UM SISTEMA DE SUPERVISÃO REMOTA DE ELETRODOMÉSTICOS EM REDE SEM FIO IEEE 802.15.4

0
0
126
2 months ago
Preview
Full text

RODRIGO CURVÊLLO UM SISTEMA DE SUPERVISÃO REMOTA DE ELETRODOMÉSTICOS EM REDE SEM FIO IEEE 802.15.4

MESTRE EM ENGENHARIA ELÉTRICA

  Essa dissertação foi julgada adequada para a obtenção do título de na área de concentração "Automação de Sistemas", e aprovada em sua forma final peloCURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA DO CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Dr. Claudio César de SáCCT-UDESC/SC NOME: CURVÊLLO, Rodrigo DATA DEFESA: 12/12/2008LOCAL: Joinville, CCT/UDESC NÍVEL: Mestrado Número de ordem: 10 – CCT/UDESCFORMAđấO: Engenharia Elétrica ÁREA DE CONCENTRAđấO: Automação de SistemasTÍTULO: Um sistema de supervisão remota de eletrodomésticos em rede sem fio IEEE 802.15.4.

AGRADECIMENTOS

  “Tudo posso naquele que me fortalece.” (Filipenses 4:13) RESUMO A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de supervisão remota de eletrodomésticos em rede sem fio utilizando o padrão de comunicação IEEE. Como objetivos principais da aplicação estão o controle, monitoramento, 802.15.4 parametrização e supervisão dos eletrodomésticos da rede, possibilitando assim o envio de comandos para os eletrodomésticos e o recebimento das informações sobre o estadode operação dos mesmos.

ABSTRACT

  50 2.6.2 Diagrama de Caso de Uso .............................................................................. 59 3.2 Diagrama de Caso de Uso da Aplicação Ponto-a-Ponto ..................................

LISTA DE FIGURAS

  58 Figura 3.3 – Diagrama de caso de uso para o ator lavadora. 64 Figura 3.5 – Diagrama de seqüência de solicitação e leitura de estado..........................

LISTA DE TABELAS

  57 Tabela 3.2 – Especificação para visualizar estado de operação da lavadora (Usuário) . 68 Tabela 4.1 - Levantamento de requisitos da aplicação em rede via acesso remoto .......

LISTA DE QUADROS

  Quadro 2.1 – Anatomia de uma solicitação HTTP GET ................................................ 43Quadro 2.2 – Anatomia de uma solicitação HTTP POST ..............................................

M

  O capítulo 4 descreve o desenvolvimento de um sistema de supervisão remota de eletrodomésticos em rede sem fio IEEE 802.15.4, apresentando a modelagem dosistema, estrutura de desenvolvimento em camada, o desenvolvimento, apresentação da interface gráfica com o usuário e conclusão da aplicação em rede via acesso remoto. O capítulo 5 apresenta os resultados obtidos através dos dados gerados pela aplicação, sendo apresentados na forma de gráficos que auxiliam na visualização doperfil de utilização de um eletrodoméstico e podem ser utilizados como base de dados estatísticos para fabricantes e empresas de manutenção de eletrodomésticos.

S

  Para evitarinterferências entre os dois sistemas, a faixa de freqüência para comunicação de dados(em torno de 3 a 148,5 KHz para banda estreita e 1 a 30 MHz para banda de difusão) é bem superior à freqüência de energia, que é de 50 ou 60 Hz (MAJUMDER; CAFFREY,2004). Como a possibilidade de erros durante a transmissão de dados em redes sem fioé muito maior do que em redes com fio, as redes sem fio precisam de códigos de detecção de erros e também protocolos de nível de enlace.

Padrão Faixa de Freqüência Taxa de Dados

  Fonte: IEEE (2003) O MCPS realiza o transporte de Unidades de Dados de Protocolo SSCS (Protocol Data Units - SPDUs) entre as entidades da camada de Rede e o MCPS através de seu respectivo Ponto de Acesso ao Serviço – MCPS-SAP. O Quadro 2.3 apresenta a anatomia de uma reposta HTTP, nele pode-se destacar: a) na linha 1 o protocolo e a versão utilizada (HTTP/1.1) e o código deresposta, neste caso, 200 OK, mostrando assim que a requisição foi atendida com sucesso;b) na linha 3 é apresentado o tipo de dado enviado de resposta pelo servidorpara o cliente.

Um microcomputador com a JVM instalada e com um Kit ZigBee conectado em sua porta serial, assim é possível executar a aplicação

  A UML inclui vários diagramas, entre eles pode-se destacar: diagrama de classe, diagrama de objetos, diagrama de caso de uso, diagrama de seqüências, diagramade colaborações, diagrama de gráficos de estados, diagrama de atividades, diagrama de componentes e diagrama de implantação. A Figura 2.16 apresenta um exemplo de diagrama de caso de uso, onde as ligações entre as elipses que utilizam a palavra chave include sãoencadeamentos de funções obrigatórias no sistema, portanto, a ação anterior obriga o acontecimento da ação seguinte.

Dados H Ação

  Figura 3.4 – Diagrama de seqüência para iniciar a aplicação A Figura 3.5 apresenta o diagrama de seqüência para solicitação e leitura do estado da lavadora, a seqüência apresentada neste diagrama é realizada continuamentedurante a execução da aplicação, pois é necessário que os dados sobre o estado do eletrodoméstico estejam sempre atualizados. Figura 3.5 – Diagrama de seqüência de solicitação e leitura de estado 3.4 IAGRAMA DE C LASSE DA A PLICAđấO P ONTO - A -P ONTO O diagrama de classe apresentado na Figura 3.6 representa o modelo de classes utilizadas para desenvolver a aplicação ponto-a-ponto.

K

  10 Molho Longo 02 Molho Curto 04 Normal 20 Enxaguar 08 CentrifugarO usuário realiza a interação com o sistema através da classe GUIWash que utiliza recursos gráficos como botões, campos de edição, campos de seleção, entreoutros. A classe tem como função principal criar uma interface amigável para que o usuário GUIWash da aplicação possa interagir com as outras classes instanciadas.

I No controle, monitoramento e parametrização de eletrodomésticos, a comunicação entre o dispositivo ZigBee e o computador é estabelecida através do

  A Figura 3.8 apresenta o diagrama de blocos do kit de desenvolvimento, que segundo Prado (2008) e Freescale (2006b) tem as seguintes características:a) microcontrolador MC13213: este dispositivo é baseado na família HCS08 de microprocessadores, com o diferencial de conter no seu próprio invólucro um transceiver RF que opera na faixa de freqüência dopadrão IEEE 802.15.4 (2,4GHz). O módulo também ofereceum conector de 26 pinos, chamado de GPIO para se configurar as I/Os de acordo com a necessidade de cada aplicação.

VIA ACESSO REMOTO PROPOSTA

  O envio de dados é feito OutputStream pelo método write(), enquanto a entrada de dados é realizada através de um event, que é um processo que verifica se existem dados para serem lidos na porta de listener comunicação. A API Swing controla todo o comportamento da interface gráfica e principalmente o controle sobre a visualização A Figura 3.10 apresenta a interface principal da aplicação, referente ao controle do eletrodoméstico, onde a preocupação inicial é colocar na aplicação as mesmasfuncionalidades que o usuário encontra no painel de controle da lavadora.

I A aplicação Web foi desenvolvida utilizando a linguagem Java, principalmente as tecnologias Java para Web JSP e Servlet. O sistema gerenciador de banco de dados

  Esta tarefa é enviada para a classe Comunica que Figura 4.3 – Diagrama de seqüência para incluir tarefa A Figura 4.4 apresenta o diagrama de seqüência para a ação de inclusão de alerta. Figura 4.4 – Diagrama de seqüência para incluir alerta 4.4 IAGRAMA DE C LASSE DA A PLICAđấO EM R EDE VIA A CESSO R EMOTOD A Figura 4.5 apresenta o diagrama de classe da aplicação, destacando as classes responsáveis pelo funcionamento da comunicação da aplicação com o hardware erecebimento das informações de estado dos eletrodomésticos.

Banco de dados: é utilizado para armazenar de forma estruturada as informações necessárias ao funcionamento da aplicação. A aplicação

  Para modelar o sistema foi utilizado o conceito de Padrões de Projetos, também conhecido como Designer Patterns, para implementar uma estrutura em 3 camadas:Modelo, Controle e Visão (Model, View and Control - MVC). A aplicação segue a estrutura apresentada na Figura 4.8, onde tem-se os seguintes elementos:1) cliente: que acessa a aplicação utilizando um navegador Web; 2)Internet: que disponibiliza o acesso ao servidor onde a aplicação será publicada.

REFERÊNCIAS

  Devido à falta de acesso ao firmware construído pelo fabricante para controlar o eletrodoméstico não existe a garantia de que o ciclo de cada uma das operações tenhasido concluído, podendo assim, em condições de utilização, passar de uma operação para outra sem ter terminado todas as atividades da operação anterior. A falta de comunicação entre servidor e cliente é um possível motivo para este cancelamento; 2) executada (circulo verde): o sistema enviou os dados para o equipamentoque concluiu a ação; 3) ativa (circulo azul com uma seta branca) : todas as tarefas que ainda nãoalcançaram o seu tempo pré-determinado para execução e por isto ainda Figura 4.17 – Cadastro de tarefas.

Turbo Eficiência

  O Microcontrolador MC13213 segundo (FREESCALE, 2007), é um microcontrolador da Freescale de 8 bits com plataforma Zigbee que incorporainternamente um transceptor que atua na faixa de 2.4 GHz e que possui como característica o baixo consumo de potência com encapsulamento LGA-71 pinos. Spectrum Foi desenvolvido para ser utilizado em aplicações residenciais (controle de iluminação, segurança, controle de acesso, sistemas climatizados), industriais (aquisiçãode dados, controle e gerenciamento de processos, monitoramento e controle de ambientes), hospitalares (monitoramento de pacientes) e consumo em geral (teclados, mouse , impressoras, brinquedos, controle remotos).

BWM08A

Eletrônico

Funções e CaracterísticasAcabamento Gabinete Aço Galvanizado 750 rpm Velocidade de Rotação em Centrifugação CentrifugaçãoCentrifugação Água Quente 2 Enxágues 2 níveis Ajuste do Nível de Água Programas de Lavagem Controle 8 kg LavagemCapacidade Modelo Marca BrastempLinha Acabamento Cesto

Aço Inox

Material da Tampa Dispenser Sistema Seca-Rápido Filtro/ Eliminação deFiapos Pés reguláveis Especificações TécnicasCor Tipo de Tampa

Superior

Vidro Temperado

Sabão, Amaciante, Alvejante

Dispenser Sistema Seca-Rápido Filtro/ Eliminação deFiapos Pés reguláveis Especificações TécnicasCor Tipo de Tampa

Branco

Peso 40,5 Kg 670 mm Profundidade Altura 620 mm Largura 0,24 Kw/h Consumo 1035 mm

RECENT ACTIVITIES

Tags