Đây là module GSM/GPRS và GPS của hãng SIMCOM

13



kích thước nhỏ 55mm

34mm x 3.0 mm, module này có thể sử dụng cho các ứng dụng

như điện thoại thông minh, PDA, thiết bị định vị toàn cầu GPS.

Chúng ta có thể giao tiếp với module thông qua chuẩn đế 60 chân dành riêng cho module

SIM548. Thông qua đế chuẩn 60 chân này, chúng ta có thể sử dụng module với các mục

đích khác nhau.



Hình 2.6 Các khối chức năng của Module SIM548

Có các cách để cho phép ứng dụng GSM hoạt động như sau:

- Sử dụng chân PWMRKEY.

- Sử dụng chân CHG_IN.

- Sử dụng ngắt của một thời gian thực.

- Sử dụng chân PWMRKEY để bật ứng dụng GSM:

Truyền tin SMS qua GSM có thể mô tả như hình dưới:



14



Hình 2.8 Kết nối mô đun sim và vi điều khiển

2.3 Giao tiếp SPI

SPI (Serial Peripheral Bus) là một chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao do hãng

Motorola đề xuất. Đây là kiểu truyền thông theo chíp chủ - chíp tớ, trong đó có 1 chíp chủ

điều phối quá trình tuyền thông và các chíp tớ được điều khiển bởi chíp chủ vì thế truyền

thông chỉ xảy ra giữa Chíp chủ và Chíp tớ. SPI là một cách truyền song công (full duplex)

nghĩa là tại cùng một thời điểm quá trình truyền và nhận có thể xảy ra đồng thời. SPI đôi

khi được gọi là chuẩn truyền thông “4 dây” vì có 4 đường giao tiếp trong chuẩn này đó là

SCK (Xung nhịp), MISO (Chíp chủ nhận, chíp tớ truyền), MOSI (Chíp chủ truyền, chíp

tớ nhận) và SS (chọn chip tớ). Hình sau thể hiện một kết SPI giữa một chíp chủ và 3 chíp

Chíp tớ thông qua 4 đường.



15



Hình2.9 Giao tiếp SPI

+ SCK: Xung giữ nhịp cho giao tiếp SPI, vì SPI là chuẩn truyền đồng bộ nên cần 1 đường

giữ nhịp, mỗi nhịp trên chân SCK báo 1 bit dữ liệu đến hoặc đi. Đây là điểm khác biệt với

truyền thông không đồng bộ mà chúng ta đã biết trong chuẩn UART. Sự tồn tại của chân

SCK giúp quá trình tuyền ít bị lỗi và vì thế tốc độ truyền của SPI có thể đạt rất cao. Xung

nhịp chỉ được tạo ra bởi chíp chủ.

+ MISO: nếu là chíp Chủ thì đây là đường Input còn nếu là chíp Chíp tớ thì MISO ại là

Output. MISO của Chíp chủ và các Chíp tớs được nối trực tiếp với nhau..

+ MOSI: nếu là chíp chủ thì đây là đường lối ra còn nếu là chíp tớ thì MOSI là lối vào.

MOSI của chíp chủ và các chíp tớ được nối trực tiếp với nhau.

+ SS: SS là đường chọn chíp tớ cần giap tiếp, trên các chíp tớ đường SS sẽ ở mức cao khi

không làm việc. Nếu chíp chủ kéo đường SS của một chíp tớ nào đó xuống mức thấp thì

việc giao tiếp sẽ xảy ra giữa chíp chủ và chíp tớ đó. Chỉ có 1 đường SS trên mỗi chíp tớ

nhưng có thể có nhiều đường điều khiển SS trên chíp chủ, tùy thuộc vào thiết kế của

người dùng.

2.4 Giao tiếp UART

Cổng COM hay cổng nối tiếp (COM Port, Serial Port) là cổng giao tiếp cơ bản trên PC,

cả máy tính để bàn và Laptop. Giao tiếp thông qua cổng COM là giao tiếp theo chuẩn nối

tiếp RS232. Hình dưới thể hiện 2 dạng của cổng COM và bảng 1 tóm tắt chức năng các

chân của cổng này.



16



Hình 2.12 Cổng COM 9 chân và 25 chân

Đáng chú ý nhất trong các chân của cổng COM là 3 chân 0V SG (tín hiệu đất), chân phát

dữ liệu TxD và chân nhận dữ liệu RxD. Đây là 3 chân cơ bản phục vụ truyền thông theo

chuẩn RS232 và tương thích với UART trên AVR. Các chân còn lại cũng có thể được sử

dụng nếu người dùng có 1 ích kiến thức về tổ chức thanh ghi của PC. Tuy nhiên, trong đa

số trường hợp giao tiếp qua cổng COM thì chỉ 3 chân trên được sử dụng. Như đã trình

bày trong bài AVR5-UART, chuẩn RS232 và UART nhìn chung là như nhau về mặt

khung truyền, tốc độ baud…nhưng khác nhau về mức điện áp và cực.



Hình 2.13 So sánh UART và RS232.



Hình sau mô tả cách dùng IC Max232 để kết nối giữa UART trên AVR và cổng COM của

PC.



Hình 2.14 Kết nối AVR với PC thông qua Max232.



17



CHƯƠNG III MÔ HÌNH HÓA, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO NGÃ

3.1 Phương pháp nhận điện ngã

3.1.1 Mô hình hóa chuyển động người già

Một số yếu tố quan trọng có thể dẫn đến ngã là mất thăng bằng. Mất thăng bằng hoặc bị

kéo là một nguyên nhân phổ biến của ngã. Mất thăng bằng xảy ra khi đứng không vững

trên mặt đất hoặc sàn nhà. Mất lực ma sát xảy ra khi một người trượt trên mặt đất hoặc

sàn nhà ẩm ướt và trơn trượt. Khi leo trèo trên ghế nhà bếp hoặc cân bằng trên các hộp

hoặc sách để tăng chiều cao cũng có nguy cơ ngã rất cao.

Chuyển động của người rất phức tạp là phối hợp của nhiều chuyển động của các bộ phận

trong đề tài chỉ sử dụng cảm biến gia tốc tại một điểm nên ta có thể coi chuyển động của

người với gia tốc của nó như chuyển động của chất điểm có định hướng [3].

Xét khái niệm trọng tâm trong trọng trường trái đất ta gọi C là trọng tâm của người, tọa

độ của C được tính như sau:

Xc =

Yc =

Zc =



∑ Pi.Xi



P

∑ Pi.Yi



P

∑ Pi.Zi

P



(3.1)

(3.2)

(3.3)



Trong đó



Pi là trọng lượng của khối I

P là trọng lượng cơ thể

Xi, Yi,Zi vi trí tạo độ trong tâm khối i

Việc tính được vị trí trọng tâm giúp ta xác định được vùng đặt cảm biến sao cho hiệu quả

nhất là lân cận vùng trọng tâm.

Trong phạm vi đề tài sử dụng hai hệ quy chiếu để khảo sát hiện tượng.

Hệ quy chiếu đầu tiên là hệ cố định được gắn trục Z với trọng trường trái đất chiều

dương hướng xuống dưới. Đây cũng là hệ tọa độ được định hướng sẵn trong cảm biến

ADXL345

Một hệ quy chiếu vuông góc khác gắn với cơ thể có trục Z luôn chỉ theo phương từ

chân lên đầu người, trục X luôn hướng theo tiếp tuyến của quỹ đạo chuyển động và trục y

hướng vuông góc với trục X và hướng vào tâm chuyển động. Hệ tọa độ này có tác dụng



18



định hướng cho cơ thể chuyển động. Việc định hướng dựa vào thành phần gia tốc trên các

trục của hệ tọa độ



Hình 3.1 Hệ tọa độ định hướng

Việc đinh hướng giữa hai trục tọa độ cho ta biết tư thế của người chuyển động. Giả sử

người chuyển động thẳng đứng trục cơ thể thẳng với trục Z, và gia tốc theo các trục là g z,

gx, gy. Khi cơ thể chuyển động đi thẳng đều bỏ qua nhiễu và những cử động nhỏ thì có thể

coi gia tốc theo trục Z bằng gia tốc trọng trường

gz=g và gx= gy=0



(3.4)



Khi đó góc định hướng chuyển động là:

cos α =



cos β =



gy

g



cos γ =



Trong đó



gx

g



gz

g



(3.5)



(3.6)



(3.7)



α là góc giữa véc tơ gia tốc và trục OX



β là góc giữa véc tơ gia tốc và trục OY

γ là góc giữa véc tơ gia tốc và trục OZ



Từ tính toán trên ta sử dụng ba góc α , β , γ để định hướng cơ thể người. Cụ thể khi người

đứng thẳng góc α =900 , góc β =900 , góc γ =00.