Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa bằng tin nhắn SMS và ứng dụng trong lĩnh vực cơ điện tử
Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa bằng tin nhắn SMS và ứng dụng trong lĩnh vực cơ điện tử
Xem bên trong

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa bằng tin nhắn SMS và ứng dụng trong lĩnh vực cơ điện tử

Nghiên cứu công nghệ GSM, mã hóa và giải mã SMS. Mạng truyền thông RS485 Modbus-RTU. Thiết kế và chế tạo phần cứng: Board Module SIM900 giao tiếp với mạng GSM nhận tin nhắn điều khiển và truyền tin nhắn phản hồi; Board khối điều khiển trung tâm (Master) sử dụng vi điều khiển dsPIC30F4011 có vai trò xử lý tin nhắn, xuất tín hiệu điều khiển tới các trạm điều khiển tầng thông qua mạng RS485 Modbus-RTU; 02 Board (Slave) điều khiển tầng sử dụng PIC16F887 nhận bản tin từ khối điều khiển trung tâm, xuất tín hiệu đóng/cắt khối công suất để điều khiển thiết bị điện; Khối mạch công suất có tác dụng đóng/ngắt mạch điện qua thiết bị điện khi nhận tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển tầng. Thi công phần mềm: Chương trình điều khiển cho khối
Electronic Resources
Luận văn ThS. Cơ học kỹ thuật — Trường Đại học Công nghệ: 60 52 02. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2013

0.00

Mã: 00050002379 Danh mục: , Từ khóa: , ,

Tải về miễn phí bản đầy đủ PDF luận văn tại Link bản đầy đủ 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

HOÀNG VĂN MẠNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ HỌC KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2013
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA BẰNG TIN NHẮN SMS VÀ ỨNG DỤNG
TRONG LĨNH VỰC CƠ ĐIỆN TỬ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

HOÀNG VĂN MẠNH

Ngành: Cơ học kỹ thuật
Chuyên ngành: Cơ học kỹ thuật
Mã số: 60 52 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ HỌC KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM MẠNH THẮNG

HÀ NỘI – 2013
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA BẰNG TIN NHẮN SMS VÀ ỨNG DỤNG
TRONG LĨNH VỰC CƠ ĐIỆN TỬ
MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ …………………………………………………………………………………..
DANH MỤC BẢNG BIỂU ………………………………………………………………………………
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ……………………………………………………………………………
MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………………….. 1
Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ……………………………………………………………………. 2
1.1. Công nghệ mạng cơ sở ………………………………………………………………………… 2
1.1.1. Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM ……………………………………….. 2
1.1.1.1. Cấu trúc mạng GSM ………………………………………………………………… 2
1.1.1.2. Đặc điểm mạng GSM ………………………………………………………………. 8
1.1.2. Công nghệ SMS ……………………………………………………………………………. 8
1.1.2.1. Các loại dịch vụ và đặc điểm của tin nhắn SMS ………………………….. 8
1.1.2.2. Các thành phần cơ bản của tin nhắn SMS …………………………………. 10
1.1.2.3. Cấu trúc cơ bản của tin nhắn SMS …………………………………………… 10
1.1.2.4. Ứng dụng của SMS ……………………………………………………………….. 13
1.2. Chuẩn truyền thông công nghiệp TIA/EIA-485 …………………………………….. 15
1.2.1. Phương pháp truy cập Chủ – Tớ …………………………………………………….. 15
1.2.2. Chuẩn truyền dẫn TIA/EIA–485 ……………………………………………………. 17
1.2.2.1. Đường truyền cân bằng trong RS485 ……………………………………….. 17
1.2.2.2. Đặc tính điện học …………………………………………………………………… 19
1.2.2.3. Mối quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn …………………. 20
1.2.2.4. Cáp nối trong mạng RS-485 ……………………………………………………. 21
1.2.2.5. Vai trò của trở đầu cuối ………………………………………………………….. 21
1.2.2.6. Vai trò của đất ………………………………………………………………………. 24
1.3. Giao thức truyền thông Modbus–RTU …………………………………………………. 24
1.3.1. Cơ chế giao tiếp ………………………………………………………………………….. 25
1.3.2. Các chế độ giao tiếp …………………………………………………………………….. 27
1.3.3. Cấu trúc khung truyền ………………………………………………………………….. 28
1.3.4. Bảo toàn dữ liệu ………………………………………………………………………….. 30
1.3.5. Sơ đồ trạng thái của Modbus ………………………………………………………… 31
Chương 2. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG ……………………………………. 33
2.1. Yêu cầu và lựa chọn phương án thiết kế ………………………………………………. 33
2.1.1. Yêu cầu thiết kế …………………………………………………………………………… 33
2.1.2. Lựa chọn phương án thiết kế…………………………………………………………. 33
2.2. Sơ đồ khối của hệ thống …………………………………………………………………….. 34
2.3. Thiết kế và thi công phần cứng cho hệ thống ………………………………….. 35
2.3.1. Khối giao tiếp GSM …………………………………………………………………….. 35
2.3.1.1. Giới thiệu mô-đun GPRS/GSM SIM900 ………………………………….. 35
2.3.1.2. Thiết kế và thi công khối giao tiếp GSM ………………………………….. 37
2.3.2. Khối điều khiển trung tâm ……………………………………………………………. 39
2.3.2.1. Vi điều khiển dsPIC-30F4011 …………………………………………………. 39
2.3.2.2. Thiết kế và thi công khối điều khiển trung tâm ………………………….. 41
2.3.3. Khối điều khiển tầng ……………………………………………………………………. 43
2.3.3.1. Vi điều khiển PIC-16F887 ……………………………………………………… 43
2.3.3.2. Thiết kế và thi công khối điều khiển tầng …………………………………. 44
2.3.4. Khối công suất ……………………………………………………………………………. 47
Chương 3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN ………………………………………… 50
3.1. Giới thiệu phần mềm lập trình PIC C Complier …………………………………….. 50
3.2. Tập lệnh AT và tin nhắn với định dạng PDU ………………………………………… 51
3.2.1. Tập lệnh AT cơ bản ……………………………………………………………………… 51
3.2.2. Mã hoá và giải mã tin nhắn theo chế độ PDU …………………………………. 52
3.3. Cấu trúc tin nhắn điều khiển và phản hồi trạng thái thiết bị ……………………. 54
3.3.1. Cấu trúc tin nhắn điều khiển thiết bị ………………………………………………. 55
3.3.2. Cấu trúc tin nhắn phản hồi thông tin trạng thái thiết bị …………………….. 55
3.4. Danh sách các file mã nguồn ………………………………………………………………. 56
3.5. Xây dựng thuật toán cho khối điều khiển trung tâm ………………………………. 57
3.6. Xây dựng thuật toán cho khối điều khiển tầng ………………………………………. 61
Chương 4. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ………………………………….. 62
4.1. Thử nghiệm hoạt động của khối công suất ……………………………………………. 62
4.2. Thử nghiệm chức năng nhận và giải mã tin nhắn với định dạng PDU ……… 62
4.3. Thử nghiệm chức năng giao tiếp truyền thông RS-485 Modbus-RTU ……… 63
4.4. Thử nghiệm hoạt động của toàn hệ thống …………………………………………….. 63
4.5. Đánh giá kết quả ……………………………………………………………………………….. 65
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………………………….. 66
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN VĂN ………………………………………………………………………………………………. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………………………. 69
PHỤ LỤC ………………………………………………………………………………………………….. 70

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Cấu trúc tổng quan mạng GSM …………………………………………………………….. 2
Hình 1.2. Sơ đồ đấu nối BSS ………………………………………………………………………………. 3
Hình 1.3. Tổng quan về NSS ………………………………………………………………………………. 4
Hình 1.4. Các giao diện trong mạng GSM ……………………………………………………………. 7
Hình 1.5: Cấu trúc cơ bản của SMS …………………………………………………………………… 11
Hình 1.6. Mô hình Chủ/Tớ ……………………………………………………………………………….. 15
Hình 1.7. Mô tả quá trình trao đổi dữ liệu giữa hai trạm tớ …………………………………… 16
Hình 1.8. Đường truyền không cân bằng ……………………………………………………………. 17
Hình 1.9. Đường truyền cân bằng trong RS485 …………………………………………………… 17
Hình 1.10. Cấu hình bus RS485 truyền nhận đơn công ………………………………………… 18
Hình 1.11. Cấu hình bus RS485 truyền nhận song công ……………………………………….. 19
Hình 1.12. Quy định trạng thái logic của tín hiệu RS-485 …………………………………….. 19
Hình 1.13. Mức điện áp vi sai tại bộ phát và bộ nhận …………………………………………… 20
Hình 1.14: Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn ………………………………… 21
Hình 1.15. Chặn đầu cuối sử dụng thuần trở ……………………………………………………….. 22
Hình 1.16. Chặn đầu cuối sử dụng R và C ………………………………………………………….. 22
Hình 1.17: Mạch phân cực an toàn …………………………………………………………………….. 23
Hình 1.18: Modbus và mô hình IOS/OSI ……………………………………………………………. 25
Hình 1.19: Cơ chế giao tiếp chủ/tớ ở chế độ truy vấn một thiết bị tớ ……………………… 25
Hình 1.20: Cơ chế giao tiếp chủ/tớ ở chế độ quảng bá …………………………………………. 26
Hình 1.21: Chu trình yêu cầu – đáp ứng của Modbus …………………………………………… 27
Hình 1.22: Cấu trúc khung truyền của Modbus RTU …………………………………………… 30
Hình 1.23: Sơ đồ trạng thái của trạm chủ ……………………………………………………………. 31
Hình 1.24: Sơ đồ trạng thái của trạm tớ ……………………………………………………………… 31
Hình 1.25: Sơ đồ trạng thái chế độ truyền Modbus RTU ……………………………………… 32
Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị điện bằng SMS …………………………. 34
Hình 2.2: Mô-đun SIM900 ……………………………………………………………………………….. 36
Hình 2.3: Sơ đồ chân vi mạch LM2576S-ADJ ……………………………………………………. 37
Hình 2.4: Sơ đồ khối và mạch ứng dụng cơ bản của LM2576S-ADJ ……………………… 37
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp GSM …………………………………………………… 38
Hình 2.6: Khối giao tiếp GSM sau khi chế tạo ……………………………………………………. 39
Hình 2.7: Sơ đồ chân dsPIC4011 ………………………………………………………………………. 41
Hình 2.8. Sơ đồ khối của IC ổn áp nguồn LM7805 ……………………………………………… 41
Hình 2.9: Mạch nguyên lý khối điều khiển trung tâm …………………………………………… 42
Hình 2.10: Khối điều khiển trung tâm sau khi lắp ráp linh kiện …………………………….. 43
Hình 2.11: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC16F887 …………………………………………………. 44
Hình 2.12: Sơ đồ khối PIC16F887 …………………………………………………………………….. 44
Hình 2.13: Ký hiệu MAX485 ……………………………………………………………………………. 45
Hình 2.14: Mạch ứng dụng của MAX485 …………………………………………………………… 45
Hình 2.15: Mạch nguyên lý bộ điều khiển tầng …………………………………………………… 46
Hình 2.16: Bộ điều khiển tầng sau khi chế tạo …………………………………………………….. 47
Hình 2.17: Sơ đồ chân IC đệm dòng ULN2803 …………………………………………………… 47
Hình 2.18: Mạch nguyên lý khối công suất …………………………………………………………. 48
Hình 2.19: Khối công suất sau khi chế tạo ………………………………………………………….. 49
Hình 3.1: Quy trình viết và nạp chương trình cho Vi điều khiển ……………………………. 50
Hình 3.2: Thuật toán chương trình chính cho khối trung tâm ………………………………… 57
Hình 3.3: Lưu đồ thuật toán khởi tạo mô-đun GSM SIM900 ………………………………… 58
Hình 3.4: Lưu đồ thuật toán nhận tin nhắn SMS ………………………………………………….. 58
Hình 3.5: Lưu đồ thuật toán xử lý tin nhắn …………………………………………………………. 59
Hình 3.6: Lưu đồ thuật toán giải mã tin nhắn dạng PDU ………………………………………. 59
Hình 3.7: Lưu đồ thuật toán gửi lệnh điều khiển tới trạm tương ứng ……………………… 60
Hình 3.8: Lưu đồ thuật toán mã hóa dữ liệu kiểu PDU …………………………………………. 60
Hình 3.9: Thuật toán chương trình chính cho khối điều khiển tầng………………………… 61
Hình 4.1: Thử nghiệm chức năng của khối công suất …………………………………………… 62
Hình 4.2. Khởi tạo mô-đun GSM và nhận, giải mã tin nhắn dạng PDU ………………….. 62
Hình 4.3. Bật 4 thiết bị tại tầng sử dụng giao tiếp RS-485 Modbus-RTU ……………….. 63
Hình 4.4. Hình ảnh lắp ráp toàn bộ hệ thống ………………………………………………………. 63
Hình 4.5. Gửi tin nhắn điều khiển bật 8 thiết bị tại bộ điều khiển tầng 1 ………………… 64
Hình 4.6. Gửi tin nhắn điều khiển bật 4 thiết bị tại bộ điều khiển tầng 1 ………………… 64
Hình 4.7. Tin nhắn gửi lại sau khi hoàn thành quá trình điều khiển ……………………….. 65

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Một số thông số của chuẩn truyền dẫn RS-485 …………………………………….. 20
Bảng 1.2. Trở kháng bộ nhận khi không có mạch phân cực an toàn ………………………. 23
Bảng 1.3. Trở kháng đầu vào bộ nhận khi có mạch phân cực an toàn …………………….. 24
Bảng 2.1. Một số thông số điện học của mô-đun SIM900 …………………………………….. 36
Bảng 2.2. Đặc tính điện học giao tiếp với SIM CARD …………………………………………. 37
Bảng 3.1: Một số lệnh AT cơ bản ……………………………………………………………………… 51
Bảng 3.2. Mã hoã chuỗi dữ liệu bộ bảy (septet) thành chuỗi bộ tám (octet) ……………. 52
Bảng 3.3. Mã hoã chuỗi dữ liệu bộ tám (octet) thành chuỗi bộ bảy (septet) ……………. 53
Bảng 3.4: Cấu trúc cơ bản tin nhắn PDU Mode …………………………………………………… 53
Bảng 3.5: Liệt kê các file mã nguồn sử dụng cho hệ thống được thiết kế. ………………. 56

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ASCII American Standard Code for Information Interchange
AuC Authentication Centre
AT Attention Commands
BTS Base Transceiver Station
BSC Base Station Controller
BSS Base Station Subsystem
CBC Cell Broadcast Center
CDMA Code Division Multiple Access
CMOS Complementary Metal–Oxide Semiconductor
CRC Cyclic Redundancy Check
DRC Dedicated Radio Channel
EIA Electronic Industries Association
EIR Equipment Identity Register
EFR Enhanced Full Rate
ETSI European Telecommunications Standards Institute
FAX Facsimile
GMSC Gateway Mobile Switching Centre
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile
HLR Home Location Register
IMEI International Mobile Equipment Identity
IMSI International mobile subscriber identity
ISDN Integrated services digital network
ISO International Standard Organization
LPC Linear predictive coding
LRC Longitudinal Redundancy Check
MAP Manufacturing Message Protocol
MS Mobile Station
MSC Mobile Switching Centre
NSS Network switching subsystem
OMC Operation and Maintenance Centre
OSI Open Systems Interconnection Model
PDN Public Data Network
PDU Packet Data Unit
PLMN Public land mobile network
PSTN Public Switched Telephone Network
RTU Remote Terminal Unit
SC Service Centre
SCADA Supervisory Control And Data acquisition
SIM Subcriber Identity Module
SME Short Message Entity
SM-TL Short message Transfer Layer
SMS Short Message Services
SMSC Short Message Service Center
SMS-CB SMS Cell Broadcasting
SMS-PP SMS Point to Point
STP Signaling Transfer Point
TRAU Transcoder and Rate Adapter Unit
TDM Time Division Multiplexing
TDMA Time Division Multiple Access
TIA Telecommunications Industry Association
TTL Transistor–Transistor Logic
TPDU Transport Protocol Data Unit
TRX Transceiver
VLR Visitor Location Register
2G Second Generation

1

MỞ ĐẦU

Đối với các nước phát triển, việc nghiên cứu và triển khai ứng dụng hệ thống
điều khiển thiết bị điện từ xa theo xu hướng tự động hóa đạt nhiều kết quả rất khả
quan. Tại Việt Nam, mặc dù đã có những xu hướng tự động hóa quá trình điều khiển
các thiết bị điện từ xa bằng cách sử dụng tin nhắn SMS, xong cho tới thời điểm này
quy trình tự động hóa vẫn còn rời rạc, đơn lẻ, chưa thành hệ thống.
Với những luận cứ trên, tác giả đã lựa chọn thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU,
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA
BẰNG TIN NHẮN SMS VÀ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC CƠ ĐIỆN TỬ”
với mục đích thiết kế, chế tạo một hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa bằng tin nhắn
SMS nhằm đáp ứng nhu cầu tự động hóa quá trình điều khiển. Việc sử dụng tin nhắn
SMS để điều khiển thiết bị điện có thuận lợi là tiết kiệm chi phí, có tính cơ động cao (ở
đâu 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.
Hệ thống bao gồm một mô-đun điều khiển trung tâm (Master) và các mô-đun
điều khiển tầng (Slave) với mạng giao tiếp truyền thông RS485 Modbus-RTU, mô-đun
công suất để điều khiển đóng/ngắt các thiết bị điện.
Cấu trúc luận văn bao gồm 4 chương như sau:
Chương 1: Cơ sở lý thuyết
Chương 2: Thiết kế và thi công phần cứng hệ thống
Chương 3: Thiết kế phần mềm điều khiển
Chương 4: Thử nghiệm hệ thống và đánh giá kết quả
Để thực hiện đề tài luận văn tác giả đã chọn phương pháp tham khảo tài liệu, tư
liệu, trao đổi ý kiến với các đồng nghiệp để thống kê, phân tích, thiết kế hệ thống; thử
nghiệm và đánh giá kết quả với mục tiêu là lựa chọn được mô hình hệ thống tự động
điều khiển thiết bị điện từ xa thích hợp có thể ứng dụng trong điều khiển thực tế.

2

Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1. Công nghệ mạng cơ sở
1.1.1. Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM
GSM là một chuẩn toàn cầu cho viễn thông kỹ thuật số; là công nghệ không dây
thuộc thế hệ 2G có cấu trúc mạng tế bào, cung cấp dịch vụ truyền âm thanh và chuyển
giao dữ liệu chất lượng cao với các băng tần khác nhau (400Mhz, 900Mhz, 1800Mhz,
1900Mhz) và được Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) quy định.
Công nghệ GSM cho phép các thuê bao sử dụng phương thức giao tiếp với chi
phí thấp hơn đó là dịch vụ tin nhắn SMS. Ngoài ra, công nghệ GSM được xây dựng
trên cơ sở hệ thống mở nên có thể dễ dàng kết nối thiết bị từ các nhà cung cấp khác
nhau.
1.1.1.1. Cấu trúc mạng GSM
Cấu trúc cơ bản của mạng GSM được mô tả như Hình 1.1 dưới đây:
Giao diện Abis Giao diện AGiao diện Um
OMC
NSS
BSS
MS
MS
MS

PSTN
BSCBTS
TRX
MSC
VLR
HLR
AuC
EIR

Hình 1.1. Cấu trúc tổng quan mạng GSM
Hệ thống GSM được chia thành hệ thống chuyển mạch (NSS), hệ thống trạm gốc
(BSS) và trạm di động (MS). Mạng GSM được thực hiện như một mạng gồm nhiều ô
vô tuyến đặt cạnh nhau để cùng đảm bảo toàn bộ vùng phục vụ được phủ sóng. Mỗi ô
có một trạm vô tuyến gốc (BTS) làm việc ở một tập hợp các kênh vô tuyến. Các kênh
này khác với các kênh được sử dụng ở các ô lân cận để tránh hiện tượng nhiễu giao
thoa. Một bộ điều khiển trạm gốc (BSC) điều khiển một nhóm BTS. Chức năng
chuyển giao và điều khiển công suất được điều khiển bởi các BSC. Một trung tâm
chuyển mạch các nghiệp vụ di động (MSC) điều khiển một số BSC. Ngoài ra, MSC

3

còn điều khiển các cuộc gọi đến và từ mạng chuyển mạch điện thoại công cộng
(PSTN), mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN), mạng di động mặt đất công cộng (PDN)
và các mạng riêng khác.
Trạm di động MS
Trạm di động (MS) có thể là thiết bị đặt trong ôtô, thiết bị xách tay hay cầm tay.
Thiết bị cầm tay là loại thiết bị trạm di động phổ biến nhất. Ngoài chức năng xử lý vô
tuyến chung và giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp giao diện với người sử dụng
(micro, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi) hoặc giao diện với một số các
thiết bị khác (giao diện với máy tính cá nhân, FAX). Hiện nay các nhà sản xuất đang
cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động. Quá trình
lựa chọn các thiết bị đầu cuối hãy còn để mở cho các nhà sản xuất.
Các chức năng chính của MS:
– Kết nối trạm di động thực hiện các chức năng liên quan đến truyền dẫn ở giao
diện vô tuyến.
– Bộ thích ứng đầu cuối làm việc như một cửa nối thông thiết bị đầu cuối với
kết nối di động. Cần sử dụng bộ thích ứng đầu cuối khi giao diện ngoài trạm di động
tuân theo tiêu chuẩn ISDN để đấu nối đầu cuối.
Hệ thống trạm cơ sở BSS
Có thể nói, BSS là một hệ thống các thiết bị đặc thù riêng cho các tính chất tổ
ong vô tuyến của GSM. Hệ thống BSS giao diện trực tiếp với các trạm di động thông
qua giao diện vô tuyến. Vì thế nó bao gồm các thiết bị phát và thu đường truyền vô
tuyến và quản lý các chức năng này. Mặt khác, BSS thực hiện giao diện với các tổng
đài NSS. Như vậy, hệ thống BSS thực hiện chức năng kết nối các MS với tổng đài và
nhờ vậy sẽ kết nối những người sử dụng các trạm di động với những người sử dụng
mạng viễn thông khác.

Ring Star
BSC
BSC
BSC
Chain

Hình 1.2. Sơ đồ đấu nối BSS
Trạm thu phát cơ sở BTS
Một trạm BTS bao gồm các bộ thu phát và xử lý tín hiệu đặc thù cho giao diện
vô tuyến. Có thể coi BTS là các mô-đem vô tuyến phức tạp mà trong nó có một bộ
phận quan trọng là bộ chuyển đổi mã và thích ứng tốc độ (TRAU). Bộ phận này thực

4

hiện việc mã hoá và giải mã tiếng đặc thù cho hệ thống di động, thích ứng tốc độ cho
quá trình truyền dữ liệu. TRAU là một bộ phận của BTS nhưng trên thực tế nó có thể
đặt cách xa BTS và thậm chí trong nhiều trường hợp nó có thể được đặt giữa BSC và
MSC.
Các chức năng chính của BTS bao gồm: Biến đổi truyền dẫn (dây dẫn–vô tuyến);
các phép đo vô tuyến; phân tập anten, mật mã; nhảy tần; truyền dẫn không liên tục;
đồng bộ thời gian; giám sát và kiểm tra.
Bộ điều khiển trạm gốc BSC
BSC có nhiệm vụ quản lý tất cả giao diện vô tuyến thông qua các lệnh điều khiển
từ xa BTS và MS. Các lệnh này chủ yếu là các lệnh ấn định, giải phóng kênh vô tuyến
và quản lý chuyển giao. Một phía BSC được nối với BTS và một phía nối với MSC
của NSS. Vai trò chủ yếu của BSC là quản lý các kênh ở giao diện vô tuyến và chuyển
giao. Một BSC trung bình có thể quản lý tới vài chục BTS phụ thuộc vào lưu lượng
của các BTS này. Giao diện giữa BSC với MSC được gọi là giao diện A, còn giao diện
với BTS được gọi là giao diện Abis.
Các chức năng chính của BSC bao gồm: Giám sát các trạm vô tuyến gốc; quản lý
mạng vô tuyến; điều khiển nối thông đến các máy di động; định vị và chuyển giao;
quản lý tìm và gọi; khai thác vào bảo dưỡng BSS; quản lý mạng truyền dẫn; chức năng
chuyển đổi máy; mã hoá tiếng.
Hệ thống chuyển mạch NSS
Hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM
cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho thuê bao và quản lý di động của thuê bao. Nó
quản lý thông tin giữa những người sử dụng GSM với nhau và với mạng khác.

GMSCMSC
VLR
EIR HLR
AuC
PSTN/ISDN
SS7
Network

Hình 1.3. Tổng quan về NSS
Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động MSC
Chức năng chuyển mạch ở NSS được thực hiện bởi MSC. Nhiệm vụ chính của
MSC là điều phối việc thiết lập cuộc gọi đến những người sử dụng mạng GSM. Một

Tác giả

Hoàng Văn Mạnh

Nhà xuất bản

Đại học Công nghệ

Năm xuất bản

2013

Người hướng dẫn

Phạm Mạnh Thắng

Định danh

00050002379

Kiểu

text

Định dạng

text/pdf

Chủ đề

Cơ học kỹ thuật,Hệ thống điều khiển,Hệ thống điều khiển,Cơ điện tử

Nhà xuất bản

Khoa cơ học kỹ thuật và tự động hoá,

Trường đại học Công nghệ

Các đánh giá

Hiện chưa có đánh giá cho sản phẩm.

Hãy là người đầu tiên đánh giá “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa bằng tin nhắn SMS và ứng dụng trong lĩnh vực cơ điện tử”

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *