chế độ nạp chương trình cho Arduino, ta gạt Switch sang vị trí số 1 (PROG)
Source code sử dụng môi trường lập trình Arduino là Arduino IDE để biên dịch và nạp cho board Arduino
Tiến hành biên dịch lại file : Vào Sketch > Verify / Compile
Sau khi biên dịch thành công ta tiến hành nạp code cho Atmega328 của board Arduino
+ Kết nối Board Arduino với máy tính qua Cable USB và mở code bằng phần mềm
Arduino IDE lên (đã cài đặt Driver và Arduino IDE ở Bước 3)
Trên giao diện phần mềm Arduino IDE ta vào Tools > Board > chọn Arduino Uno
Chọn cổng COM kết nối Board Arduino với máy tính : vào Tools > Serial Port > chọn cổng COM đang kết nối
Nạp code cho board Arduino : vào File > Upload
Để chạy ứng dụng ta gạt Switch sang vị trí số 2 (UART).
Định vị tọa độ qua tin nhắn SMS
Cấp nguồn 12VDC cho hệ thống qua jack cắm DC trên Board Arduino UNO R3, sau khi được cấp nguồn, Board sẽ khởi động và cấu hình Module SIM908 Khi quá trình khởi động và cấu hình hoàn tất, hệ thống sẽ tự động gửi tin nhắn SMS đến số điện thoại đã được chỉ định trong đoạn code trước đó.
Nhắn tin SMS để lấy tọa độ về điện thoại với cú pháp:
Hệ thống trả về tin nhắn chứa tọa độ
Hiển thị vị trí lên Google map
Để hiển thị lên Google Map thì chúng ta click vào đường dẫn sau đó chọn ứng dụng
Google Map để hiển thị tọa độ
Tọa độ được hiển thị lên Google Map
