Palestra Plataforma Radiuino #TDC2012 Floripa

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Minha palestra no #TDC2012 da Globalcode em Floripa está aqui! Enjoy!

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Palestra Plataforma Radiuino #TDC2012 Floripa

  1. 1. RF + ArduinoOmar Ferroni Branquinho @omarfb omarfb@gmail.com omarfb.wordpress.com.br
  2. 2. www.radiuino.cc Internet of ThingsRadiuino – All Rights Reserved 2011
  3. 3. www.radiuino.cc O que significa IoT? Fonte: http://blogs.cisco.com/news/the-internet-of-things-infographic/ (Cisco) 3Radiuino – All Rights Reserved 2011
  4. 4. Mas, o que é uma Rede de www.radiuino.cc Sensores Sem Fio? “(...) consiste de sensores autônomos espacialmente distribuídos para monitorar condições físicas ou ambientais (...) e cooperativamente transmitir os dados da rede para um local principal.” WikipediaRadiuino – All Rights Reserved 2011
  5. 5. www.radiuino.cc Arquitetura Básica • Vários sensores • Dados escoam para um gateway • Novos paradigmas de comunicaçãoRadiuino – All Rights Reserved 2011
  6. 6. www.radiuino.cc O que é um sensor?Radiuino – All Rights Reserved 2011
  7. 7. www.radiuino.cc Nem tudo são flores... • Problemas na utilização de kits de comunicação utilizando RF para Redes de Sensores – Pouca flexibilidade – Desempenho fraco – Alto custo • Falta de controle de funcionamento da rede – Gerência de rede por conta do fabricante • Pouca possibilidade de expansão das plataformas antigas 7Radiuino – All Rights Reserved 2011
  8. 8. IDEs de Arrepiar! www.radiuino.cc 8Radiuino – All Rights Reserved 2011
  9. 9. www.radiuino.cc Então faça-se o Radiuino • Plataforma Open Source para RSSF • Hospedada no Sourceforge.net – http://www.sourceforge.net/p/radiuino • Em busca de colaboradores para – Manutenção da plataforma – Inclusão de novas features • Acesse: www.radiuino.cc 9Radiuino – All Rights Reserved 2011
  10. 10. Objetivos da Plataforma www.radiuino.cc Radiuino Facilidade de implementação Arquitetura robusta Hardware de baixo custo Customização de hardware Firmware estruturado Integração com a Internet 10Radiuino – All Rights Reserved 2011
  11. 11. www.radiuino.cc Sobre a plataforma • Utiliza o mesmo IDE do Arduino; • Desenvolvimento de firmware específico para atender as necessidades de rede de sensores; • Criação de bibliotecas específicas; • A proposta é facilidade de utilização para formação de rede de sensores; • Distribuição de firmware por aplicação • Na versão disponível a camada física utiliza o CC1101 • Capacidade de implementar as funções da pilha de protocolo para investigação e ensino 11Radiuino – All Rights Reserved 2011
  12. 12. www.radiuino.cc Diagrama em Blocos • Configuração básica – Computador, mas pode ser Web também – Uma base conectada via USB a um computador ou Ethernet para ligar em rede – Um sensor: • Transceptor • Microcontrolador • Transdutores • Atuadores • Bateria Request Sensor Answer Base USB Computador 12Radiuino – All Rights Reserved 2011
  13. 13. www.radiuino.cc Divisão da plataforma • Padronizado e de baixo Hardware custo • Estruturação de pilha de Firmware protocolos • Integração de Software plataformaRadiuino – All Rights Reserved 2011
  14. 14. www.radiuino.cc Arduino e redes sem fio • Hardwares que englobam apenas a parte de Rádio • Hardwares que incluem o Rádio e o microcontrolador Chinês Feito no BrasilRadiuino – All Rights Reserved 2011
  15. 15. www.radiuino.cc BE900 • Módulo desenvolvido para ser compatível com a plataforma Arduino • Opção de utilizar conector SMA para ligar antena externa • Baixo custo e possibilita desenvolvimento de Microcontrolador aplicações • Atmega368 (8 bits, 8 MHZ) • Fabricante: www.radioit.com.br • 32k Flash • Atende especificações para certificação pela • 512 EEPROM • 1k RAM ANATEL Transceptor • Pino compatível TX/RX e alimentação com XBee • CC1101 • 915MHz • Potência TX 10dBm • Excelente Sensibilidade • Diferentes Modulações • Mudança da Taxa 15Radiuino – All Rights Reserved 2011
  16. 16. www.radiuino.cc Hardware • Hardware: – Microcontroladores AVR Atmel – Circuito de RF CC1101 Texas Instruments – Placas de adaptação e kits de desenvolvimento Sensor e Base do início do projetoRadiuino – All Rights Reserved 2011
  17. 17. www.radiuino.cc Placas de Aplicação • Para exemplificar a utilização da plataforma foi desenvolvida uma aplicação com os seguintes elementos no sensor: – Um relé – Um LDR – Um Led – Um transdutor de temperatura 17Radiuino – All Rights Reserved 2011
  18. 18. www.radiuino.cc “Tecniquês” Funções ligadas ao desenvolvimento das aplicações APP diretamente, como medidas de grandezas e controle de processos. Funções de controle da comunicação como ACK, TRANSP contagem de pacotes, disciplina de transmissão. Identificação do sensor e rede contemplando funções NET para tratamento de roteamento de pacotes na rede. Funções para controlar os processos de recepção e MAC principalmente transmissão. Política de economia de (Enlace) energia. Funções relacionadas com a parte de rádio como: PHY potência, canal. Possível evoluir para alterar outras características do rádio. 18Radiuino – All Rights Reserved 2011
  19. 19. www.radiuino.cc Pilha Radiuino Radiuino CC1101 ou outra interface rádio 19Radiuino – All Rights Reserved 2011
  20. 20. www.radiuino.cc Mapa do Pacote • Frame com 52 bytes – Phy – 4 bytes – MAC – 4 bytes – Net – 4 bytes – Transporte – 4 bytes – Seis AD com 3 bytes cada um – Seis I/O com 3 bytes cada um Phy MAC Net TranspRSSI_DLIN RSSI_ULIN LQI_UPLIN K LQI_DLINK K K TBD TBD TBD TBD DST_ID DST_NID SRC_ID SRC_NID COUNT TBD TBD TBD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD0_W AD0_H AD0_L AD1_W AD1_H AD1_L AD2_W AD2_H AD2_L AD3_W AD3_H AD3_L AD4_W AD4_H AD4_L AD5_W AD5_H AD5_L 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 IO0 IO1 IO2 IO3 IO4 IO5 IO0_W IO0_H IO0_L IO1_W IO1_H IO1_L IO2_W IO2_H IO2_L IO3_W IO3_H IO3_L IO4_W IO4_H IO4_L IO5_W IO5_H IO5_L 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 20Radiuino – All Rights Reserved 2011
  21. 21. www.radiuino.cc Desenvolvimento de Projeto • Pense primeiro na aplicação • Projeto do hardware • Projeto do firmware • Desenvolvimento do Software 21Radiuino – All Rights Reserved 2011
  22. 22. www.radiuino.cc Pacote • O Headers.h define a composição do pacote • O pacote tem 52 bytes sendo composto das seguintes partes: – Física – MAC – Rede – Transporte – Aplicação • AD • IO 22Radiuino – All Rights Reserved 2011
  23. 23. www.radiuino.cc Código da Base • Abrir o arduino e dentro do Arduino abrir o código da base; • Vão existir as seguintes abas – Radiuino_Base – Headers.h – _1_Phy – _2_MAC – _3_Net • No IDE (Integrated Development Environment) do Arduino vai ficar como abaixo. 23Radiuino – All Rights Reserved 2011
  24. 24. www.radiuino.cc Base • A base possui somente três camadas uma vez que não se espera que seja feita nenhuma aplicação na base; • Sua função é fazer a ligação dos dados da interface USB ligada no computador com o sensor e vice versa; • Os parâmetros a serem ajustados na base: – Camada Phy • Potência • Canal – Camada MAC • Nenhum parâmetro específica para esta versão, já é default ponto multi ponto – Camada Net • Endereço da base – Conexão USB • Taxa da serial 24Radiuino – All Rights Reserved 2011
  25. 25. www.radiuino.cc Parâmetros da Phy da base 25Radiuino – All Rights Reserved 2011
  26. 26. www.radiuino.cc MAC da Base • A base não possui nenhuma função adicional na MAC • Na versão inicial do Radiuino não está previsto que a base tenha autonomia quanto a comunicação com o sensor • Observar as funções previstas em cada camada: – Construtor que instancio objeto – Inicialização – Envio – Recebimento 26Radiuino – All Rights Reserved 2011
  27. 27. www.radiuino.cc Camada Net • Endereço da base é a única informação da camada Net nesta versão 1.1 27Radiuino – All Rights Reserved 2011
  28. 28. www.radiuino.cc Código do Sensor • No sensor são implementadas as 5 camadas – Phy • Potência • Canal – MAC • Nenhum parâmetro de ajuste nesta versão – Net • Endereço do sensor – Transporte • Contador de pacotes – Aplicação • Acionamento de relés e medidas de temperatura e luminosidade 28Radiuino – All Rights Reserved 2011
  29. 29. www.radiuino.cc Pinagem Arduino x RFBee Correspondência dos Pinos Arduino e RFBee Função Pino Arduino BE900 Número do Pino BE900 AD0_PIN 0 PC0 15 AD1_PIN 1 PC1 13 AD2_PIN 2 PC2 12 ADC AD3_PIN 3 PC3 11 AD4_PIN 4 PC4 20 AD5_PIN 5 PC5 19 IO0_PIN 4 PD4 4 IO1_PIN 5 PD5 17 IO2_PIN 6 PD6 18 IO IO3_PIN 7 PD7 8 IO4_PIN 8 PB0 7 IO5_PIN 9 PB1 6 TX 1DIO TX 2 Serial RX 0DIO RX 3 29Radiuino – All Rights Reserved 2011
  30. 30. Firmware da Aplicação no www.radiuino.cc Sensor • Definição dos pinos da mesma forma como é feito no Arduino • Definição da função dos pinos 30Radiuino – All Rights Reserved 2011
  31. 31. www.radiuino.cc Acionar LED e Relé • Observar a facilidade de ligar ou desligar o led ou o relé • O código é bastante simples bastando avaliar a posição do IO desejado se está 1 para ligar e 0 para desligar. 31Radiuino – All Rights Reserved 2011
  32. 32. www.radiuino.cc Leitura do AD e Transmissão • Leitura do AD é feita da mesma forma que no Arduino • São 3 bytes: o primeiro é o tipo do sensor e outros dois o valor em dois bytes • Para transmitir o pacote 32Radiuino – All Rights Reserved 2011
  33. 33. www.radiuino.cc Software • Docklight • Python – Requisição – Controle e requisição • Java customizado • C# (Novo!!!) • ScadaBR • HTTP • SNMPRadiuino – All Rights Reserved 2011
  34. 34. www.radiuino.cc Pacote montado no Docklight ID Sensor Liga Relé Liga Led 34Radiuino – All Rights Reserved 2011
  35. 35. www.radiuino.cc Python 35Radiuino – All Rights Reserved 2011
  36. 36. www.radiuino.cc Acionar Relé e Led 36Radiuino – All Rights Reserved 2011
  37. 37. www.radiuino.cc Temperatura e Luminosidade 37Radiuino – All Rights Reserved 2011
  38. 38. www.radiuino.cc Conheça! 38Radiuino – All Rights Reserved 2011
  39. 39. www.radiuino.cc Colabore! 39Radiuino – All Rights Reserved 2011
  40. 40. www.radiuino.cc Aplicação C# Versão BETA ;) 40Radiuino – All Rights Reserved 2011
  41. 41. www.radiuino.cc Gateway WiFi 41Radiuino – All Rights Reserved 2011
  42. 42. www.radiuino.cc ScadaBR - Radiuino 42Radiuino – All Rights Reserved 2011
  43. 43. www.radiuino.cc Aplicação REAL 43Radiuino – All Rights Reserved 2011
  44. 44. www.radiuino.cc Quem fabrica? www.spreadcom.com.br 44Radiuino – All Rights Reserved 2011
  45. 45. www.radiuino.cc Onde Comprar? www.robocore.net www.radioit.com.br 45Radiuino – All Rights Reserved 2011
  46. 46. www.radiuino.cc Obrigado! Omar Ferroni Branquinho www.radiuino.cc @omarfb 46Radiuino – All Rights Reserved 2011

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