Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT - HÀN
KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ ĐIỆN TỬ
THIẾT KẾ MẠCH BÃO LŨ
KẾT NỐI MODULE SMS
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT
ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hải Quan
Mã sinh viên : K12C08206
Giảng viên hướng dẫn : TS. Dương Hữu Ái
Khóa đào tạo : 2018 - 2021
Đà Nẵng - 01/2021
- MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Những n g n đ y ở nước ta thiên tai t xảy ra thường
xuyên hơn với c đ tr tr ng hơn đ g y thiệt hại nghiê tr ng
v người ẫn tài sản và i trường sinh th i.... Việc giả nh thiệt
hại do t đang à t v n đ h t s c c p ch đư c nhi u t ch c
và c c nhà hoa h c trên th giới t p trung nghiên c u. L t à t
trong những tai i n thiên nhiên t quả c a qu tr nh t p trung nước
với h i ư ng ớn và tràn vào c c v ng đ a h nh th p g y ng p t
trên diện r ng h ng ch g y t n hại n ng n v người và c a ở thời
đi đó à c n t c đ ng tiêu cực u dài đ n i trường sinh th i
ảnh hưởng trực ti p đ n đời s ng và c c hoạt đ ng inh t x h i.
Nghiên c u c c giải ph p ph ng t đư c nhi u qu c gia quan t
và hướng ti p c n à sự t h p giữa giải ph p phi c ng tr nh và c ng
tr nh. Giải ph p c ng tr nh thường đư c s d ng à x y dựng c c h
ch a đê đi u cải tạo ng s ng C c giải ph p phi c ng tr nh à
tr ng r ng ảo vệ r ng; x y dựng và v n hành c c phương n ph ng
tr nh và di d n c c n thi t hi có th ng tin dự o và cảnh o
chính xác.
Qua những ý do trên e quy t đ nh thực hiện đ tài “Thi t
ạch o t n i odu e SMS” như à t trong c c phương n
gi p người d n có th i t đư c t nh h nh o t đ ph ng tr nh p
thời và giả thi u thiệt hại cho người d n.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu:
Đ tài này trước h t hướng tới việc thu th p s iệu đ a ý và th ng
tin v c c hệ th ng cảnh o đ có t trước đ qua đó có c i nh n
t ng th v thực trạng t tại Việt Na . T đó tạo ra hệ th ng cảnh
o c a riêng nh sao cho hoạt đ ng đư c tại i nơi dưới i
đi u iện hắc nghiệt c a thời ti t đ ng thời ti p thu những ưu đi
c ng như hắc ph c những y u đi c a c c hệ th ng trước đó
1
- nhằ tạo ra sản phẩ t t nh t có tính hữu d ng cao có th đi vào
đời s ng.
Nhiệm vụ:
- Nh n i t đư c chính x c đ c đi t ng v ng những nơi hay xảy ra
- Tạo ra hệ th ng có tính tương t c cao th n thiện với người s d ng
- Hướng đ n c tiêu t người d n nào c ng có th s d ng đư c
nó
- Đả ảo hệ th ng hoạt đ ng hiệu quả chính x c trong i đi u iện
thời ti t có gi thành rẻ ích thước nhỏ g n dễ ắp đ t v n chuy n.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
o Đ i tư ng nghiên c u
C c cơ sở ý u n v t ng quan v tin nhắn SMS và odu e
SMS300CZ c c inh iện s d ng trong ạch o odu e SMS
o Phạ vi nghiên c u
Thi t ạch o t n i odu e SMS tại đ a àn thành
ph Đà Nẵng nói riêng và hu vực i n Trung nói chung trong
hoảng thời gian thực hiện đ n t t nghiệp t ngày 23/11 đ n
27/12/2020.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Đ đạt đư c c tiêu và n i dung nghiên c u th e s d ng
phương ph p nghiên c u:
- Phương ph p tha hảo tài iệu: Thu th p th ng tin sưu t
tài iệu có sẵn t c c ngu n th ng tin trên internet
- Phương ph p quan s t: Khảo s t ts ạch điện t thực t
đang có trên th trường và tha hảo t s dạng ạch t trên
internet
5. Dự kiến kết quả
- Hoàn thành sản phẩ đ ng như ý thuy t tr nh ày và hoạt
2
- đ ng đư c.
- C c t quả qu tr nh thực hiện đ nh gi ch t ư ng hệ
th ng
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Hệ th ng o dựa trên SMS r t hữu ích ở những đ a đi xa
nơi hạn ch tương t c c a con người. Bi t đư c th ng tin c a
đ có th ph ng tr nh p thời
- Hệ th ng o dựa trên SMS gi p gi s t c c v trí và g i tin
nhắn đ n t t cả i người hi có sự c xảy ra gi p h x c đ nh
v trí nhanh chóng và hắc ph c thiệt hại cho ản th n do g y
ra
- Hệ th ng o dựa trên SMS đưa ra cảnh o ngay p t c cho
nhi u s điện thoại di đ ng và do đó c c hành đ ng hắc ph c có
th đư c thực hiện nhanh chóng. Đi u này gi p ng n ng a thiệt
hại và t n th t ớn cho người ẫn v t ch t.
7. Dự kiến nội dung đồ án tốt nghiệp
Chương 1. Tổng quan
Chương 2. Cơ sở lý luận
Chương 3. Tổng quan về hệ thống
Chương 4. Nội dung thiết kế - kết quả thực nghiệm và đánh
3
- CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1. Đặt vấn đề
Những n g n đ y ở nước ta thiên tai t xảy ra thường xuyên
hơn với c đ tr tr ng hơn đ g y thiệt hại nghiê tr ng v
người c a cải và i trường sinh th i.... Việc giả nh thiệt hại do
t đang à t v n đ h t s c c p ch đư c nhi u t ch c và c c
nhà hoa h c trên th giới t p trung nghiên c u. L t à t trong
những tai i n thiên nhiên t quả c a qu tr nh t p trung nước với
h i ư ng ớn và tràn vào c c v ng đ a h nh th p g y ng p t trên
diện r ng h ng ch g y t n hại n ng n v người và c a ở thời
đi đó à c n t c đ ng tiêu cực u dài đ n i trường sinh th i
ảnh hưởng trực ti p đ n đời s ng và c c hoạt đ ng inh t x h i.
Nghiên c u c c giải ph p ph ng t đư c nhi u qu c gia quan t
và hướng ti p c n à sự t h p giữa giải ph p phi c ng tr nh và c ng
tr nh. Giải ph p c ng tr nh thường đư c s d ng à x y dựng c c h
ch a đê đi u cải tạo ng s ng C c giải ph p phi c ng tr nh à
tr ng r ng ảo vệ r ng; x y dựng và v n hành c c phương n ph ng
tr nh và di d n c c n thi t hi có th ng tin dự o và cảnh o
chính xác.
Qua những ý do đó e quy t đ nh thực hiện đ tài “Thi t ạch
báo t n i odu e SMS” như à t trong c c phương n gi p
giả thi u h u qua g y ra do t.
1.1. Mục đích nghiên cứu
Đ tài này trước h t hướng tới việc thu th p s iệu đ a ý
và th ng tin v c c hệ th ng cảnh o đ có t trước đ qua đó có c i
nh n t ng th v thực trạng t tại Việt Na .
1.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nh n i t đư c chính x c đ c đi t ng v ng những nơi
hay xảy ra .
4
- Tạo ra hệ th ng có tính tương t c cao th n thiện với
người s d ng.
1.3. Tình hình nghiên cứu
X y dựng h nh tích h p viễn th và x c đ nh nguy
cơ tai i n quét ưu vực s ng N ng t nh Bắc Kạn
Hệ th ng cảnh o quét
2. Giới thiệu về hệ thống cảnh báo
2.1. Giới thiệu về hệ thống cảnh báo
V nguyên tắc t cảnh o g 3 ph n chính: c c sensor,
x ý trung t và c c thi t cảnh o.
Hình 1.1. Sơ đồ tổng quan của một hệ thống cảnh báo.
2.1.2. Vùng bảo vệ
2.2. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN
2.2.1. Khái niệm cảm biến
Cả i n à thi t d ng đ cả nh n i n đ i c c đại ư ng
v t ý và c c đại ư ng h ng có tính ch t điện c n đo thành c c đại
ư ng v t ý có tính ch t điện như: điện trở điện tích điện p.
2.2.2. Phân loại cảm biến
a) Phân loại theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng kích thích
b) Phân loại theo kích thích
c) Phân loại theo phạm vi xử dụng
d) Phân loại theo thông số mô hình mạch thay thế
2.2.3. Giới hạn sử dụng của cảm biến
Vùng làm việc danh định
Vùng không gây nên hƣ hỏng
Vùng không phá hủy
5
- 2.3. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI
ĐỘNG TOÀN CẦU GSM.
2.3.1. Giới thiệu về công nghệ GSM.
GSM (Global System for Mo i e co unication) à t c ng
nghệ h ng d y thu c th hệ 2G (Second generation) có c u tr c
ạng t ào cung c p d ch v truy n gi ng nói và chuy n giao dữ
iệu.
2.3.2. Các dịch vụ đƣợc tiêu chuẩn ở GSM.
Dịch vụ thoại:
Dịch vụ bản tin nhắn
2.3.3. Cấu trúc địa lý của mạng GSM
2.3.4. Cấu trúc mạng GSM.
Hệ th ng con chuy n ạch SS (Switching Su syste ) hệ
th ng con trạ g c BSS (Base Station Su syste ) hệ th ng hai
th c và ảo dưỡng ạng OMC (Operations & Maintenance Center).
2.3.5. Các thành phần chức năng trong hệ thống
2.3.5.1. Hệ thống trạm gốc BSS (Base Station Subsystem)
Trạm thu phát gốc BTS (Base Transceiver Station).
Trung tâm điều khiển trạm gốc BSC (Base Station
Controller).
2.3.5.2. Phân hệ chuyển mạch SS (Switching Subsystem)
Trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Sevice
Switch Center)
Chức năng chính của tổng đài MSC:
- X ý cu c g i (Ca Processing).
- Đi u hi n chuy n giao (Handover Contro ).
- Quản ý di đ ng (Mo i e ity Manage ent).
- Tương t c ạng IWF (Interwor ing Function) qua GMSC
2.3.5.3. Trạm di động MS (Mobile Station)
MS à đ u cu i di đ ng như: y c tay y x ch tay ...
6
- Phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS (Operation and Support
System)
7
- CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1. Tìm hiểu về lũ
2.1.1. Khái niệm
C n c vào thời đi xu t hiện người ta chia thành c c
oại như sau:
L ti u n
L sớ
L chính v
L u n
2.1.2. Nguyên nhân hình thành lũ
2.1.3. Các cấp báo động lũ
2.2. Phƣơng pháp
2.2.1. Phƣơng pháp đo mực nƣớc
2.2.2. Chế độ đo mực nƣớc
2.3. Phƣơng pháp đo lƣu lƣợng nƣớc
8
- CHƢƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
3.1. Chỉ tiêu kỹ thuật
3.1.1. Yêu cầu chức năng
3.1.2. Yêu cầu phi chức năng
3.1.3 Sơ đồ khối của thiết kế
3.2. Giới thiệu sơ lƣợc về module SIM800L
Hình 3.2 Sim 800l
Thông số kỹ thuật
Ngu n c p: 3.7 - 4.2VDC có th s d ng với ngu n d ng th p t
500 Ah trở ên (như c ng USB ngu n t Board Arduino). Nhưng
huyên c c ạn nên d ng ngu n có d ng đ 1A đ đả ảo ạch
hoạt đ ng n đ nh.
S d ng odu e GSM GPRS Si 800A.
Ngu n c p đ u vào: 5 – 18VDC ớn hơn 1A.
M c tín hiệu giao ti p: TTL (3.3-5VDC) ho c RS232.
Tích h p chuy n c tín hiệu TTL Mosfet t c đ cao.
Tích h p IC chuy n c tín hiệu RS232 MAX232.
Tích h p ngu n xung với d ng cao cung c p cho Si 800A.
S d ng he Micro Si .
Thi t ạch nhỏ g n n ch ng nhiễu
K t n i theo i u USB-TTL:
9
- Pin3 à ch n RxD t n i với ch n TxD c a MCU/USB-TTL
Pin4 à ch n TxD t n i với ch n RxD c a MCU/USB-TTL
GND t n i với ch n GND c a MCU/USB-TTL
Pin1 an đ u JUMP với Pin3 hi ua v
Pin2 an đ u JUMP với Pin4 hi ua v
Pin6 à ch n c p ngu n cho MCU nhưng s d ng ngu n ngoài nên
không dùng chân này.
3.2.1. Chức năng các chân của Module SIM800L
3.2.2. Thiết kế và thi công Module SIM800L
3.2.3. Tập lệnh AT điều khiển cuộc gọi
3.2.4. Kết nối giữa Breakout SIM800 và Vi điều khiển
Hình 3.3 Kết nối giữa Breakout SIM800 và Vi điều khiển
3.2.1. Mạch giảm áp
10
- CHƢƠNG 4. NỘI DUNG THIẾT KẾ - KẾT QUẢ THỰC
NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
4.1. Chi tiết phần cứng
4.1.1. Khối cảm biến
4.1.2 Khối điều khiển
Sơ đồ chân:
H nh 4.4: Sơ đ ch n c a PIC16F877A
Sơ đồ nguyên lý:
H nh 4.5: Sơ đ nguyên ý
Khái quát về chức năng của các PORT trong vi điều
khiển PIC16F877A
Cấu trúc tổng quát của PIC16F877A
4.1.3 Khối nguồn
11
- 4.1.4 Khối hiển thị
4.1.5 Các linh kiện
- PIC16F877A (IC1): 1
- 7805(IC2): 111
- LED 7 đoạn: 2
- Điện trở (330 ): 15
- Điện trở (10 ): 5
- Điện trở (1 ): 3
- LED: 1
- DIOT: 2
- BUZZER
- Tranzitor: 2
- Ter ina : 5 c i (có 1 c i h ng d ng nó à cả i n
nhiệt ho c cả i n quang)
- Chu ng o hiệu ớn: 1 nhỏ: 1
- Cả i n: 2
- modunle sim
4.1.6. Mô đun SIM
Hình 4.6 modunl sim
12
- 2.4. Sơ đồ nguyên lý của mạch
H nh 4.7 Sơ đ nguyên ý ạch đun SIM
Hình 4.8 Sơ đ ayout PCB c a ạch đun
SIM
4.2.1 Kết quả thử nghiệm
13
- H nh 4.9. Mạch thực t c a đun SIM
4.2.2. Mạch thực tế kết nối giữa mạch báo lũ và mạch mô đun
SIM
H nh 4.10 o t n i odun e si
4.2.3 Nguyên lý hoạt động của mạch
L p tr nh sẵn cho con vi đi u hi n PIC16F877A và 2 cả
i n.
Ở cả i n ưa th ta p tr nh sẵn cho nó ta cài đ t thời
gian cho chương tr nh à 10s (c n trong thực t ta sẽ éo dài
thời gian ra 24h th nó sẽ chính x c hơn) cài đ t vào trong
chương tr nh đ x c đ nh n u à ưa iên t c và éo dài tại
v trí đo ường th nó sẽ x c đ nh đư c ưa u dài th nó sẽ
o . Gi tr con cả i n ưa hiện tại đang đ t à 30. Giờ
14
- nhỏ vài gi t nước vào cả i n gi tr c a nó t ng ên trong
v ng 30s th c i ớn sẽ o hiệu.
Ở cả i n ực éo ta c t nó vào 1 chai nước có t ư ng
nước nh t đ nh đ cả i n này có t ực éo trung nh
sẵn r i ta thả nó xu ng d ng nước th nước sẽ cu n chai
nước này đi. Khi nước chảy xi t hơn ực éo này sẽ t ng ên
hi đó con s hi n th trên 2 ed 7 đoạn ớn hơn s đ đ t
trong p tr nh à 61 th nó ên đ n 62 63 th trong v ng 5
gi y (thực t vài ph t c ng đư c đ nó h ng có o sai)
c i sẽ êu ên o đ ng nh n n t đ ngưng o đ ng ên
cạnh có 1 c i nhỏ sẽ o chung với c i ớn. N u nó có gi tr
ớn hơn ngưỡng th nó sẽ o cả hai n u ngưng ngưỡng th
c i nhỏ sẽ ngắt c n c i ớn th h ng ngắt cho tới hi ta tắt
ngu n đi.
Khi c p ngu n 12v th đư c c p vào t 7805 đ chuy n
thành 5v r i chuy n cho vi đi u hi n PIC16F877A đ c c i
tín hiệu à ti p điệ t c i ạch o ích hoạt. hi ạch
o ích hoạt nó đóng 2 ti p đi ại th nó ích hoạt vào
vi đi u hi n và vi đi u hi n g i ệnh vào odun e si .
Modun e si sẽ iên hệ nhà ạng và g i cho ch ng ta no
như c i điện thoại à ta đang d ng đ n th odun e si này
s d ng t ngu n t 3 7 đ n 4 2v th ta s d ng 1 c i ạch
giả p đ chuy n thành 3 7v đ c p cho odun e si và
d ng c a ạch giả p à 3AP cho nên c p ra odun e t i
thi u à 0 8 a pe tại v hi g i điện nó sẽ tiêu hao n ng
ư ng nhi u nh t.
4.2.4 Đánh giá kết quả và hƣớng phát triển
Ph n c ng hoạt đ ng tương đ i n đ nh t quả đo vẫn c n sai s
tuy nhiên h ng đ ng ới ch test đư c ở i trường h chưa
15
- i th vào nước. Việc duy tr hoạt đ ng n đ nh cho ạch c ng à
t trong những hó h n. Ph n c n r t đơn giản.
Do thời gian t hi u và x y dựng hệ th ng c ng như i n th c
c n hạn ch thê vào đó đ tài à ĩnh vực nghiên c u ớn nên hệ
th ng hoạt đ ng ới ch d ng ở c nghiên c u chưa th đua ra áp
d ng thực t chưa đ y đ ch c n ng đ tới tay người dung.
C n có thê thời gian nghiên c u đ hoàn thiện chương tr nh hơn có
th ph t tri n đo thê th ng s như p su t hí gió với đ chính x c
cao hơn sung thê
16
nguon tai.lieu . vn