João Luís Neto Guimarães Pereira Interface Gráfico e ...intranet.dei.uminho.pt/gdmi/galeria/temas/pdf/38012.pdf · ii Universidade do Minho Escola de Engenharia João Luís Neto

Universidade do Minho Escola de Engenharia

João Luís Neto Guimarães Pereira Interface Gráfico e Módulo de Controlo

de Dispositivos por Infravermelhos para

Sistema de Domótica

Novembro de 2008

ii

Universidade do Minho Escola de Engenharia

João Luís Neto Guimarães Pereira Interface Gráfico e Módulo de Controlo

de Dispositivos por Infravermelhos para

Sistema de Domótica

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em:

Electrónica Industrial e Computadores

Trabalho efectuado sob a orientação de:

Professor Doutor António Fernando Macedo Ribeiro

Engenheiro Nino Sancho Sampaio Martins Pereira

Novembro de 2008

iii

“O caminho da sabedoria é não ter medo de errar.”

Paulo Coelho

iv

A Deus.

Aos meus pais: José e Ana Maria.

Aos meus irmãos: Paulo e Alberto Manuel.

v

Agradecimentos

Ao longo de toda esta jornada foram inúmeras as pessoas que de alguma forma

contribuíram para o desenrolar deste projecto, mil desculpas para todos aqueles que eu

me possa esquecer de mencionar.

Agradeço a Deus, por me mostrar a alegria e o entusiasmo nos momentos onde

eu apenas senti desânimo e desilusão.

Aos meus orientadores, Professor Doutor Fernando Ribeiro e Engenheiro Nino

Pereira, por todo o apoio e pelo facto de me mostrarem a realidade fora da universidade

através do contacto com a empresa SAR (Soluções de Automação e Robótica).

Aos elementos da empresa SAR, por todo o apoio, paciência e material

disponibilizado.

Aos técnicos das oficinas da Universidade do Minho, pela sua prontidão,

flexibilidade e algumas dicas.

Aos meus amigos que acompanharam mais de perto este projecto, André

Oliveira, Bruno Matos, Cristiano Santos, Luís Pacheco, Ricardo Carvalho, Sílvia Reis,

pelo companheirismo, sugestões, brincadeiras e amizade.

Orgulhosamente, aos meus pais e irmãos, sem os quais toda esta caminhada não

seria possível, por toda a confiança depositada bem como todo o apoio nos momentos

mais difíceis.

vi

vii

Resumo

A domótica ou automação residencial é uma área com elevado potencial, quer a

nível económico quer a nível de evolução tecnológica, contudo os preços elevados

actualmente praticados dificultam a sua implantação no mercado.

A criação de um sistema com hardware baseado em autómatos programáveis

permite uma redução de custos e ainda o aumento da integração do sistema. Hardware

deste tipo associado a uma aplicação Flash permite a criação de sistemas altamente

fiáveis e com interfaces gráficos amigáveis para o utilizador. Este projecto surge

portanto num contexto de diminuição de custos e aumento de integração e robustez de

um sistema de domótica, tendo em conta um interface utilizador-máquina simples e

amigável. Seguindo este conceito, e com o intuito de aumentar o leque de dispositivos

controláveis numa habitação, alargando o controlo a dispositivos tais como televisões

por exemplo, surge também a necessidade do controlo de dispositivos por

infravermelhos. A tese encontra-se assim dividida em duas fases, a implementação de

software para interface com um sistema de domótica baseado em autómatos

programáveis, e a implementação de um subsistema para o controlo de dispositivos por

infravermelhos, com integração no sistema principal.

Numa primeira fase é apresentado o software desenvolvido para a configuração,

monitorização e interacção com um sistema de domótica, são descritos todos os níveis

de programação envolvidos, desde aplicação gráfica (Flash), interface com o hardware

(PHP), base de dados e programação de autómatos (Ladder). Numa segunda fase é

apresentado o subsistema desenvolvido, o qual tem a capacidade de ler, gravar e emitir

comandos IR provenientes de diferentes protocolos, nesta fase é descrito todo o

software e hardware envolvidos para a concretização desses processos.

viii

ix

Abstract

Domotics or Home Automation is an area with huge potential at economic or

technological levels, although the prices actually in practice are too expensive and

difficult its implantation on the market.

The creation of a system based on industrial programmable devices allows a cost

reduction and also increases system integration. This type of hardware in association

with a Flash application, leads to highly reliable systems and also very user friendly

interfaces. This project appears in a context of price reduction, integration and

performance increasing of a domotics system, keeping always in mind a simple and user

friendly interface. Following this concept and in order to increase the number of

different devices to control, expanding the control to devices like televisions for

instance, appears the need of infrared communication. Thus this thesis is divided on two

stages, the interfacing software for a domotics system based in programmable devices

and the subsystem to interact with infrared controlled devices, with integration in the

main system

In the first stage it is presented the developed software for configuration,

monitoring and interaction with the domotics system, all the programming levels are

described, such as graphic application (Flash), hardware interfacing (PHP), database

and finally industrial device programming (Ladder). In the second stage it is presented

the developed subsystem, which has the capability of reading, saving and sending

infrared commands based on different protocols, at this stage is described all the

software and hardware involved to accomplish these processes.

x

xi

Índice

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 2

1.1 DEFINIÇÃO DE DOMÓTICA ................................................................................................................. 2 1.2 DESCRIÇÃO DO TRABALHO ................................................................................................................. 3 1.3 SOLUÇÃO PROPOSTA ........................................................................................................................ 5

1.3.1 Software para Controlo do Sistema de Domótica................................................................... 5 1.3.2 Subsistema de Controlo de Dispositivos por IR ....................................................................... 6

1.3.2.1 Hardware ...................................................................................................................................... 6 1.3.2.2 Software ....................................................................................................................................... 7

2. ESTADO DA ARTE ......................................................................................................................... 10

2.1 VISÃO GERAL DE SISTEMAS EXISTENTES NO MERCADO .......................................................................... 10 2.2 ABORDAGEM DE ALGUMAS TECNOLOGIAS USADAS EM SISTEMAS DE DOMÓTICA ....................................... 11

2.2.1 X10 ........................................................................................................................................ 11 2.2.2 EIB ......................................................................................................................................... 12 2.2.3 CAN ....................................................................................................................................... 14 2.2.4 RS-485 ................................................................................................................................... 15

2.3 SISTEMAS E SOFTWARE DE DOMÓTICA ............................................................................................... 17 2.3.1 iDom ..................................................................................................................................... 17 2.3.2 Mordomus ............................................................................................................................ 19 2.3.3 Harmony 2007 ...................................................................................................................... 22 2.3.4 ALICE ..................................................................................................................................... 23 2.3.5 Conclusões e Análise Comparativa ....................................................................................... 25

2.4 MÓDULOS PARA CONTROLO DE DISPOSITIVOS POR IR ........................................................................... 27 2.4.1 Conversor X10-IR .................................................................................................................. 27 2.4.2 Unzap .................................................................................................................................... 28 2.4.3 IR Widget .............................................................................................................................. 29 2.4.4 Conclusões e Análise Comparativa ....................................................................................... 31

3. INTRODUÇÃO AO PROJECTO DESENVOLVIDO.............................................................................. 34

3.1 COOPERAÇÃO ................................................................................................................................ 34 3.2 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 34 3.3 WEB SERVER ................................................................................................................................. 35

3.3.1 Apache HTTP Server .............................................................................................................. 35 3.3.2 PHP ....................................................................................................................................... 36 3.3.3 MySQL ................................................................................................................................... 37 3.3.4 Flash ...................................................................................................................................... 37 3.3.5 XAMPP .................................................................................................................................. 39

3.4 ARQUITECTURA ............................................................................................................................. 40

4. AUTÓMATOS PROGRAMÁVEIS .................................................................................................... 42

4.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 42 4.2 AUTÓMATOS DO SISTEMA ............................................................................................................... 43

4.2.1 VISION 280 ............................................................................................................................ 43 4.2.2 M90....................................................................................................................................... 44

4.3 COMUNICAÇÃO VIA ETHERNET .......................................................................................................... 45 4.3.1 Formato ASCII ....................................................................................................................... 46 4.3.2 Checksum Formato ASCII ...................................................................................................... 48 4.3.3 Cabeçalho Ethernet .............................................................................................................. 49 4.3.4 Trama Final ........................................................................................................................... 50 4.3.5 Implementação em PHP ....................................................................................................... 50

4.4 LADDER (CASE STUDY) .................................................................................................................... 54 4.4.1 Configuração Ethernet .......................................................................................................... 55

xii

4.4.2 Controlo de Estores ............................................................................................................... 56

5. SOFTWARE DE CONTROLO ........................................................................................................... 60

5.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 60 5.2 ESTRUTURA DA APLICAÇÃO .............................................................................................................. 61 5.3 BASE DE DADOS ............................................................................................................................. 62

5.3.1 Implementação ..................................................................................................................... 64 5.3.2 Trigger .................................................................................................................................. 64

5.4 PRINCÍPIOS DE INTERACÇÃO ............................................................................................................. 66 5.4.1 Comunicação FlashPHP ................................................................................................. 66 5.4.2 Acesso à Base de Dados ........................................................................................................ 67

6. MÓDULOS PRINCIPAIS ................................................................................................................. 72

6.1 ACESSO (“ACESSO.SWF”) ................................................................................................................ 72 6.2 CONFIGURAÇÃO (“CONFIGURACAO.SWF”) .......................................................................................... 76

6.2.1 Início do Módulo ................................................................................................................... 76 6.2.2 Gestão de Utilizadores .......................................................................................................... 77 6.2.3 Introdução de pisos/compartimentos................................................................................... 80 6.2.4 Introdução de Dispositivos .................................................................................................... 85

6.3 INTERACÇÃO COM O SISTEMA (“SISTEMA.SWF”) .................................................................................. 91 6.3.1 Controlo ................................................................................................................................ 92 6.3.2 Monitorização ....................................................................................................................... 95

6.4 MONITORIZAÇÃO (“MONITOR.SWF”) ................................................................................................. 96 6.5 CONFIGURAÇÃO DE HARDWARE (“HARDWARE.SWF”) ........................................................................... 99

7. SUBSISTEMA DE CONTROLO DE DISPOSITIVOS POR IR .............................................................. 106

7.1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 106 7.2 EMISSÃO E RECEPÇÃO DE INFRAVERMELHOS...................................................................................... 107 7.3 PROTOCOLOS IR .......................................................................................................................... 109 7.4 CONSTITUIÇÃO ............................................................................................................................ 111 7.5 MÓDULO DE AQUISIÇÃO IR ........................................................................................................... 112

7.5.1 Comunicação com o PC ....................................................................................................... 112 7.5.2 Aquisição dos Sinais IR ........................................................................................................ 115

7.5.2.1 Aquisição da Trama IR .............................................................................................................. 115 7.5.2.2 Aquisição da Portadora ............................................................................................................ 119

7.5.3 Leitura dos sinais IR ............................................................................................................ 121 7.5.3.1 Microcontrolador ..................................................................................................................... 121 7.5.3.2 Processo de Leitura .................................................................................................................. 123

7.5.4 Transmissão RF ................................................................................................................... 128 7.6 APLICAÇÃO DE INTERFACE ENTRE O MÓDULO DE AQUISIÇÃO E O PC ...................................................... 133

7.6.1 Estrutura ............................................................................................................................. 133 7.6.2 Classe CSerialPort ............................................................................................................... 134 7.6.3 Classe CSerial_Control ........................................................................................................ 135 7.6.4 Função main ....................................................................................................................... 136

7.6.4.1 Prefixo “receber” ...................................................................................................................... 136 7.6.4.2 Prefixo “enviar” ........................................................................................................................ 140 7.6.4.3 Prefixo “EEPROM” .................................................................................................................... 141 7.6.4.4 Prefixo “ler_com” ..................................................................................................................... 141

7.7 MÓDULO DE EMISSÃO IR .............................................................................................................. 142 7.7.1 Aquisição da Informação RF e Interface ............................................................................. 142 7.7.2 Interpretação dos Parâmetros da Trama ........................................................................... 143 7.7.3 Emissão do Comando IR ..................................................................................................... 144

8. INTEGRAÇÃO NO SISTEMA DE DOMÓTICA PRINCIPAL ............................................................... 150

8.1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 150 8.2 CONFIGURAÇÃO DE DISPOSITIVOS IR (INTEGRADO EM “CONFIGURACAO.SWF”)........................................ 150

8.2.1 Listagem dos dispositivos e identificação da(s) porta(s) COM ........................................... 151 8.2.2 Envio do endereço via RF .................................................................................................... 152

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8.2.3 Listagem e gravação dos comandos IR ............................................................................... 153 8.2.4 Interface com a Aplicação C/C++ ........................................................................................ 157 8.2.5 Scripts PHP .......................................................................................................................... 157

8.3 ACTUAÇÃO EM DISPOSITIVOS IR (“SISTEMA.SWF”) ............................................................................. 158

9. RESULTADOS ............................................................................................................................. 162

9.1 APLICAÇÃO DE CONTROLO E MONITORIZAÇÃO ................................................................................... 162 9.2 SUBSISTEMA DE CONTROLO DE DISPOSITIVOS POR IR .......................................................................... 166

9.2.1 Leitura de Comandos IR ...................................................................................................... 167 9.2.2 Transmissão e Emissão de Comandos IR ............................................................................ 170

10. CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA TRABALHO FUTURO ......................................................... 174

10.1 CONCLUSÕES .............................................................................................................................. 174 10.2 SUGESTÕES PARA TRABALHO FUTURO .............................................................................................. 175

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................................... 177

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 183

xiv

xv

Índice de Figuras

Fig. 1 Exemplo de sistema de domótica (controlo de vários dispositivos existentes na casa) [4] 2 Fig. 2 Arquitectura do sistema de domótica .................................................................................. 3 Fig. 3 Esquema ilustrativo do subsistema de controlo de dispositivos por IR .............................. 4 Fig. 4 Estrutura do software de controlo do sistema ..................................................................... 5 Fig. 5 Arquitectura do módulo de aquisição ................................................................................. 6 Fig. 6 Arquitectura do Módulo de Emissão .................................................................................. 6 Fig. 7 Interacção do software de controlo com o hardware de aquisição ...................................... 7 Fig. 8 (a) Sistema “Domus” da empresa portuguesa JG Domótica [5], (b) “Windows Media

Center” associado ao sistema “Home Control” da empresa norte americana HAI (Home

Automation) [6], (c) Sistema “iDom” da empresa portuguesa Domática [7] ............................. 10 Fig. 9 Exemplo ilustrativo do funcionamento de um sistema X10 [9] ........................................ 11 Fig. 10 Módulo dimmer X10 para lâmpadas incandescentes (configuração do endereço) [9] [11]

..................................................................................................................................................... 12 Fig. 11 Arquitectura do sistema Instabus EIB [15] ..................................................................... 13 Fig. 12 Exemplo de funcionamento de um sistema CAN [18].................................................... 15 Fig. 13 Topologia de uma rede RS-485 [24] ............................................................................... 16 Fig. 14 Exemplo ilustrativo da arquitectura do sistema “iDom”. (a) Sistema baseado em

comunicação CAN (b) Sistema baseado em comunicação RF ............................................ 18 Fig. 15 Interface gráfico do sistema “iDom” [25] ....................................................................... 19 Fig. 16 Exemplo ilustrativo da arquitectura do sistema “Mordomus” ........................................ 20 Fig. 17 Interface gráfico do sistema “Mordomus” [29] .............................................................. 21 Fig. 18 Arquitectura de um sistema baseado no software “Harmony 2007” [32] ....................... 23 Fig. 19 Interface gráfico do “ALICE” [33] ................................................................................. 24 Fig. 20 Arquitectura de um sistema baseado no software “ALICE” ........................................... 24 Fig. 21 Conversor X10-IR [35] ................................................................................................... 27 Fig. 22 Módulo “Unzap” [36] ..................................................................................................... 28 Fig. 23 Módulo "IR Widget" [37] ............................................................................................... 30 Fig. 24 Aplicação “IR Scope” [37] ............................................................................................. 30 Fig. 25 Arquitectura geral do sistema de domótica ..................................................................... 40 Fig. 26 Exemplo do SET de um Memory Bit .............................................................................. 47 Fig. 27 Exemplo da leitura de um Memory Bit (RB) .................................................................. 47 Fig. 28 Exemplo do valor DECIMAL de caracteres ASCII ........................................................ 48 Fig. 29 Constituição do cabeçalho Ethernet ................................................................................ 49 Fig. 30 Cabeçalho Ethernet correspondente à trama em exemplo .............................................. 50 Fig. 31 Apresentação final para a trama em exemplo ................................................................. 50 Fig. 32 Sequência de implementação da função “gera_escritaMB” ........................................... 51 Fig. 33 Sequência de implementação da comunicação com o PLC ............................................ 53 Fig. 34 Princípio de actuação do sistema .................................................................................... 54 Fig. 35 Configuração da comunicação via Ethernet ................................................................... 56 Fig. 36 Actuação de estores......................................................................................................... 56 Fig. 37 Layout do software de controlo ....................................................................................... 60 Fig. 38 Diagrama de interacção com a aplicação de controlo ..................................................... 61 Fig. 39 Base de dados do sistema ................................................................................................ 63 Fig. 40 Acesso ao sistema (login) ............................................................................................... 72 Fig. 41 Acesso ao sistema – Flash/Actionscript .......................................................................... 75 Fig. 42 Arranque do módulo de configuração – script PHP ....................................................... 76 Fig. 43 Gestão de utilizadores ..................................................................................................... 77

xvi

Fig. 44 Gestão de utilizadores – Flash/Actionscript .................................................................... 79 Fig. 45 Introdução/Configuração de pisos/compartimentos ........................................................ 81 Fig. 46 Introdução/Configuração de pisos/compartimentos – Flash/Actionscript ...................... 84 Fig. 47 Introdução/Configuração de dispositivos........................................................................ 86 Fig. 48 Introdução/Configuração de dispositivos – Flash/Actionscript ...................................... 89 Fig. 49 Controlo de dispositivos ................................................................................................. 91 Fig. 50 Controlo de dispositivos – Flash/Actionscript ................................................................ 94 Fig. 51 Monitorização no controlo de dispositivos ..................................................................... 96 Fig. 52 Janela "Monitor" ............................................................................................................. 97 Fig. 53 Processo de monitorização do sistema ............................................................................ 98 Fig. 54 Configuração de hardware .............................................................................................. 99 Fig. 55 Configuração do hardware - Flash/Actionscript ........................................................... 102 Fig. 56 Exemplo genérico de um sistema optoelectrónico [55] ................................................ 106 Fig. 57 Espectro electromagnético [55] .................................................................................... 107 Fig. 58 Esquema genérico do processo de transmissão e recepção IR [57] .............................. 108 Fig. 59 Representação dos vários tipos de codificação [57] ..................................................... 110 Fig. 60 Protocolo Philips RC-5 [56] .......................................................................................... 111 Fig. 61 Blocos constituintes do módulo de aquisição IR .......................................................... 112 Fig. 62 FTDI FT232RL (SSOP) [58] ........................................................................................ 113 Fig. 63 Esquema de ligações do FTDI (Bus Powered) [58] ...................................................... 114 Fig. 64 Diagrama interno do receptor Sharp série GP1UX51QS [59] ...................................... 116 Fig. 65 Exemplo do sinal de saída para uma determinada trama IR ......................................... 116 Fig. 66 Sharp GP1UX511QS [61]............................................................................................. 117 Fig. 67 Parâmetros envolvidos no cálculo da razão [59] ..................................................... 118 Fig. 68 Exemplo de uma trama do protocolo Sony SIRC [56] ................................................. 118 Fig. 69 Filtro RC aplicado externamente ao receptor IR [59] ................................................... 119 Fig. 70 Circuito de aquisição da portadora................................................................................ 120 Fig. 71 Fototransístor NPN da Vishay [62] ............................................................................... 120 Fig. 72 Microchip PIC 16F873A [63] ....................................................................................... 122 Fig. 73 Selecção dos sinais IR ................................................................................................... 123 Fig. 74 Exemplo de uma trama IR ............................................................................................ 124 Fig. 75 Exemplo de sinais IR obtidos na aquisição da trama IR e portadora ............................ 125 Fig. 76 Exemplo de transmissão do caracter 'A' [64] ................................................................ 126 Fig. 77 Formato da informação enviada ao PC ......................................................................... 127 Fig. 78 Processo de leitura dos sinais IR ................................................................................... 127 Fig. 79 Módulos Xbee com diferentes tipos de antena [64] ...................................................... 129 Fig. 80 Esquema típico de funcionamento com o MAX604 [67] ............................................. 130 Fig. 81 Condicionamento de sinais de entrada no XBee ........................................................... 131 Fig. 82 Topologia da rede ......................................................................................................... 132 Fig. 83 Diagrama de interacção da aplicação C/C++ ................................................................ 134 Fig. 84 Constituição da mensagem "receber" ........................................................................... 136 Fig. 85 Execução da função "ler" .............................................................................................. 137 Fig. 86 Detecção do comprimento da trama.............................................................................. 138 Fig. 87 Detecção do período efectivo da portadora ................................................................... 139 Fig. 88 Formato da informação enviada para a linha de comandos .......................................... 139 Fig. 89 Constituição da mensagem "enviar" ............................................................................. 140 Fig. 90 Formato da informação presente no campo<Dados> ................................................... 141 Fig. 91 Constituição da mensagem "EEPROM" ....................................................................... 141 Fig. 92 Constituição da mensagem "ler_com" .......................................................................... 141 Fig. 93 Blocos constituintes do módulo de emissão IR ............................................................ 142 Fig. 94 Interface entre o microcontrolador e o módulo XBee ................................................... 143 Fig. 95 Interpretação dos parâmetros recebidos via RF ............................................................ 144

xvii

Fig. 96 Processo de emissão do comando IR ............................................................................ 145 Fig. 97 Circuito de emissão IR .................................................................................................. 147 Fig. 98 Configuração de dispositivos IR ................................................................................... 151 Fig. 99 Ordem de envio para a gravação do endereço na EEPROM ........................................ 152 Fig. 100 Telecomando virtual para gravação de comandos IR (Televisão) .............................. 153 Fig. 101 Processo de configuração de dispositivos IR .............................................................. 156 Fig. 102 Ordem de envio ........................................................................................................... 159 Fig. 103 Comunicação com o módulo XBee para o envio via RF ............................................ 159 Fig. 104 Emissão IR .................................................................................................................. 160 Fig. 105 Teste do sistema (PLC) ............................................................................................... 165 Fig. 106 PCBs para o controlo de dispositivos por infravermelhos .......................................... 166 Fig. 107 Sinais obtidos na leitura de um comando IR Philips RC-5 ......................................... 168 Fig. 108 Sinais obtidos na leitura de um comando IR Sony SIRC............................................ 168 Fig. 109 Sinais obtidos na leitura de um comando IR Panasonic ............................................. 168

Índice de Tabelas

Tabela 1 Comparação entre os diferentes sistemas/softwares de domótica ................................ 26 Tabela 2 Comparação entre os diversos módulos ....................................................................... 31 Tabela 3 Características principais de alguns protocolos .......................................................... 117 Tabela 4 Parâmetros a configurar nos módulos XBee .............................................................. 133 Tabela 5 Endereços associados aos dispositivos testados ......................................................... 163 Tabela 6 Dados obtidos na aquisição de um comando do protocolo Philips RC-5 ................... 169 Tabela 7 Dados obtidos na aquisição de um comando do protocolo Sony SIRC ..................... 170

xviii

xix

Lista de Acrónimos

SAR Soluções de Automação e Robótica

PLC Programmable Logic Controller

PHP "Personal Home Page" Hypertext Preprogramming

TV Televisão

DVD Digital Video Disc

IR Infrared

PC Personal Computer

RF Radiofrequency

µC Microcontrolador

PIC Programmable Intelligent Computer

USB Universal Serial Bus

MFC Microsoft Foundation Class

RS-232 Recommended Standard 232

RS-485 Recommended Standard 485

EIB European Installation Bus

EIBA European Installation Bus Association

BCI BatiBUS Club International

EHSA European Home Systems Association

ETS EIB Tool Software

EIB.TP EIB Twisted Pair

EIB.PL EIB Power Line

EIB.RF EIB Radiofrequency

EIB.net2 EIB Ethernet

OSI Open Systems Interconnection

CAN Controller Area Network

GSM Global System for Mobile Communications

GPRS General Packet Radio Service

PDA Personal digital assistants

ALICE Automation Light Interface Control Environment

WAP Wireless Access Protocol

xx

PCB Printed Circuit Board

HTTP Hypertext Transfer Protocol

HTTPS Hypertext Transfer Protocol Secure

DOS Disk Operating System

ASF Apache Software Foundation

API Application Programming Interface

XAMPP Cross Platform/Apache/MySQL/PHP/Perl

SGBD Sistema Gestor de Base de Dados

SQL Structured Query Language

NASA National Aeronautics and Space Administration

HMI Human-Machine Interface

I/O Input/Output

TCP Transmission Control Protocol

IP Internet Protocol

SMS Short Message Service

CDMA Code Division Multiple Access

LSB Low Significant Byte

MSB Most Significant Byte

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

CD Compact Disc

LED Light Emitting Diode

USART Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter

UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter

SSOP Shrink Small-Outline Package

TTL Transistor-Transistor Logic

VID Vendor ID

PID Product ID

BPF Band-pass Filter

ICSP In-Circuit Serial Programming

MCU Microcontroller

PDIP Plastic Dual InLine Package

RAM Random-acess Memory

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

PWM Pulse Width Modulation

xxi

CCP Capture/Compare/PWM

Inter-Integrated Circuit

ADC Analogic-Digital Converter

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

ISM Industrial, Scientific and Medical

AES Advanced Encryption Standard

DC Direct Current

xxii

Capítulo I

2

1. Introdução

1.1 Definição de Domótica

O tema desta dissertação sendo a domótica, será pertinente começar justamente

pela definição de domótica.

Começando pela origem da palavra “A Domótica é uma palavra que deriva do

francês "Domotique" que podemos identificar com casa ("Domus") automática

("Imotique")” [1]. No fundo, domótica define-se como automação residencial.

A domótica é uma tecnologia relativamente recente no continente Europeu,

implantou-se neste continente na 2ª metade da década de 80, mais propriamente em

França [2]. Inicialmente pretendia-se controlar sistemas de iluminação, climatização e de

segurança, sempre num contexto mais industrial ou até mesmo militar. Nos nossos dias,

a ideia base é mais ou menos a mesma, contudo aplica-se a cada vez mais dispositivos e

já num contexto mais doméstico [3].

As mudanças no quotidiano permitem que a domótica possa ser útil num vasto

leque de novas áreas, tornando-se uma mais valia para cada vez mais pessoas. Como

exemplo, poderá permitir despreocupação para pessoas que necessitam de viajar

constantemente ou então mais autonomia para pessoas com necessidades especiais [3].

Esta tecnologia, pelo conforto e comodidade que pode proporcionar, apresenta um

enorme potencial, quer a nível económico quer a nível de evolução tecnológica, porém

enfrenta ainda alguns problemas de implantação no mercado devido aos preços elevados

actualmente praticados. Neste sentido é importante torná-la acessível a cada vez mais

pessoas o que implica uma redução nos custos [1] [2]. Na Fig. 1 pode ver-se o exemplo

de uma habitação dotada de um sistema de domótica.

Fig. 1 Exemplo de sistema de domótica (controlo de vários dispositivos existentes na casa) [4]

3

1.2 Descrição do Trabalho

Este trabalho surge num contexto de diminuição de custos e aumento da robustez

e integração de um sistema de domótica.

A utilização de hardware industrial como um simples PLC (Programmable Logic

Controller) permite uma redução de custos. Com base em hardware deste tipo e com um

interface gráfico baseado em Flash (quase um standard para internet) associado a um

servidor Web (Web Server), é possível criar um ambiente de interface entre utilizador-

sistema, simples, robusto e amigável para o utilizador. O objectivo é então o

desenvolvimento de software que sirva de interface para um sistema de domótica

constituído por PLCs da Unitronics. O software deverá ter as seguintes características:

Programação em Flash/Actionscript para o interface gráfico

Programação em PHP ("Personal Home Page" Hypertext Preprogramming)

para fazer a “ponte” entre o software de controlo e o hardware

Programação modular de forma a ser adaptada a vários tipos de hardware

Capacidade de controlo de alguns dos dispositivos existentes numa habitação,

tais como, lâmpadas, tomadas, estores, etc

Monitorização do estado de cada dispositivo na habitação

Para que se possa ficar com uma melhor ideia do sistema de domótica em questão,

na Fig. 2 encontra-se ilustrada a sua arquitectura.

Fig. 2 Arquitectura do sistema de domótica

4

Com o intuito de aumentar o leque de dispositivos eléctricos controláveis numa

habitação, surge a ideia de controlar dispositivos infravermelhos (Televisão (TV), DVD

(Digital Video Disc), etc.) do inglês IR (Infrared). Neste sentido, uma segunda parte

deste projecto, tem como objectivo o desenvolvimento de dois módulos, módulo de

aquisição IR e módulo de emissão IR, para o controlo de dispositivos infravermelhos

através de um computador (do inglês Personal Computer – PC), para integração no

sistema de domótica principal.

O primeiro módulo, denominado módulo de aquisição IR, deverá ter as seguintes

características:

Leitura de comandos IR

Comunicação com o PC para posterior gravação dos comandos IR

Envio do comando IR em broadcast por radiofrequência (do inglês

radiofrequency – RF) para uma rede de emissores IR

O segundo módulo, denominado módulo de emissão IR, deverá ter as seguintes

características:

Recepção do comando via RF e emissão desse comando por IR

Capacidade de discernimento de informação, dado que a informação é

transmitida em broadcast, este módulo deverá ser capaz de descartar toda

aquela informação que não lhe diz respeito

Na figura seguinte é possível ver um esquema ilustrativo do subsistema de

controlo de dispositivos por IR pretendido.

Fig. 3 Esquema ilustrativo do subsistema de controlo de dispositivos por IR

5

1.3 Solução Proposta

1.3.1 Software para Controlo do Sistema de Domótica

Começando pelo software de interface para o sistema de domótica, a solução

proposta assentará numa arquitectura modular, como tal o software irá estar estruturado

da seguinte forma: Módulo Cliente, Módulo Monitor e Módulo Auxiliar, desta forma o

software de controlo poderá ser adaptado a qualquer tipo de hardware.

O “Módulo Cliente” será uma aplicação baseada em Flash, a qual será responsável

por toda a interacção com o utilizador, desde todo o processo de configuração até à

actuação no sistema. Através deste módulo será possível emitir ordens de escrita e

leitura numa base de dados baseada em MySQL, bem como todas as ordens de actuação

no hardware.

O “Módulo Monitor” será também uma aplicação baseada em Flash e será

responsável pela leitura do estado dos dispositivos conectados aos PLCs, invocando

para esse fim um script PHP para leitura, de X em X tempo. Dessa forma será possível

obter informação actualizada acerca do estado de cada dispositivo no sistema.

O “Módulo Auxiliar” será responsável pela concretização de todos os pedidos

efectuados tanto pelo “Módulo Cliente” como pelo “Módulo Monitor”, desde

manipulação da base de dados até à interacção com o hardware, contendo por isso todos

os scripts PHP necessários aos vários acessos. Na Fig. 4 é possível ver toda esta

estrutura do software aqui apresentada.

Fig. 4 Estrutura do software de controlo do sistema

6

1.3.2 Subsistema de Controlo de Dispositivos por IR

1.3.2.1 Hardware

Para a implementação da segunda parte do projecto será necessário desenvolver

hardware que efectue um determinado tratamento do sinal IR (módulo de aquisição) e

que reproduza esse sinal IR nas melhores condições (módulo de emissão). Os módulos

comunicarão entre si através do protocolo ZigBee.

No módulo de aquisição (Fig. 5) é possível notar duas fases distintas de aquisição

da informação IR. Numa primeira fase será adquirida a trama IR e posteriormente,

numa segunda fase será adquirida a frequência da portadora em cuja trama se encontra

modulada. Desta forma é possível garantir a leitura de tramas IR de diferentes

protocolos. Toda esta informação será interpretada por um microcontrolador (μC) PIC

(Programmable Intelligent Computer) e posteriormente enviada para o PC, através da

porta USB (Universal Serial Bus), onde se encontrará em execução a aplicação de

controlo. A informação será armazenada na base de dados e posteriormente poderá ser

enviada ao módulo de emissão respectivo, via RF.

Fig. 5 Arquitectura do módulo de aquisição

O módulo de emissão será um pouco mais simples que o anterior, como é possível

ver pelo diagrama da Fig. 6. A informação IR será recebida através do módulo RF e

posteriormente interpretada pelo microcontrolador. O módulo terá um endereço

associado, dessa forma terá a capacidade de identificar se a informação recebida por RF

lhe diz ou não respeito. Por fim, depois de todos os parâmetros terem sido interpretados,

a informação será modulada e enviada para o dispositivo IR em questão.

Fig. 6 Arquitectura do Módulo de Emissão

7

1.3.2.2 Software

A aplicação de controlo do módulo de aquisição estará integrada no “Módulo

Cliente” do software de domótica principal. Contudo, que seja possível estabelecer uma

comunicação com o microcontrolador bem como o envio de informação via RF, a

aplicação principal irá invocar, por intermédio de um script PHP, uma aplicação

baseada em C/C++ com suporte MFC (Microsoft Foundation Class). Assim estará

estabelecida uma “ponte” entre o software de domótica e o hardware do subsistema de

controlo. Na Fig. 7 é possível ver um diagrama ilustrativo da interacção do software

com o hardware do módulo de aquisição.

Fig. 7 Interacção do software de controlo com o hardware de aquisição

8

Capítulo II

10

2. Estado da Arte

2.1 Visão Geral de Sistemas Existentes no Mercado

Actualmente, existe no mercado uma grande variedade de sistemas de domótica.

Existem sistemas cujo controlo é efectuado através de uma simples consola dedicada,

localizada num ponto específico da habitação (Fig. 8 (a) ), sistemas mais complexos,

que permitem o controlo através de um simples televisor como se de uma mudança de

canal se tratasse, dotados de um módulo de interligação com o televisor (Fig. 8 (b) ), ou

até mesmo sistemas baseados em Web Servers e portanto associados a um comum

computador (Fig. 8 (c) ).

Na Fig. 8 é possível ver alguns exemplos de sistemas de domótica já existentes no

mercado, contudo no decorrer desta secção será dada mais ênfase a sistemas que melhor

se enquadram na linha deste projecto, e portanto que surgem associados a um Web

Server. Os sistemas serão apresentados numa perspectiva geral pois nem sempre estão

disponíveis todos os detalhes técnicos uma vez que na sua grande maioria são sistemas

já em comercialização. Será feita também uma abordagem a algumas das tecnologias

usadas em sistemas de domótica, no sentido de contextualizar um pouco melhor a

apresentação de cada um dos sistemas.

(a) (b) (c)

Fig. 8 (a) Sistema “Domus” da empresa portuguesa JG Domótica [5], (b) “Windows Media Center” associado

ao sistema “Home Control” da empresa norte americana HAI (Home Automation) [6], (c) Sistema “iDom” da

empresa portuguesa Domática [7]

11

2.2 Abordagem de Algumas Tecnologias Usadas em Sistemas de

Domótica

2.2.1 X10

O protocolo X10 foi desenvolvido em 1975 pela Pico Electronics (empresa de

engenharia Escocesa) com o objectivo de controlar dispositivos domésticos através de

controlo remoto, para além do usual controlo através de interruptores [8]. Apesar de ter

sido o primeiro protocolo a ser implementado em ambientes domésticos continua a ser

bastante divulgado actualmente, tendo contudo um maior impacto no mercado norte-

americano [9]. Fig. 9 é possível ver um exemplo de funcionamento de um sistema X10.

Fig. 9 Exemplo ilustrativo do funcionamento de um sistema X10 [9]

Este protocolo usa a rede eléctrica como meio de transmissão e permite enviar,

para vários dispositivos receptores espalhados pela casa, comandos tais como:

“On/Off”, “Dim”, “Bright”, etc a uma taxa de 50 bps (bits por segundo) ou 60 bps,

consoante a frequência da rede eléctrica [10]. Esta forma de comunicação aliada à

simples montagem e configuração dos dispositivos X10 são os aspectos chave desta

tecnologia e sem dúvida a sua grande vantagem em relação às demais tecnologias de

domótica, porém a velocidade de transmissão é baixa em relação a outras tecnologias

[9].

Os comandos são enviados para a rede eléctrica em broadcast, daí terá de existir

uma forma de endereçar cada mensagem. A solução implementada por esta tecnologia

face a esse problema é baseada na atribuição de um de 16 códigos de casa (A a P) e um

de 16 códigos de aparelho (1 a 16) a cada dispositivo, desta forma é possível endereçar

256 dispositivos. Esta gama de endereços relativamente pequena torna esta tecnologia

inadequada para grandes edifícios, onde possa ser necessário o controlo individual de

mais de 256 dispositivos, o que é uma desvantagem em relação a outras tecnologias

existentes. A atribuição de cada um dos códigos é feita manualmente em cada um dos

12

dispositivos, cabe portanto ao instalador garantir a não repetição do código em

diferentes dispositivos [9]. Na Fig. 10 é possível ver o aspecto de um receptor X10 bem

como a configuração do seu endereço.

Fig. 10 Módulo dimmer X10 para lâmpadas incandescentes (configuração do endereço) [9] [11]

Esta tecnologia foi evoluindo e actualmente para além da comunicação por

controlo remoto é também possível um controlo por computador, através de um

controlador específico dotado de um interface RS-232 (Recommended Standard 232)

[9].

A tecnologia aqui apresentada apresenta um grande sucesso dada a sua facilidade

de instalação e adaptação em habitações mais antigas visto tirar partido da comunicação

pela rede eléctrica, não sendo portanto necessária nova cablagem para o sistema de

domótica. Contudo, dadas as suas limitações quer a nível de taxa de transmissão quer a

nível de endereçamento não é adequada para grandes edifícios.

2.2.2 EIB

O EIB (European Installation Bus) é um protocolo criado pela EIBA (European

Installation Bus Association) no final dos anos 80 com o intuito de dar resposta às novas

necessidades de controlo em casas e edifícios [12]. Em 1999 a EIBA fundiu-se com as

associações BCI (BatiBUS Club International) e EHSA (European Home Systems

Association) e deu origem à KNX Association, daí que frequentemente o EIB surja

como EIB/KNX [13].

O aumento do uso de sistemas de vigilância e as novas exigências a nível de

segurança e conforto conduziram a uma maior complexidade, morosidade e aumento de

custos na instalação dos devidos equipamentos. Estes entraves, em especial a

complexidade da instalação (aumento excessivo de cablagem) foram o mote para a

13

procura de um tipo de instalação mais simples e de maior confiança. A tecnologia EIB

solucionou este problema introduzindo uma estrutura baseada num bus de duas linhas,

para comando e alimentação, sendo assim capaz de transmitir toda a informação sem

qualquer restrição e também permitindo a redução do número de cabos e

consequentemente a redução dos riscos de incêndio. A topologia é baseada numa

distribuição ponto a ponto, onde cada dispositivo pode comunicar directamente com os

restantes, num total de 65536 dispositivos, ou seja, um espaço de endereçamento de 16

bits. Num sistema EIB os componentes são designados como sensores e actuadores.

Estes componentes encontram-se ligados à linha de bus e é possível que qualquer sensor

troque informações com qualquer actuador. A informação obtida pelos sensores será

armazenada no chamado “telegrama” e posteriormente enviada para o(s) respectivo(s)

actuador(es). Para que isto seja possível terá de ser feita uma programação prévia

(através do ETS (EIB Tool Software)) de maneira a configurar o endereço de cada

sensor e actuador, bem como a correspondência de cada um, desta forma será possível a

criação de funções individuais ou funções de grupo [14]. Na Fig. 11 é possível ver a

arquitectura de um sistema baseado no protocolo EIB, o Instabus EIB.

Fig. 11 Arquitectura do sistema Instabus EIB [15]

O meio físico de transmissão poderá ser de diferentes tipos, desde par entrançado

(EIB.TP - Twisted Pair), rede eléctrica (EIB.PL – Power Line), radiofrequência

(EIB.RF – Radio Frequency), Ethernet (EIB.net2), entre outros. A velocidade de

transmissão difere consoante o meio físico de transmissão, contudo o meio vulgarmente

utilizado por esta tecnologia é o par entrançado, o qual permite velocidades de

transmissão de até 9600 bps (cabos até 1000 m (incluindo ramificações)) [14].

A fiabilidade na comunicação é assegurada segundo as camadas do modelo OSI

(Open Systems Interconnection), o que torna esta tecnologia bastante confiável [14].

14

A tecnologia EIB sendo relativamente recente assume já um papel de elevada

importância no mundo da domótica dada a sua elevada fiabilidade, segurança e

flexibilidade. A vasta capacidade de endereçamento contribui para um maior leque de

aplicações o que torna esta tecnologia apropriada para qualquer tipo de edifícios, desde

pequenas habitações até hotéis ou escolas.

As desvantagens desta tecnologia prendem-se com o custo elevado dos seus

dispositivos bem como pelo facto de necessitar de mão-de-obra especializada na sua

instalação.

2.2.3 CAN

O protocolo CAN (Controller Area Network) foi desenvolvido pela BOSH em

1983. Esta tecnologia surgiu para aplicação em automóveis, visto não existir no

mercado uma tecnologia que fosse totalmente satisfatória para uma aplicação no ramo

automóvel, nomeadamente que possibilitasse uma redução na cablagem [16].

A tecnologia foi evoluindo e actualmente existem controladores CAN disponíveis

a um custo relativamente baixo e dada a sua elevada fiabilidade é possível encontrar a

tecnologia CAN aplicada também em áreas como a medicina, automação industrial, etc

[17]. Em termos de automação residencial, a sua aplicação é relativamente recente,

contudo já se têm dado passos importantes numa implementação mais consistente desta

tecnologia em habitações [19] .

O protocolo CAN é um protocolo de comunicação série para aplicações em tempo

real. A informação é emitida em broadcast e a transmissão é orientada à mensagem, isto

é, a cada uma das estações não se encontra associado um endereço como acontece em

redes Ethernet por exemplo, numa rede CAN a própria mensagem a enviar contém um

identificador, o qual identifica o conteúdo e a prioridade da mensagem (aspecto chave

para a comunicação em tempo real), este identificador é único em toda a rede, cabe

então ao receptor o discernimento da informação. Através deste método é possível obter

um sistema modular dotado de uma comunicação bastante fiável, o que torna esta

tecnologia ideal para sistemas em tempo real [18]. Na Fig. 12 é possível ver um exemplo

de funcionamento do sistema CAN. Em relação ao número máximo de dispositivos

conectados em rede, teoricamente esse valor é de 2032 dispositivos, contudo devido às

limitações dos transceivers utilizados pelo controlador CAN o valor é bastante mais

baixo. Para um transceiver Philips (82C250) o valor máximo é de 110 dispositivos [20].

15

Fig. 12 Exemplo de funcionamento de um sistema CAN [18]

O meio de transmissão mais comum é baseado numa ligação a 2 fios (operação

diferencial) em par entrançado sendo possível obter velocidades de transmissão de até 1

Mbps – megabits por segundo (cabos até 40 metros (m)) [21].

Em suma, o protocolo CAN embora tenha surgido para aplicação no ramo

automóvel começa já a aparecer num contexto de automação residencial e dada a sua

flexibilidade e fiabilidade apresenta fortes probabilidades de singrar neste mercado. A

desvantagem do CAN reflecte-se um pouco a nível da instalação, pois será necessário

pessoal especializado, um pouco à semelhança do EIB anteriormente apresentado. A

velocidade de transmissão é também uma desvantagem uma vez que existem

protocolos, nomeadamente o Ethernet, que permitem maiores débitos.

2.2.4 RS-485

O RS-485 (Recommended Standard 485) é um padrão de comunicação criado pela

EIA (Electronics Industry Association) em 1983 [22]. Este padrão não especifica nem

recomenda nenhum protocolo de comunicação, apenas especifica características

eléctricas e modos de operação na rede, ao contrário das tecnologias anteriormente aqui

apresentadas. Esta característica é ideal para empresas que desejem criar o seu próprio

protocolo, garantindo assim exclusividade num determinado produto [23].

O meio de transmissão é baseado numa ligação a 2 fios em par entrançado

(operação diferencial) o que permite uma comunicação bastante mais imune a

interferências, à semelhança do que é utilizado no protocolo CAN por exemplo. A nível

de velocidades de transmissão, tem-se como referência que para distâncias até 12 m é

possível um débito máximo de 35 Mbps e para o máximo da distância permitida pelo

padrão (1200 m) é possível um débito na ordem dos 100 kbps [24].

16

Com base no padrão RS-485 é possível conectar até 32 dispositivos numa rede

multiponto com comunicação half-duplex, contudo é possível expandir este valor até

256 se forem utilizados módulos RS-485 com entradas de elevada impedância [24].

Apesar da possibilidade de expansão, este valor acaba por ser baixo se o objectivo for a

aplicação num edifico de grandes dimensões, um hotel por exemplo. Na Fig. 13 é

possível ver a topologia de uma rede RS-485.

Fig. 13 Topologia de uma rede RS-485 [24]

A nível de funcionamento podem ser previstos dois casos. O primeiro é o modo

master/slave em que existe um master a enviar informação para o(s) slave(s) através do

bus. Neste modo não existem problemas de colisão. O segundo modo é o multi-master,

neste modo vários nodes podem iniciar uma comunicação, neste caso poderão existir

problemas de colisão e portanto será necessária uma detecção de erros por parte do

protocolo a usar [24]. Em ambos os modos a comunicação é feita por endereçamento

[23].

O RS-485 tem tido alguma aceitação no mundo da domótica. A implementação de

uma rede de baixo custo comparativamente a uma rede Ethernet por exemplo, a

possibilidade da definição de um protocolo próprio, garantindo mais flexibilidade e

exclusividade e uma relação velocidade x distância de transmissão bastante boa, são

razões que conduzem a esse sucesso. Contudo, o leque de aplicações está um pouco

limitado a habitações mais pequenas, dada a sua baixa capacidade de endereçamento [1]

[23].

17

2.3 Sistemas e Software de Domótica

2.3.1 iDom

O sistema “iDom” foi desenvolvido pela empresa portuguesa Domática -

Electrónica e Informática Lda [25].

Este sistema apresenta uma característica distribuída, no qual existe um módulo

principal responsável pela interacção com o exterior bem como pela gestão e

configuração de vários módulos (módulos secundários) aos quais se encontram

conectados os vários dispositivos a controlar ou a monitorizar (caso dos sensores). Os

módulos secundários encontram-se conectados ao módulo principal e entre si através de

CAN, o que só por si é já uma garantia de elevada fiabilidade. “A eficiência do iDom,

deve-se em parte ao seu fiável sistema de comunicações, assente em tecnologia

geralmente utilizada em sistemas críticos, nomeadamente na área da indústria

automóvel, médica e espacial” [25].

O sistema é constituído essencialmente pelos seguintes módulos: “iDom

Manager”, “iDom Collector”, “iDom Dimmer”, “iDom Relay”, “iDom Tristate” e o

“iDom Sensor” [25].

O “iDom Manager” não é essencial para o funcionamento do sistema, uma vez

que cada um dos módulos secundários pode estar programado para executar uma

determinada tarefa consoante um determinado evento, contudo, permite dotar o sistema

de mais funcionalidades. Através deste módulo é possível obter comunicação com o

exterior, seja através de Ethernet, GSM (Global System for Mobile Communications) /

GPRS (General Packet Radio Service) ou até mesmo via Web, o que permite um

controlo e gestão do sistema à simples distância de um “click”, não estando portanto

limitado à simples interacção através de interruptores [25].

O “iDom Collector” é o módulo de entradas, sendo responsável por toda a leitura

das entradas do sistema (interruptores, sensores, etc) com o objectivo de manter o

sistema actualizado de maneira a executar as funções pré-programadas [25].

O “iDom Sensor” é um módulo sensorial, integrando vários sensores,

nomeadamente de movimento, temperatura, luminosidade e receptor e emissor de

infravermelhos [25].

Os restantes módulos são responsáveis pela actuação, o “iDom Dimmer” permite

o controlo da iluminação com possibilidade de regulação luminosa, o “iDom Relay”

18

permite o controlo de tomadas e dispositivos de maior potência (máx. 16A/230VAC) e

por fim o “iDom Tristate” permite o controlo de dispositivos com três estados, como é o

caso dos estores e portões por exemplo. Na Fig. 14 (a) é possível visualizar a

arquitectura de um sistema “iDom” [25].

Fig. 14 Exemplo ilustrativo da arquitectura do sistema “iDom”. (a) Sistema baseado em comunicação CAN

(b) Sistema baseado em comunicação RF

A característica modular deste sistema traz grandes vantagens a nível de

instalação e configuração.

O sistema “iDom” tem ainda a capacidade de ser adaptado a habitações mais

antigas, deixando portanto de existir a necessidade de uma pré-instalação de cablagem,

isto é possível através da substituição de toda a rede CAN por uma rede RF, como é

possível ver na Fig. 14 (b). Esta característica permite ao sistema abranger uma maior

quota de mercado [25] [26].

O software de controlo é bastante simples e amigável para o utilizador. A partir de

um ambiente gráfico bastante intuitivo o utilizador poderá configurar todas as funções

do sistema bem como monitorizar todas as ocorrências. Um aspecto a realçar é o facto

do controlo dos dispositivos ser feito através da interacção com a planta da casa, o que é

interessante pois o utilizador pode ter uma visualização espacial do dispositivo a

19

controlar. Na Fig. 15 é possível ver duma maneira geral a aparência do interface gráfico

deste sistema [25].

Fig. 15 Interface gráfico do sistema “iDom” [25]

O sistema “iDom” apesar de toda a sua flexibilidade apresenta algumas

desvantagens. A primeira é um pouco comum a todos os sistemas de domótica, prende-

se com o investimento inicial elevado. Outro aspecto está relacionado com a capacidade

modular do sistema, que apesar de ser boa acaba por ser inferior à capacidade modular

de um PLC, o que se pode tornar uma desvantagem na aplicação em edifícios de

grandes dimensões. Por fim, a instalação e programação do sistema requer mão-de-obra

especializada.

2.3.2 Mordomus

O sistema “Mordomus” foi também desenvolvido em Portugal e é o resultado da

cooperação das empresas IVV Automação Lda e IOLine – Research & Development

Lab [27].

Este sistema é centralizado, isto significa que existe uma unidade de controlo à

qual se encontram conectados diversos módulos de actuação e aquisição. A rede é

baseada no padrão RS-485, o que é uma desvantagem pois o sistema é dependente do

fabricante, uma vez que o protocolo utilizado não é um standard [28].

O “Mordomus” ao contrário do sistema “iDom” não tem “inteligência” local, ou

seja, todos os eventos são processados na unidade de controlo central e só depois será

efectuada a respectiva actuação num determinado módulo actuador [28].

Os módulos principais constituintes do sistema são os seguintes: “Módulo

Central”, “Módulo de Comunicações”, “Módulo de Entradas Digitais”, “Módulo de

Estores e Cortinas”, “Módulo de Saídas ON/OFF”, “Módulo Dimmer” e “Módulo de

20

Sonorização Ambiente”. Existem ainda outros módulos, nomeadamente de vídeo

vigilância, os quais podem também ser adaptados ao sistema, porém não são módulos

desenvolvidos pelas empresas envolvidas no “Mordomus” [28]. Na Fig. 16 é possível

ver um exemplo da arquitectura deste sistema.

Fig. 16 Exemplo ilustrativo da arquitectura do sistema “Mordomus”

O “Módulo Central” é um simples PC dotado de um ecrã táctil, o que permite ao

utilizador gerir, configurar e actuar no sistema através de um interface gráfico bastante

simples e flexível. Este PC implementa um Web Server tornando assim também

possível o controlo remoto do sistema via Web ou Wifi [28].

O “Módulo de Comunicação” é o responsável pelo interface entre os diferentes

módulos do sistema e o “Módulo Central”, tornando assim possível a interacção através

do software “Mordomus”. Com base neste módulo é também possível estabelecer uma

conexão via GSM permitindo assim o controlo do sistema através de um telemóvel [28].

Os restantes módulos são responsáveis pela actuação e monitorização (“Módulo

de Entradas Digitais”). É possível o controlo de estores e cortinas (3 saídas por

módulo), dispositivos ON/OFF (máx. 8 saídas por módulo), lâmpadas, com

21

possibilidade de controlo de luminosidade (máximo 8 saídas (dimmer) ou 8 saídas

(ON/OFF) ) e por fim o controlo de sonorização ambiente, o que pode ser utilizado não

só a nível de som ambiente mas também para a reprodução de sinais de aviso [28].

O software de controlo à semelhança do “iDom”, visto anteriormente, apresenta

também um interface bastante simples, contudo no “Mordomus” não é possível uma

visualização da planta. Apesar de não ser possível uma visualização espacial dos

dispositivos, o método utilizado torna-se também intuitivo pois é possível aceder ao

controlo de dispositivos através de uma pré-selecção do piso e compartimento. O

software permite ainda várias funcionalidades, desde a definição de funções

automáticas, gestão de alarmes e toda a configuração do sistema a nível de hardware.

Na Fig. 17 é possível ver umas imagens exemplo do software “Mordomus” [29].

Fig. 17 Interface gráfico do sistema “Mordomus” [29]

Em suma, o sistema “Mordomus” é um sistema proprietário, isto significa que não

adopta nenhum protocolo standard para domótica, por essa razão o cliente estará sempre

dependente das empresas em questão, seja para manutenção ou aquisição de novos

módulos com novas funcionalidades. Outra desvantagem prende-se com o facto de não

existir uma “inteligência” distribuída, ou seja, a unidade central processa todos os

eventos o que significa que se existir uma avaria nesta unidade o sistema fica suspenso.

O facto de serem utilizados padrões de comunicação mais antigos, nomeadamente RS-

232 e RS-485 permite uma redução no custo do hardware, o que é uma vantagem uma

vez que o custo dos sistemas de domótica é um dos principais entraves neste momento.

22

2.3.3 Harmony 2007

O “Harmony 2007” é um aplicação .NET para controlo de sistemas de domótica,

foi desenvolvido pela empresa inglesa Harmony Systems [30].

Este software tem a capacidade de interagir com diferentes tecnologias usadas em

sistemas de domótica, nomeadamente X10, Dupline, Z-Wave, etc, ou seja, permite o

uso de tecnologias não-proprietário, ao contrário do que se passa com o sistema

“Mordomus”, anteriormente apresentado, no qual o software é exclusivamente dedicado

à tecnologia em questão, não podendo portanto ser utilizado com outro tipo de

tecnologias existentes [31].

O “Harmony 2007” é baseado numa aplicação cliente-servidor, constituído por

um PC central que implementa o Web Server ao qual se encontra associado o hardware

respectivo de controlo da habitação, permitindo assim o acesso de vários clientes para

controlo do sistema. Esta característica é semelhante à do sistema “Mordomus”,

anteriormente apresentado [31].

O software apresenta várias funcionalidades, desde o simples controlo ON/OFF,

suporte para programação de funções automáticas e eventos temporizados, controlo de

câmaras de vigilância etc. Com base no servidor implementado é possível interagir com

o sistema de diversas formas, seja localmente ou remotamente. Localmente, através de

uma aplicação baseada em Windows Media Center ou através de um touchscreen.

Remotamente, via Wifi através de um PDA (Personal digital assistants) ou via Web. Na

Fig. 18 é possível ver o exemplo da arquitectura de um sistema dotado com software

“Harmony 2007” no controlo de tecnologia X10 (Módulos Reino Unido). Será de

salientar, que no controlo dos dispositivos do sistema, será sempre necessário um

módulo intermédio que faça a “ponte” entre o software e o hardware, neste caso, tendo

em conta que a tecnologia usada é a X10, o módulo responsável será o CM11, como se

poderá verificar na figura seguinte [31].

O facto do software “Harmony 2007” permitir o interface com diferentes

tecnologias proporciona uma grande flexibilidade, dando assim uma certa liberdade de

escolha ao cliente, permitindo assim a escolha de uma tecnologia que melhor se adapte

às suas necessidades. Apesar de ser compatível com uma grande variedade de

tecnologias, não é compatível com o EIB/KNX, é pena que um software com tanto

potencial não seja compatível com um protocolo de domótica de grande prestígio e já

bastante implantado no mercado [31].

23

Fig. 18 Arquitectura de um sistema baseado no software “Harmony 2007” [32]

2.3.4 ALICE

O “ALICE” (Automation Light Interface Control Environment) é um software de

controlo exclusivamente para sistemas dotados com tecnologia X10 e contrariamente ao

que foi apresentado até agora é ainda um projecto em desenvolvimento e portanto não

se encontra no mercado, contudo dadas as suas características e a possibilidade de

acesso a todo o código fonte é pertinente apresentá-lo neste estado da arte. Esta

aplicação apesar de já se encontrar implementada continua em constante

desenvolvimento no sentido de expansão de funcionalidades e também correcção de

alguns bugs. O desenvolvimento encontra-se a cargo de uma equipa constituída por três

elementos, Walter Bogaardt, Calvin Yu e Tarah Hofmann [33].

O software “ALICE” é inteiramente baseado em Java e apresenta funcionalidades

tais como: o usual controlo ON/OFF, configuração de cada um dos módulos,

programação e monitorização de eventos, definição de macros e configurações de

comunicação. O interface com o sistema X10 é feito, à semelhança do exemplo

apresentado com o “Harmony 2007”, através do módulo CM11. Este módulo detém

uma memória capaz de armazenar macros, como tal essa potencialidade é explorada por

este software o que permite que para determinadas acções seja dispensável o controlo de

eventos através do PC. Na Fig. 19 é possível ver o aspecto gráfico deste software de

controlo [33].

24

Fig. 19 Interface gráfico do “ALICE” [33]

A nível de monitorização é de realçar um aspecto interessante e bastante inovador

em termos de aplicação domótica, é o facto do software permitir a reprodução vocal

sintetizada de mensagens pré-definidas associadas a um determinado dispositivo, as

quais serão reproduzidas sempre que este mude o seu estado. Isto torna-se possível

graças ao FReeTTS [34], uma aplicação open source desenvolvida também em Java e

que se encontra associada ao “ALICE” [33].

O “ALICE”, para além do interface local, permite também interface Web e WAP

(Wireless Access Protocol) o que torna possível um controlo remoto através de um PC

ou telemóvel conectados à internet, disponibilizando grande parte das funcionalidades

do acesso local, excepto monitorização e gravação de macros. Na Fig.20 é possível ver

a arquitectura de um sistema baseado no software “ALICE” [33].

Fig. 20 Arquitectura de um sistema baseado no software “ALICE”

25

O software aqui apresentado, apesar de não ser comercializado e estar ainda em

desenvolvimento, apresenta já um elevado potencial. O facto de ser compatível apenas

com a tecnologia X10 torna-o um pouco limitado, contudo uma vez que é um software

open source quem sabe possa surgir a possibilidade da sua compatibilidade com outras

tecnologias existentes, nomeadamente o EIB/KNX ou Ethernet.

2.3.5 Conclusões e Análise Comparativa

Os sistemas apresentados, à excepção do sistema baseado no software “ALICE”,

encontram-se todos eles no mercado, e portanto possuem características que o sistema

em apresentação nesta tese não possui, tais como, vídeo vigilância ou controlo de

climatização, por exemplo. No entanto não significa que não estejam criadas as

condições para se proceder a essa evolução. O objectivo deste projecto não é tanto

proporcionar uma grande diversidade de dispositivos a controlar, mas sim mostrar,

através do controlo de alguns dos dispositivos mais comuns presentes num habitação, a

possibilidade de criação de um sistema de domótica dotado de software fiável, de

simples interacção e interface amigável e hardware normalizado e de custo mais

reduzido, juntos criando condições para a constante evolução do sistema e não

envergando pelo caminho dos sistemas proprietário.

Na Tabela 1 é feita uma comparação entre os diferentes sistemas, incluindo o

sistema em apresentação nesta tese. Em jeito de resumo, são apresentadas características

tais como: se o sistema é constituído por hardware e software desenvolvidos pela

própria empresa ou se apenas o software é desenvolvido e aplicado num determinado

hardware, se o sistema é proprietário, se é necessária mão-de-obra especializada na sua

instalação, quais as tecnologias existentes em termos de comunicação com o respectivo

hardware, se existe a possibilidade de acesso ao sistema remotamente, e por fim se

existe necessidade de uma pré-instalação de cabos.

26

iDom Mordomus Harmony 2007 ALICE Projecto

Hardware √ √ - - -

Software √ √ √ √ √

Proprietário - √ - - -

Instalação Especializada Especializada Utilizador Utilizador Especializada

Tecnologias CAN/RF

Ethernet

RS-485

RS-232

X10

Dupline

outras..

X10

RS-232

Ethernet

CAN

USB

outras..

Acesso Remoto √ √ √ √ √

Pré-Cablagem √ √ ¹ - √

Tabela 1 Comparação entre os diferentes sistemas/softwares de domótica

¹ A necessidade ou não de uma pré-cablagem estará relacionada com o tipo de

hardware utilizado. Por exemplo o uso de um hardware Dupline implica uma pré-

cablagem, no caso do X10 por exemplo, dadas as suas características já não será

necessário.

27

2.4 Módulos para Controlo de Dispositivos por IR

Os módulos para controlo de dispositivos IR numa habitação são normalmente

módulos opcionais, daí se ter optado pela criação de uma secção exclusivamente

dedicada a estes subsistemas, e portanto não serem incluídos na secção 2.3.

Os módulos em apresentação são ligeiramente diferentes dos módulos

desenvolvidos neste projecto na medida que diferem em algumas características,

nomeadamente no meio de transmissão ou nas características de aquisição IR, inclusive

alguns dos módulos em apresentação apenas permitem aquisição IR, contudo a sua

apresentação acaba por ser pertinente dadas as suas características de aquisição.

2.4.1 Conversor X10-IR

Este módulo IR é exclusivamente dedicado a sistemas que utilizam a tecnologia

X10. O conversor permite o controlo de dispositivos IR através de comandos X10 [35].

O “conversor X10-IR” tem dois modos distintos, o modo de aprendizagem e o

modo de envio.

O modo aprendizagem permite ao utilizador memorizar até 32 comandos IR,

contudo este processo só funciona correctamente para dispositivos com uma portadora

de 38 kHz (kilohertz). Cada comando IR memorizado terá de estar sempre associado a

um comando X10 pré-configurado.

O modo envio permite accionar um determinado dispositivo IR anteriormente

programado, bastará portanto enviar o comando X10 associado. Este módulo torna

assim possível o controlo de diferentes dispositivos IR espalhados pela habitação, tais

como televisões, hi-fi, ar condicionado, etc. Na Fig. 21 é possível ver o conversor X10-

IR em questão [35].

Fig. 21 Conversor X10-IR [35]

28

O conversor é bastante compacto e de fácil configuração, contudo encontra-se um

pouco limitado a nível de aprendizagem, uma vez que existem diversos dispositivos IR

com portadoras na ordem dos 36 kHz e 40 kHz. O facto do módulo ser baseado na

tecnologia X10 acarreta todas a vantagens e desvantagens desta tecnologia, contudo é

de salientar a liberdade de colocação do módulo, o qual não está dependente de uma

pré-instalação de cablagem.

2.4.2 Unzap

O “Unzap” é um módulo desenvolvido por Alexander Neumann. Este módulo tem

a capacidade de interpretar, armazenar e emitir comandos IR, pode portanto ser

denominado por IR transceiver [36].

O módulo já se encontra disponível para venda, contudo todo o firmware e

hardware (esquemático e layout PCB – Printed Circuit Board) é facultado no fórum de

Alexander [36].

O módulo é constituído essencialmente por um microcontrolador Atmega 168,

uma memória flash ATMEL de 2MB, um conector USB, quatro botões de selecção, um

detector e um desmodulador IR e por fim emissores IR. Os comandos IR são

interpretados pelo microcontrolador e posteriormente armazenados na memória flash. A

aprendizagem engloba também a leitura da frequência da portadora, o que garante um

vasto leque de aquisição de comandos, não estando portanto limitado a uma

determinada portadora. Na Fig. 22 é possível ver uma imagem do “Unzap” [36].

Fig. 22 Módulo “Unzap” [36]

29

O “Unzap” é capaz de interpretar e armazenar tramas IR provenientes de

diferentes protocolos, contudo o comando a armazenar deverá ser sempre o mesmo, por

exemplo “TV OFF”, isto porque o módulo envia consecutivamente todos os comandos

armazenados na memória flash. Através dos botões de pressão é possível controlar esta

emissão IR, sendo possível pará-la a qualquer momento ou até mesmo iniciar o modo

step-by-step (envio trama-a-trama). O modo USB para update de firmware é também

seleccionado a partir destes botões [36].

Este módulo poderá ser considerado um gadget, podendo ser útil para desligar

vários aparelhos diferentes num determinado espaço, por exemplo, contudo poderia

perfeitamente ser adaptado a um sistema de domótica, desde que fosse dotado de um

módulo RF, por exemplo, que lhe permitisse receber ordens de comando provenientes

de um PC [36].

2.4.3 IR Widget

O “IR Widget” é apenas um módulo de aquisição de comandos IR. Este módulo

comunica directamente com o PC, no qual se encontrará em execução uma aplicação

capaz de interpretar os dados IR e reproduzi-los de uma forma gráfica (“IR Scope”),

permitindo assim o reconhecimento, análise ou gravação dos comandos. Este módulo

não é comercializado [37].

O módulo é muito simples, sendo constituído essencialmente por um

microcontrolador PIC 12F629, um conector RS-232, um detector e um desmodulador

IR.

À semelhança do “Unzap”, este módulo permite também a leitura da portadora.

Na Fig. 23 encontra-se ilustrado o “IR Widget” dotado de comunicação RS-232,

contudo já existe uma versão mais recente dotada de comunicação USB, porém não foi

ainda apresentada na forma de PCB [37].

30

Fig. 23 Módulo "IR Widget" [37]

O software de interpretação dos dados associado a este módulo, o “IR Scope”,

permite duma forma bastante simples a visualização da trama IR adquirida, fornecendo

toda a informação acerca da frequência da portadora e tempos ON e OFF de cada bit.

Os dados poderão inclusive ser armazenados num ficheiro de texto. Na Fig. 24 é

possível visualizar um exemplo da informação obtida numa aquisição IR [37].

Fig. 24 Aplicação “IR Scope” [37]

O “IR Widget” mesmo não sendo comercializado, tendo em conta as suas

características, acaba por ser pertinente a sua apresentação. Para que pudesse ser

aplicado num sistema de domótica teria de ter a capacidade de emissão IR, contudo a

nível de armazenamento de informação, uma vez que já permite gravação de comandos

num ficheiro de texto, bastaria ser adaptado para a gravação numa base de dados

31

MySQL, por exemplo. Todo o firmware, software e hardware (esquemático e layout

PCB) são facultados no site do projecto e portanto a evolução de funcionalidades deste

módulo poderá estar bastante simplificada [37].

2.4.4 Conclusões e Análise Comparativa

Os módulos aqui apresentados, à excepção do “conversor X10-IR”, não são ainda

aplicados em sistemas de domótica, contudo se forem feitas as devidas alterações

poderão perfeitamente tornar-se soluções aplicáveis no “mundo” da domótica.

A Tabela 2 apresenta as principais características a salientar num módulo de

controlo de dispositivos IR. São essas, a forma de interacção para a emissão IR (local ou

remota), o tipo de tecnologia usada na transmissão de informação (sempre que existe

controlo remoto), a capacidade de emissão e aquisição IR e por fim a detecção de

diferentes tipos de portadoras. É feita uma comparação entre os diferentes módulos

apresentados, incluindo a solução IR proposta neste projecto.

Conversor X10-IR Unzap IR Widget IR Projecto

Controlo Remoto Local - Remoto

Transmissão X10 - - RF

Emissão IR √ √ - √

Aquisição IR √ √ √ √

Portadora 38kHz Qualquer Qualquer Qualquer

Tabela 2 Comparação entre os diversos módulos

Como se pode verificar, através da análise da Tabela 2, dos módulos apresentados

neste estado da arte apenas o “conversor X10-IR” é dotado de capacidade de

transmissão. Apesar desse meio de transmissão não ser via RF, este módulo não

necessita também de uma pré-cablagem, o que o torna portanto bastante semelhante à

solução proposta neste projecto. Ao longo da pesquisa efectuada foram encontrados

diversos produtos com capacidade de transmissão via RF, porém eram na sua grande

maioria conversores IR-RF, para aumento do alcance IR, ora essa característica “foge”

um pouco à solução proposta daí não ter sido feita nenhuma referência a esses produtos.

32

O “Unzap” e o “IR Widget” podem não apresentar a totalidade das

funcionalidades pretendidas neste projecto, no entanto apresentam características

importantes na aprendizagem da trama IR, ponto de maior dificuldade no que toca ao

controlo de dispositivos IR.

Capítulo III

34

3. Introdução ao Projecto Desenvolvido

3.1 Cooperação

O projecto teve o apoio da empresa SAR - Soluções de Automação e Robótica

que forneceu todo o material para o desenvolvimento deste projecto.

A SAR é uma empresa portuguesa fundada em 2006 por um grupo de jovens

engenheiros formados na Universidade do Minho com especial interesse em áreas como

a informática, electrónica, automação e robótica. Em 2007 a empresa adquire o estatuto

de spin-off da Universidade do Minho devido aos interesses comuns em investigação e

desenvolvimento. Actualmente, a SAR desenvolve protótipos que incluem desde robôs,

máquinas industriais, aplicações de software, entre outros, tendo-se tornado referência

em termos de robótica e sistemas móveis devido ao desenvolvimento de protótipos

como a cadeira de rodas omnidireccional, o robô para recolha de bolas de golfe, etc. A

SAR é portanto uma empresa virada para o futuro, inovando e concretizando as suas

ideias.

Para mais informações ou futuros contactos basta seguir o link

http://www.sarobotica.pt/.

3.2 Introdução

O projecto apresentado nesta tese poderá ser muito resumidamente caracterizado

como um sistema de domótica constituído em parte por automação industrial associada

a um controlo por intermédio de um PC.

O controlo do sistema é praticamente todo ele baseado em linguagens de

programação para desenvolvimento Web, com excepção ao uso de C/C++. O interface

gráfico é desenvolvido em Flash, o tratamento e armazenamento de dados é baseado em

MySQL e a “ponte” entre o software e hardware é feita com base em PHP. Para que

todos estes “ingredientes” se juntem, e como tal, possam interagir entre si, é utilizado o

“Apache HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Server”, atribuindo assim ao PC

características de Web Server. Todas estas ferramentas, à excepção do Flash, são livres,

o que mostra também a linha que este projecto pretende seguir.

http://www.sarobotica.pt/

35

O hardware encontra-se subdividido, quer isto dizer que a actuação em

dispositivos tais como tomadas, lâmpadas ou estores etc, é feita por intermédio de

autómatos programáveis (PLCs) a passo que nos dispositivos controlados por IR, como

é o caso das televisões, por exemplo, já é feita por intermédio do denominado

subsistema de controlo por IR. Todo este hardware será apresentado no decorrer desta

tese.

3.3 Web Server

3.3.1 Apache HTTP Server

O “Apache HTTP Server” é um servidor Web (Web Server) livre criado em 1995

por Rob McCool, porém foi só a partir de Abril de 1996 que começou a tornar-se

popular, reputação essa que mantém até a data, inclusive num estudo feito em

Dezembro de 2007 foi constatado que a sua utilização representa 47,20% dos servidores

activos em todo o mundo [38][39]. Este servidor Web actualmente é suportado por uma

organização sem fins lucrativos, a ASF (Apache Software Foundation).

A sua filosofia assenta em critérios tais como segurança, eficiência e

modularidade, tornando-o um servidor capaz de proporcionar serviços HTTP totalmente

compatíveis com os standards actuais [39].

O “Apache” é constituído por diferentes módulos, os quais garantem todas as suas

funcionalidades e compatibilidade com o HTTP versão 1.1. Um utilizador com

conhecimentos de programação poderá inclusive criar os seus próprios módulos através

da API (Application Programming Interface) do “Apache” [39].

A segurança como já foi dito é um ponto importante e como tal o “Apache”

dispõe de um módulo, o “mod_ssl.so”, que torna o servidor compatível com o protocolo

HTTPS (Hypertext Transfer Protoco Securel) e portanto permitindo também a troca

encriptada de dados entre cliente e servidor [39].

A configuração do servidor é feita através do ficheiro “httpd.conf”, editável num

comum editor de texto. Neste ficheiro serão introduzidas directivas, denominadas

directivas do “Apache”, com base nas quais se poderá configurar todos os parâmetros

que dizem respeito ao servidor, desde controlo de acessos, adição de novos módulos,

etc. Todo este processo de configuração poderá ser bastante simplificado através do uso

da ferramenta XAMPP (X – Cross Platform, A – Apache, M – MySQL, P – PHP, P –

36

Perl), a qual instala e configura de uma forma transparente para o utilizador, o “Apache

HTTP Server” e para além disso inclui todo o restante conteúdo para que seja possível

transformar um comum PC num Web Server com capacidade para armazenamento de

dados e conteúdo dinâmico. O processo de configuração ficará assim bastante

simplificado. A configuração “avançada” continuará disponível para qualquer

modificação [39]. O XAMPP será apresentado em maior pormenor na secção 3.3.5.

O “Apache” pode ser obtido gratuitamente em http://httpd.apache.org/.

3.3.2 PHP

O PHP (“Personal Home Page” Hypertext Preprogramming) é uma linguagem de

programação orientada a objectos server-side, ou seja, é executada do lado do servidor

justamente antes da página ser enviada para o cliente. Os scripts que se executam no

lado do servidor normalmente têm funcionalidades tais como o acesso a base de dados,

acesso a redes, entre outros, é portanto aqui que o PHP se torna útil. Pode-se então dizer

que esta linguagem funciona em “background” [41].

A linguagem foi criada por Rasmus Lerdof, tendo surgido por volta de 1994 com

o nome de “Personal Home Page Tools”, foi mais tarde rebaptizada. Inicialmente teria a

função de substituir um conjunto de scripts Perl presentes na página pessoal deste

senhor, contudo, dada a sua política open source, ao longo dos anos a linguagem foi

tendo contribuições de vários desenvolvedores, os quais lhe foram conferindo cada vez

mais funcionalidades. Actualmente, é muito mais do que um simples substituto, tendo-

se tornado uma linguagem orientada a objectos extremamente robusta, estruturada e

portável, portanto ideal para criar soluções Web fiáveis [42]. O PHP encontra-se já na

versão 5.3, embora esta seja ainda uma versão “alpha1” [42].

O PHP apresenta semelhanças com o C/C++ quer a nível de sintaxe, tipos de

dados ou até mesmo na criação de funções, contudo é uma linguagem interpretada ao

contrário do C/C++ que são linguagens compiladas [42].

Em termos de aplicação, foram aqui apresentadas algumas funcionalidades desta

linguagem, contudo no caso concreto deste projecto, o PHP desempenha duas funções

primordiais. São essas, o acesso para escrita e leitura na base de dados e a “ponte” para

comunicação com o hardware, seja com o subsistema IR ou com o PLC principal.

http://httpd.apache.org/

37

O PHP pode ser obtido gratuitamente em http://www.php.net/downloads.php.

3.3.3 MySQL

O MySQL é um sistema gestor de base de dados (SGBD) baseado na linguagem

SQL (Structured Query Language). Este sistema foi criado na década de 80 pelos

suecos David Axmark e Allan Larsson e o finlandês Michael “Monty” Widenius.

Actualmente, o MySQL é propriedade da Sun Microsystems [44].

O sistema MySQL apresenta um grande sucesso, sendo o sistema eleito por

empresas tais como a NASA (National Aeronautics and Space Administration), Texas

Instruments, Motorola, entre outras. “É atualmente um dos bancos de dados mais

populares, com mais de 10 milhões de instalações pelo mundo” [44]. O segredo deste

sucesso é derivado de características tais como a sua portabilidade, compatibilidade com

diversas linguagens de programação, suporte para vários tipos de tabelas (como

“InnoDB” por exemplo), elevada estabilidade e desempenho, política de open source,

possibilidade do uso de Triggers, entre outras [44]. O MySQL encontra-se já na versão

5.0.67 [44].

A aplicação do MySQL neste projecto passa pelo armazenamento de toda a

informação do sistema de domótica, desde utilizadores, pisos, compartimentos e

dispositivos inseridos, estado de cada dispositivo, informação relativa aos comandos IR,

etc. Todos estes pontos serão apresentados em pormenor no capítulo 5.

O MySQL pode ser obtido gratuitamente em

http://dev.mysql.com/downloads/mysql/5.0.html#downloads.

3.3.4 Flash

O Flash é um software para criação de animações interactivas que funcionam

embutidas num navegador Web, não significando que apenas possa ser aplicado a

navegadores Web, tendo outras aplicações. O software suporta imagens bitmaps e

vídeos, contudo é considerado essencialmente de gráfico vectorial. Esta tecnologia foi

http://www.php.net/downloads.php

http://dev.mysql.com/downloads/mysql/5.0.html#downloads

38

desenvolvida por Jonathan Gay que trabalhou no sentido de desenvolver programas

dotados de interacção e animação. Em 1995 fundou a empresa Futurewave, continuando

assim a evoluir a tecnologia de animação gráfica. Mais tarde, em 1996, a Macromedia

(empresa de desenvolvimento de software gráfico e Web) adquiriu a Futurewave, foi

então que o Flash ganhou novas e poderosas funcionalidades. A partir desta altura o

Flash adoptou também uma linguagem de programação própria, o Actionscript, que lhe

conferiu uma elevada liberdade na criação de animações. Quando se fala de Flash é

usual falar também de Actionscript daí por vezes se denominar Flash/Actionscript.

Actualmente, a Macromedia pertence à Adobe Systems, tendo sido adquirida em 1996

[46][47].

Este software surge portanto associado a gráficos vectoriais, aqui fica uma

pequena noção teórica. Existem dois tipos de gráficos, os bitmaps e os vectoriais. Os

bitmaps, ou mapas de bits, são aqueles constituídos por pixels nos quais é definida uma

determinada cor. O que acontece então é que a informação nestes gráficos é guardada

individualmente para cada pixel (coordenada e cor de cada pixel), ora isto manifesta

logo uma dependência com o tamanho e resolução, e portanto conduz a uma perda de

qualidade ao serem feitas alterações sucessivas à imagem, como é o caso de uma

animação por exemplo. Os gráficos vectoriais são ligeiramente diferentes, neste caso a

imagem é representada por vectores (linhas) que possuem algumas características, tais

como cor, espessura, etc. Este gráficos não são dependentes do tamanho ou resolução e

portanto nunca perdem a sua qualidade, para qualquer tamanho. Normalmente são

utilizados em logótipos ou imagens mais simples, porém têm também a capacidade de

criação de imagens bastante complexas. Em suma, cada tipo de gráfico tem a sua

aplicação e como tal nenhum substitui o outro [47].

O Flash proporciona a criação de interfaces gráficos de elevada qualidade e

fiabilidade, aliada a estas características surge também a possibilidade de comunicação

com o exterior, como tal, adapta-se perfeitamente a este projecto. Neste caso em

concreto a sua utilização está presente em toda a configuração, monitorização e

actuação no sistema de domótica. Falar de Flash implica também falar de uma

interacção baseada em botões e Movie Clips, os quais são fundamentais na aplicação

desenvolvida.

A versão utilizada é a Macromedia Flash Professional versão 8/Actionscript 2.0.

A versão trial do Adobe Flash CS4 Professional/Actionscript 3.0 (versão mais recente)

poderá ser adquirida em http://www.adobe.com/downloads/.

http://www.adobe.com/downloads/

39

3.3.5 XAMPP

O XAMPP é a ferramenta que possibilita, de uma forma bastante simples, a

interacção entre as diferentes tecnologias apresentadas anteriormente, é por assim dizer

o “coordenador” do Web Server. Dadas as dificuldades que existem em configurar um

servidor Web “Apache” com suporte para funcionalidades tais como o PHP e MySQL,

esta ferramenta veio simplificar essa árdua tarefa. O XAMPP encontra-se integrado no

projecto “Apache Friends”, um projecto sem fins lucrativos iniciado em 2002 por Kai

Oswald Seidler e Kay Vogelgesang. No fundo, o objectivo é promover o servidor Web

“Apache” tornando a sua configuração bastante mais simples em diferentes sistemas

operativos [49].

A ferramenta XAMPP instala automaticamente o “Apache Web Server”, PHP e

MySQL. O Perl será uma extensão ao pacote XAMPP base. São instaladas ainda

diversas aplicações, das quais é de salientar o phpMyAdmin que se mostrou bastante

útil no teste e criação da base de dados deste projecto, que permite facilmente a

manipulação de qualquer base de dados MySQL [49].

O sistema operativo utilizado foi o Windows XP e portanto para integrar quer

todo o processo de instalação do XAMPP quer a posterior colocação de todos os

ficheiros necessários no servidor, foi criado um ficheiro de instalação (installshield).

Com base neste ficheiro o utilizador terá apenas de especificar a localização para o

directório que suportará todo o sistema. Todo este processo de instalação, bem como

alguns pontos específicos de configuração extra, nomeadamente instalação de drivers,

encontram-se descritos no manual, presente em anexo. A versão do XAMPP utilizada

foi a 1.6.7. Esta ferramenta poderá ser adquirida gratuitamente em

http://www.apachefriends.org/en/xampp.html.

No site indicado encontra-se disponível o XAMPP (versão completa) e o XAMPP

lite. Por experiência própria é aconselhada a instalação da versão completa, tendo

surgido alguns problemas com a versão lite, nomeadamente no uso de Triggers e

referências.

http://www.apachefriends.org/en/xampp.html

40

3.4 Arquitectura

Fig. 25 Arquitectura geral do sistema de domótica

A Fig. 25 ilustra a arquitectura geral do sistema. (a) Rede de PLCs responsável

pelo controlo dos diversos dispositivos espalhados pela casa. (b) Subsistema para

controlo específico de dispositivos IR.

O objectivo deste trabalho como já foi dito é controlar o sistema através de uma

aplicação Flash, contudo é também possível o controlo em paralelo através de botões de

pressão, conectados às entradas dos respectivos PLCs. O acesso remoto ao sistema é

igualmente possível, contudo esta funcionalidade encontra-se ainda um pouco limitada,

uma vez que para já só é possível aceder via ambiente de trabalho remoto.

Capítulo IV

42

4. Autómatos Programáveis

4.1 Introdução

A actuação nos diversos dispositivos existentes no sistema, à excepção dos

dispositivos controlados por IR, é feita por intermédio de autómatos programáveis,

utilizados normalmente em ambientes industriais, os PLCs. Nesta secção serão

apresentadas as principais características dos autómatos usados, indicando também as

principais vantagens do uso desta tecnologia e o porquê do seu uso em ambientes

residenciais.

O PLC começou a ser desenvolvido em 1968, tendo sido pela primeira vez

aplicado na indústria em 1969. Este dispositivo foi criado no sentido de substituir os

sistemas automáticos existentes na indústria automóvel e desde então tem vindo a

adquirir cada vez mais funcionalidades. Actualmente é utilizado em diversos sectores da

indústria e não só no ramo automóvel [50].

O controlo baseado em autómatos programáveis apresenta diversas vantagens em

relação a outros tipos de controlo. Estes dispositivos são especialmente desenvolvidos

para serem utilizados em terreno “hostil” para os dispositivos eléctricos, como é o caso

de ambientes húmidos, ruidosos, etc., daí estarem “enraizados” em praticamente todos

os sectores da indústria. São dispositivos fáceis de programar, pois usam uma

linguagem muito acessível, linguagem de contactos ou Ladder. A sua estrutura modular

simplifica bastante a adição de novos módulos e portanto novas funcionalidades. A

distribuição de entradas/saídas já embutidas no dispositivo torna a instalação mais

simples. Existem também algumas desvantagens, como é lógico. Apesar de ser um

dispositivo simples de instalar e programar, requer sempre mão-de-obra qualificada,

especialmente na detecção de erros, que por vezes se pode tornar complicada. Apesar de

já existirem interfaces gráficos HMI (Human-Machine Interface), o interface utilizador-

PLC é bastante inferior a um interface utilizador-PC por exemplo, o que poderá ser

relevante, como é o caso deste projecto [54].

Face portanto ao elevado desempenho que o PLC tem comprovado em ambientes

industriais é seguramente uma tecnologia aplicável num sistema de automação

residencial, surgindo assim associado a um interface via PC.

O sistema presente neste projecto é constituído por PLCs da Unitronics. O PLC

principal é o VISION 280 e todos os restantes são os M90. Estes foram os autómatos

43

fornecidos para o desenvolvimento do projecto, contudo dada a estrutura modular do

software, é possível usar qualquer tipo de hardware, desde que sejam feitas as devidas

alterações ao nível do PHP, nomeadamente nos scripts de comunicação.

4.2 Autómatos do Sistema

4.2.1 VISION 280

Características Principais [52]

o Suporte até 171 I/Os (Inputs/Outputs) através de

módulos de expansão ou de acoplamento directo

o Tipos de Inputs: Digital e Analógico

o Tipos de Outputs: Digital, Analógico e Relé

o Memória de Código Ladder: 1000 k

o Memória de dados: 120 k (RAM) e 192 k (Flash)

o Interface gráfico HMI Táctil

o Comunicações: RS-232/RS-485, Ethernet (módulo

opcional), suporte para GSM/SMS (Short Message

Service), MODBUS, CANbus e acesso remoto via

GPRS, GSM, CDMA (Code Division Multiple Access)

ou modem

o Montagem em painel

Algumas das funcionalidades deste PLC não foram usadas, nomeadamente o

interface táctil HMI, uma vez que todo o interface gráfico é baseado em Flash, e

portanto é feito através do PC.

Este PLC é a “cabeça” do sistema, por assim dizer, uma vez que será o

responsável pela comunicação entre o software de controlo e todo o sistema, bem como

44

pelo encaminhamento de informação e monitorização da rede CAN composta pelos

M90. Este PLC poderá também ter dispositivos a ele conectados.

O PC comunica com o VISION via Ethernet através do protocolo TCP/IP

(Transmission Control Protocol/Internet Protocol), desta forma é possível

controlar/monitorizar qualquer dispositivo conectado não só ao VISION mas também a

qualquer M90. No fundo sempre que se pretende actuar num determinado dispositivo,

na realidade está a fazer-se o SET („1‟) / RESET („0‟) num determinado bit de memória

do PLC. Caso esse bit esteja associado ao VISION, este será modificado imediatamente,

caso contrário, se estiver associado a um M90, será encaminhada uma ordem de

actuação via CAN para o bit de memória no M90 respectivo. O processo de leitura

(READ) é semelhante, neste caso existirá um pedido de leitura de um determinado bit.

Este encaminhamento de informação, quer para escrita ou leitura, foi uma solução

desenvolvida por Marco Teixeira num projecto de estágio na SAR. Com base nesta

solução, ao nível da aplicação de controlo a única preocupação a ter será saber quais os

bits associados aos respectivos dispositivos, e portanto todo o processo de

controlo/monitorização passará pelo SET/RESET/READ de bits de memória definidos

no PLC VISION 280.

4.2.2 M90

Características Principais [53]

o Suporte até 38 I/Os através de acoplamento directo

o Tipos de Inputs (acoplamento directo): Digital e

Analógico

o Tipos de Outputs (acoplamento directo): Digital e Relé

o Suporte até 96 I/Os através de módulos de expansão

o Tipos de Inputs (módulos de expansão): Digital e

Analógico

45

o Tipos de Outputs (módulos de expansão): Digital

o Memória de Código Ladder: 24 – 36 k

o Memória de dados: 1 k

o Interface HMI LCD 16x2

o Comunicações: RS-232/RS-485, suporte para

GSM/SMS, MODBUS e CANbus e acesso remoto via

GPRS, GSM, CDMA ou modem

o Montagem em calha DIN ou painel

O M90 é o PLC responsável pela conexão da maior parte dos dispositivos

existentes no sistema. O objectivo é conectar diversos M90 através de uma rede CAN,

de forma a controlar os diversos dispositivos espalhados pela habitação. Os M90

poderão comunicar entre si e também com o VISION 280, formando assim parte do

sistema de domótica. Com base nesta rede CAN é possível conectar até 63 PLCs, um

número perfeitamente aceitável.

Os diversos PLCs, tanto os M90 como o VISION, estarão dotados de

“inteligência” local, isto é, cada um deles terá o Ladder respectivo para o controlo local

(através de botões de pressão/sensores) dos diversos dispositivos, contudo, uma vez que

este sistema não foi implementado numa habitação real, será feito um case study no

qual será simulada a interacção/monitorização de todo o sistema através da manipulação

de bits de memória do VISION 280, não existindo portanto a ligação física da rede

CAN. Neste case study será apresentada toda a estrutura a nível de Ladder e

posteriormente será explicado todo o processo a nível de software, para o controlo

genérico de dispositivos.

4.3 Comunicação via Ethernet

A aplicação de controlo, como já foi dito anteriormente, actua sobre bits de

memória do PLC, seja para escrita (SET/RESET) ou leitura (READ). Para se proceder a

essa manipulação de bits será necessário saber quais os comandos a enviar ao PLC, no

sentido de efectuar a acção pretendida. Tendo em conta que a comunicação será feita

via Ethernet, será também necessário saber quais os parâmetros necessários para esse

tipo de comunicação.

46

O VISION permite dois tipos de formato para a troca de informação com o PC, o

formato ASCII e o BINÁRIO. Neste caso foi utilizado o formato ASCII uma vez que o

comando será sempre no sentido de actuar (SB – Set Memory Bits a „0‟ ou „1‟) e ler (RB

– Read Memory Bits) Memory Bits (MB). Se fosse necessário ler diferentes tipos de

memória no mesmo pedido, por exemplo RB e RE (Read Inputs) era imperativo o uso

do formato BINÁRIO.

4.3.1 Formato ASCII

O formato genérico das tramas PCVISION é o seguinte:

<STX> <UnitID> <CommandCode> <CommandParameters> <CheckSum> <ETX>

<STX> Início da transmissão („/‟ – ASCII 47);

<UnitID> Identificação do VISION (definido como 01) (2 caracteres);

<CommandCode> Tipo de acesso (SB ou RB, por exemplo);

<CommandParameters> Endereço inicial (4 caracteres) + SET/RESET de

todos os bits a actuar („0‟ ou „1‟) / Número de bits a ler;

<CheckSum> Verificação da integridade do conteúdo da trama (CRC) (2

caracteres), o cálculo do CRC é indicado em 4.3.2;

<ETX> Fim da transmissão („CR‟ (Carriage Return) – ASCII 13).

O formato genérico das tramas VISIONPC é o seguinte:

<STX1> <UnitID> <CommandCode> <CommandParameters> <CheckSum> <ETX>

<STX1> Início da transmissão („/A‟);

<UnitID> Identificação do VISION (2 caracteres);

<CommandCode> Tipo de acesso (SB ou RB, por exemplo);

<CommandParameters> Ignorado (caso do SB por exemplo) / Estado

do(s) bit(s) lidos (RB por exemplo);

<CheckSum> CRC enviado pelo PLC;

<ETX> Fim da transmissão („CR‟).

Nota: Os valores introduzidos na criação das tramas a enviar ao PLC terão de

estar representados em hexadecimal (HEX). Por exemplo, se for pretendido actuar no

47

endereço 32 (DEC), o valor a preencher no campo endereço será (0020 (HEX)). É

importante salientar este aspecto para uma correcta percepção de toda a implementação.

Exemplo concreto do SET de um Memory Bit (SB)

PCPLC (Envio) <STX> <UnitID> <CommandCode> <Address> <Length> <Values> <Checksum> <ETX>

„/‟ 01 SB 0000 01 1 CRC „CR‟

PLCPC (Resposta) <STX1> <UnitID> <CommandCode> <Checksum> <ETX>

„/A‟ 01 SB CRC „CR‟

Fig. 26 Exemplo do SET de um Memory Bit

A trama para escrita em Memory Bits é representada por SB.

Como se pode ver, no envio, o campo <CommandParameters> é desdobrado nos

campos <Address>, <Length> e <Values>.

<Address> Endereço Inicial a partir do qual se pretende alterar o valor de

bits de memória. No caso particular deste projecto, apenas interessa actuar

bit a bit, como tal este campo representará o endereço a actuar, 0000 (HEX);

<Length> Número de bits a actuar, neste caso será preenchido com 01

(HEX) pois apenas será actuado 1 bit;

<Values> Valor pretendido (SET – „1‟, RESET – „0‟).

No caso da resposta, a trama enviada pelo PLC poderá ser ignorada, não

contendo portanto informação relevante.

Exemplo concreto da leitura de um Memory Bit (RB)

PCPLC (Envio) <STX> <UnitID> <CommandCode> <Address> <Length> <Checksum> <ETX>

„/‟ 01 RB 0000 05 CRC „CR‟

PLCPC (Resposta) <STX1> <UnitID> <CommandCode> <Values> <Checksum> <ETX>

„/A‟ 01 RB 10101 CRC „CR‟

Fig. 27 Exemplo da leitura de um Memory Bit (RB)

48

A trama para pedido de leitura de Memory bits é representada por RB.

A trama RB é ligeiramente diferente da SB. Neste caso o campo

<CommandParameters> é desdobrado apenas nos campos <Address> e <Length>.

<Address> Neste caso representará o endereço inicial para a leitura de bits,

uma vez que numa só trama será feito o pedido de leitura de vários bits. Este

campo é composto por 4 caracteres, no exemplo 0000 (HEX);

<Length> Indica o número de Memory bits a ler (será definido pelo

utilizador no monitor de sistema). Só se poderá ler um máximo de 256 bits a

cada pedido de leitura e portanto este campo é constituído por 2 caracteres,

no exemplo é feita a leitura de 5 bits (05 (HEX)) a partir do endereço 0000

(HEX).

Em relação à trama de resposta, o único campo importante é o campo <Values>,

sendo ignorados todos os restantes. Neste campo aparecerá o estado dos bits

pretendidos. No exemplo 10101, correspondente ao estado de cada um dos bits desde o

endereço 0000 (HEX) até 0004 (HEX).

4.3.2 Checksum Formato ASCII

O Checksum é obtido através da seguinte expressão:

(1)

Onde representa a soma dos valores ASCII de toda a trama.

No fundo o CRC será o resto da divisão entre e 256, em hexadecimal.

Considerando a trama SB do exemplo anterior: “/01SB0000011” + <CR>.

O CRC é calculado sem o STX („/‟) e ETX („CR‟). O cálculo será feito da

seguinte forma:

ASCII 0 1 S B 0 0 0 0 0 1 1

DEC 48 49 83 66 48 48 48 48 48 49 49

Fig. 28 Exemplo do valor DECIMAL de caracteres ASCII

72 (DEC) = 48 (HEX)

49

O CRC será então 48 (HEX).

A trama SB obtida será “/01SB000001148” + <CR>.

4.3.3 Cabeçalho Ethernet

A comunicação PC-PLC é feita via Ethernet, como tal para que seja possível

comunicar desta forma, é necessário adicionar a cada trama ASCII um cabeçalho

Ethernet, constituído por 6 bytes. O seu formato é o seguinte:

Bytes 0 1 2 3 4 5

LSB MSB Protocol Reserved LSB MSB

Transaction

Identifier ASCII/BINARY (0)

Length of

Transaction

Fig. 29 Constituição do cabeçalho Ethernet

“Transaction Identifier” – Este campo é definido pelo utilizador, neste

caso foi definido o valor 1234 (DEC - Decimal). Os campos LSB (Low

Significant Byte) e MSB (Most Significant Byte) são preenchidos com 210

(DEC) e 4 (DEC), respectivamente;

“Protocol” – Identificação do formato da trama a usar (101 (DEC)

ASCII, 102 (DEC) BINARY);

“Reserved” – Este campo é reservado e como tal deve ser preenchido com

zero;

“Length of Transaction” – Tamanho da trama (bytes) a enviar para o PLC,

incluindo <STX> e <ETX>.

Seguindo o exemplo do SB, apresentado na secção 4.3.1, o cabeçalho Ethernet

seria preenchido da seguinte forma:

“Transaction Identifier” – Definido no projecto como 1234 (DEC): LSB –

210 (DEC), MSB – 4 (DEC);

“Protocol” – Trama no formato ASCII logo a sua identificação será 101

(DEC);

“Reserved” – Campo reservado, preenchido com zero;

50

“Length of Transaction” – A trama a enviar é a seguinte:

“/01SB000001148”+<CR>, o que dá um total de 15 caracteres (0000 1111

(BIN)), logo LSB – 15 (DEC), MSB – 0 (DEC).

Preenchendo os respectivos campos o cabeçalho ficará da seguinte forma:

BIN 1101 0010 0000 0100 0110 0101 0000 0000 0000 1111 0000 0000

DEC 210 4 101 0 15 0

LSB MSB Protocol Reserved LSB MSB

Transaction

Identifier ASCII/BINARY (0)

Length of

Transaction

Fig. 30 Cabeçalho Ethernet correspondente à trama em exemplo

4.3.4 Trama Final

Concluídos todos os passos, a trama final estará pronta a ser enviada para o

VISION via Ethernet, faltando apenas identificar o IP e a Porta para a comunicação.

Seguindo mais uma vez o exemplo do SB, a trama final será a seguinte:

DEC ASCII

210 4 101 0 15 0 / 0 1 S B 0 0 0 0 0 1 1 4 8 CR

Cabeçalho Ethernet <STX> <UnitID> <CC> <Address> <Length> <Value> CRC CR

Fig. 31 Apresentação final para a trama em exemplo

4.3.5 Implementação em PHP

A comunicação PCPLC é executada a partir do servidor, como tal a sua

implementação é feita em PHP. Para a criação e envio das tramas foram definidas três

funções, “gera_escritaMB”, “gera_leituraMB” e “envia_comando_plc”. Estas

funções estão presentes nos scripts PHP de envio e monitorização. Os scripts serão

apresentados no capítulo 6, nesta secção será apresentada apenas a implementação

destas funções de comunicação com o PLC.

51

gera_escritaMB($endereco,$valor)

Esta função é responsável pela criação da trama para a escrita em Memory Bits

(Set Memory Bits). Recebe como parâmetros o endereço do bit a actuar e o valor dessa

actuação. Retorna uma trama com todos os campos correctamente definidos (cabeçalho

Ethernet + comando completo) e portanto pronta para ser enviada ao PLC via Ethernet.

No fundo esta função traduz os passos anteriormente apresentados para a criação

da trama a enviar para o PLC. Basicamente, a sequência de código é a seguinte:

Fig. 32 Sequência de implementação da função “gera_escritaMB”

<PHP>

<?php

function gera_escritaMB($endereco, $valor) //2 argumentos: endereço do bit a actuar, valor (‘0’ ou ‘1’) {

$init_string=chr(210) . chr(4) . chr(101) . chr(0) . chr(14) . chr(0) . chr(47); //cabeçalho Ethernet + ‘/’

//(campo 4 temporário)

$comando=sprintf("01SB%04X01%01X", $endereco, $valor); //comando a enviar (SB)

$comprimento=strlen($comando) + 4; //ajuste no comprimento, mais 4 bytes à trama actual (‘/’,’CRC’,’CR’)

$init_string[4]=chr($comprimento); //actualizar campo 4 – “LSB do Length of Transaction” $soma=0; //inicializar variável (soma dos valores ASCII da trama)

for ( $i = 0; $i < strlen($comando); $i++)

$soma = $soma + ord($comando[$i]); //resultado da soma dos valores ASCII $checksum=sprintf("%02X", $soma % 256); //cálculo do CRC: $soma MOD 256

return $init_string . $comando . $checksum . chr(13); //devolver trama completa

//(cabeçalho Ethernet + comando completo)

} ?>

52

gera_leituraMB($endereco,$quantidade)

A função “gera_leituraMB” é muito semelhante à “gera_escritaMB”, a diferença

está na criação do comando a enviar, cujos parâmetros serão diferentes, uma vez que se

pretende fazer a leitura de um dado número de Memory Bits. Esta função recebe como

parâmetros o endereço inicial e a quantidade de Memory Bits que se pretende ler (a

partir do endereço inicial, inclusive).

<PHP>

envia_comando_plc($comando)

Esta função é responsável pela comunicação com o PLC, enviando as tramas

criadas e recebendo a resposta do PLC. No caso da trama SB, a resposta do PLC será

ignorada. Esta função recebe como argumento a trama completa criada por uma das

funções anteriores.

A comunicação será estabelecida através de sockets e portanto é necessário definir

o IP e a Porta de comunicação do PLC. A sequência do código é a seguinte:

<?php

function gera_leituraMB($endereco, $quantidade) //2 argumentos: endereço inicial, quantidade de endereços a

//monitorizar (a partir do endereço inicial) { $init_string = chr(210) . chr(4) . chr(101) . chr(0) . chr(14) . chr(0) . chr(47); $comando =sprintf("01RB%04X%02X", $endereco, $quantidade); //comando a enviar (RB) $comprimento=strlen($comando) + 4; $init_string[4]=chr($comprimento); $soma=0; for ( $i = 0; $i < strlen($comando); $i++) $soma = $soma + ord($comando[$i]); $checksum=sprintf("%02X", $soma % 256);

return $init_string . $comando . $checksum . chr(13); } ?>

53

Fig. 33 Sequência de implementação da comunicação com o PLC

<PHP>

<?php

function envia_comando_plc($trama) //1 argumento: trama a enviar (cabeçalho Ethernet + comando)

{ $IP="192.168.0.112"; //ip associado ao PLC $port="502"; //porta associada ao PLC $resposta=""; //trama enviada pelo PLC

$fp = fsockopen($IP, $port, $errno); //abrir socket para conexão ao PLC

if ($fp) { fputs($fp, $trama); //enviar informação do { $characters = fgetc($fp); $resposta = $resposta . $characters; //guardar trama enviada pelo PLC

} while($characters != chr(13)); //esperar pela recepção de todos os caracteres

//(final da trama <CR>)

}

return $resposta; //devolver resposta do PLC } ?>

54

4.4 Ladder (Case Study)

A comunicação implementada em PHP não servirá de nada se à partida não

estiverem definidos os bits de memória nos quais se pretende actuar, aos quais estarão

associados os diferentes dispositivos (dispositivos não IR).

Para que seja possível mostrar o funcionamento do sistema, foi criado um

diagrama de escada (Ladder) para o controlo de alguns dispositivos, nomeadamente

lâmpadas, estores e tomadas. O controlo poderá ser feito localmente através de botões

de pressão conectados às entradas do VISION 280 (simulação com as teclas do painel

deste PLC) e através da aplicação Flash. Este controlo paralelo é possível porque

quando se pretende actuar num determinado dispositivo não se está a actuar

directamente no endereço físico associado a esse dispositivo, mas sim num MB

(Memory Bit) intermédio. Esse MB será o responsável pelo SET/RESET no endereço

físico respectivo. Poderá então distinguir-se dois tipos de endereços, o endereço de

memória (MB) e o endereço físico. A análise da Fig. 34 ajuda a clarificar esta ideia de

controlo paralelo. Como se pode verificar o botão de pressão (SB 41 – botão 1 no painel

do PLC) actua no MB 0 (SET (S)/RESET (R)) que por sua vez actuará na saída do PLC,

neste caso O 0. A figura ilustra a actuação na(s) lâmpada(s) conectada(s) à saída 0 do

VISION.

Fig. 34 Princípio de actuação do sistema

55

Todo o Ladder foi desenvolvido através do software da Unitronics, o “VisiLogic

Ladder & HMI” que poderá ser obtido gratuitamente em

http://www.unitronics.com/Content.aspx?page=Downloads&CatId=4.

O Ladder desenvolvido encontra-se disponível em anexo, como tal, nesta secção

serão apresentados apenas alguns pontos relevantes, nomeadamente a configuração da

comunicação via Ethernet e o controlo de estores.

4.4.1 Configuração Ethernet

A comunicação PCPLC via Ethernet só será possível após uma determinada

configuração através de Ladder. Esta configuração assemelha-se à configuração master-

slave de um sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), no qual o PC

representa o master e o PLC o slave. Para tal será necessário adicionar alguns blocos na

rotina principal:

“PLC NAME” – Identificador do PLC

“TCP/IP CARD INIT” – IP associado ao PLC

“MODBUS IP CONFIG” – configuração do modo MODBUS/IP:

Encapsulamento dos dados em frames TCP/IP para que seja possível a

transmissão via Ethernet

“Ethernet Card Initialized”, “Ethernet Socket 2 Connected” e “MODBUS IP”

– activação da comunicação PCPLC

A Fig. 35 ilustra todos estes blocos responsáveis pela comunicação via Ethernet

através de MODBUS/IP.

http://www.unitronics.com/Content.aspx?page=Downloads&CatId=4

56

Fig. 35 Configuração da comunicação via Ethernet

4.4.2 Controlo de Estores

O controlo de estores é ligeiramente diferente do controlo dos restantes

dispositivos ON/OFF (ilustrado na Fig. 34), uma vez que no estore serão necessárias

duas saídas físicas (subir e descer estore). Os estores são controlados localmente por

dois botões de pressão, subir estore e descer estore. Na Fig. 36 é possível ver o exemplo

do controlo de subida do estore (O 3), o mesmo acontece para a descida, porém em

saídas (O 4) e MB diferentes (MB 4).

Fig. 36 Actuação de estores

57

No desenvolvimento do Ladder para o controlo deste tipo de dispositivos foram

levados em conta alguns critérios, nomeadamente a impossibilidade de premir o botão

de descida enquanto o estore estiver a subir e vice-versa. Foi também introduzido um

timer (TD 0 na figura) cujo objectivo será fazer o RESET da saída activa (subir/descer

estore) ao fim de X tempo, isto para que o estore esteja sempre no chamado estado de

“repouso”. Este tempo representa o tempo que o estore demora a abrir/fechar totalmente

a partir do estado de “repouso”, encontra-se definido em 1 minuto para efeitos de teste.

Na Fig. 36 é possível verificar a aplicação destes critérios.

O case study apresentado neste projecto apresenta apenas o controlo de 2

lâmpadas (saídas independentes), 1 tomada e 1 estore. No capítulo 7, com a

apresentação do subsistema de controlo de dispositivos por IR, será também adicionada

ao sistema a possibilidade de controlar televisões (exemplo usado).

58

Capítulo V

60

5. Software de Controlo

5.1 Introdução

O software de controlo foi desenvolvido tendo em conta alguns critérios,

nomeadamente a criação de um ambiente gráfico simples, intuitivo e amigável para o

utilizador. Para além destes critérios, existiu também uma forte aposta na criação de

uma estrutura modular, no sentido de simplificar qualquer modificação que seja

necessária no código da aplicação. Num eventual trabalho futuro, esta estrutura permite

também uma distribuição do trabalho numa equipa, possibilitando assim um

desenvolvimento em paralelo.

Tendo sempre presentes os critérios apresentados e analisando também diversos

tipos de software existente no mercado, surgiu a ideia de criar um software que

permitisse ao utilizador visualizar a planta da sua habitação com a possibilidade de

zoom de compartimentos e visualização espacial dos dispositivos, possibilitando assim

uma interacção mais atractiva e selectiva. O mecanismo de configuração não foi

deixado de parte, tendo sido criada uma área de configuração na qual o utilizador

poderá de uma forma simples configurar a sua habitação, desde a simples introdução

da(s) planta(s), posicionamento dos compartimentos e dispositivos dentro dos

compartimentos, configuração de dispositivos IR, etc. Na Fig. 37 é possível ver de uma

maneira geral o aspecto gráfico desta aplicação de controlo.

Fig. 37 Layout do software de controlo

61

5.2 Estrutura da Aplicação

A aplicação de controlo é composta por sete módulos. O “acesso”, “intro”,

“menu”, “configuracao”, “sistema”, “hardware” e “monitor”. Todos estes módulos

foram desenvolvidos em Flash e portanto têm a extensão .swf (Shockwave Flash File).

O módulo “monitor” é um módulo auxiliar executado no arranque da aplicação, foi

criado para possibilitar a monitorização do estado dos diversos dispositivos conectados

ao PLC, não estando directamente associado à interacção com o utilizador.

A interacção com a aplicação de controlo apresenta uma sequência lógica, a qual

se encontra ilustrada no diagrama da Fig. 38. Duma maneira geral, esta sequência

traduz-se da seguinte forma: o acesso ao sistema é condicionado por um pedido de login

e password, parâmetros esses que deverão ser introduzidos no primeiro acesso. Uma

vez feito o login, o utilizador será brindado com uma breve animação, a qual poderá ser

ignorada. O menu principal aparecerá, e o utilizador terá então ao seu dispor várias

opções através de três módulos distintos: configuração do sistema, alteração de dados

pessoais (“configuracao.swf”), controlo de dispositivos (“sistema.swf”) e gestão de

hardware (“hardware.swf”). Todos estes módulos, assim como o módulo de

monitorização (paralelo ao interface de controlo), serão apresentados em maior

pormenor no capítulo 6.

Fig. 38 Diagrama de interacção com a aplicação de controlo

No fundo esta sequência pode ser traduzida em Acesso, Configuração, Interacção

e intrinsecamente em Monitorização.

62

5.3 Base de dados

Um sistema de controlo e monitorização necessita inevitavelmente de armazenar

os seus dados. Ora este sistema não é excepção.

O armazenamento de dados, como já foi dito anteriormente, encontra-se a cargo

de uma base de dados baseada em MySQL. Esta base de dados deverá acolher

informação de diferentes tipos, a qual poderá ser subdividida da seguinte forma:

Informação relativa ao utilizador: login, password e dados pessoais

ao piso: nome e identificação da imagem associada

aos compartimentos: piso em que se encontra, nome, localização na área

de trabalho (x,y), orientação vertical ou horizontal e a área associada ao

quadrado delineado ((xi,yi),(xf,yf))

aos dispositivos: piso e compartimento onde se encontra, tipo de

dispositivo, endereço físico e de memória associado, clip correspondente

(relevante à sua identificação na aplicação) e localização na área do

compartimento (x,y)

aos estores (caso pontual): endereços físicos e de memória (subida e

descida) e todos os restantes dados relativos aos dispositivos

aos dispositivos IR: toda a informação relativa aos dispositivos à excepção

dos endereços físico e de memória (campos “NULL”), endereço do

módulo de emissão IR respectivo, tempos da portadora a ON e a OFF e o

nome (relevante à sua configuração na aplicação)

às tramas IR: identificação do dispositivo IR associado, nome do

comando, pulsos a ON e tempos a OFF (específico da aquisição)

à monitorização do sistema: identificação e estado dos dispositivos

(“LIGADO” ou “DESLIGADO”), identificação do(s) dispositivo(s)

activado(s) recentemente (para minimizar o tráfego de informação por

parte da aplicação)

à comunicação com o módulo de aquisição IR: identificação da porta

COM associada

A base de dados criada, “domotica”, apresenta dez tabelas. Na Fig. 39 encontra-se

representado o esquema de dependências entre tabelas bem como os seus atributos.

63

pisos

piso

ficheiro_img

compartimentos

id_comp

piso

nome_comp

posX

posY

angulo

Xi

Xf

Yi

Yf

utilizadores

id_users

login

password

nome

sobrenome

maildispositivos

id

piso

tipo

compartimento

endereco_fis

endereco_mem

clip

x

y

estores

id

endereco_fis_subida

endereco_fis_descida

endereco_mem_subida

endereco_mem_descida

monitor

id

estado

alteracoes

id_temp

estado_tempdispositivos_IR

nome

id

portadora_on

portadora_off

endereco

trama_IR

id_trama

nome

comando

pulsos_on

tempo_off

porta_com

id_porta

porta

Trig

ge

r

De

pe

nd

en

te d

e

Fig. 39 Base de dados do sistema

A dependência entre tabelas foi usada para que fosse possível criar um processo

de eliminação em cascata, isto é, ao existir esta dependência sempre que for eliminado

um dispositivo (“id” 0 na tabela “dispositivos”, por exemplo) será desencadeado um

processo de eliminação deste elemento em todas as tabelas associadas por este “id”. No

caso de ser eliminado um piso, todos os compartimentos e dispositivos existentes nesse

piso serão eliminados. A grande vantagem deste processo é a simplificação dos scripts

PHP para manipulação da base de dados.

As tabelas “utilizadores” e “porta_com” são tabelas sem dependências. São usadas

para armazenar os dados dos utilizadores e a identificação da porta COM associada à

comunicação, respectivamente. O facto de ser eliminado um elemento na tabela

“utilizadores” não afectará de forma alguma os restantes dados, a informação aqui

contida diz respeito apenas a esta tabela. A tabela “porta_com”, por sua vez terá apenas

64

uma linha de dados, a qual nunca será eliminada sendo apenas actualizada, não

afectando também o restante conteúdo da base de dados.

5.3.1 Implementação

A base de dados foi criada através da ferramenta phpMyAdmin, simplificando

bastante todo o processo de criação, que de outra forma teria de ser feito em ambiente

DOS (Disk Operating System). A título de exemplo, a criação da tabela “utilizadores”

foi implementada da seguinte forma:

<MySQL>

5.3.2 Trigger

A aplicação de controlo permite a monitorização do estado de cada dispositivo,

ora para que isto seja possível será necessário um acesso à base de dados com alguma

frequência. Dada esta situação a aplicação teria de aceder constantemente à tabela que

contém o estado de todos os dispositivos (tabela “monitor”) e ler o estado dos

dispositivos de um determinado compartimento. Dependendo da quantidade de

dispositivos este processo pode tornar-se mais ou menos moroso, para além disso

muitos dos dispositivos poderão ter o seu estado inalterado durante bastante tempo

(caso das tomadas, por exemplo), ou seja, muitas vezes iria estar a ser lida informação

irrelevante. Para resolver este problema foi usada uma tabela que armazena apenas o

estado dos dispositivos que foram manipulados recentemente, a tabela “alteracoes” e

portanto apenas será lida a informação dos dispositivos presentes nessa tabela.

CREATE TABLE utilizadores #criação da tabela “utilizadores”

( id_users SMALLINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, #campo

#“id_users”, tamanho 16 bits, unsigned não nulo #auto-incrementado a cada inserção

login CHAR(20) NOT NULL, #campo “login” máx. 20 caracteres, não nulo

password CHAR(20) NOT NULL, #campo “password” máx. 20 caracteres, não nulo nome CHAR(20) NOT NULL, #campo “nome” máx. 20 caracteres, não nulo sobrenome CHAR(20) NOT NULL, #campo “sobrenome” máx. 20 caracteres, não nulo mail CHAR(30) NOT NULL, #campo “mail” máx. 20 caracteres, não nulo PRIMARY KEY (id_users) #identificação da chave primária “id_users”

)TYPE=InnoDB; #tabela do tipo “InnoDB”

65

A tabela “alteracoes” será preenchida a cada actualização no estado dos

dispositivos da tabela “monitor”, ou seja, sempre que um dispositivo transite de

“LIGADO” para “DESLIGADO” ou vice-versa. A tabela irá conter o “id” e o novo

estado desse dispositivo. Esta acção é executada automaticamente através do chamado

Trigger. A implementação em MySQL de um Trigger que satisfaça estas condições é

feita da seguinte forma:

<MySQL>

Todo o código de implementação da base de dados está disponível em anexo.

CREATE TRIGGER modificou #criação do trigger denominado “modificou”

AFTER UPDATE ON monitor #”disparar” trigger após a actualização do “estado” na tabela “monitor”

FOR EACH ROW #executar trigger para alterações

#verificadas em cada um das linhas

INSERT INTO alteracoes VALUES(OLD.id,NEW.estado); #acção: inserir o id e o novo valor

#de estado na tabela “alteracoes”

66

5.4 Princípios de Interacção

A implementação da aplicação de controlo baseia-se essencialmente em

Flash/Actionscript, sendo que a linguagem PHP representa basicamente uma forma de

contacto com o exterior, seja com a base de dados seja com os dispositivos. Por esta

razão, esta implementação será abordada em duas fases, numa primeira fase uma

introdução à comunicação FlashPHP e numa segunda fase a implementação de

cada um dos pontos fulcrais do sistema: Acesso, Configuração, Interacção e

Monitorização. Para que seja possível obter uma melhor percepção será sempre

apresentado o algoritmo e principais funções e scripts associados (Actionscript + PHP).

Em termos de funções em Actionscript, é de salientar o facto de poderem ser

distinguidos dois tipos, as funções desencadeadas pelo “click” em botões/Movie Clips

(locais) e as funções globais.

O código de implementação encontra-se disponível na íntegra em anexo.

5.4.1 Comunicação FlashPHP

A comunicação da aplicação Flash com PHP é feita por intermédio da classe

“LoadVars”. Com base na criação de objectos desta classe é possível interagir com o

script PHP de uma forma relativamente simples. O envio é feito pelo método “POST”.

A implementação, duma forma genérica, é feita da seguinte forma:

<Actionscript>

var enviar_dados:LoadVars = new LoadVars(); //criação dos objectos do tipo “LoadVars” para o

//envio e recepção da informação

var receber_dados:LoadVars = new LoadVars(); enviar_dados.<var_flash> = <dados_flash>; // criação da variável <var_flash> para envio de informação

enviar_dados.sendAndLoad("URL do script PHP ",receber_dados,"POST"); //envio da <var_flash>

//para o script PHP respectivo, através do método POST

receber_dados.onLoad = function() { //executada quando for recebida a informação

//enviada pelo PHP

trace(this.<variável enviada pelo script PHP>); //mostra mensagem “ola do

PHP”

}

67

<PHP>

5.4.2 Acesso à Base de Dados

A base de dados é acedida através de scripts PHP invocados pela aplicação Flash.

Estes acessos são baseados nos métodos apresentados anteriormente na comunicação

FlashPHP.

O acesso à base de dados encontra-se condicionado por password, sendo esta

definida pelo utilizador na configuração do Web Server (Ver Manual).

Na implementação do acesso à base de dados podem ser distinguidas quatro ou

três execuções, dependendo se é ou não necessário “passar” variáveis ao script PHP. A

sequência de execuções é a seguinte:

Leitura da(s) variável(eis) enviadas pela aplicação Flash (passagem de

variáveis via “POST”)

<PHP>

<continua>

Leitura do ficheiro que contém a password de acesso à base de dados

(“mysqlrootpasswd.txt”)

<?php $variavel = $_POST['<var_flash>']; //recepção da variável enviada pela aplicação Flash pelo método “POST” … …

<?php $variavel = $_POST['<var_flash>']; //recepção da variável enviada pela aplicação Flash pelo método “POST” /* EXECUÇÃO */ echo ‘&var_php=’ . “ola do PHP”; //envio de dados para a aplicação

Flash //(formato de envio “&<nome_da_var>=<dados>”

?>

68

<anterior>

<continua>

Conexão à base de dados “domotica”

<anterior>

<continua>

Pedidos de acesso para leitura ou escrita

<anterior>

/*acesso para leitura*/ /*exemplo da leitura da tabela “utilizadores”*/ $dados = ''; // Variável responsável por armazenar todos os dados do query

$nLoop = 0; // Variável responsável por armazenar o número total de linhas $qr = mysql_query("SELECT * FROM utilizadores"); //”query”: ler todos os dados de todos os campos

da //tabela utilizadores

while($n = mysql_fetch_array($qr)) { //enquanto existirem dados a ler, executa

$dados .= '&login' . $nLoop . '=' . $n['login']; //armazenar campo “login” da linha

“$n” $dados .= '&pass' . $nLoop . '=' . $n['password']; //armazenar campo “password”

//da linha “$n”

$dados .= '&nome' . $nLoop . '=' . $n['nome']; //armazenar campo “nome” da linha “$n” $dados .= '&sobrenome' . $nLoop . '=' . $n['sobrenome']; //armazenar campo “sobrenome”

//da linha “$n” $dados .= '&mail' . $nLoop . '=' . $n['mail']; //armazenar campo “mail” da linha “$n” $nLoop++; //total de linhas lidas (para posterior informação à aplicação Flash)

} echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //envia dados para a aplicação Flash

mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

mysql_connect("localhost", "root", $pass) or //conexão ao servidor

MySQL

die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); //para efeitos de debug caso não seja possível conectar

//à base de dados

mysql_select_db("domotica"); //selecção da base de dados “domotica”

$fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); //leitura do ficheiro que contém

//a password definida pelo utilizador na configuração do xampp fseek($fp,36) //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password

fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password

fclose($fp);

69

<anterior>

No capítulo seguinte serão apresentados os módulos principais constituintes da

aplicação de controlo. A configuração de dispositivos IR será abordada apenas no

capítulo 7, de maneira a tornar mais fácil a sua percepção dado que nesse capítulo será

feita uma introdução teórica aos infravermelhos.

/*acesso para escrita*/ /*exemplo da introdução de um utilizador na tabela “utilizadores”*/ $qr = mysql_query("INSERT INTO utilizadores ( id_users, login, password, nome, sobrenome, mail ) VALUES ( NULL , '$login', '$pass', '$nome', '$sobrenome', '$mail')"); //registo de novo

//utilizador, dados enviados pelo flash(login,pass,nome,sobrenome,mail)

if(mysql_affected_rows() == 1) { // teste para confirmação de dados introduzidos com sucesso

echo '&sucesso=' . "ok"; //envio de confirmação à aplicação

Flash

} mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

70

Capítulo VI

72

6. Módulos Principais

Este capítulo apresenta os módulos principais que constituem o software de

controlo. Será apresentado o princípio de execução bem como as principais funções e

scripts associados a cada um deles. Para uma melhor percepção, a leitura deste capítulo

poderá ser acompanhada pelo manual presente em anexo, com especial atenção ao

ponto Configuração Da Aplicação “DOMÓTICA”.

6.1 Acesso (“acesso.swf”)

O acesso ao sistema é condicionado pelo pedido de login e password. Estes dados

encontram-se armazenados na tabela “utilizadores”. Na Fig. 40 é possível ver o aspecto

gráfico da janela de introdução de dados para o login no sistema.

Fig. 40 Acesso ao sistema (login)

Princípio de Execução

O primeiro passo na execução do acesso ao sistema será identificar a existência de

utilizadores e portanto será feito um acesso para leitura da tabela utilizadores.

Consoante a existência ou não de utilizadores será executada a janela de login (Fig. 40)

ou de registo, respectivamente. Desta forma sempre que a aplicação é executada pela

primeira vez será sempre executada a janela de registo do utilizador.

73

Os botões associados a cada uma das janelas (login ou registo) invocarão os

scripts PHP para verificação de dados (botão “entrar”) ou registo de utilizadores (botão

“registar”).

Após o login no sistema será executada uma breve animação de introdução

(“intro.swf”), seguida pelo menu principal (“menu.swf”).

A maioria das funções são desencadeadas com base em “clicks” feitos pelo

utilizador, estas funções serão executadas mais frequentemente do que as globais como

se poderá ver no seguimento deste capítulo. Este tipo de funções, designadas locais, são

implementadas genericamente da seguinte forma:

<Actionscript>

O princípio de execução do módulo aqui apresentado poderá ser visualizado

através do fluxograma da Fig. 41. A invocação do script PHP através da aplicação Flash

é representada pelo processo que contém as duas barras verticais. É também de salientar

que no caso dos scripts PHP de acesso à base de dados já está implícita a aquisição da

password e a conexão à base de dados.

Os hexágonos correspondem a execuções iniciadas automaticamente, dentro da

aplicação Flash.

/*botão/Movie Clip */ on(release) { //função executada depois de um click de rato ou pressão de uma tecla

//(neste caso encontra-se associada ao click sobre um //botão/Movie Clip (a mesma funcionalidade que a anterior)

/* EXECUÇÃO DA FUNÇÃO */ } /* ou */ <instância>.onRelease = function() { //função executada depois do botão/Movie Clip ser premido, instância

//corresponde ao nome associado ao botão/Movie Clip, este tipo de //interacção apesar de ser equivalente à anterior, é mais frequente

/* //na interacção de Movie Clips

EXECUÇÃO DA FUNÇÃO */ }

74

Principais Funções Actionscript

o Globais

verificar_users(){}

É iniciada automaticamente no arranque da aplicação “acesso.swf”. Tem como

objectivo a verificação da existência de utilizadores, determinando assim o tipo de

janela a ser executada. Essa verificação é feita através da invocação do script

“listar.php”.

o Locais

Botão entrar on(release){}

Responsável pela entrada no sistema, para esse fim invoca o script “listar.php” de

modo a fazer a verificação dos dados inseridos na janela de login.

Botão registar on(release){}

Responsável pelo registo do primeiro utilizador com acesso ao sistema, para esse

fim invoca o script “salvar_user.php”.

Botão cancelar on(release){}

Sempre que executada permite ao utilizador sair das janelas de login ou registo.

Scripts PHP

“listar.php”

Apresenta duas funcionalidades. A primeira é verificar o número de utilizadores, a

segunda é fazer a leitura dos dados dessa mesma tabela, para que seja possível uma

posterior comparação com os dados introduzidos na janela de login.

“salvar_user.php”

Apresenta duas funcionalidades. A primeira é verificar se o registo introduzido já

se encontra presente na tabela “utilizadores”, a segunda é armazenar os dados enviados

pela aplicação Flash nessa mesma tabela. Neste caso só será usada a segunda

funcionalidade uma vez que a janela de registo só é executada no primeiro acesso à

aplicação e como tal ainda não existem utilizadores no sistema. No caso da

“configuracao.swf” será explorada também a primeira funcionalidade.

75

Início

Existem

utilizadores?

Pedido de login e

password

Leitura da

tabela

utilizadores

Verificação

do login e

password

Fim

Flash/Actionscript

Registo de

novo

utilizador

não

sim

Dados

correctos?

Carregar

intro

(“intro.swf”)

não

Menu do

sistema

(“menu.swf”)

sim

Fig. 41 Acesso ao sistema – Flash/Actionscript

76

6.2 Configuração (“configuracao.swf”)

A configuração do sistema encontra-se subdividida em quatro partes: gestão de

utilizadores, introdução de pisos/compartimentos, introdução de dispositivos e

configuração de dispositivos IR. A configuração de dispositivos IR será apresentada

apenas no capítulo 7 como já foi dito.

6.2.1 Início do Módulo

O módulo de configuração necessita de fazer a leitura de alguns dados no seu

arranque, para verificar a existência dos dados relativos a pisos e compartimentos. Essa

leitura é necessária para um posterior acesso à configuração da planta.

A leitura dos dados é feita por intermédio da função global “ler_info()” a qual

invocará o script “ler_info_pisos.php”. O algoritmo usado na execução deste script

encontra-se representado pelo fluxograma seguinte.

Início

Query para leitura

dos dados de

todos os pisos

existentes

Query para leitura

dos dados de

todos os

compartimentos

existentes

Envio de todos os

dados à aplicação

Flash

“ler_info_pisos.php”

Fim

PHP

Fig. 42 Arranque do módulo de configuração – script PHP

77

6.2.2 Gestão de Utilizadores

A área de gestão de utilizadores permite a modificação dos dados pessoais de

todos os utilizadores existentes no sistema, bem como a criação de novos utilizadores.

Na Fig. 43 é possível ver o aspecto gráfico desta área.

Fig. 43 Gestão de utilizadores


A fim de apurar quais os utilizadores existentes e quais os seus dados, terá de ser

feito um acesso à tabela “utilizadores”, só então será possível iniciar a apresentação dos

utilizadores. Uma vez dentro da área de gestão, consoante a escolha do utilizador serão

invocados os scripts PHP respectivos (alteração, registo ou eliminação de utilizadores).

A eliminação de utilizadores só será possível se existir mais do que um utilizador,

garantindo assim sempre a existência de um administrador. Através da análise do

fluxograma da Fig. 44 poderá visualizar-se melhor toda esta sequência de execuções

consoante as ordens do utilizador.


o Globais

ler_users(login:Array,nome:Array,sobrenome:Array,mail:Array,nr:Array){}

Responsável pela leitura inicial da tabela “utilizadores”, invocando o script

“listar.php”, e pela criação de uma espécie de arquivo de utilizadores, com base nos

dados lidos. Serão adquiridos todos os dados de todos os utilizadores (a password não

78

será recebida pela aplicação Flash). Os dados são armazenados nas variáveis passadas

como argumento.

o Locais

Botão utilizador this.onRelease = function(){}

Associada aos botões de identificação dos utilizadores existentes. Responsável por

apresentar os dados do utilizador respectivo, dados esses, lidos no arranque da área de

gestão de utilizadores. Este “botão” é tratado como um Movie Clip daí a interacção ser

apresentada de forma ligeiramente diferente.

Botão registar on(release){}

Responsável pelo registo de utilizadores, para esse fim invoca o script

“salvar_user.php”.

Botão eliminar on(release){}

Responsável pela eliminação de utilizadores após um pedido de confirmação, para

esse fim invoca o script “remover_user.php”.


Responsável pelo cancelamento de registo/alteração de utilizador, “transportando”

o utilizador para o menu anterior.

Botão actualizar on(release){}

Responsável pela actualização da informação de um determinado utilizador, para

esse fim invoca o script “alterar_user.php”.

79

Início

Botão “alterar

dados”

Leitura dos

dados da

tabela

utilizadores

(excepto

password)

Alterar dados

utilizador?

Alterar dados

(excepto login)

sim

Registar novo

utilizador?não

Update da

tabela

utilizadores

Introduzir dados

para o novo

utilizador

sim

Inserir novo

utilizador na

tabela

utilizadores

Fim

Flash/Actionscript

Nº de

utilizadores

> 1?

não

Eliminar

utilizador?

sim

Remover

utilizador da

tabela

utilizadores

sim

Botão “voltar”

não

não

Janela de

apresentação de

dados de

utilizadores (excepto

password) +

Registo/Eliminação

de utilizadores

Fig. 44 Gestão de utilizadores – Flash/Actionscript

80

Scripts PHP

listar.php

Script usado anteriormente (“acesso.swf”). Neste caso é usada a segunda

funcionalidade, a leitura dos dados, para que seja possível apresentar a informação de

cada utilizador existente.

alterar_user.php

Responsável pela actualização dos dados de um determinado utilizador na tabela

“utilizadores”.

salvar_user.php

Script usado anteriormente (“acesso.swf”). Neste caso será usada a funcionalidade

de verificação de registo existente, seguindo-se a introdução de um novo utilizador na

tabela “utilizadores”.

remover_user.php

Responsável pela eliminação de um determinado utilizador da tabela

“utilizadores".

6.2.3 Introdução de pisos/compartimentos

A área de introdução de pisos/compartimentos é a base do conceito de interacção

da aplicação de controlo. A partir desta área o utilizador poderá introduzir e configurar

todos os pisos e respectivamente todos os compartimentos da habitação, no fundo é a

partir daqui que o sistema começa a ganhar a sua forma. Na figura seguinte é possível

ver o aspecto gráfico desta área.

81

Fig. 45 Introdução/Configuração de pisos/compartimentos


Os dados relativos aos pisos e compartimentos são lidos no arranque deste

módulo, como já foi dito em 6.2.1. Consoante a informação lida, esta área terá

execuções diferentes. Supondo que é o primeiro acesso ao sistema, o utilizador terá de

introduzir todos os pisos e respectivos compartimentos. Cada piso terá um nome e uma

imagem associada, a qual será armazenada no servidor. Em relação aos compartimentos,

estes também terão um nome associado, para além disso será necessário ainda

posicioná-los e delinear a sua área. O posicionamento encontra-se limitado apenas pela

área de trabalho (planta do piso).

A área de configuração envolve uma forte presença de scripts PHP, desde o

upload de imagens e gravação/alteração/remoção de pisos até à

introdução/alteração/remoção de compartimentos. O fluxograma da Fig. 46 ilustra todo

o processo de introdução/configuração existente nesta área.


o Globais

pisos_configurados(){}

Responsável pela execução da apresentação dos pisos existentes no sistema.

Baseado na informação lida no arranque do módulo.

82

inicializar_piso(){}

Responsável pelo carregamento da imagem associada ao piso, bem como de todos

os compartimentos nele existentes. Baseado na informação lida no arranque do módulo.

guardar_piso(old_nomeP:String, piso_nome:String, dir_piso:String,

actualizou:Number){}

Responsável pelo armazenamento/actualização de todos os dados do piso

introduzido. O argumento “old_nomeP” é usado na identificação dos dados antigos

relativos ao piso, presentes na tabela “pisos”, de modo a possibilitar uma actualização

sempre que pretendido. Invoca o script “guardar_pisos.php” para fazer o

armazenamento ou actualização na tabela “pisos”.

func_mouse(nome_comp:String, x_clip:Number, y_clip:Number,

clip_angulo:Number){}

Responsável pela delineação da área do compartimento e posterior

gravação/actualização dos dados relativos ao compartimento. O armazenamento na base

de dados é feito invocando o script “guardar_alterar_comp.php”.

o Locais

- Botões presentes na barra de introdução de pisos

Botão upload on(release){}

Responsável pela selecção da imagem da planta de cada piso para posterior

upload. O upload é feito por intermédio do script “upload.php”.


Responsável pela eliminação do piso respectivo. Após uma confirmação para

eliminação é invocado o script “eliminar_pisos.php”.

Botão configurar on(release){}

Responsável pelo acesso à configuração do piso bem como pelo armazenamento

dos seus dados (nome e imagem). O armazenamento é feito através da execução da

função “guardar_piso”.

83

- Botões presentes na barra de introdução de compartimentos

Botão adicionar on(release){}

Responsável pela introdução do compartimento na área de trabalho.


Responsável pela eliminação de um compartimento previamente seleccionado.

Para esse fim é invocado o script “eliminar_compart.php” (não existe confirmação para

eliminação).

Botão delinear área on(release){}

Responsável pela execução da função “func_mouse” para a delineação da área do

compartimento e armazenamento dos seus dados.

Botão rodar compartimento on(release){}

Responsável pela rotação do compartimento seleccionado de forma a tornar

possível um posicionamento mais adequado na área de trabalho.

- Botão compartimento

this.onPress = function(){}

Responsável pela selecção do compartimento e início do seu arrastamento para

posicionamento.

this.onRelease = function(){}

Responsável pela paragem do arrastamento do compartimento.

84

Início

Botão “configurar

planta”

Preencher campo

“nome” e adicionar

imagem para o

piso respectivo

Upload da

imagem do

piso

Aceder à janela de

configuração do

piso

Eliminar piso?

Inserir compartimentos

no piso (atribuir um

nome, posicionar e

delinear área)

Inserir novo

compartimento?

Botão “voltar”

Inserir dados do

compartimento

na tabela

compartimentos

Eliminar piso na

tabela pisos

Inserir piso

na tabela

pisos (caso

seja um piso

novo)

Eliminar

compartimento?

Seleccionar

compartimento e

eliminá-lo

Eliminar

compartimento

da tabela

compartimentos

Flash/Actionscript

Existem pisos?

não

Iniciar

barra

informativa

de cada

piso

sim

Existem

compartimentos

?

Iniciar

posicionamento

de

compartimentos

existentes

sim

não

sim

não

sim

Editar

compartimento?não

Adicionar piso?

Botão „+‟

sim

não

Seleccionar

compartimento

Editar posição/

área do

compartimento

Actualizar

dados relativos

ao

compartimento

em questão

não

sim

Voltar ao menu

anterior?

não

não

Botão “voltar”

sim

Fim

sim

Fig. 46 Introdução/Configuração de pisos/compartimentos – Flash/Actionscript

85

Scripts PHP

upload.php

Responsável pelo upload no servidor, da imagem da planta do piso seleccionada

pelo utilizador.

guardar_pisos.php

Responsável pelo armazenamento dos dados do piso introduzido. Armazenamento

na tabela “pisos”.

eliminar_pisos.php

Responsável pela eliminação de um determinado piso na tabela “pisos”.

guardar_alterar_comp.php

Responsável pela introdução e actualização dos dados de cada compartimento na

tabela “compartimentos”.

eliminar_compart.php

Responsável pela eliminação de um determinado compartimento na tabela

“compartimentos”.

6.2.4 Introdução de Dispositivos

A área de introdução/configuração de dispositivos permite ao utilizador

configurar todos os dispositivos existentes num determinado compartimento. Nesta área

o utilizador poderá posicionar livremente qualquer dispositivo bem como atribuir o

endereço associado a cada um. Os dispositivos IR são um caso pontual pois para além

do endereço é também necessário introduzir um nome. Na figura seguinte é possível ver

o aspecto gráfico desta área.

86

Fig. 47 Introdução/Configuração de dispositivos


A introdução de dispositivos é feita individualmente para casa piso e

respectivamente para cada um dos compartimentos. O acesso ao piso deverá ser

antecedido de uma verificação a fim de identificar os compartimentos que já se

encontram configurados. Essa informação será adquirida através da leitura da tabela

“dispositivos", associando o piso e os compartimentos existentes.

A leitura da informação dos dispositivos (tipo, posição e clip) será efectuada

localmente para um determinado compartimento sempre que se aceda a esse

compartimento. A cada introdução de dispositivos terão de ser introduzidos os

respectivos endereços físico e de memória, para além do devido posicionamento na área

do compartimento. No caso dos dispositivos IR só será introduzido um endereço,

adicionalmente será também necessário associar um nome único ao dispositivo, para

posterior configuração.

Os scripts PHP envolvidos são essencialmente usados na manipulação dos

dispositivos (gravação/eliminação/actualização/leitura) à excepção do script que faz a

leitura de compartimentos já configurados. O fluxograma da Fig. 48 ilustra todo este

processo de introdução/configuração de dispositivos.

87


o Globais

listar_pisos_pos(){}

Responsável pela listagem dos pisos inseridos. Baseado na informação lida no

arranque do módulo.

manipular_imagem(destino:MovieClip, imagem:String, filtro:Boolean){}

Responsável por aplicar/remover o efeito de desfocagem à imagem da planta

(efeito blur). Usado na execução do zoom de compartimentos. Funciona em conjunto

com a função “isolar”.

ler_bd(piso:String, compartimento:String, tipo:Array, X:Array, Y:Array,

nr:Array, clip:Array){}

Responsável pela leitura da informação dos dispositivos existentes num

determinado compartimento. Os dados relevantes são armazenados nas variáveis

passadas como argumento, à excepção das variáveis “piso” e “compartimento” que são

determinantes na selecção do compartimento em questão.

disp_lidos(){}

Responsável pela apresentação, na área do compartimento, de todos os

dispositivos existentes. Funciona em conjunto com a função “isolar”.

f_compartimento(clips:Number,piso:Number){}

Responsável por adicionar à área de trabalho todos os compartimentos existentes.

Funciona em conjunto com a função “isolar”.

isolar(destino:MovieClip, mascara:MovieClip, imagem, Xinicial:Number,

Yinicial:Number, ampliar:Number, centro_x:Number, centro_y:Number,

zoom_in:Number){}

Responsável por todos os passos de execução do zoom in/out de compartimentos,

executando diversas funções auxiliares. Desde manipulação da imagem (função

“manipular_imagem”), isolamento do compartimento, apresentação dos dispositivos

(função “disp_lidos”) e todo o processo inverso (zoom out) até ao estado de

apresentação inicial dos compartimentos (função “f_compartimento”).

88

o Locais

Botão piso on(release){}

Responsável pelo carregamento de todos os dados associados aos seus

compartimentos, incluindo a verificação dos compartimentos que já contêm

dispositivos, invocando o script “ler_comp.php”.

Botão adicionar on(release){}

Responsável pela introdução do dispositivo seleccionado na área do

compartimento.

- Botão dispositivo (Semelhante à função do botão compartimento – 6.2.3)

this.onPress = function(){}

Responsável pela selecção do dispositivo e início do seu arrastamento para

posicionamento.

this.onRelease = function(){}

Responsável pela paragem do arrastamento do dispositivo.

Botão compartimento on(release){}

Responsável pela execução da função “isolar” de maneira a iniciar o zoom in do

compartimento.

Botão zoom out on(release){}

Responsável pela execução da função “isolar” de maneira a iniciar o zoom out,

conduzindo o utilizador à planta principal.

Botão gravar on(release){}

Responsável pela confirmação dos parâmetros introduzidos para o dispositivo e

posterior invocação do script “guardar_disp.php” para gravação dos seus dados. Os

dados de posicionamento serão temporariamente armazenados como “NULL”.


Responsável pelo cancelamento da introdução de parâmetros do dispositivo e

consequente eliminação desse dispositivo da área de trabalho.

89

Botão confirmar on(release){}

Responsável pela invocação do script “modificar_disp.php” a fim de guardar a

posição final de todos os dispositivos existentes no compartimento.


Responsável pela eliminação do dispositivo seleccionado, invocando assim o

script “eliminar_disp.php”.

Botão piso rodapé on(release){}

Responsável pelo alternar entre pisos durante a introdução de dispositivos.

Início

Botão

“posicionamento”

Existem pisos?

Executar

mensagem

de erro

não

Iniciar janela

de

apresentação

de pisos

Voltar ao menu

anterior

Seleccionar piso

Existem

compartimentos

?

Iniciar

apresentação

da planta do

piso

sim

não

Verificar quais

os

compartimentos

já com

dispositivos

configurados

sim

Iniciar

apresentação da

planta do piso +

compartimentos

(com/sem

dispositivos)

Aceder ao

compartimento

pretendido

Existem

dispositivos?

Verificar

existência de

dispositivos

Iniciar animação de

zoom do

compartimento

apresentando os

dispositivos e barra

de introdução de

novos dispositivos

sim

Iniciar animação de

zoom do

compartimento e

barra de introdução

de novos

dispositivos

não

Introduzir

dispositivos?

Seleccionar

dispositivo da

barra lateral de

dispositivos

sim

Posicionar e

introduzir dados

do dispositivo

Iniciar quadro

de introdução

de

parâmetros

Iniciar

animação de

zoom out

Guardar

dados do

dispositivo na

tabela

respectiva

Eliminar

dispositivos?não

Confirmar

alterações

Seleccionar

dispositivo e

premir „X‟

sim

Eliminar

dispositivo da

tabela

dispositivos

Mudar de

piso?

Fim

Seleccionar piso

no rodapé

sim

Sair da introdução

de dispositivos

Dispositivos

introduzidos/

modificados?

não

sim

Voltar à planta do

pisonão

não

Actualizar

informação

de todos os

dispositivos

Flash/Actionscript

Fig. 48 Introdução/Configuração de dispositivos – Flash/Actionscript

90

Scripts PHP

ler_comp.php

Responsável pela leitura dos compartimentos presentes na tabela “dispositivos”,

para que seja possível identificar os compartimentos que contêm dispositivos.

ler_disp.php

Este script apresenta duas funcionalidades. A primeira é a leitura de todos os

dados relativos aos dispositivos existentes num determinado piso e respectivo

compartimento, incluindo o seu estado. A segunda é a identificação do tipo de

dispositivos existentes, funcionalidade que será explorada no módulo “sistema.swf”.

guardar_disp.php

Responsável pelo armazenamento dos dados do dispositivo na tabela respectiva,

uma vez que será tido em conta o tipo de dispositivo, já que os estores e dispositivos IR,

dadas as suas características, para além da tabela “dispositivos” encontram-se

armazenados também na tabela “estores” e “dispositivos_IR”, respectivamente. Os

Campos de posição, x e y (tabela “dispositivos”), nesta fase serão preenchidos com

“NULL”.

modificar_disp.php

Responsável pela actualização dos campos de posição do dispositivo. No caso de

dispositivos introduzidos recentemente o primeiro acesso será sempre para substituição

do campo “NULL” pelo valor respectivo.

eliminar_disp.php

Responsável pela eliminação de um determinado dispositivo da tabela

“dispositivos” e leitura dessa mesma tabela para renovação da informação presente na

aplicação Flash.

91

6.3 Interacção com o Sistema (“sistema.swf”)

A área de controlo de dispositivos é a área na qual o utilizador poderá actuar em

todos os dispositivos introduzidos. A actuação no dispositivo escolhido irá reflectir-se

em tramas Ethernet ou tramas IR, consoante o tipo de dispositivo a actuar. O interface é

muito semelhante ao do módulo “configuracao.swf” e como tal grande parte das

funções anteriores foram “aproveitadas”, essencialmente as funções de zoom e acesso

aos pisos. A abordagem deste módulo será um pouco diferente no sentido de ser mais

focado todo um processo de interacção com o hardware, tendo em conta que na secção

anterior foi já apresentada a lógica principal de execução a nível da aplicação Flash. Na

figura seguinte é possível visualizar o aspecto gráfico desta área de controlo.

Fig. 49 Controlo de dispositivos


O conceito de interacção sendo semelhante ao do módulo de configuração,

significa que o processo continua a ser baseado num primeiro acesso ao piso e só depois

um acesso ao compartimento. Continua portanto a ser necessária a leitura inicial de

todos os compartimentos e pisos existentes. A novidade reside numa janela de pré-

selecção do tipo de dispositivo a controlar, permitindo uma diminuição da quantidade

de dispositivos que aparecem inicialmente na área de trabalho.

O “click” sobre o dispositivo ou sobre o seu painel de controlo traduz-se em duas

execuções distintas, a actuação no hardware respectivo e a alteração do seu estado na

tabela “monitor”. Os dispositivos IR não sofrem alteração de estado na tabela monitor.

92

O módulo permite não só o controlo de dispositivos mas também a sua

monitorização, à excepção dos dispositivos IR, como já se sabe.

6.3.1 Controlo


No controlo dos dispositivos são distinguidas três categorias: controlo de

dispositivos ON/OFF genéricos, estores e dispositivos IR. A interacção com o hardware

e base de dados será diferente em cada uma destas categorias, como tal, foram

implementados três tipos de funções. O fluxograma da Fig. 50 ilustra o processo de

controlo para um determinado dispositivo.

o Globais

guardar_estado(piso:String, compartimento:String, clip:String,

estado:String){}

Responsável pela invocação do script “guardar_estado.php” para a actuação no

endereço respectivo do PLC e posterior actualização do estado do dispositivo na tabela

“monitor”. A opção passada no argumento “estado” irá traduzir-se no SET/RESET do

respectivo endereço. Os restantes argumentos identificam univocamente um dispositivo

na tabela “dispositivos”.

comando_estore(piso:String, compartimento:String, clip:String,

estado:Number, endereco:Number, acesso:String, estore_id:Number){}

Responsável pela invocação do script “on_off_estore.php” para a manipulação

dos estores. Com base no argumento “acesso” é possível definir o tipo de acesso ao

script.

93

enviar_comandoIR(comando:String, clip:Number, piso:String,

compartimento:String){}

Responsável pela invocação do script “enviar_IR.php” para o controlo dos

dispositivos IR. O argumento “comando” corresponde ao comando IR a enviar, cujos

parâmetros serão posteriormente lidos da base de dados.

o Locais

Botão dispositivo this.onRelease = function() {}

Responsável pela animação gráfica de activação/desactivação do dispositivo e

consequentemente a execução das funções respectivas de acordo com o tipo de

dispositivo a controlar. Para além disso sempre que se aplique, adiciona ao dispositivo o

respectivo painel de controlo (estores e televisão).

Botão de selecção this.onRelease = function() {}

Responsável pela selecção dos dispositivos visíveis na área de trabalho.

94

Início

Selecção do

dispositivo

Estore? IR?não

Inicia

painel de

controlo

do estore

Inicia

painel de

controlo

da TV

sim

Actuação no

PLC e

actualização

do estado na

BD

não

Leitura dos

endereços de

subida e

descida

Actuação no

hardware

para controlo

IR

sim

Novo controlo? Fimnão

sim

Actuação no

PLC e

actualização

do estado na

BD

Flash/Actionscript

Fig. 50 Controlo de dispositivos – Flash/Actionscript

Scripts PHP

guardar_estado.php

Responsável pela criação e envio da trama Ethernet para a actuação no bit de

memória do PLC respectivo, e também pela actualização do estado do dispositivo na

tabela “monitor”.

on_off_estore.php

Este script apresenta duas funcionalidades. A primeira é a leitura de todos os

dados relevantes ao controlo do estore. A segunda é equivalente à funcionalidade do

script “guardar_estado.php”. As funcionalidades são seleccionadas consoante o

95

argumento “acesso” da função “comando_estore”. Tendo em conta as características do

controlo de estores foi criada a primeira funcionalidade, desta forma será feito um único

acesso para leitura dos endereços do estore, evitando assim uma leitura individual para

cada uma das execuções (subida e descida).

enviar_IR.php

Responsável pela leitura da tabela “trama_IR” de forma a adquirir todos os

parâmetros necessários para o envio do comando IR em questão. Este script será

abordado novamente no capítulo 8, quando for apresentado em maior pormenor todo o

processo de controlo de dispositivos IR.

6.3.2 Monitorização

O estado de um dispositivo é alterado através de um “click” sobre o mesmo, e

como se sabe irá ser executada uma mudança gráfica indicando o seu estado. O mesmo

deverá acontecer sempre que se actue no dispositivo através de um interruptor local

(simulado através das teclas do painel do PLC), e como tal terá de ser dado o mesmo

feedback ao utilizador. Para que isto aconteça a aplicação terá de monitorizar

periodicamente o estado dos dispositivos, esta monitorização será baseada na leitura da

tabela “alteracoes”, a qual contém a identificação e o estado dos dispositivos

recentemente controlados. Este processo é efectuado através da execução da função

“ler_estado”, a qual é executada automaticamente de 2 em 2 segundos. Na Fig. 51 é

possível visualizar a sequência de monitorização levada a cabo pela aplicação.

A monitorização só é possível graças ao módulo “monitor.swf” que é executado

em background. Este módulo verifica periodicamente o estado dos dispositivos

conectados ao PLC actualizando a tabela “monitor”. O módulo será apresentado em

seguida na secção 6.4.


o Globais

ler_estado(){}

Responsável pela invocação do script “monitorizar.php” para actualização

periódica do estado dos dispositivos na aplicação.

96

Fig. 51 Monitorização no controlo de dispositivos

Scripts PHP

monitorizar.php

Responsável pela leitura de todo o conteúdo da tabela “alteracoes” e posterior

envio da informação à aplicação Flash.

6.4 Monitorização (“monitor.swf”)

O módulo de monitorização é iniciado no arranque da aplicação de controlo

ficando posteriormente a ser executado em background. O objectivo é monitorizar

periodicamente o estado dos bits de memória do PLC associados aos dispositivos

existentes no sistema, e actualizar esse estado na tabela “monitor”. Com base neste

processo é possível obter um feedback do estado de todos os dispositivos (excepto

dispositivos IR) mesmo quando a actuação não é feita via aplicação local mas sim

através de interruptores. O número de bits para leitura será definido pelo utilizador no

arranque do módulo, ficando posteriormente registado num ficheiro de texto. Na figura

seguinte é possível ver o aspecto gráfico da janela “Monitor” onde a título de exemplo

será feita a monitorização de dez Memory Bits (0-9). A leitura será feita com intervalos

de 3 segundos.

97

Fig. 52 Janela "Monitor"


O acesso à aplicação principal será antecedido pela janela “Monitor” a fim de se

fazer a introdução do número de bits a monitorizar e posteriormente se iniciar o

processo de monitorização. O botão “iniciar” dará inicio à monitorização e execução do

módulo de acesso ao sistema (“acesso.swf”).

Em termos de implementação, a sequência será basicamente a seguinte:

Aquisição do número de Memory bits para leitura

Criação e envio da trama Ethernet para a leitura dos Memory Bits

Interpretação da informação proveniente do PLC isolando os dados

relevantes (campo de valores)

Correspondência de cada endereço com o “id” respectivo

Tradução dos valores em estados, „0‟ (DESLIGADO) e „1‟

(LIGADO)

Armazenamento temporário do “id” e respectivo estado

Actualização da tabela “monitor” com os dados armazenados

temporariamente

Limpeza da informação da tabela “alteracoes” ao fim de 1 minuto, com

vista a impedir o armazenamento excessivo de informação

98

A Fig. 53 ilustra todo o processo de interacções para o apuramento e

armazenamento do estado de cada dispositivo conectado ao PLC.


o Globais

ler_estado(){}

Responsável pela invocação do script “ler_registos.php” a fim de se iniciar todo o

processo de monitorização. Esta função é executada automaticamente de 3 em 3

segundos. Como se pode verificar o intervalo de leitura para monitorização usado no

módulo “sistema.swf” é ligeiramente diferente, se o intervalo fosse igual poderia correr-

se o risco de ler informação desactualizada, uma vez que a tabela “alteracoes” poderia

ainda não ter sido actualizada, pois todo o processo que leva à actualização da tabela

“alteracoes” é ligeiramente mais moroso do que o acesso levado a cabo pelo script

“monitorizar.php”.

o Locais

Botão “iniciar” on(release){}

Responsável pelo inicio do ciclo de execução da função “ler_estado”.

Botão “parar” on(release){}

Responsável pelo cancelamento da monitorização.

Fig. 53 Processo de monitorização do sistema

99

Scripts PHP

ler_registos.php

Responsável por toda a interacção, seja com o PLC seja com a base de dados. A

sequência apresentada no início da explicação deste módulo é implementada por este

script.

6.5 Configuração de Hardware (“hardware.swf”)

A área denominada, configuração de hardware, destina-se de certa forma à

listagem de toda a informação relevante relativa aos dispositivos existentes no sistema,

tornando possível, de uma forma simples, a alteração do endereço/eliminação de

dispositivos. No caso dos dispositivos IR a informação relativa ao endereço não pode

ser alterada, neste caso não existe interesse numa alteração porque o máximo que pode

acontecer é uma mudança de aparelho IR num determinado compartimento, logo, será

necessária uma nova configuração IR e não propriamente uma alteração de endereço.

No caso dos dispositivos conectados ao PLC as coisas são diferentes, no sentido que

poderá ser necessário fazer uma alteração no Ladder, o que poderá implicar a

modificação de algum endereço, e portanto, o endereço que antes estava associado a

uma tomada agora poderia estar associado a uma lâmpada, por exemplo.

A comunicação com o subsistema IR também poderá ser aqui configurada,

nomeadamente a alteração da porta COM a utilizar.

Na figura seguinte encontra-se ilustrada esta área de configuração de hardware.

Fig. 54 Configuração de hardware

100


A listagem de informação é feita após a leitura de toda a informação existente na

base de dados, relativa aos dispositivos. Esta listagem será executada por intermédio de

uma DataGrid, a qual permitirá a posterior manipulação de cada um dos dispositivos.

A nível de configuração da comunicação com o subsistema IR terá de ser obtida

informação acerca da(s) porta(s) COM existente(s) no PC, para esse fim é usada uma

aplicação C/C++ (invocada a partir de um script PHP), que inclusive apresenta outras

funcionalidades, nomeadamente na interacção com o módulo de aquisição do

subsistema IR, como se poderá ver no capítulo 7. A informação da(s) porta(s) COM é

apresentada numa ComboBox. O fluxograma da Fig. 55 ilustra toda o processo de

interacção levado a cabo pelo módulo “hardware.swf” no sentido de efectuar a operação

pretendida pelo utilizador.


o Globais

ler_COM(){}

Responsável pela leitura da(s) porta(s) COM existente(s) no PC e posterior

apresentação na ComboBox. A porta em utilização é igualmente lida. Para esse fim é

invocado o script “com.php”.

ler_hardware(){}

Função executada automaticamente no arranque do módulo. Numa primeira fase,

é responsável pela leitura dos dados relevantes de todos os dispositivos existentes no

sistema, para posterior apresentação na DataGrid, numa segunda fase é responsável

pela execução da função “ler_COM”. Na leitura dos dados, é invocado o script

“ler_hardware.php”.

update_hardware(id:Number, endereco:String, tipo:String,

coluna:Number){}

Responsável pela actualização do endereço do dispositivo, célula seleccionada

pelo utilizador na DataGrid. Esta função é iniciada a partir do momento em que a célula

deixa de estar seleccionada. A actualização é feita através da invocação do script

“update_hardware.php”.

101

eliminar_hardware(id:Number){}

Responsável pela eliminação de um determinado dispositivo, para esse fim invoca

o script “eliminar_hardware.php”.

gravar_COM(com:Number){}

Responsável pela actualização da porta COM. Sempre que exista uma alteração na

ComboBox esta função invoca o script “guardar_com.php”.

o Locais

- Manipulação da DataGrid

editar_listener.cellEdit = function(evt_obj:Object){}

Responsável pela alteração dos campos de endereço dos dispositivos conectados

ao PLC. Executa a função “update_hardware”.

clicar_listener1.cellPress = function(evt_obj:Object){}

Responsável pela selecção de elementos da DataGrid onde se encontram os

dispositivos conectados ao PLC.

clicar_listener2.cellPress = function(evt_obj:Object){}

Responsável pela selecção de elementos da DataGrid onde se encontram os

dispositivos IR. A selecção dos dispositivos IR e não IR será identificada por cores

diferentes, daí a existência de funções diferentes.

- Manipulação da ComboBox

cbListener.change = function(evt_obj:Object){}

Responsável pela execução da função “gravar_COM”, sempre que existe a

selecção de um valor na ComboBox, de forma a ser feita a actualização da porta COM.


Responsável pela eliminação, após confirmação, do dispositivo previamente

seleccionado da DataGrid. Para esse fim é executada a função “eliminar_hardware”.

102

Início

Ler dados

relevantes de todos

os dispositivos, e

informação das

portas COM

existentes no PC

Apresentar dados

lidos na DataGrid

e ComboBox,

respectivamente

Eliminar

dispositivo?

Após

confirmação,

eliminar

dispositivo da

tabela

dispositivos

Alterar

dispositivo?não

Alterar

endereço do

dispositivo

Modificar porta

COM?não

Actualizar

campo

“porta” na

tabela

porta_com

Voltar ao menu

principalnão

Fim

Flash/Actionscript

Seleccionar

dispositivo

sim

Seleccionar célula

sim

Seleccionar

número da COM

na ComboBox

sim

Fig. 55 Configuração do hardware - Flash/Actionscript

Scripts PHP

ler_hardware.php

Responsável pela leitura dos dados de todos os dispositivos existentes,

nomeadamente a leitura das tabelas “dispositivos”, “estores” e “dispositivos_IR”.

103

eliminar_hardware.php

Responsável pela eliminação de dispositivos da tabela “dispositivos”. Basta

eliminar o “id” presente nesta tabela pois, dadas as características da base de dados, os

“id” presentes nas tabelas associadas serão também eliminados.

update_hardware.php

Responsável pela actualização do endereço na tabela “dispositivos” ou “estores”,

consoante o tipo de endereço e dispositivo em questão.

guardar_com.php

Este script apresenta duas funcionalidades. A primeira é a gravação da porta

COM associada à comunicação com o subsistema IR, a segunda é a actualização dessa

porta COM. A primeira funcionalidade é usada apenas quando o dispositivo IR é

configurado, caso não exista ainda uma porta COM associada (em apresentação no

capítulo 8). A segunda funcionalidade é usada sempre que se verifique que a porta

COM existente é diferente da seleccionada, e como tal será feita a sua actualização. A

tabela “porta_com” retém o valor da porta COM em utilização.

104

Capítulo VII

106

7. Subsistema de Controlo de Dispositivos por IR

7.1 Introdução

O subsistema apresentado neste capítulo visa essencialmente a interpretação e

emissão de sinais infravermelhos, tendo em conta a sua aplicação no controlo remoto de

aparelhos domésticos. Para se perceber um pouco melhor este tipo de sinais bem como a

sua aplicação em electrónica é fundamental fazer uma introdução à optoelectrónica.

A optoelectrónica poderá ser descrita como uma área científica que associa a

electrónica e a óptica com o intuito de desenvolver dispositivos capazes de converter

sinais eléctricos em sinais ópticos ou vice-versa e portanto, qualquer dispositivo que

opere como um transdutor nestas condições, é considerado um dispositivo

optoelectrónico. O desenvolvimento nesta área começou essencialmente após a

invenção do laser em 1958, e desde então, têm-se dado passos importantes, não só a

nível de evolução dos dispositivos optoelectrónicos mas também na sua aplicação em

áreas como a transmissão de dados. Tal desenvolvimento conduziu portanto a um

grande impacto no quotidiano, actualmente a optoelectrónica está presente nos mais

diversos sistemas e dispositivos, desde transmissão de sinais de TV por cabo feita por

intermédio de fibras ópticas, unidades de leitura de CD (Compact Disc), controlo

remoto de diversos aparelhos através de infravermelhos (amplamente divulgado), tais

como televisões, ar condicionado, etc, entre outras aplicações [54][55].

Um sistema dito optoelectrónico é essencialmente constituído por uma fonte

emissora de luz, um detector de luz e o respectivo meio de transmissão, tal como

indicado na Fig. 56. A luz pode ser de diferentes tipos, dependendo da aplicação. Neste

caso em concreto está-se a lidar com luz infravermelha proveniente do telecomando IR

do aparelho em questão. Este tipo de luz é invisível ao olho humano, dado que se situa

fora da gama espectral compreendida entre os 400 nm (nanometros) e os 700 nm [55].

Fig. 56 Exemplo genérico de um sistema optoelectrónico [55]

107

Para que se possa ficar com uma melhor ideia acerca do comprimento de onda dos

infravermelhos em relação aos diversos tipos de radiação, na figura seguinte é

apresentado o espectro electromagnético, salientando o espectro visível ao olho

humano.

Fig. 57 Espectro electromagnético [55]

O facto da radiação infravermelha ser invisível é sem dúvida um dos aspectos

chave, permitindo aumentar bastante o seu leque de aplicações. Este aspecto associado à

imunidade a interferências electromagnéticas determina a sua grande utilidade,

nomeadamente no controlo remoto de dispositivos [55].

7.2 Emissão e Recepção de Infravermelhos

A transmissão de sinais infravermelhos é bastante útil, como se sabe, contudo a

transmissão deste tipo de sinais tem de ser feita segundo determinados critérios, devido

à existência de diversas fontes exteriores emissoras de infravermelhos, basicamente

tudo o que liberta calor liberta infravermelhos, e portanto é necessário distinguir um

sinal IR pertinente daquele que representa apenas ruído. A solução passa pela

modulação do sinal IR, desta forma o receptor facilmente distingue um sinal pertinente

de um ruído. Existem inúmeras técnicas de modulação e codificação de sinais IR, sendo

que a mais usada é a modulação em amplitude, tendo em conta a sua simplicidade de

implementação. Basicamente, neste tipo de modulação os sinais IR formam grupos de

impulsos a uma determinada frequência (frequência da portadora) e são delimitados por

espaços no qual nenhum sinal é gerado. Em termos de codificação, esta varia de

protocolo para protocolo como será apresentado na próxima secção [56][57].

O circuito de transmissão (telecomando IR) é constituído essencialmente por uma

unidade de controlo e uma unidade de emissão IR. A unidade de controlo é constituída

por um microcontrolador responsável pela modulação e codificação do sinal. O sinal é

108

emitido por intermédio de um ou mais LEDs (Light Emitting Diodes) IR (unidade de

emissão IR). O circuito de transmissão é caracterizado pelo seu baixo consumo e

elevado alcance na emissão do sinal infravermelho [56].

O circuito de recepção é bastante mais complexo do que o circuito de transmissão,

na medida que terá de desempenhar diversas funções, nomeadamente todo o processo

de condicionamento até à obtenção de um sinal eléctrico interpretável, para que seja

possível identificar e executar o comando em questão [56].

Na figura seguinte encontra-se ilustrado de uma forma geral todo o processo que

decorre desde a transmissão do sinal IR até à sua recepção e interpretação. A unidade de

controlo de transmissão, a título de exemplo, encontra-se representada pela família de

microcontroladores MC9S08RC/RD/RE/RG. Em relação à unidade de controlo usada

na interpretação do sinal, esta depende do aparelho em questão (“RECEIVER‟S

MCU”).

Fig. 58 Esquema genérico do processo de transmissão e recepção IR [57]

109

7.3 Protocolos IR

Actualmente existe no mercado uma grande variedade de aparelhos controláveis

por infravermelhos, e como tal existe uma grande diversidade de fabricantes. O que

acontece, é que muitos dos fabricantes adoptaram o seu próprio protocolo IR, e portanto

não se pode dizer que existe um protocolo standard, o que traz alguns problemas quando

o objectivo é por exemplo desenvolver um emissor IR universal, dado que existem

algumas diferenças entre os diferentes protocolos. Ora, neste trabalho, não foi

desenvolvido um subsistema capaz de interpretar todos os protocolos IR existentes, o

que seria uma tarefa bastante difícil, mas sim um subsistema capaz de interpretar alguns

dos protocolos mais usados, como por exemplo o protocolo Philips RC-5 e o Sony

SIRC, protocolos que se encontram na gama dos 36-40 kHz de frequência de portadora.

Para que seja possível interpretar comandos IR de diferentes protocolos é

necessário primeiro conhecer as principais características dos protocolos para uma

posterior identificação de diferenças e semelhanças entre eles no sentido de criar um

algoritmo. Será tido como referência alguns dos protocolos presentes em [56].

Frequência da portadora

O valor da frequência da portadora (carrier frequency) pode estar compreendido

entre os 30 kHz-60 kHz, contudo uma grande parte dos protocolos usa frequências na

gama dos 36-40 kHz. Este é portanto um critério importante e que terá de ser tido em

conta na leitura da trama IR.

Duty Cycle da portadora

O duty cycle da portadora é mais ou menos comum entre os diferentes protocolos,

este valor é na ordem de 1/4, 1/3 do período. Esta característica será tida em conta na

emissão IR.

Modulação e codificação

Como foi já dito existem diversas técnicas de modulação, porém a técnica de

modulação em amplitude é sem dúvida a mais comum. Em termos de codificação, com

base nesta técnica, podem ser usados quatro tipos de codificações, dependendo do

protocolo em questão: distância de impulso (pulse distance), largura de impulso (pulse

110

width), posição de impulso (pulse position) e Manchester. A figura seguinte ilustra a

representação dos níveis lógicos „0‟ e „1‟ em cada uma das codificações, desta forma

será fácil perceber as diferenças entre estas [57].

(a) Codificação por distância de impulso

(b) Codificação por largura de impulso

(c) Codificação por posição de impulso

(d) Codificação de Manchester

Fig. 59 Representação dos vários tipos de codificação [57]

Constituição da trama IR

A constituição da trama IR é também uma variável, essencialmente no número de

bits que a constituem, contudo, em termos de estrutura, basicamente uma trama IR é

constituída pelos campos “Start Bit(s)”, “Address” e “Command”, podendo existir

excepcionalmente outros campos, porém estes são os básicos. O intervalo de tempo

entre tramas é geralmente bastante grande, este intervalo indica ao receptor o final de

cada trama. Em suma, dadas as suas características, pode dizer-se que a transmissão IR

se assemelha à transmissão série assíncrona [56].

111

A título de exemplo, será apresentada na figura seguinte uma trama baseada no

protocolo Philips RC-5, um protocolo com bastante sucesso a nível mundial. Com base

na figura poderá assim perceber-se melhor a constituição de uma trama IR.

(a) Representação dos valores lógicos „0‟ e „1‟

(b) Exemplo de uma trama Philips RC-5

Fig. 60 Protocolo Philips RC-5 [56]

O protocolo Philips RC-5 usa uma modulação de Manchester com uma frequência

de portadora de 36 kHz (duty cycle de 1/4 ou 1/3). Os bits „0‟ e „1‟ ocupam o mesmo

tempo de execução (1,778 milisegundos (ms)), nos quais metade do tempo é preenchido

com um trem de impulsos a uma frequência de 36 kHz e outra metade onde existe um

espaço de tempo “morto”, onde nenhum sinal é emitido [56].

Em termos de informação enviada, a trama é constituída por dois “Start Bits”, um

bit “Toogle” e os respectivos campos “Address” e “Command”. O bit “Toogle” é

invertido sempre que uma tecla é pressionada, é usado para distinguir uma tecla que se

mantém pressionada de uma que foi pressionada pela segunda vez consecutiva. O

campo “Address” indica o tipo de aparelho que se pretende controlar (5 bits) e

finalmente o campo “Command” representa o comando a enviar (6 bits) [56].

7.4 Constituição

O subsistema desenvolvido tem a capacidade de interpretação, armazenamento e

emissão de comandos IR na gama de frequências de portadora dos 36-40 kHz, tendo em

conta o uso da modulação em amplitude.

112

As tramas IR são adquiridas por intermédio de um circuito de leitura baseado num

microcontrolador, e enviadas ao PC via USB para posterior armazenamento na base de

dados. Depois de armazenadas, as tramas IR poderão ser enviadas via RF para um

circuito de emissão IR. Como se pode verificar distinguem-se três processos distintos,

aquisição, transmissão e emissão IR. Estes processos encontram-se distribuídos por dois

módulos, os módulos aquisição e emissão IR.

7.5 Módulo de Aquisição IR

O módulo de aquisição é o responsável por todo o processo de aquisição,

interpretação, armazenamento e transmissão IR. Cada um destes processos é

desempenhado por blocos distintos, os quais serão apresentados em seguida. A figura

seguinte apresenta os blocos constituintes deste módulo.

Fig. 61 Blocos constituintes do módulo de aquisição IR

7.5.1 Comunicação com o PC

A comunicação entre o PC e o módulo de aquisição é necessária por duas razões.

A primeira devido à necessidade de armazenamento de toda a informação interpretada

pelo microcontrolador na base de dados, a segunda devido à transmissão dos dados

armazenados para o módulo de emissão.

A comunicação é feita através de USB. A escolha deste tipo de conexão deve-se

essencialmente à sua presença em qualquer computador actual e ao facto de permitir a

alimentação do circuito em questão, não sendo portanto necessário o uso de uma fonte

de alimentação externa, permitindo correntes até 500 mA (miliamper)

113

O microcontrolador possui apenas interface USART (Universal Synchronous

Asynchronous Receiver Transmitter), não implementando portanto o protocolo USB, e

como tal não é possível conectá-lo directamente à porta USB. Tendo em conta esta

situação será necessário um dispositivo intermédio que faça uma conversão USB-

UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) e vice-versa. O dispositivo

responsável por esta conversão é o FTDI FT232RL. Este dispositivo possibilita assim

uma comunicação com o microcontrolador via USB tendo em conta os critérios

presentes numa comunicação série assíncrona, estando a porta USB associada a uma

porta COM virtual (VCP – Virtual COM Port). A criação da COM virtual requer a

instalação de um driver. Todos os passos para a instalação e configuração dessa COM

encontram-se explicados no manual do sistema, presente em anexo.

FTDI FT232RL

A Texas Instruments também disponibiliza conversores deste tipo, contudo é

necessário adicionar alguns componentes externos para o seu funcionamento,

nomeadamente um cristal, daí a escolha ter recaído sobre o FTDI. Na figura seguinte é

possível ver a imagem do FTDI com o encapsulamento usado (SSOP - Shrink Small-

Outline Package) e a sua distribuição de pinos.

Fig. 62 FTDI FT232RL (SSOP) [58]

As características mais relevantes deste dispositivo são as seguintes (extraídas do

datasheet [58] )

Conversão USB-UART e vice-versa, num único integrado

UART com suporte para 7 ou 8 bits de dados, 1 ou 2 stop bits e paridade

par/ímpar/marca/espaço ou nenhuma

114

Taxa de transferência entre 300Mbps-3Mbps (níveis TTL - Transistor-

Transistor Logic)

Compatibilidade com USB 1.0 e 2.0

4 Pinos configuráveis pelo utilizador (conexão a LEDs para informação de

transmissão/recepção por exemplo)

EEPROM integrada para armazenamento de alguns parâmetros,

nomeadamente o USB VID/PID (Vendor/Product ID)

Suporte para alimentação via USB (Bus Powered)

Clock gerado internamente

Baixo consumo

O FTDI não necessita de componentes externos para o seu funcionamento,

contudo para a diminuição de interferências externas é importante adicionar alguns

componentes, nomeadamente ferrite. Para além disso, tendo em conta que se pretende

uma alimentação de todo o circuito a partir do bus USB, o esquema de ligações deverá

ser o seguinte.

Fig. 63 Esquema de ligações do FTDI (Bus Powered) [58]

A nível de pinos de interface, são essencialmente utilizados o “TXD” e “RXD”,

para comunicação com o microcontrolador e módulo XBee. Os pinos “DTR#” e

115

“RTS#” são utilizados excepcionalmente para que seja possível a actualização de

firmware do módulo XBee.

7.5.2 Aquisição dos Sinais IR

Após a análise dos vários parâmetros característicos de uma trama IR chegou-se à

conclusão que para ser possível reproduzir sinais IR de diferentes protocolos é

necessário conhecer todos os tempos de transmissão de cada bit constituinte da trama e

também a sua frequência de portadora, só assim será possível contornar o facto de

existirem diferentes codificações e diferentes frequências de portadora. O duty cycle da

portadora é semelhante nos vários protocolos analisados, podendo fixar-se o valor em

1/4 do período.

O ponto de partida está dado, contudo a trama IR só poderá ser interpretada se o

sinal IR for reconhecido, isto significa que é necessário em primeiro lugar traduzir o

sinal IR num sinal eléctrico. Esta tradução será feita individualmente para a aquisição da

trama e da portadora.

7.5.2.1 Aquisição da Trama IR

A trama IR é adquirida através do receptor IR Sharp GP1UX511QS. Este receptor

faz todo o condicionamento do sinal IR apresentando na sua saída um sinal TTL de

acordo com a trama recebida (Fig. 64). Inicialmente foi desenvolvido um circuito com

vários estágios para o condicionamento do sinal IR, contudo, depois de efectuados

alguns testes verificou-se que não seria uma solução muito fiável e portanto optou-se

pelo uso deste receptor. O problema do uso deste receptor é o facto de ser necessária

uma aquisição individual da portadora com base num circuito auxiliar, o que não era

necessário no circuito inicialmente desenvolvido.

116

Fig. 64 Diagrama interno do receptor Sharp série GP1UX51QS [59]

O sinal IR é adquirido através de um fotodíodo sendo posteriormente amplificado

e limitado (“Limiter”). A limitação é necessária para garantir um sinal de amplitude

constante e como tal, independente da distância de emissão. O andar seguinte, o filtro

passa banda (“B.P.F” do inglês Band-pass Filter), está sintonizado para uma

determinada frequência (variável consoante o modelo de receptor, neste caso 38 kHz) e

portanto só passam ao andar seguinte sinais com frequências próximas da frequência

sintonizada (largura de banda de aproximadamente 4 kHz). Os andares seguintes,

“Demodulator”, “Integrator” e “Comparator” são responsáveis pela desmodulação do

sinal e apresentação do mesmo na forma TTL. É importante ter em atenção que a

presença de um sinal modulado é traduzida na saída como um nível lógico „0‟. Na

figura seguinte é apresentado o exemplo de um sinal IR modulado e a respectiva forma

de onda à saída do receptor [60].

Fig. 65 Exemplo do sinal de saída para uma determinada trama IR

117

Sharp GP1UX511QS

Fig. 66 Sharp GP1UX511QS [61]

O receptor Sharp pode ser perfeitamente usado na leitura de tramas de diversos

protocolos baseados numa modulação em amplitude. Na tabela seguinte são

apresentadas as principais características de alguns dos protocolos existentes,

nomeadamente a nível de tempos de transmissão e frequência da portadora. Com base

nessas características será feita uma análise do receptor Sharp no sentido de mostrar a

sua compatibilidade.

Informação Modulação Ausência de sinal

Protocolo Portadora (kHz) Codificação tmín (μs) tmáx (μs) tmín (μs) tmáx (μs)

Philips RC-5 36 Manchester 889 889 889 889

Sony SIRC 40 Largura de impulso 600 1200 600 600

Nokia NRC17 38 Manchester 500 500 500 500

Tabela 3 Características principais de alguns protocolos

O modelo escolhido está optimizado para receber sinais IR com portadoras na

ordem dos 38 kHz, contudo dada a sua largura de banda de aproximadamente 4 kHz,

permitirá uma recepção sem problemas de frequências na gama dos 36-40 kHz. É

portanto compatível com os protocolos indicados [60].

Em relação ao tipo de codificação usado não existe problema, o importante é o

tipo de modulação, pois este receptor só permite a recepção de sinais IR modulados em

amplitude. Dado que o tipo de modulação mais usado é em amplitude este aspecto

acaba por não ser muito relevante [60].

Os tempos de transmissão, ou seja tempo de modulação do sinal e tempo em que

não existe sinal, são também critérios a ter em conta. Como se pode analisar na Tabela 3

estes valores variam bastante entre os protocolos analisados. O receptor Sharp impõe

118

algumas condições no que diz respeito a tempos de transmissão, essas condições são as

seguintes [59]:

o O tempo de modulação mínimo admitido é de 200 µs (microsegundos)

o A razão entre o tempo de modulação e o tempo total de transmissão de

uma trama ( ) terá de ser menor ou igual que 40%. Esta razão é dada

pela seguinte expressão:

(2)

A figura seguinte proporciona um melhor entendimento das variáveis envolvidas

no cálculo da razão, .

Fig. 67 Parâmetros envolvidos no cálculo da razão [59]

Analisando a Tabela 3 verifica-se que todos os protocolos apresentam tempos de

modulação superiores a 200 µs e portanto o primeiro critério verifica-se. Em relação à

verificação do segundo critério são necessários alguns cálculos. Tomando como

exemplo uma trama do protocolo Sony SIRC presente na figura seguinte, obtém-se:

Fig. 68 Exemplo de uma trama do protocolo Sony SIRC [56]

(3)

(4)

(5)

Sabendo que,

119

e

e

Feitas as contas obtém-se, , como tal um sinal IR baseado neste

protocolo poderá ser adquirido pelo receptor Sharp, verificando-se assim o segundo

critério. Os restantes protocolos presentes na tabela são também compatíveis com este

receptor. Com certeza que existem muitos mais, contudo estes foram tidos como

referência.

Em termos de conexão, este receptor é ligado directamente à unidade de

interpretação da trama IR (PIC), contudo para melhorar o seu desempenho é necessário

aplicar um filtro RC na sua linha de alimentação, devido a ruídos que possam ser

introduzidos. Na Fig. 69 encontra-se representada a conexão do filtro RC a aplicar, com

valores de e .

Fig. 69 Filtro RC aplicado externamente ao receptor IR [59]

7.5.2.2 Aquisição da Portadora

O uso do receptor IR da Sharp, como se sabe, torna necessária a utilização de um

circuito auxiliar para detecção da portadora. Este circuito encontra-se dividido em três

estágios: detecção IR, amplificação e limitação e finalmente ajuste do sinal (Fig. 70).

Basicamente este processo consiste na implementação de todos os estágios até ao filtro

passa banda, presentes no diagrama interno do receptor Sharp (Fig. 64). O filtro não foi

implementado uma vez que o processo de gravação de comandos IR será feito com

relativa proximidade do módulo de aquisição e como tal não existirá grande problema

com interferências exteriores, como se poderá verificar nos resultados obtidos.

120

Fig. 70 Circuito de aquisição da portadora

Detecção do sinal IR

O estágio de detecção consiste na tradução da luz infravermelha numa corrente

eléctrica, denominado estágio de conversão “luz-corrente”. Esta conversão é feita

através de um fototransístor do tipo NPN da Vishay. Inicialmente foi usado um

fotodíodo comum, contudo surgiram alguns problemas, nomeadamente na qualidade do

sinal obtido e portanto após alguns testes acabou por optar-se por um fototransístor.

Este estágio permite a detecção de qualquer frequência de portadora, contudo no seu

todo, o circuito de aquisição está limitado à gama de 36-40 kHz, devido ao receptor

Sharp.

Fig. 71 Fototransístor NPN da Vishay [62]

Amplificação e limitação do sinal

Este estágio tem como objectivo a conversão da corrente em tensão, de forma a

obter-se um sinal aproximado do sinal modulado enviado pelo emissor IR. O sinal é

amplificado e limitado. A limitação é feita pela mesma razão explicada anteriormente

121

no receptor Sharp, ou seja, independência da amplitude em relação à proximidade do

receptor IR, neste caso do fototransístor.

Ajuste do sinal

O estágio final tem como objectivo a obtenção de um sinal interpretável pelo

microcontrolador, e como tal é necessário ajustar o sinal para níveis de tensão

admissíveis. A informação segue então para o microcontrolador PIC.

7.5.3 Leitura dos sinais IR

7.5.3.1 Microcontrolador

A interpretação dos sinais IR encontra-se a cargo de um microcontrolador, este era

já um facto desde o inicio do projecto. O microcontrolador a escolher, para

desempenhar a função pretendida, deveria reunir as seguintes características básicas:

Unidade USART para comunicação com o exterior

Portas I/O (Input/Output) disponíveis para aquisição do sinal IR, conexão

a LEDs, botões de pressão, etc

Timer de 16 bits para leitura dos tempos envolvidos no sinal IR

Possibilidade de ser programado no próprio circuito (ICSP – In-Circuit

Serial Programming), para posteriores actualizações de firmware se

necessário

Baixo consumo, dado que a alimentação seria por USB

Memória de dados suficiente para o armazenamento temporário de

comandos IR

Relativamente compacto

Reunidas todas estas características, foi escolhido o microcontrolador PIC da

Microchip, mais propriamente o modelo 16F876A, da série 16 MCU (Microcontroller).

Actualmente existem diversos fabricantes de microcontroladores e portanto a

liberdade de escolha é muito grande. A escolha do fabricante, Microchip, deve-se

essencialmente à existência de ferramentas de programação livres, qualidade da

122

documentação disponibilizada e devido ao envio de amostras grátis dos seus

componentes para estudantes e empresas. Em relação à escolha da família, o factor

eliminatório foi a existência de pelo menos uma unidade USART, tendo-se verificado

que esta unidade está disponível apenas a partir da série 16 MCU, inclusive. Dentro

desta série e tendo em conta os restantes critérios, foi escolhido o 16F876A. Na figura

seguinte é possível ver o encapsulamento usado (PDIP – Plastic Dual InLine Package),

bem como a disposição dos seus pinos. Na figura encontra-se apresentado o PIC

16F873A, dado que a disposição de pinos é exactamente igual. A diferença é apenas em

termos de memória.

Fig. 72 Microchip PIC 16F873A [63]

As principais características do PIC 16F876A são as seguintes (extraídas do

datasheet [63] )

Microcontrolador de 8 bits

Arquitectura Harvard

Operação até 20 MHz

14 k bytes de memória de código

368 bytes de memória RAM (Random-acess Memory)

256 bytes de memória EEPROM (Electrically Erasable Programmable

Read-Only Memory)

22 pinos I/O

1 Timer de 16 bits e 2 Timers de 8 bits

2 Módulos PWM (Pulse Width Modulation): CCP –

Capture/Compare/PWM

Periféricos de comunicação USART e (Inter-Integrated Circuit)

5 ADC (Analogic-Digital Converter) de 10 bits

ICSP

123

Tecnologia de baixo consumo

Como se pode verificar, este microcontrolador adapta-se perfeitamente às

necessidades deste projecto.

7.5.3.2 Processo de Leitura

Os sinais IR em aquisição não podem ser interpretados simultaneamente, como tal

é necessário seleccionar cada um deles individualmente. O primeiro sinal a ser

interpretado será o sinal da trama seguindo-se o sinal da portadora. Esta selecção é

comandada pelo microcontrolador e é baseada em dois transístores bipolares que

funcionam como interruptores, tal como indicado na figura seguinte.

Fig. 73 Selecção dos sinais IR

Uma vez seleccionado o sinal será então feita a sua interpretação. Para se perceber

melhor o processo de interpretação dos sinais será tido como referência um sinal IR

genérico modulado em amplitude, com uma determinada portadora. O sinal encontra-se

representado na figura seguinte.

124

Fig. 74 Exemplo de uma trama IR

A leitura da trama consiste basicamente na leitura de cada um dos intervalos de

tempo, onde existe modulação (Ton) e onde não existe sinal (Toff). É necessário ter em

atenção que o sinal da trama aparece agora invertido em relação ao original (devido ao

receptor Sharp), tal como indica a Fig. 75. Neste exemplo não existe problema, contudo

os Ton e Toff nem sempre são iguais. No fundo o que é feito é capturar os instantes em

que ocorrem as transições, ou seja, flancos descendentes (C1) e flancos ascendentes

(C2). Imaginando que cada um dos instantes, C1 e C2, corresponde a um instante de

tempo obtém-se:

(6)

(7)

Na implementação no microcontrolador estes instantes correspondem a um valor

do timer e portanto para se obter o instante de tempo associado é necessário efectuar

cálculos tendo em conta a frequência do cristal, como se poderá ver mais adiante no

algoritmo implementado.

Neste processo de leitura são armazenados 36 pontos de captura. Os intervalos de

tempo são posteriormente calculados e enviados ao PC, cabe depois à aplicação C/C++

desenvolvida detectar o tamanho da trama IR. Desta forma a leitura adapta-se a tramas

IR de comprimentos diferentes. Esse processo é feito com base no intervalo de tempo

existente entre emissão de tramas, o qual é bastante elevado comparativamente ao

intervalo de tempo total da trama emitida e como tal facilmente se detecta o final da

trama.

125

O processo de leitura da portadora é muito semelhante. A frequência da portadora

é detectada com base no período do sinal, como tal, basta fazer a captura do instante

num dos flancos (foi escolhido o flanco ascendente). Tendo em conta que C2 e C2‟ são

também instantes de tempo, obtém-se:

(8)

Na leitura da portadora são armazenados 16 pontos de captura, de maneira a

garantir uma leitura mais credível. Os tempos de ciclo são posteriormente calculados e

enviados ao PC, à semelhança do processo de leitura anterior. Esses tempos de ciclo são

posteriormente analisados e comparados através da aplicação C/C++ obtendo-se assim o

período efectivo do sinal.

Os instantes de transição associados aos sinais IR, são capturados por intermédio

dos módulos CCP. A existência deste tipo de módulos não era um requisito obrigatório

no microcontrolador a escolher, contudo tendo em conta que um sinal modulado em

amplitude é equivalente a um sinal PWM, o uso destes módulos simplificou bastante

todo o processo de leitura.

Na Fig. 75 encontra-se representada uma simulação dos sinais IR provenientes do

receptor Sharp (em cima) e do circuito de detecção da portadora (em baixo). Com base

nesta figura é possível perceber melhor o método usado no cálculo de cada um dos

intervalos de tempo.

Fig. 75 Exemplo de sinais IR obtidos na aquisição da trama IR e portadora

126

Toda a informação IR interpretada é armazenada temporariamente na memória de

dados do microcontrolador, sendo posteriormente enviada ao PC via USB, para uma

última interpretação e futuro armazenamento na base de dados.

Algoritmo

A implementação de todo o processo de leitura dos sinais IR e posterior

comunicação com o PC encontra-se representada no fluxograma da Fig. 78. Todo o

código de implementação foi desenvolvido na linguagem C e encontra-se disponível na

íntegra em anexo.

A comunicação é feita por intermédio da unidade USART configurada no modo

assíncrono. O pacote de dados é transmitido a um baud rate de 19200 bps e é do tipo 8-

N-1, ou seja, 8 bits de dados, ausência de bit de paridade e 1 stop bit. O start bit já está

implícito. Na figura seguinte é possível ver o exemplo de transmissão do caracter „A‟.

Fig. 76 Exemplo de transmissão do caracter 'A' [64]

Em termos de leitura, o processo é feito por intermédio dos módulos CCP

configurados para a captura de sinais PWM. Cada um dos módulos dispõe de um registo

de 16 bits, o qual dependendo do flanco para o qual é configurado, irá armazenar o

instante associado à transição respectiva. O “CCP_1” está configurado para transições

descendentes e o “CCP_2” para transições ascendentes. As transições ascendentes irão

desencadear uma interrupção, na qual serão armazenados em arrays os instantes

associados a cada um dos CCPs, dado que o seu valor irá ser actualizado nas próximas

transições. Após a leitura de todos os instantes é necessário calcular os intervalos de

tempo associados, e como tal será tido em conta o cristal. O cristal usado é de 12 MHz e

sabendo que o clock interno do microcontrolador funciona a 1/4 da frequência do cristal,

o tempo associado a um valor N presente no timer é calculado da seguinte forma:

127

(9)

Neste ponto encontra-se reunida toda a informação respectiva ao sinal IR

adquirido, resta apenas fazer uma última análise antes dos dados serem enviados à

aplicação de controlo (Flash). Essa análise é feita na aplicação C/C++ (aplicação

“ponte”). A informação lida pelo PIC é então enviada ao PC no seguinte formato:

… … F

Fig. 77 Formato da informação enviada ao PC

Início

Configurações

iniciais

Activar leitura da

trama IR

Capturados 36

instantes?

Activar leitura da

portadora

sim

não

Capturados 16

instantes?não

Enviar informação

adquirida ao PC

sim

Fim

Capturar

instantes de

transição da

trama IR

Capturar

instantes de

transição da

portadora

Fig. 78 Processo de leitura dos sinais IR

128

7.5.4 Transmissão RF

A transmissão de informação entre o módulo de aquisição IR e o módulo de

emissão IR, é feita via radiofrequência, como já foi dito. Para executar este tipo de

transmissão foram usados os módulos XBee da Maxstream, os quais implementam o

protocolo ZigBee. A título de curiosidade, será feita uma breve apresentação a este

protocolo, não entrando em muito detalhe, dado que estes módulos permitem uma total

transparência ao utilizador, não sendo necessário ser um perito em ZigBee para

trabalhar sobre esse protocolo, essa é uma das vantagens da utilização destes módulos.

Protocolo ZigBee

O protocolo ZigBee é extremamente recente, tendo surgido em Dezembro de

2004. Este protocolo foi desenvolvido pela ZigBee Alliance, um consórcio entre

diferentes entidades, nomeadamente fabricantes de semicondutores, provedores de

tecnologia, etc, com o intuito de dar suporte a rede de sensores sem fios [65].

A política adoptada pela tecnologia ZigBee é essencialmente a criação de redes

sem fios via RF com baixo consumo de energia e de elevada performance, encontrando-

se em conformidade com a norma IEEE (Institute of Electrical and Electronics

Engineers) 802.15.4 [65].

O ZigBee apresenta características únicas que o destacam dos restantes protocolos

RF e que justificam o seu sucesso. Esta tecnologia foi projectada objectivando a criação

de redes sem fios com as seguintes características [65] :

o Criação simples

o Baixo consumo de energia

o Interfaces de baixo custo, dado que o ZigBee apresenta uma pilha

protocolar de implementação simplificada

o Diferentes tipos de topologias de rede, tais como: estrela, ponto-a-ponto

e árvore

o Elevada fiabilidade

o Encriptação de dados até 128 bits

o Bandas de operação ISM (Industrial, Scientific and Medical), não

requerendo licenças específicas

129

Tendo em conta todas estas características será fácil imaginar as inúmeras

aplicações desta tecnologia. O ZigBee é portanto a solução ideal para a transmissão de

dados via RF pretendida neste projecto.

Módulos XBee da Maxstream

Os módulos ZigBee escolhidos, XBee da Maxstream, já tinham sido

anteriormente testados pela empresa SAR e como tal, dado o seu feedback positivo

optou-se pela sua utilização em detrimento de outros módulos com a mesma tecnologia.

Os módulos XBee estão disponíveis nas versões XBee e XBee PRO. Existe uma

total compatibilidade entre ambas as versões, a diferença é essencialmente em termos de

alcance RF. O XBee PRO apresenta um alcance superior.

A versão usada foi a XBee, tendo em conta que existe uma total compatibilidade

entre ambas se for necessário obter um alcance superior bastará fazer a substituição pela

versão PRO, fazendo as devidas configurações. Na figura seguinte encontram-se

representados os módulos XBee com os diferentes tipos de antena disponíveis. Tendo

em conta a aplicação em questão foi utilizada a “Chip Antenna”.

Fig. 79 Módulos Xbee com diferentes tipos de antena [64]

As principais características do módulo XBee são as seguintes (extraídas do

datasheet [66])

o Tensão de alimentação entre 2,4 V (Volts) e 3,4 V

o Potência máxima de transmissão de 1 mW (miliWatt)

o Alcance de 30 m em ambientes internos e 100 m em ambientes externos

o Frequência de operação ISM 2,4 GHz (gigahertz)

o 16 Canais

o Taxa de dados (interface) máxima de 115200 bps

o Taxa de transmissão RF de 250 kbps

130

o Topologias de rede do tipo estrela, ponto-a-ponto e malha

o Encriptação de 128 bits AES (Advanced Encryption Standard)

o Interface UART

o 7 Entradas Analógicas e 9 Entradas/Saídas Digitais

o 2 PWM

o Simples configuração de parâmetros, através do software X-CTU

Alimentação e interface com o PC

A tensão de alimentação dos módulos XBee encontra-se na gama dos 2,4 V e 3,4

V, como se pode verificar existem diferenças de tensão em relação ao bus USB e

portanto é necessário limitar a tensão de alguma forma. O FTDI utilizado apresenta um

regulador interno de 3,3 V disponível a partir do pino 17, este regulador pode fornecer

uma corrente até 50 mA, um valor suficiente para o módulo XBee, porém se no futuro

se optar por uma versão PRO esse valor já não é suficiente. Por essa razão foi utilizado

o regulador MAX604 da Maxim, capaz de fornecer uma corrente até 500 mA e uma

tensão de saída de 3,3 V. Na figura seguinte encontra-se representado o esquema de

ligações usado com este tipo de conversor (esquema típico de funcionamento presente

no datasheet [67]).

Fig. 80 Esquema típico de funcionamento com o MAX604 [67]

Em termos de alimentação o assunto está resolvido, contudo é necessário limitar

também os sinais de entrada no XBee, nomeadamente nos pinos “DIN” (2), “DTR” (9)

e “RTS” (16). Neste caso, a solução passa pelo uso de um simples divisor de tensão,

indicado na figura seguinte.

131

Fig. 81 Condicionamento de sinais de entrada no XBee

Configuração dos módulos

O primeiro passo para a transmissão sem fios via ZigBee é a configuração dos

módulos, de maneira a definir os parâmetros da rede pretendida. Deverá então fazer-se

uma primeira análise sobre as características da rede, essencialmente o número de

dispositivos que a compõem, topologia, modo de operação, taxas de dados (interface),

modo de transmissão (broadcast ou unicast) e encriptação.

Características da rede pretendida:

o Modo de operação transparente

o Máximo de 256 dispositivos

o Topologia em estrela

o Taxa de dados aceitável

o Transmissão em broadcast

o Sem encriptação

O subsistema criado é apenas para simular o controlo de dispositivos IR e

portanto é constituído apenas por dois módulos XBee, presentes no módulo de aquisição

e emissão IR. No futuro, a ideia é ter um módulo de emissão IR em cada compartimento

da habitação onde existam dispositivos IR, como tal a transmissão a partir do módulo de

aquisição será feita em broadcast. A topologia de rede será em estrela, tal como

indicado na figura seguinte.

132

Fig. 82 Topologia da rede

A transmissão em broadcast apesar de ser bastante útil nesta situação apresenta

algumas diferenças em relação à transmissão em unicast, nomeadamente pelo facto de

não permitir ACKs (Acknowledgements) nem reenvios de informação. Os testes

efectuados comprovaram que este detalhe não se revela muito importante dado que a

transmissão decorre sem problemas. A nível de taxa de dados optou-se por um baud

rate de 19200 bps, uma taxa aceitável e que praticamente não provoca erros de

comunicação. Em termos de endereçamento dos dispositivos é utilizado um

endereçamento de 16 bits, o mínimo permitido pelo módulo XBee, um valor mais do

que suficiente. A encriptação de dados não foi utilizada uma vez que não tem muito

interesse nesta situação, podendo ser activada e configurada sempre que necessário.

A escolha do modo de operação da rede é importante pois o interface de

comunicação com o XBee é um interface série com a possibilidade de operação em dois

modos distintos, o modo transparente e o modo API. No modo transparente os dados

são enviados e recebidos da mesma forma que na comunicação série assíncrona segundo

o padrão RS-232, por exemplo. No modo API as coisas passam-se de forma

ligeiramente diferente, pois os dados transmitidos e recebidos estão contidos em frames,

sendo possível definir várias operações ou eventos. Este modo de operação permite

assim diversas funcionalidades, em especial a capacidade de identificação do endereço

fonte de cada pacote recebido e o estado (sucesso/falha) de cada pacote transmitido [66].

Para a aplicação em questão o modo transparente adapta-se perfeitamente.

Após a definição das características da rede é necessário então fazer as devidas

configurações nos módulos em questão. A configuração é feita através do software X-

133

CTU via USB, com o respectivo XBee presente no módulo de aquisição. Para mais

detalhes basta consultar o manual do sistema, presente em anexo.

Os parâmetros essenciais a configurar são os seguintes: endereçamentos de

origem e destino (16 bits), identificação do módulo, canal e taxa de transmissão. Depois

existem parâmetros opcionais, nomeadamente o uso de encriptação. Os módulos XBee

presentes nos módulos de aquisição e emissão IR serão denominados de “BASE” e

“REMOTO”, respectivamente. A tabela seguinte apresenta os parâmetros essenciais a

configurar.

MY DL DH CH NI BD (bps)

BASE 0 0xFFFF 0 0x0C (CH 2) “BASE” 19200

REMOTO 1 0 0 0x0C (CH 2) “REMOTO” 19200

Tabela 4 Parâmetros a configurar nos módulos XBee

MY – Endereço associado ao módulo origem (Source Address)

DL – Endereço associado ao módulo destino, LSB (Destination Address Low)

DH – Endereço associado ao módulo destino, MSB (Destination Address High)

CH – Canal de transmissão (Channel)

NI – Nome identificativo do módulo (Node Identifier), campo opcional

BD – Taxa de dados (Baud Rate)

Na configuração de novos módulos de emissão IR bastará alterar os campos

“MY” e “NI” do módulo XBee associado, os restantes campos mantêm-se inalterados.

7.6 Aplicação de Interface entre o Módulo de Aquisição e o PC

7.6.1 Estrutura

A aplicação desenvolvida é baseada em programação por classes em C/C++ com

suporte MFC. Esta aplicação basicamente efectua a “ponte” entre a aplicação principal

(Flash) e o módulo de aquisição IR, apresentando determinadas funcionalidades.

Inicialmente tentou-se estabelecer esta “ponte” directamente através de uma extensão

PHP para funcionamento com a porta série, contudo não se conseguiu obter os

resultados esperados e portanto optou-se por usar esta aplicação como intermediária.

134

As funcionalidades são as seguintes: identificação das portas COM existentes no

PC, recepção dos dados IR lidos pelo microcontrolador e transmissão de dados via RF

para o módulo de emissão, seja para gravação do endereço na sua EEPROM ou emissão

da trama IR. Cada uma destas funcionalidades é seleccionada consoante o comando

passado como argumento através da linha de comandos, comando esse enviado pela

aplicação Flash.

A aplicação é constituída essencialmente por duas classes. A classe “CSerialPort”

e a “CSerial_Control”. A “CSerialPort” é uma classe MFC livre para a manipulação da

porta série com base no sistema operativo Windows. A “CSerial_Control” é a classe

que contém todas as funções necessárias à implementação das funcionalidades

anteriormente apresentadas. Esta classe será utilizada na função main da aplicação. Na

figura seguinte é possível visualizar a estrutura da aplicação bem como a interacção

com o exterior, como por exemplo com a aplicação Flash. A figura ilustra assim todas

as interacções possíveis de executar pela aplicação C/C++.

O código de implementação encontra-se disponível em anexo.

Fig. 83 Diagrama de interacção da aplicação C/C++

7.6.2 Classe CSerialPort

A classe “CSerialPort” é no fundo uma ferramenta para a manipulação da porta

série, e como tal não será apresentada em pormenor. Basicamente esta classe

disponibiliza diversas funções para que se possa trabalhar com a porta série de uma

forma transparente e intuitiva, “escondendo” assim toda a complexidade existente. Para

mais informações poderá consultar-se o seguinte site

http://www.codeproject.com/KB/system/cserialport.aspx.

http://www.codeproject.com/KB/system/cserialport.aspx

135

7.6.3 Classe CSerial_Control

A classe “CSerialControl” como já foi dito, implementa as funções necessárias à

execução das diversas funcionalidades associadas ao subsistema IR. Esta classe tira

partido da classe “CSerialPort” sempre que é necessária uma interacção com a porta

série. As funções implementadas são as seguintes:

void abrir(int porta)

Responsável pela abertura da porta COM cuja identificação é passada como

argumento. Executa a função “Open” da classe “CSerialPort” com os restantes

parâmetros de comunicação já definidos, isto é: 19200 bps, 8-N-1 sem controlo de

fluxo.

void fechar()

Responsável pelo fecho da porta COM activa. Executa a função “Close” da classe

“CSerialPort”.

void enviar(char *dados)

Responsável pelo envio dos dados para a porta série. Recebe como argumento um

apontador para o endereço do buffer que contém os dados a enviar. Executa a função

“Write” da classe “CSerialPort”.

void ler(CString *on, CString *off, CString *portadora)

Responsável pela interpretação da informação enviada pelo microcontrolador. Os

campos são interpretados e armazenados no array respectivo (passado como

argumento).

void nr_porta_serie()

Responsável pela leitura do registo do Windows que suporta a informação acerca

da(s) porta(s) COM existente(s) no computador (COM físicas ou virtuais). Esta função

imprime os dados lidos na linha de comandos.

136

7.6.4 Função main

A função main é a responsável pela execução de cada uma das funcionalidades da

aplicação consoante os parâmetros passados através da linha de comandos. Esta função

serve-se da classe “CSerial_Control”.

Os parâmetros de controlo inseridos na linha de comandos podem apresentar

quatro prefixos diferentes: “receber”, “enviar”, “EEPROM” e “ler_com”, cada um deles

é seguido de uma mensagem constituída por N elementos, de acordo com o tipo de

prefixo.

7.6.4.1 Prefixo “receber”

A mensagem é constituída da seguinte forma:

Argumentos argv[1] argv[2]

Campo <Prefixo> <espaço> <COM>

Fig. 84 Constituição da mensagem "receber"

Esta mensagem activa o modo de leitura da informação enviada pelo

microcontrolador. Este processo envolve quatro passos essenciais: interpretação da

informação enviada pelo microcontrolador, detecção do comprimento da trama,

detecção do período efectivo da portadora, agrupamento dos dados da trama e portadora

e envio para a linha de comandos.

Interpretação da informação enviada pelo microcontrolador

A interpretação é feita através da execução da função “ler” presente na classe

“CSerial_Control”. Este processo de interpretação encontra-se representado no

fluxograma da figura seguinte.

137

Início

Configurações

iniciais: timeout e

buffer para

armazenamento

temporário de

dados

Inicio da leitura de

dados

timeout total?

Fim

sim

timeout

intervalar?não não

Iniciar processo

de interpretação

da trama

sim

Caracter

numérico?Caracter = „,‟ ?não Caracter = „.‟ ?não não

Caracter = „F‟ ?

Armazenar

caracter (variável

de concatenação)

sim

Passa ao próximo

caracter

Armazena

conjunto de

caracteres no

array on[i]

sim

Limpa conjunto de

caracteres e

incrementa índice

de arrays i

Limpa conjunto de

caracteres

sim

Armazena

conjunto de

caracteres no

array portadora[i]

Armazena

conjunto de

caracteres no

array portadora[i]

Fecha COM activa

sim

não

Caracter „P‟

Limpa conjunto de

caracteres e

incrementa índice

de arrays i

Armazenadas

15 amostras ?não

Inicializar índice i

com o valor zero

sim

Fig. 85 Execução da função "ler"

Detecção do comprimento da trama

Depois de todos os parâmetros IR terem sido armazenados nos respectivos arrays

será agora efectuada a verificação acerca do comprimento da trama, no sentido de

identificar o número de pares (on e off) relevantes. Pela análise das características de

alguns protocolos verificou-se que o tempo “morto” associado à transmissão de um bit é

138

geralmente inferior a 2 ms, à excepção do tempo associado ao “start bit”, como tal,

tomando como referência esse valor sabe-se que ao existir um tempo superior (conteúdo

do array “off”) significa que se está perante o inicio de uma retransmissão e como tal

detecta-se o final da trama. O tempo “morto” associado ao “start bit” é considerado uma

excepção e não entra na verificação. No fluxograma da figura seguinte é possível

analisar este processo de detecção do comprimento da trama. O valor final do índice i

representará o número de pares (on e off), relevantes.

Início

Verificar elemento

i do array off

off[i] < 2 ms ?

Incrementa índice

i

sim

Fimnão

Ignorar verificação

do tempo “morto”

associado ao

“start bit” (1º par

on, off)

Fig. 86 Detecção do comprimento da trama

Detecção do período efectivo da portadora

O microcontrolador adquire 15 amostras do período da portadora, como tal, é

agora necessário chegar a um valor efectivo com base nessas amostras. Este processo é

feito através da verificação da “moda” do conjunto de amostras, o valor mais frequente

será então o valor final do período da portadora. O fluxograma da figura seguinte ilustra

todo o processo de execução até se encontrar o valor efectivo do período.

139

Início

Fixar elemento i do

array portadora e

compará-lo com todos

os restantes n

elementos. A “moda”

de cada valor é

armazenada no array

contagem_val

Fixar elemento i do

array contagem_val e

compará-lo com todos

os restantes n

elementos. O índice

de maior “moda” é

guardado

Devolver conteúdo do

array portadora

identificado pelo índice

de maior moda

Fim

Fig. 87 Detecção do período efectivo da portadora

Envio dos dados agrupados para a linha de comandos

A informação depois de correctamente agrupada será enviada para a linha de

comandos, para posteriormente ser lida pela aplicação Flash. A informação é enviada

com o seguinte formato:

… | |

Fig. 88 Formato da informação enviada para a linha de comandos

Esta informação será interpretada por um script PHP e só depois será enviada à

aplicação Flash. O campo “Nº. pares on, off” é meramente auxiliar, é usado pelo script

PHP no tratamento dos restantes dados.

140

A informação relativa ao tempo no qual existe modulação é enviada na forma de

“Nº. ciclos”. Optou-se por este formato de modo a ser mais fácil a reprodução do sinal

por parte do módulo de emissão, afastando a necessidade de cálculos extra. Desta forma

sabe-se que é necessário enviar X ciclos a uma determinada frequência. O cálculo para a

obtenção do número de ciclos é feito da seguinte forma:

(9)

O valor do cálculo é arredondado e apresentado como um inteiro.

A informação relativa ao tempo “morto” é enviada directamente com o valor

correspondente no array off.

Em relação à portadora é enviada a informação acerca do seu período. Esse valor

será depois usado pela aplicação Flash nos cálculos respectivos, nomeadamente na

obtenção dos 25% e 75% do período da portadora, para armazenamento na base de

dados.

7.6.4.2 Prefixo “enviar”


Argumentos argv[1] argv[2] argv[3] argv[4]

Campo <Prefixo> <espaço> <COM> <espaço> <Endereço> <espaço> <Dados>

Fig. 89 Constituição da mensagem "enviar"

Esta mensagem activa o modo de envio via RF da informação lida da base de

dados. O campo <Endereço> corresponde ao endereço do módulo de emissão IR para o

qual se pretende enviar os dados. Este campo é constituído por 3 caracteres. O campo

<Dados> corresponde aos dados lidos da base de dados, agrupados segundo um formato

próprio. Os restantes campos são os básicos, já conhecidos.

O formato da informação presente no campo <Dados> é o seguinte:

141

P P … F

Fig. 90 Formato da informação presente no campo<Dados>

A informação é estruturada desta forma por intermédio de um script PHP,

invocado pela aplicação Flash.

7.6.4.3 Prefixo “EEPROM”


Argumentos argv[1] argv[2] argv[3]

Campo <Prefixo> <espaço> <COM> <espaço> „W‟<Endereço>‟/‟

Fig. 91 Constituição da mensagem "EEPROM"

Esta mensagem activa o modo de gravação do endereço na EEPROM do módulo

de emissão em configuração. O campo <Endereço> é enviado com um determinado

formato, esta é a forma de se distinguir o envio de um endereço de um envio de

informação relativa a uma trama. O módulo de emissão sabe então que a partir do

momento em que recebe o caracter „W‟ toda a restante informação até ao caracter „/‟ diz

respeito ao endereço a armazenar na sua EEPROM.

7.6.4.4 Prefixo “ler_com”


Argumentos argv[1]

Campo <Prefixo>

Fig. 92 Constituição da mensagem "ler_com"

Esta mensagem activa a leitura da(s) porta(s) COM existente(s) no computador.

Este processo é feito através da função “nr_porta_serie” presente na classe

“CSerial_Control”. Basicamente, o que esta função faz é um acesso ao registo do

142

Windows que contém toda essa informação, mais propriamente o registo

“HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE\ DEVICEMAP\SERIALCOMM”.

7.7 Módulo de Emissão IR

O módulo de emissão IR é o responsável pela emissão de um determinado

comando IR, para tal, desempenha duas funções essenciais: interpretação da trama

recebida via RF com a informação relativa ao comando a emitir e a reprodução do sinal

IR com base nos valores obtidos. Estes processos são executados por intermédio de um

microcontrolador PIC. Para que o comando IR seja emitido, o endereço presente na

trama de transmissão RF, deverá corresponder ao endereço do módulo e portanto numa

primeira fase é feita essa verificação. Numa segunda fase, após ter sido feita a

interpretação de toda a informação é então emitido o comando. Os blocos associados a

este módulo são os seguintes.

Fig. 93 Blocos constituintes do módulo de emissão IR

7.7.1 Aquisição da Informação RF e Interface

A informação RF é recebida através do módulo XBee. Em termos de interface

com o microcontrolador não existiria nenhuma limitação em termos de conexão, uma

vez que o microcontrolador só recebe informação enviada pelo XBee, contudo, a pensar

um pouco no futuro foi introduzida a possibilidade de envio de dados ao PC via RF.

Esta nova funcionalidade requer uma limitação do sinal que chega ao pino “DIN” do

XBee e portanto o interface é idêntico ao da Fig. 81, porém o sinal de entrada não será o

“Sinal FTDI” mas sim o sinal “TX PIC”. A figura seguinte ilustra de uma maneira geral

este interface entre o microcontrolador e o módulo XBee.

143

Fig. 94 Interface entre o microcontrolador e o módulo XBee

A alimentação do módulo é feita através de uma fonte externa (máx. 12 V DC

(Direct Current)). São necessários dois níveis de tensão distintos, 3,3 V DC para a

alimentação do módulo XBee e 5 V DC para a alimentação do microcontrolador. O

nível de tensão de 3,3 V é obtido através do MAX604, à semelhança do módulo de

aquisição. O nível de tensão de 5 V por sua vez é obtido através de um circuito

integrado equivalente, o MAX603. A diferença entre estes dois integrados reside apenas

no valor da tensão de saída, sendo que os componentes externos a adicionar são

exactamente iguais em ambos. O esquema de ligações foi apresentado anteriormente,

encontra-se ilustrado na Fig. 80.

7.7.2 Interpretação dos Parâmetros da Trama

O microcontrolador responsável pela interpretação da trama recebida via RF é o

mesmo usado no módulo de aquisição, o PIC 16F876A.

A informação recebida poderá ser de dois tipos: endereço, para a gravação na

EEPROM ou trama, para a emissão IR. A recepção de cada caracter constituinte da

trama desencadeia uma interrupção. É com base na função associada a essa interrupção

que todos os parâmetros serão interpretados. Este processo de interpretação encontra-se

ilustrado no fluxograma da figura seguinte.

144

Início

Verificar caracter

recebido

Caracter „W‟?

Activar gravação

do endereço

sim

Gravação do

endereço ?não

Caracter „/‟ ?

sim

Aguardar próximo

caracter

Adicionar caracter

ao buffer de dados

não

Armazenar

conteúdo do buffer

na EEPROM

sim

Limpar buffer de

dados

Fim

Leitura do

endereço?não

Caracter

numérico ?

não

Caracter „,‟ ?não Caracter „.‟ ?não

sim

Efectuada a

leitura ?

Endereço

corresponde ?

sim

Identificação

positiva. A trama

seguinte não será

descartada

sim

Adicionar caracter

ao buffer de dadosnão

não

Limpar buffer de

dados

sim

Guardar conteúdo

do buffer no array

on[i]

sim

Guardar conteúdo

do buffer no array

off[i]

sim

Caracter „P‟ ?não

Incrementar índice

de array i

Guardar conteúdo

do buffer no array

portadora[i]

sim

Incrementar índice

de array i

Informação da

portadora completa

?

Inicializar índice i

com o valor zero

sim

não

Activar execução

do comando IR

não

Fig. 95 Interpretação dos parâmetros recebidos via RF

7.7.3 Emissão do Comando IR

Após a interpretação da trama recebida, estão reunidos todos os parâmetros

essenciais: período da portadora (25% duty cycle + 75% tempo “morto”), número de

ciclos correspondentes ao intervalo de tempo no qual existe modulação e também os

intervalos de tempo onde não existe sinal (tempo “morto”). O próximo passo será então

a emissão do comando IR correspondente. Este processo é executado pela função main.

Na Fig. 96 é possível analisar o fluxograma de execução deste processo. É de salientar

que cada comando IR é emitido mais do que uma vez a cada execução, isto porque, após

a realização de alguns testes verificou-se que a emissão de apenas uma trama não

resultava numa actuação positiva nos aparelhos IR testados, como tal, optou-se por um

ciclo de execução com repetições (5 emissões). Chegou-se então à conclusão que ao

premir o botão de um telecomando IR é emitido um conjunto de tramas com um

determinado ciclo de repetição. O valor escolhido é suficiente e não permite que exista

uma execução dupla do comando em questão.

145

O sinal de saída é gerado num pino do microcontrolador, ao qual se encontra

associado um circuito de emissão, tal como indicado na Fig. 97.

Início

Configurações

iniciais

Verificação da

ordem de emissão

do comando IR

Emitir

comando ?não

sim

Modular sinal?

Colocar saída a

nível alto durante

X tempo (25% do

período da

portadora)

Colocar saída a

nível baixo

durante X tempo

(75% do período

da portadora)

Armazenar

número de ciclos

do array on[i]

sim

Decrementar

variável número

de ciclos

Nº ciclos = 0 ?não

Colocar saída a

nível baixo

durante X tempo

(conteúdo do

array off[i])

Incrementar índice

de array i

Emitidos todos os

pares on, off ?

Activar modo de

modulação de

sinal

Executar delay

fixo (ajuste do

intervalo entre

emissões IR)

sim

Emissões IR

concluídas ?

Inicializar índice

array i a zero

não

não

Inicializar

variáveis para

futuras emissões

sim

FimDesactivar modo

de modulação do

sinal

não

sim

Fig. 96 Processo de emissão do comando IR

146

Circuito de Emissão IR

O circuito de emissão é controlado pelo microcontrolador. O seu objectivo é fazer

a conversão de um sinal eléctrico num sinal infravermelho para que seja possível

controlar o respectivo aparelho IR.

O circuito é bastante simples como se pode ver na Fig. 97. Basicamente, é

constituído por um transístor bipolar 2N2222 e um LED IR usual. O transístor funciona

como um auxiliar do pino de controlo do microcontrolador, tornando possível a

drenagem de uma corrente suficiente de modo a possibilitar um alcance razoável do

sinal IR emitido, isto porque o alcance do sinal está directamente relacionado com a

corrente directa que percorre o emissor IR. O LED IR tem um funcionamento

semelhante a um LED normal, porém em vez de emitir luz visível emite luz

infravermelha. Foi usado um LED IR da marca Kingbright, com um ângulo de emissão

de 30º.

Regra geral os LEDs IR apresentam um valor médio de corrente máximo

admissível muito baixo, neste caso na ordem dos 50 mA, o que conduz a uma emissão

pouco eficiente, por outro lado o valor de pico máximo é elevado, neste caso na ordem

dos 1,2 A (Ampere) (tendo em conta um curto período de tempo: duty cycle de 100 µs

como referência), proporcionando assim um aumento do alcance de emissão. Como se

sabe os sinais emitidos serão modulados a uma determinada frequência com um duty

cycle fixo de 25%, ora tendo em conta que a frequência mais baixa será de 36 kHz, isto

significa que na pior das hipóteses tem-se um tempo de “LED ON” na ordem dos 7 µs e

portanto não existe qualquer problema face ao tempo imposto na emissão de uma

corrente de pico elevada. Mais informações acerca deste LED IR podem ser encontradas

no datasheet presente em [68].

O circuito foi dimensionado para uma corrente de pico na ordem dos 350 mA, um

valor muito aquém dos limites máximos impostos quer pelo transístor quer pelo LED

IR, contudo é um valor suficiente, permitindo já distâncias de emissão bastante

satisfatórias e aumentado também o tempo de vida do LED.

147

Fig. 97 Circuito de emissão IR

148

Capítulo VIII

150

8. Integração no Sistema de Domótica Principal

8.1 Introdução

O hardware de controlo de dispositivos IR apesar de ser totalmente independente

do sistema de PLCs não significa que o seu controlo tenha de ser também independente,

como tal é importante integrar esse controlo na aplicação Flash. A grande diferença de

um dispositivo IR em relação a qualquer outro dispositivo reside essencialmente na sua

configuração, existindo uma área especialmente dedicada para esse efeito (integrada na

área de configuração global). Em termos de interacção para actuação segue-se a mesma

linha, no fundo o que muda é naturalmente a consola de interacção e essencialmente o

processo de comunicação existente em background, o qual é ligeiramente mais

complexo. No decorrer deste capítulo será apresentado todo o processo quer de

configuração quer de actuação dos dispositivos IR. Para mais informações acerca da

configuração de dispositivos IR poderá ser consultado o manual presente em anexo.

8.2 Configuração de Dispositivos IR (integrado em

“configuracao.swf”)

A configuração dos dispositivos IR é dividida em duas fases. A primeira fase

consiste no envio do endereço via RF para gravação na EEPROM do módulo de

emissão em configuração. A segunda fase consiste na listagem e gravação dos

comandos IR associados ao dispositivo em questão. Todo este processo de configuração

é efectuado na “área de configuração” no submenu “IR config”. Na figura seguinte é

possível ver o aspecto gráfico deste submenu de configuração.

151

Fig. 98 Configuração de dispositivos IR


A configuração IR pressupõe uma introdução prévia do dispositivo no respectivo

compartimento, como tal, o primeiro passo será obter uma listagem de todos os

dispositivos IR existentes no sistema, identificando aqueles que já foram configurados

(no caso de não ser a primeira execução). Considera-se que um dispositivo já foi

configurado quando os seus dados de portadora são diferentes de “NULL” (valor por

defeito), dado que esse é o último campo a ser preenchido quando este é configurado.

Uma vez obtida a listagem de dispositivos é necessário obter também a identificação de

todas a portas COM existentes no PC, para que o utilizador possa seleccionar a porta

correcta para comunicação com o hardware (módulo de aquisição). Tanto as listagens

de dispositivos como de portas COM são apresentadas por intermédio de ComboBox.

Posto isto poderá seleccionar-se o dispositivo pretendido e iniciar a sua configuração.

Os processos envolvidos na configuração de um novo dispositivo IR encontram-se

ilustrados no fluxograma da Fig. 101. As funções e scripts PHP envolvidos nestes

processos serão apresentados em seguida.

8.2.1 Listagem dos dispositivos e identificação da(s) porta(s) COM


o Globais

152

ler_disp_IR_COM() {}

Responsável pela listagem dos dispositivos IR existentes no sistema, identificando

aqueles já configurados, e também listagem da(s) porta(s) COM existente(s). Para esse

fim é invocado o script “ler_disp_IR.php”. Os dados lidos da base de dados são

inseridos na ComboBox respectiva.

gravar_COM(com:Number) {}

Responsável pela gravação da porta COM seleccionada pelo utilizador através da

ComboBox (identificação passada como argumento). Para esse fim é invocado o script

“guardar_com.php”, usado também no módulo “hardware.swf”, como foi visto no

capítulo 6 (secção 6.5). O parâmetro passado como argumento poderá conduzir a duas

situações: gravação ou actualização na tabela “porta_com”.

o Locais

- Manipulação da ComboBox

cbListener1.change = function(evt_obj:Object) {}

Responsável pelo início da configuração do dispositivo seleccionado pelo

utilizador através da ComboBox. Caso o dispositivo já tenha sido configurado irá

aparecer um “visto” informativo.

cbListener2.change = function(evt_obj:Object) {}

Responsável pela execução da função “gravar_COM”, sempre que existe a

selecção de um valor na ComboBox.

8.2.2 Envio do endereço via RF

A gravação do endereço no módulo de emissão em questão é iniciada por

intermédio do botão ilustrado na figura seguinte.

Fig. 99 Ordem de envio para a gravação do endereço na EEPROM

153


o Locais

Botão “EEPROM” this.onRelease = function() {}

Responsável pela ordem de envio para gravação do endereço no módulo de

emissão em configuração. Para esse fim invoca o script “gravar_EEPROM.php”.

8.2.3 Listagem e gravação dos comandos IR

A ordem para a leitura do comando IR de cada dispositivo é dada através do

clique num telecomando de televisão virtual, o qual apresenta os botões essenciais (Fig.

100). O facto desta interacção ter como base uma televisão não significa que não seja

possível gravar comandos provenientes de um telecomando de qualquer outro aparelho,

contudo como a ideia é mostrar a possibilidade de controlo de alguns dispositivos IR,

optou-se por utilizar como exemplo a televisão, no entanto para que se possa dar a

evolução para o controlo de outros aparelhos basta criar o telecomando virtual

respectivo, tendo em conta claro que o aparelho se encontra dentro dos critérios

impostos pelo hardware de leitura.

Fig. 100 Telecomando virtual para gravação de comandos IR (Televisão)

Sempre que existe a leitura de um comando será feita uma listagem dos dados

recebidos. Esta listagem é meramente informativa, para que seja possível ter uma ideia

dos tempos envolvidos num determinado comando. Os dados a apresentar são os

tempos nos quais existe modulação, os tempos “mortos” e a frequência da portadora.

Como se sabe, a informação associada aos tempos de modulação bem como à portadora,

154

é enviada à aplicação Flash na forma de “nº de ciclos” e período, respectivamente, como

tal, terão de ser executados cálculos auxiliares.

Cálculo do tempo associado à modulação

O tempo de cada modulação é calculado com base no período da portadora, esse

cálculo é feito da seguinte forma:

(10)

Cálculo da portadora

O processo envolvido no cálculo da frequência da portadora é ligeiramente mais

complexo, não devido ao cálculo em si, mas sim pelo facto do valor obtido não

corresponder a um standard. Como tal é necessário efectuar um processo de comparação

de modo a obter um valor de frequência standard. Tendo em conta as limitações do

hardware sabe-se que apenas existem três valores standard, 36 kHz, 38 kHz e 40 kHz.

O primeiro passo é o cálculo da frequência, o qual é feito da seguinte forma:

(11)

Uma vez obtido o valor da frequência é necessário então verificar se esse valor

corresponde a um standard. Sabe-se que o valor presente no cálculo da

frequência é um valor arredondado. Por exemplo para uma frequência de 36 kHz o valor

do período equivale a aproximadamente 27,78 µs. Após o arredondamento obtém-se um

número inteiro igual ou inferior ao valor especificado, neste caso ficaria então 27 µs, ou

seja, . Posto isto, ao ser efectuado o cálculo da frequência

será obtido um valor superior a 36 kHz, contudo esse valor é ainda inferior a 38 kHz,

desta forma o termo de comparação para a obtenção de um valor standard é feito da

seguinte forma:

(12)

155


o Globais

ler_trama() {}

Responsável pela execução do processo de leitura e posterior listagem de toda a

informação relacionada com o comando em questão. Com base nos dados adquiridos

efectua os cálculos respectivos. O processo de leitura é iniciado por intermédio do script

“receber_IR.php”.

guardar_portadora(portadora:Number, nome:String,) {}

Responsável pelos cálculos associados à portadora passada como argumento (duty

cycle 25% + 75 % tempo “morto”) e gravação desses dados na base de dados. Esta

função é invocada pela função “guardar_trama” quando for feito o armazenamento do

último comando IR. A gravação da portadora é feita por intermédio do script

“guardar_portadora.php”. O parâmetro nome identifica univocamente o dispositivo IR

na tabela a manipular.

guardar_trama(nome:String,comando:String,impulsos:Array,

tmp_off:Array) {}

Responsável pelo armazenamento na base de dados de toda a informação relativa

ao comando IR adquirido. Para esse fim invoca o script “guardar_trama.php”. Uma vez

armazenados todos os dados será então invocada a função “guardar_portadora”.

eliminar_incompleto(nome:String) {}

Responsável por eliminar os dados de um dispositivo IR configurado

incorrectamente. É executada sempre que se inicie uma nova configuração sem que uma

anterior tivesse sido completada correctamente. Esta função evita assim a redundância

de informação relativamente a tramas já gravadas na base de dados. Esta acção é feita

por intermédio do script “eliminar_incompleto.php”.

o Locais

Botão “visto” visto_IR.onRelease = function() {}

Responsável pela ordem de gravação de dados na base de dados. Para esse fim

executa a função “guardar_trama”.

156

Botões telecomando virtual <instância>.onRelease = function() {}

Responsável pela ordem de inicialização de todo o processo envolvido na leitura

do comando IR respectivo. Para esse fim invoca a função “ler_trama”.

Inicio

Leitura de toda a

informação

relevante relativa

aos dispositivos IR

bem como a(s)

porta(s) COM

existente(s) no PC

Apresentar

dados lidos

nas

respectivas

ComboBox

Seleccionar

dispositivo a

configurar e a

porta COM

Dispositivo já

configurado?

Configurar outro

dispositivo caso

exista?

Gravar endereço

Enviar

mensagem

“EEPROM”

Premir botão de

configuração no

telecomando

virtual

Enviar

mensagem

“receber”. A

informação

recebida é

enviada à

aplicação Flash

Erro de leitura?

sim

Último

comando?

Armazenar

dados

relativos ao

comando IR

não

Passar ao próximo

comando

Armazenar dados

relativos ao

comando IR e

também a

informação relativa

à portadora

sim

Configurados todos

os dispositivos ?

Fim

Voltar ao menu

anterior

Indicador de

configuração

executada

com sucesso

Existe algum

dispositivo

configurado

incorrectamente ?

Eliminar

comandos

adquiridos

desse

dispositivo

sim

sim

não

sim

não

não

sim

Apresentar dados

lidos (tempos

modulação,

“mortos” e

frequência da

portadora)

não

não

Flash/Actionscript

Premir “visto”

Fig. 101 Processo de configuração de dispositivos IR

157

8.2.4 Interface com a Aplicação C/C++

O interface com a aplicação C/C++ é feito por intermédio da linha de comandos.

O acesso à linha de comandos é feito através de PHP com base na função “shell_exec”,

a qual torna possível tanto o envio como a recepção de informação através da linha de

comandos. A implementação desta interacção PHPAplicação C/C++ é feita da

seguinte forma:

<PHP>

<C/C++>

8.2.5 Scripts PHP

ler_disp_IR.php

Responsável pela leitura de toda a informação relevante da tabela

“dispositivos_IR”. Para além disso executa também a aplicação C/C++ para leitura

da(s) porta(s) COM.

guardar_com.php

Este script é comum ao módulo “hardware.swf”.

… void main(int argc, char **argv) { //função main if(!strcmp(argv[1],"receber")) //interpretação do parâmetro “acesso” passado como argumento

printf(“dado1|dado2…”); //imprime informação na linha de comandos com um

//determinado formato para posterior separação de dados

… }

<?php $acesso = “receber”; //definição do tipo de acesso à aplicação, neste caso acesso para leitura de um comando IR

$com = ‘5’; //definição da porta COM para posterior comunicação com o hardware

$shell = explode("|", shell_exec("porta_serie.exe $acesso $com") ); //execução da aplicação c/c++ com

//passagem de parâmetros para dar inicio ao acesso respectivo //a função “explode” é usada para a separação dos dados, os quais estão separados por ´|´

echo $shell[0]; //recepção da informação enviada pela aplicação, imprime “dado1” echo $shell[1]; //imprime “dado2”

… ?>

158

gravar_EEPROM.php

Responsável pelo envio do endereço via RF para gravação na EEPROM do

módulo de emissão em configuração. Executa a mensagem com prefixo “EEPROM”.

receber_IR.php

Responsável pelo execução da mensagem com prefixo “receber” enviando

posteriormente os dados recebidos à aplicação Flash.

guardar_portadora.php

Responsável pelo armazenamento da informação relativa à portadora na tabela

“dispositivos_IR”.

guardar_trama.php

Responsável pelo armazenamento na tabela “trama_IR” de todos os dados

relativos ao comando IR adquirido.

eliminar_incompleto.php

Responsável por eliminar os dados presentes na tabela “trama_IR” relativos a um

dispositivo IR configurado incorrectamente.

8.3 Actuação em Dispositivos IR (“sistema.swf”)

O processo de interacção para o controlo de dispositivos IR é bastante semelhante

ao processo dos demais dispositivos, a diferença é essencialmente em termos de consola

de interacção e comunicação com o dispositivo, como já foi apresentado no capítulo 6

(secção 6.3.1). Nesta secção será feita uma abordagem no sentido de mostrar um pouco

melhor todos os passos de execução, dado que este processo de comunicação envolve

várias etapas.

Ordem de Envio

A ordem de envio é dada pela consola de interacção com o dispositivo IR. O

clique num dos botões disponíveis invoca um script PHP (“enviar_IR.php”), o qual terá

a responsabilidade de aceder à base de dados de forma a adquirir toda a informação

relevante para o envio da trama associada a esse comando. A informação adquirida será

159

organizada segundo o formato apresentado na Fig. 90 e anexada à mensagem com o

prefixo “enviar” (Fig. 89). Na figura seguinte encontra-se ilustrado este primeiro passo.

Fig. 102 Ordem de envio

Transmissão via RF

A informação enviada através da linha de comandos por intermédio do script PHP

é agora lida pela aplicação C/C++. A informação relevante a enviar ao módulo de

emissão é apenas a informação presente nos campos <Endereço> e <Dados> (Fig. 89).

O campo <Prefixo> indica o processo a implementar e o campo <COM> por sua vez

indica qual a porta a usar na comunicação série para interface com o módulo XBee

(BASE). O módulo XBee (BASE) fará posteriormente o envio da informação via RF.

Na figura seguinte encontra-se ilustrado este segundo passo.

Fig. 103 Comunicação com o módulo XBee para o envio via RF

160

Emissão IR

A informação transmitida via RF será recebida pelo módulo XBee (REMOTO) e

enviada ao PIC para interpretação, no sentido de se recriar o comando IR a emitir.

Partindo do princípio que a verificação do endereço foi positiva, será então iniciado o

ciclo de emissão, estando portanto concluído todo o processo de emissão de um

determinado comando IR. Na figura seguinte encontra-se ilustrado este último passo

envolvido no controlo de dispositivos IR.

Fig. 104 Emissão IR

Capítulo IX

162

9. Resultados

O sistema não foi implementado numa habitação real, contudo para verificar a

eficácia e funcionalidade do software de controlo, foram efectuados testes tendo em

conta a configuração, monitorização e actuação em dispositivos tais como, lâmpadas,

tomadas e estores. A nível do controlo de dispositivos por infravermelhos foi efectuado

o teste em dispositivos baseados em três protocolos distintos, o Philips RC-5, o Sony

SIRC e o Panasonic. Os resultados obtidos mostraram-se bastante satisfatórios como se

poderá verificar.

9.1 Aplicação de Controlo e Monitorização

Para verificar o correcto funcionamento do software de controlo foram feitos os

seguintes testes:

Configuração

Actuação

Monitorização

Fiabilidade

Interacção utilizador-sistema

Todos estes testes foram realizados tendo em conta o funcionamento com

dispositivos como lâmpadas, tomadas e estores tendo sido criado o Ladder necessário,

integrando um controlo local simulado através dos botões presentes na consola do

VISION 280 (tal como indicado no capítulo 4, secção 4.4 – Case Study). Este Ladder

encontra-se dividido em controlo de dispositivos ON/OFF usuais, tais como lâmpadas e

tomadas, e dispositivos especiais, caso dos estores. Foram configuradas duas saídas para

lâmpadas, uma para tomadas e outra para estores. A tomada é simulada através do

ON/OFF do relé do PLC. Os endereços correspondentes são os seguintes:

163

Dispositivo Controlo Local Endereço físico Endereço de Memória

Lâmpada 1 Botão „1‟ 0 0

Lâmpada 2 Botão „2‟ 1 1

Tomada Botão „4‟ 2 2

Estore Botão „7‟ (subir)/ „8‟ (descer) 3 (subida) / 4 (descida) 3 / 4

Tabela 5 Endereços associados aos dispositivos testados

Com base nestes dados simulou-se a configuração de uma habitação de raiz, tendo

em conta uma planta específica.

Ao longo de todo o desenvolvimento foram corrigidos alguns bugs encontrados,

essencialmente a nível de transições entre objectos Flash, e portanto nesta fase o

objectivo não seria tanto a detecção de bugs mas sim uma análise global do

funcionamento do software de controlo. Não quer isto dizer que todos os bugs tenham

sido encontrados, dado que é muito difícil verificar todas as combinações de execução

de uma aplicação, porém, a nível de comunicação nunca existiram problemas de maior.

Em termos de área de configuração é dada uma grande liberdade ao utilizador em

todo o processo de personalização da sua planta, desde livre posicionamento do

identificador de compartimentos e dispositivos. O facto de ser necessário delinear a área

de um compartimento para posterior zoom poderá ser um processo um pouco

aborrecido, porém foi a melhor solução encontrada para implementar essa

funcionalidade, a qual será bastante útil na actuação de dispositivos. A nível de gestão

de utilizadores é possível executar todas as funções pertinentes,

alteração/eliminação/introdução de utilizadores. Apesar desta possibilidade de múltiplos

utilizadores, a execução será sempre igual para todos os utilizadores não existindo

portanto execuções personalizadas.

A actuação nos dispositivos é feita com o simples “click” no dispositivo ou na

consola do dispositivo em questão, obtendo-se um feedback imediato dessa actuação. O

processo de actuação é sempre feito para um piso e respectivo compartimento, para

além disso será sempre feita uma pré-selecção do dispositivo a controlar, com isto

consegue-se um controlo mais específico e ao mesmo tempo obtém-se uma noção

espacial do dispositivo a controlar, com base no zoom in do compartimento.

Inicialmente implementou-se nesta área uma função de identificação dos

compartimentos com dispositivos activos, seria bastante interessante, contudo com a

introdução dos dispositivos IR acabou por ser retirada dado que não existia maneira de

164

verificar o estado de uma televisão, por exemplo, caso esta tivesse sido controlada

localmente, e como tal esta funcionalidade já não faria sentido.

A monitorização desempenha um papel importante neste sistema, encontrando-se

também em correcto funcionamento. O tempo estabelecido para o intervalo de leitura

dos Memory Bits é suficiente, podendo inclusive ser aumentado.

Em termos de fiabilidade o teste centrou-se essencialmente na comunicação com o

PLC, seja para leitura ou escrita de Memory Bits. O facto do hardware ser baseado em

PLCs e a comunicação ser via Ethernet eleva bastante o grau de fiabilidade de todo o

sistema, dado que, não se verificaram problemas quer a nível de actuação, quer a nível

de leitura.

Para o teste de interacção utilizador-sistema nada melhor do que pedir a algumas

pessoas para executar uma configuração de raiz com base nos dados anteriores,

esperando pelo seu feedback. Posto isto, em termos de login/registo e controlo de

dispositivos não se verificaram dificuldades, no entanto a nível de configuração

verificou-se que o contacto com a área de configuração não era tão intuitivo,

nomeadamente a nível de delineação da área do compartimento, o que por um lado é

normal tendo em conta que essa área é ligeiramente mais complexa e é necessário

percorrer alguns passos até configurar correctamente todos os parâmetros envolvidos.

Esta área é mais dedicada ao configurador, contudo uma análise mais atenta do manual

poderá ajudar o utilizador a ultrapassar esse problema. Duma maneira geral o feedback

foi positivo, verificando-se que a parte mais relevante para o utilizador, o controlo de

dispositivos, é bastante intuitiva.

Seria interessante analisar também a interacção remota com o sistema, com base

em múltiplos clientes, contudo essa funcionalidade não foi implementada, estando

apenas disponível o acesso via ambiente de trabalho remoto. Na figura seguinte é

possível ver os dispositivos presentes no teste deste sistema.

165

Fig. 105 Teste do sistema (PLC)

166

9.2 Subsistema de Controlo de Dispositivos por IR

O desenvolvimento de todo o processo de interpretação, gravação e emissão de

comandos IR, associado aos módulos de aquisição e emissão IR, foi concretizado em

duas PCBs, tal como ilustrado na Fig. 106. No sentido de verificar a eficácia deste

subsistema foram efectuados também alguns testes, nomeadamente a nível da

capacidade de leitura e emissão de comandos IR, identificando as suas limitações. A

transmissão da informação via RF foi também foco de atenção, sendo analisada a

possibilidade de erros de transmissão, dado que a transmissão em broadcast traz

algumas limitações a nível de funcionamento do módulo XBee, tal como foi

apresentado no capítulo 7, secção 7.5.4 (Transmissão RF).

(a) PCB do módulo de aquisição IR

(b) PCB do módulo de emissão IR

Fig. 106 PCBs para o controlo de dispositivos por infravermelhos

167

As PCBs implementam todas as funcionalidades descritas ao longo da tese, bem

como algumas funcionalidades extra, nomeadamente a actualização do firmware do PIC

por exemplo. O esquemático e layout das placas encontra-se disponível em anexo.

PCB do módulo de aquisição IR

Esta PCB apresenta as seguintes características:

o Comunicação com o PC via USB

o Transmissão de dados via RF

o Leitura de tramas IR de protocolos com portadoras compreendidas

entre os 36-40 kHz

o Configuração de parâmetros e actualização de firmware dos

módulos XBee

o Actualização de firmware do PIC

o Alimentação via bus USB

PCB do módulo de emissão IR

Esta PCB apresenta as seguintes características:

o Recepção e interpretação da informação enviada via RF

o Discernimento de informação

o Emissão IR

o Alimentação via fonte externa (máx. 12 V DC)

o Protecção contra troca de polaridade

Com vista a verificar as funcionalidades acima mencionadas, essencialmente a

nível de leitura e transmissão de informação entre módulos, foram feitos então os

devidos testes com os protocolos Philips RC-5, Sony SIRC e Panasonic.

9.2.1 Leitura de Comandos IR

Protocolo Philips RC-5

168

(a) Sinal da Portadora (b) Sinal da Trama

Fig. 107 Sinais obtidos na leitura de um comando IR Philips RC-5

Protocolo Sony SIRC

(b) Sinal da Portadora (b) Sinal da Trama

Fig. 108 Sinais obtidos na leitura de um comando IR Sony SIRC

Protocolo Panasonic

(c) Sinal da Portadora (b) Sinal da Trama

Fig. 109 Sinais obtidos na leitura de um comando IR Panasonic

169

Os sinais apresentados comprovam a eficácia do sistema de aquisição (sinais

compreendido entre 36-40 kHz), contudo em termos de interpretação surgem algumas

limitações. O algoritmo de interpretação mostra-se eficaz, porém o problema reside na

falta de memória disponível pelo microcontrolador no que diz respeito à memorização

temporária de capturas da trama. No máximo poderão ser interpretados 35 pares

ON/OFF, um valor suficiente para uma trama RC-5 ou SIRC, contudo, a nível de tramas

baseadas no protocolo usado pela Panasonic verificou-se que não era suficiente.

Os testes que foram sendo feitos ao longo de todo o desenvolvimento do

subsistema foram baseados no protocolo RC-5, os restantes protocolos apresentados

foram avaliados teoricamente com base na informação presente em [56] (Sony SIRC) e

em [69] (“Old” Panasonic), estando dentro dos critérios admissíveis pelo software e

hardware. Após os testes físicos verificou-se que o Sony SIRC era interpretável, porém

o protocolo Panasonic não, dado que a versão testada não correspondia à versão “Old”

avaliada teoricamente, apresentando diferenças em termos de portadora (ainda

compatível) e em termos de número de pares ON/OFF constituintes (agora

incompatível). Não foram feitas alterações no sentido de resolver esse problema pois

implicava uma mudança no microcontrolador usado, dado que a memória está

aproveitada ao máximo.

Os tempos obtidos na leitura de um comando baseado nos protocolos anteriores

(interpretáveis) foram os seguintes:

Philips RC-5 ( “Desligar” )

ON (µs) OFF (µs)

864 873

1782 862

864 887

864 887

864 888

864 888

864 888

864 888

864 1774

864 888

1755 888

864 repetição

Tabela 6 Dados obtidos na aquisição de um comando do protocolo Philips RC-5

170

Sony SIRC (“Desligar/Ligar”)

ON (µs) OFF (µs) ON (µs) OFF (µs)

2350 606 1200 592

1200 568 1200 592

600 599 1200 592

1200 591 575 591

600 599 600 600

1200 591 1200 600

600 600 600 591

600 599 575 600

600 600 1200 600

1200 591 600 repetição

600 600

Tabela 7 Dados obtidos na aquisição de um comando do protocolo Sony SIRC

Os valores obtidos apresentados sofreram uma pequena calibração por software,

no sentido de se obter uma representação mais fiel do tempo associado ao protocolo.

Esse ajuste foi baseado no protocolo Philips RC-5. Estes valores resultaram numa

actuação positiva no aparelho respectivo.

Em termos de distância máxima admitida ao posicionamento do telecomando IR

para a aquisição do sinal IR, existe uma limitação imposta pelo circuito de recepção da

portadora. O máximo é de 30 cm com um ângulo de recepção de cerca de 50º. Esta

distância julga-se suficiente tendo em conta que todo o processo de gravação de

comandos IR é feito junto ao PC de controlo, e portanto não será muito importante uma

distância maior.

A ausência de um filtro passa banda no circuito de detecção da portadora não se

revelou muito importante, como se pode comprovar pelos gráficos obtidos.

As restantes funcionalidades também funcionam correctamente, nomeadamente a

comunicação com o PC, actualizações de firmware, configuração dos módulos XBee e

transmissão RF.

9.2.2 Transmissão e Emissão de Comandos IR

O teste de transmissão RF foi feito após a certeza de que os comandos IR emitidos

tinham resultados de actuação positivos no receptor em questão, e portanto inicialmente

171

foi feito um teste com transmissão local de dados, a fim de se comprovar o correcto

funcionamento de composição e emissão do comando por parte do módulo de emissão

IR. Este teste passava por todo o processo desde a ordem de actuação em Flash até à

emissão IR. A transmissão local era baseada numa comunicação via RS-232, nesta fase

o módulo de emissão encontrava-se ainda em breadboard. Com base neste teste

verificou-se também a distância de emissão do sinal IR, obtendo-se um alcance máximo

de 10 m. Após a obtenção destes resultados positivos passou-se então ao teste de

transmissão via RF.

A transmissão RF via broadcast poderia apresentar alguns problemas, dadas as

limitações, contudo nos testes efectuados verificou-se uma transmissão sem problemas

uma vez que as ordens de actuação eram concretizadas em actuações positivas.

Concluiu-se assim com sucesso o teste à parte de transmissão e emissão deste

subsistema de controlo de dispositivos por IR.

172

Capítulo X

174

10. Conclusões e Sugestões para Trabalho Futuro

10.1 Conclusões

O projecto apresentado nesta tese demonstra que a criação de sistemas de

automação residencial baseados em software Flash no controlo de hardware industrial,

proporcionam um conjunto de interacção no qual a simplicidade e a performance

caminham lado a lado. Na pesquisa efectuada não se encontrou no mercado um sistema

com interface gráfico inteiramente baseado em Flash ou que fosse constituído por

hardware industrial (PLCs), e portanto estes são de certa forma os aspectos chave deste

projecto. Em termos de funcionalidades, nesta solução não existem tantas quantas as

que estão presentes em alguns dos sistemas apresentados no estado da arte,

nomeadamente a nível de climatização, regulação de luminosidade, vídeo vigilância,

funções automáticas, etc., no entanto estão criadas as condições para que se possa dar

essa evolução, sendo necessário continuar o desenvolvimento da aplicação de controlo.

Todo o controlo do sistema encontra-se em correcto funcionamento, desde a

manipulação da base de dados, comunicação (leitura/escrita MB) com o PLC,

configurações, no entanto poderão surgir alguns bugs, essencialmente a nível de

validação de objectos Flash, uma vez que, apesar de todos os testes efectuados, poderão

não ter sido verificadas todas as combinações possíveis.

O subsistema de controlo de dispositivos por infravermelhos teve uma perfeita

integração no sistema principal, tendo-se assim conseguido dotar o sistema de

comunicação IR. Verificou-se que a comunicação via RF através dos módulos XBee foi

uma boa opção, quer a nível de fiabilidade, quer a nível de integração. A nível de

aquisição de comandos IR, mesmo limitando o universo de protocolos com portadoras

compreendidas entre 36-40 kHz, não se pode afirmar que é possível a leitura de todos os

protocolos, até porque existem bastante mais para além daqueles que foram testados,

contudo comprovou-se que alguns dos mais usados são interpretáveis, como é o caso do

Philips RC-5 e Sony SIRC. Em termos de mercado, tendo em conta a leitura, emissão e

transmissão (via RF) de comandos IR, foram encontrados módulos que permitem uma

ou outra funcionalidade, porém no conjunto e na forma como estão organizadas neste

projecto, não se encontraram sistemas que tivessem um funcionamento semelhante.

175

10.2 Sugestões para Trabalho Futuro

Um sistema de domótica encontra-se em constante desenvolvimento, no sentido

de se integrar cada vez mais funcionalidades e ao mesmo tempo aumentar ainda mais a

sua performance. Ora este sistema não é excepção, como tal aqui ficam algumas

sugestões de funcionalidades que não foram implementadas ou aspectos que podem ser

modificados no sentido de melhorar a qualidade do sistema.

Aplicação de Controlo

Adicionar novas funcionalidades, em especial regulação de luminosidade,

climatização, videovigilância e gestão de rega

Funções automáticas, tais como a simulação de presença de pessoas na

habitação

Funções personalizadas, como por exemplo a regulação de luminosidade

num dado compartimento ao gosto de um utilizador específico

Acesso remoto de vários utilizadores simultaneamente

Subsistema de Controlo de Dispositivos por IR

Criação de uma extensão PHP baseada na aplicação C/C++ desenvolvida

para interface com o módulo de aquisição IR, libertando assim a

necessidade de uma aplicação intermédia

Poderá ser substituído o microcontrolador usado no módulo de aquisição

IR por um com mais memória de dados, no sentido de se aumentar o

número de capturas da trama IR

Dotar o módulo de emissão IR de capacidades sensoriais, por exemplo

sensores de temperatura, presença e luminosidade

176

177

Referências

[1] “A Casa Inteligente” – Introdução à domótica e alguns aspectos técnicos

http://acasainteligente.blog.com/

[2] “Domótica – Presente e Futuro”, Apresentação, Renato Nunes, Instituto Superior

Técnico / INESC-ID

www.enei.net/enei2006/documentos/apresentacoes/Dia2_Prof_Renato%20Nunes_Do

motica.pdf

[3] Domótica – Introdução

http://ambiente.dec.uc.pt/~carrilho/Domotica.doc

[4] “Domótica – Edifícios Inteligentes” (imagem)

http://engenium.wordpress.com/2007/02/02/domotica-edificios-inteligentes/

[5] Sistema de domótica da empresa JG Domótica (imagem)

http://www.jgdomotica.com/jgd-f-por.htm

[6] Software para domótica da empresa HAI (imagem)

http://www.homeauto.com/Products/Software/MCE.asp

[7] Sistema de domótica da empresa Domática (imagem)

http://www.domatica.pt/?lop=conteudo&op=65b9eea6e1cc6bb9f0cd2a47751a186f&id=

3ef815416f775098fe977004015c6193

[8] X10 - Wikipedia

http://en.wikipedia.org/wiki/X10_(industry_standard)

[9] “O que é o X-10?” – euroX10

http://www.eurox10.com/Content/X10Information.htm

[10] “Teoria de transmissão de sinais X-10” – euroX10

http://www.eurox10.com/Content/X10SignalTheory.htm

[11] Módulos X10 – X10 Europe (imagem)

http://www.x10europe.com/ha/receivers.htm

[12] “VDI/VDE-IT – to bring High-tech to success”, Apresentação

http://www.vdivde-it.de/smarthome/ws2/vortraege/strese.pdf

[13] Casas Inteligentes, José Augusto Alves e José Mota, Edições Centro Atlântico 2003,

Capítulo 9 – Principais Sistemas, Pág.101

[14] “Sistema EIB” em Dissertação “Aplicações Domóticas para Cidadãos com Paralisia

Cerebral”, Biblioteca Digital

http://portal.ua.pt/bibliotecad/default.asp?H1=2&H2=1&H3=2&H4=0&H5=0&num=6

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178

[15] Instabus EIB, Catálogo da empresa Merten (imagem)

www.tev.pt/downloads/12.pdf

[16] “CAN history”

http://www.can-cia.org/index.php?id=161

[17] “CAN – Background Information”

http://www.mjschofield.com/history.htm

[18] “CAN protocol”


[19] Artigo de jornal online, “CAN em Automação Residencial”

http://www.uai.com.br/UAI/html/sessao_8/2007/05/31/em_noticia_interna,id_sessao=8

&id_noticia=13552/em_noticia_interna.shtml

[20] “CAN information”

http://hem.bredband.net/stafni/developer/CAN.htm

[21] “CAN physical layer”


[22] “EIA Standard RS-485”

http://www.tbos.net/download/sumRS485.htm

[23] Informação padrão RS-485

http://www.escience.unicamp.br/angra/admin/publicacoes/documentos/publicacao_616

_RS485.pdf

[24] “Introduction to RS-485”

http://www.lammertbies.nl/comm/info/RS-485.html

[25] Informação do sistema “iDom” da empresa Domática

http://www.domatica.pt/?lop=conteudo&op=f7177163c833dff4b38fc8d2872f1ec6

[26] Seminário Automação de Processos Industriais, IST, Julho de 2007

http://users.isr.ist.utl.pt/~pjcro/cadeiras/api0607/files_aux/seminario_14.pdf

[27] Funcionalidades sistema “Mordomus” das empresas IVV e IOLine

http://www.mordomus.com/funcionalidades.html

[28] IVV Automação – Módulos do sistema “Mordomus”

http://www.ivv-aut.com/index.php?option=catalogo&Itemid=99&func=index.php

&cPath=7

[29] CD de apresentação do sistema “Mordomus” (imagens)

[30] Software “Harmony 2007” – Informação geral

http://www.automatedhome.co.uk/Software/Harmony-2007-Home-Automation-

Software-Launched.html

[31] Software “Harmony 2007” – Informação e Compatibilidade a nível de hardware

http://www.domialifestyle.com/Harmony2.asp

http://www.tev.pt/downloads/12.pdf


http://www.mjschofield.com/history.htm


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[32] Estrutura de um sistema baseado no software “Harmony 2007” (imagem)

http://www.domia.eu/index.php?option=com_content&view=article&id=185&Itemid=1

06

[33] Software de controlo “ALICE” – “Java Home Automation”

http://jhome.sourceforge.net/

[34] “FreeTTS” - Software para sintetização vocal

http://freetts.sourceforge.net/docs/index.php#what_is_freetts

[35] Conversor X10-IR

http://www.centralcasa.com/prodetalhes.asp?familia=ModulosX10

[36] Projecto “Unzap”

http://www.lochraster.org/unzap/?en

[37] “IR Widget”

http://www.compendiumarcana.com/irwidget/

[38] “Servidor Apache” - Wikipedia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Servidor_Apache

[39] “Apache” Web Site


[40] “Apache” - Configuração

http://httpd.apache.org/docs/2.0/configuring.html

[41] “O que é o PHP?”

http://www.criarweb.com/artigos/202.php

[42] “PHP” - Wikipedia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Php

[43] “PHP” Web Site - Download

http://www.php.net/

[44] “MySQL” - Wikipedia

http://pt.wikipedia.org/wiki/MySQL

[45] “MySQL” Web Site - Donwload


[46] Documentário – “A História do Flash”

http://www.tomcarvalho.com/blog/?p=7#respond/

[47] “Adobe Flash” - Wikipedia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Adobe_flash

[48] “O que é o Flash?”


[49] “XAMPP” - Introdução

http://www.apachefriends.org/pt_br/index.html



http://jhome.sourceforge.net/

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http://www.apachefriends.org/pt_br/index.html

180

[50] “PLC History”

http://www.plcmanual.com/plc-history

[51] “Introduction to PLCs”

http://www.plcmanual.com/

[52] Especificações VISION 280

http://www.unitronics.com/Series.aspx?page=vision280#Tab=Spec

[53] Especificações M90/M91

http://www.unitronics.com/Series.aspx?page=M90#Tab=Spec

[54] Optoeletronics- past, present, and future, C. Kumar N. Patel, AT & T Bell Laboratories

http://www.springerlink.com/content/7680x2j577u94123/fulltext.pdf?page=1

[55] Comunicação Digital por Feixe de Infravermelhos, Laboratórios Integrados II

[56] “IR Remote Control Theory”

http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/ir.htm

[57] Application Note, “Infrared Remote Control Techniques on MC9S08RC/RD/RE/RG

Family”

www.freescale.com/files/microcontrollers/doc/app_note/AN3053.pdf

[58] Datasheet, Conversor USB-UART (FTDI)

http://www.ftdichip.com/Documents/DataSheets/DS_FT232R.pdf

[59] Datasheet, Receptor IR Sharp GP1UX511QS

http://sharp-world.com/products/device/lineup/data/pdf/datasheet/gp1ux51qs_e.pdf

[60] Application Note, “Use of IR Detecting Units”

http://joule.bu.edu/~hazen/DataSheets/Sharp/Inf-appnote_Use_of_IR_Detecting_Units.pdf

[61] Receptor IR Sharp GP1UX511QS (imagem)

http://pt.farnell.com/sharp/gp1ux511qs/photodiode-ir-detector/dp/1243868

[62] Fototransístor da Vishay (imagem)

http://pt.farnell.com/vishay/bpw85/phototransistor-t1/dp/1045380?_requestid=203193

[63] Datasheet PIC 16F87XA

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdf

[64] Transmissão série assíncrona (imagem)

http://www.rogercom.com/

[65] “Uma breve abordagem ao protocolo ZigBee”

http://paginas.fe.up.pt/~ee02055/info_zigbee.pdf

[66] Datasheet módulos XBee

http://ftp1.digi.com/support/documentation/90000982_A.pdf

[67] Datasheet reguladores de tensão MAX603-MAX604

http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX603-MAX604.pdf

http://www.plcmanual.com/plc-history

http://www.plcmanual.com/

http://www.unitronics.com/Series.aspx?page=vision280#Tab=Spec

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http://joule.bu.edu/~hazen/DataSheets/Sharp/Inf-appnote_Use_of_IR_Detecting_Units.pdf

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181

[68] Datasheet LED IR Kingbright

http://www.kemt.fei.tuke.sk/Predmety/KEMT411_ESM/_web/wwwfiles/pouzita%20lit

eratura/%5B17%5D%20L53F3C.pdf

[69] “Panasonic‟s old infrared remote protocol”

http://users.telenet.be/davshomepage/panacode.htm

http://www.kemt.fei.tuke.sk/Predmety/KEMT411_ESM/_web/wwwfiles/pouzita%20literatura/%5B17%5D%20L53F3C.pdf

http://www.kemt.fei.tuke.sk/Predmety/KEMT411_ESM/_web/wwwfiles/pouzita%20literatura/%5B17%5D%20L53F3C.pdf

http://users.telenet.be/davshomepage/panacode.htm

182

183

Bibliografia

Internet

Manual VISION 280 – “Vision230-260-280 User Guide”

http://support.elmark.com.pl/unitronics/PDF/Vision230-260-280_User%20Guide.pdf

Comunicações VISION – “Vision Communication”

http://www.unitronics.com/data/uploads/software%20utilities/VisionCommunication.pdf

Manual do software “Visilogic”

“Getting Started”

http://support.elmark.com.pl/unitronics/PDF/VisiLogic_Software_Manual-Getting_Started.pdf

“Ladder”

http://support.elmark.com.pl/unitronics/PDF/VisiLogic_Software_Manual-Ladder.pdf

Manual do PHP

http://pt.php.net/get/php_manual_pt_BR.chm/from/a/mirror

Manual do XBee

http://ssdl.stanford.edu/ssdl/images/stories/AA236/0708A/Lab/Rover/Parts/xbeeproproductman

ual.pdf

Manual do PIC 16F876A

http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010240

Manual do FTDI 232RL


Funcionamento do controlo remoto via infravermelhos


http://support.elmark.com.pl/unitronics/PDF/Vision230-260-280_User%20Guide.pdf

http://www.unitronics.com/data/uploads/software%20utilities/VisionCommunication.pdf

http://support.elmark.com.pl/unitronics/PDF/VisiLogic_Software_Manual-Getting_Started.pdf

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http://ssdl.stanford.edu/ssdl/images/stories/AA236/0708A/Lab/Rover/Parts/xbeeproproductmanual.pdf

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http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010240



184

Livros

“Casas Inteligentes”, José Augusto Alves e José Mota, Edições Centro Atlântico 2003

Guia “Aprendendo Action Script 2.0 no Flash”, Jen deHaan, Peter deHaan, Joey Lott, 1ª

Edição, 2005

“SQL”, Luís Damas, FCA Editora, 7ª Edição

“MosFets e Amplificadores Operacionais- Teoria e Aplicações”, J. G. Rocha, netmove

Comunicação Global Editora, 2005

Artigos

“Controle Remoto com o Microcontrolador 87LPC76X”, Newton C. Braga, Revista

Saber Electrónica, Nº. 384, Janeiro 2005

“ZigBee Transceiver – Xbee in practice”, Fabrice André, Revista Elektor, Nº. 363,

Março 2007

Manuais Académicos

“Comunicação Digital por Feixe de Infravermelhos”, disciplina de Laboratórios

Integrados II, Universidade do Minho

ANEXO I - Manual do Configurador/Utilizador

Anexo I - 2

Índice

1. Requisitos .............................................................................................................................. 3

2. Hardware do Subsistema IR .................................................................................................. 4

3. Instalação .............................................................................................................................. 5

3.1. Software de domótica ................................................................................................... 5

3.2. Conexão do PLC ao PC ................................................................................................. 11

3.3. Driver USB (Subsistema IR) .......................................................................................... 13

4. Configuração da Aplicação “DOMÓTICA” ........................................................................... 15

4.1. Start-up da aplicação ................................................................................................... 15

4.2. Configuração de uma habitação no sistema ............................................................... 17

4.2.1. Introdução de pisos ............................................................................................. 17

4.2.2. Introdução de dispositivos num compartimento ................................................ 20

4.2.3. Configuração de dispositivos IR (Televisão) ........................................................ 22

4.3. Alteração de dados pessoais ....................................................................................... 25

4.4. Interacção com os dispositivos introduzidos no sistema ............................................ 27

4.5. Configuração “rápida” de endereçamentos e comunicação ...................................... 29

5. Firmware ............................................................................................................................. 31

5.1. Actualização de firmware do PIC................................................................................. 31

5.2. Actualização de firmware dos módulos RF (XBee) ...................................................... 33

Anexo I - 3

1. Requisitos

Software de controlo e monitorização “DOMÓTICA”

Driver USB virtual COM (Subsistema IR)

PLC com conexão Ethernet

Rede de PLCs via CAN (por exemplo)

Módulo de aquisição IR

Módulo de emissão IR

Anexo I - 4

2. Hardware do Subsistema IR

Fig. 1 Módulo de aquisição

Fig. 2 Módulo de emissão

Anexo I - 5

3. Instalação

3.1. Software de domótica

O software de domótica desenvolvido é de simples instalação. Para tal basta

executar o “setup.exe” presente no CD de instalação. Para uma correcta instalação

deverá seguir-se os passos seguintes.

Nota: Nas figuras ilustrativas será sempre indicado o clique de rato,

representado por uma oval de cor vermelha.

1º Passo: Executar “setup.exe” e fazer clique sobre “Seguinte”.

Fig. 3 Introdução ao software a instalar

2º Passo: Instalar o software na raíz do disco (fazer clique sobre “Alterar”). Fazer

clique sobre “Seguinte” para continuar.

Fig. 4 Localização para a instalação do software

Anexo I - 6

3º Passo: Fazer clique sobre “Instalar” para proceder à instalação do software.

Fig. 5 Início da instalação do software

4º Passo: Depois de concluída a instalação do software aparecerão 3 atalhos no

ambiente de trabalho (“DOMOTICA”, “SERVIDOR” e “setup_xampp”). Deverá

ser executado o atalho “setup_xampp”. Surgirão umas opções pelo que deverá ser

inserido o número 1 e em seguida premida a tecla “ENTER”.

Este atalho poderá ser eliminado no final.

Fig. 6 Janela de execução do “setup_xampp”

5º Passo: Executar a aplicação “SERVIDOR” presente no ambiente de trabalho

para abrir o painel de controlo do “XAMPP”. No painel de controlo será necessário

configurar os módulos “Apache” e “MySql” como serviços, activando os vistos

respectivos. Aparecerá uma janela de aviso na qual se deverá clicar em “OK”.

Anexo I - 7

Fig. 7 Configuração da aplicação “XAMPP”

Nota: Ao aparecer algum alerta de segurança do Windows deverá ser feito um

clique sobre “Desbloquear”, Fig.8.

Fig. 8 Exemplo de alerta de segurança devido à activação do "Apache"

6º Passo: Iniciar os serviços “Apache” e “MySql” anteriormente activados. Para

isso basta fazer um clique sobre “Start” em cada um desses serviços. Uma

indicação “Running” aparecerá.

Nota: O primeiro serviço a ser iniciado deverá ser o “Apache”.

Anexo I - 8

Fig. 9 Inicialização dos módulos “Apache” e “MySql”

7º Passo: Configuração do servidor Web, nomeadamente em termos de segurança.

Clicar sobre “Admin” para aceder às opções de configuração do “Apache”.

Fig. 10 Acesso às configurações do "Apache"

8º Passo: Ao aparecer o ecrã de apresentação do “XAMPP” clicar sobre “English”

(para que seja possível configurar as definições de segurança). Para configurar as

devidas definições de segurança será necessário clicar sobre “Security”, surgirá

então um novo separador no qual se deverá clicar sobre o link

“http://localhost/security/xamppsecurity.php”.

http://localhost/security/xamppsecurity.php

Anexo I - 9

Fig. 11 Acesso às definições de segurança do “Apache”

9º Passo: A segurança engloba a protecção da base de dados “MySql” bem como

de todo o restante conteúdo do servidor, como tal deverão ser definidas passwords

para assegurar as devidas protecções. Primeiro será necessário definir uma

password para a base de dados, esta deverá ser inserida nos campos do “MYSQL

SECTION ROOT PASSWORD”. Não esquecer de activar o visto (como indicado

na Fig.12). Para finalizar este passo deverá ser feito um clique sobre “Password

changing”.

Por fim, para assegurar a protecção do restante conteúdo do servidor será

necessário definir os campos “User” e “Password”, presentes em “XAMPP

DIRECTORY PROTECTION”. O campo “User” deverá ser preenchido com

“root” ficando o campo “Password” ao critério do utilizador. Para finalizar este

passo deverá ser feito um clique sobre “Make safe the XAMPP directory”.

Concluído todo este processo pode-se fechar o Web Browser. No painel de controlo

do “XAMPP” será necessário reiniciar o “MySql” (“stop”+”start”).

Nota: O “Apache” e o “MySql” foram configurados como serviços como tal o

painel de controlo do ”XAMPP” não necessita mais de ser executado e

portanto o atalho com o nome “SERVIDOR” presente no ambiente de

trabalho poderá ser eliminado.

Anexo I - 10

Fig. 12 Protecção da base de dados e todo o restante conteúdo do servidor

Anexo I - 11

3.2. Conexão do PLC ao PC

A conexão do PLC ao PC será feita via Ethernet, como tal deverá ser feita uma

pequena configuração para a comunicação TCP/IP. Em seguida serão apresentados os

passos de configuração para uma ligação ponto a ponto.

Nota: O endereço IP do PLC encontra-se definido como “192.168.0.112” e

portanto o endereço IP da máquina a configurar terá de pertencer a essa gama.

1º Passo: Aceder às propriedades da conexão de rede associada à comunicação com

o PLC (em ligações de rede).

Fig. 13 Acesso às propriedades de conexão de rede

2º Passo: Duplo clique sobre “TCP/IP Protocolo Internet” a fim de aceder à janela

de introdução do endereço IP.

Fig. 14 Acesso à configuração do "TCP/IP"

Anexo I - 12

3º Passo: Introdução do endereço IP. O endereço IP não poderá ser obtido

automaticamente, como tal os campos apresentados na Fig.15 terão de ser

preenchidos.

Concluído este processo com sucesso, o PLC e o PC encontram-se correctamente

conectados entre si. Posto isto, resta apenas uma breve instalação para que seja

possível executar a aplicação de domótica propriamente dita. Em seguida será

explicado todo esse processo de instalação.

Nota: O endereço IP da máquina e do PLC terão de pertencer à mesma rede.

Não podem ainda ser introduzidos os IPs “192.168.0.0” e “192.168.0.255” pois

são endereços reservados. O IP que aparece na Fig.15 é apenas um exemplo.

Fig. 15 Introdução do endereço IP

Anexo I - 13

3.3. Driver USB (Subsistema IR)

O driver USB é necessário para que seja possível interagir com o hardware do

subsistema de controlo de dispositivos IR. Este driver possibilita que o dispositivo USB

(módulo de aquisição) possa ser identificado como uma porta COM adicional,

disponível no PC. A instalação do driver é também bastante simples, para tal basta

executar o “CDM 2.04.06.exe” presente no CD de instalação.

Nota: O cabo USB só deverá ser conectado ao PC depois da instalação do

driver estar concluída.

1º Passo: Executar “CDM 2.04.06.exe”. Aparecerá uma janela de linha de

comandos, quando esta desaparecer poderá então ser conectado o cabo USB.

Fig. 16 Instalação do driver USB

2º Passo: Conectar o cabo USB ao PC. O Windows detectará o novo hardware e irá

instalá-lo automaticamente. Quando aparecer a mensagem “o novo hardware está

instalado e pronto a ser utilizado” no canto inferior direito, o próximo passo será

descobrir qual a porta COM que está então associada ao hardware. Para tal será

necessário aceder a “Painel de controlo” “Sistema”. Uma vez dentro de

“Sistema” bastará clicar sobre o “Gestor de dispositivos” presente no separador

“Hardware”, tal como indica a Fig.17. A porta COM encontra-se identificada como

indicado na Fig.18, neste caso está presente a “COM5”.

Anexo I - 14

Fig. 17 Acesso ao "Gestor de dispositivos"

Fig. 18 Identificação da porta COM associada ao hardware

Anexo I - 15

4. Configuração da Aplicação “DOMÓTICA”

4.1. Start-up da aplicação

Para que a aplicação “DOMÓTICA” seja iniciada basta clicar no atalho com o

nome “DOMOTICA” presente no ambiente de trabalho.

1º Passo: Executar o atalho “DOMOTICA”. Inicialmente aparecerá a janela

“Monitor” na qual deverá ser introduzido o número de saídas a monitorizar. Na

Fig.19, a título de exemplo foi introduzido o valor 10, ou seja, serão monitorizadas

10 saídas (contando a partir do valor zero). Para prosseguir para a aplicação de

controlo será necessário clicar sobre “iniciar”.

Nota: A janela “Monitor” deverá estar sempre em execução para que seja

possível uma monitorização do sistema.

Fig. 19 Janela de monitorização do sistema

2º Passo: Introdução dos dados pessoais. Será obrigatório preencher todos os

campos (Fig.20). Ter também especial atenção aos campos “login” e “password”

pois serão os mais importantes para o acesso ao sistema.

Para concluir o registo será necessário clicar sobre “registar”. Aparecerá então uma

janela para login no sistema (Fig.21).

Nota: O registo no sistema será apenas necessário na primeira execução do

software.

Anexo I - 16

Fig. 20 Janela de registo no sistema

Fig. 21 Janela de login no sistema

3º Passo: Acesso ao sistema de domótica. Nesta fase encontram-se disponíveis 3

opções:

“área pessoal”

Alteração dos dados pessoais

Introdução do(s) piso(s) da habitação

Introdução do(s) compartimentos de cada piso

Introdução e posicionamento do(s) dispositivo(s) em cada

compartimento

Configuração do(s) dispositivo(s) IR

“sistema”

Manipulação e monitorização do(s) dispositivo(s) num respectivo

compartimento

“hardware”

Alteração ou remoção de um determinado dispositivo

Alteração da porta COM em utilização

Anexo I - 17

Na Fig.22 é possível visualizar as 3 opções disponíveis ao utilizador, bem como os

botões de minimizar/maximizar e sair, respectivamente, presentes no canto inferior

direito.

Fig. 22 Ecrã principal do sistema de domótica

4.2. Configuração de uma habitação no sistema

4.2.1. Introdução de pisos

Nesta fase de configuração da habitação, para que seja mais simples para o

utilizador perceber qual o caminho a percorrer para executar uma determinada

configuração, os botões a premir serão indicados da seguinte forma: “área pessoal”

“configurar planta”, neste caso significa que para aceder ao submenu de introdução do

nome e imagem de um determinado piso será necessário premir os botões com a

indicação “área pessoal” + “configurar planta”.

1º Passo: Introdução do nome e imagem do(s) piso(s) da habitação.

Caminho: “área pessoal” “configurar planta”.

Na Fig.23 encontra-se ilustrado o submenu em questão. Para introduzir um novo

piso basta preencher os campos “nome” e “imagem”, o campo “imagem” é clicável

permitindo assim ao utilizador localizar facilmente a imagem a inserir, através de

uma janela de pesquisa comum.

Legenda da Fig.23:

1. Campo “nome”

2. Campo clicável para upload de imagem do piso

3. Acrescentar nova linha para novo piso (máx. 10)

4. Remover linha (ambos os campos vazios)

Anexo I - 18

5. Voltar ao menu anterior

Nota: As imagens a inserir deverão ter uma dimensão de 700x320 pixels e

deverão estar no formato “.gif”.

Fig. 23 Introdução de pisos

2º Passo: Edição/Remoção/Configuração de um determinado piso da habitação.

Caminho: Ainda dentro do mesmo submenu surgem novas opções.

Na Fig.24 é possível ver o exemplo do “piso0”. Como é possível ver surgem novas

opções respectivas a esse piso, são essas a edição/remoção e a configuração de

compartimentos.

Legenda da Fig.24:

1. Upload de nova imagem

2. Eliminar o piso em questão

3. Configurar compartimento(s) desse piso

Fig. 24 Edição/Remoção/Configuração de um determinado piso

Anexo I - 19

3º Passo: Introdução do(s) compartimento(s) num determinado piso.

Caminho: Ainda dentro do submenu anterior, deverá clicar-se sobre o botão “lápis”

(nº 3 na Fig.24).

Para introduzir um novo compartimento serão necessários 3 passos: introdução do

nome, posicionamento do compartimento (clicando sobre este e movendo-o

livremente dentro da área da imagem) e por fim a definição da área do

compartimento (clicando e arrastando o rato por forma a seleccionar essa área). É

também possível rodar um determinado compartimento.

Legenda da Fig.25:

1. Campo “nome” do compartimento

2. Adicionar novo compartimento

3. Eliminar compartimento seleccionado (identificado com um lápis)

4. Rodar compartimento (colocação na vertical ou horizontal)

5. Activar definição da área do compartimento

Fig. 25 Configuração de compartimentos

Anexo I - 20

4.2.2. Introdução de dispositivos num compartimento

1º Passo: Selecção do compartimento no qual se pretende introduzir dispositivos.

Caminho: “área pessoal” “posicionamento” clicar no piso pretendido.

Na Fig.26, a título de exemplo, é possível ver os compartimentos existentes num

piso da habitação (piso0 na figura). Para aceder a um compartimento basta clicar

sobre ele, será assim feito um zoom in desse compartimento. É também possível

alternar entre pisos, como mostra também a figura.

Legenda da Fig.26:

1. Alternar entre pisos

2. Aceder a um compartimento

Fig. 26 Acesso aos compartimentos de um piso

2º Passo: Acesso à lista de dispositivos.

Caminho: Clicar no compartimento pretendido.

A lista de dispositivos é a seguinte:

1 2 3 4 5 6

1) lâmpada 2) tomada 3) estore 4) televisão 5) aspersor de rega 6) forno

Para adicionar um novo dispositivo basta clicar sobre ele, este será

automaticamente inserido na área do compartimento em questão, cabe depois ao

utilizador posicioná-lo à sua maneira.

Os endereços físico e de memória do dispositivo deverão ser introduzidos na tabela

“Parâmetros”. Para confirmar as alterações basta clicar no visto, caso se deseje

Anexo I - 21

cancelar basta clicar no “X” e o dispositivo automaticamente sairá da área de

trabalho.

Legenda da Fig.27:

1. Área de trabalho para posicionamento do dispositivo

2. Seleccionar dispositivo da lista

3. Mover lista de dispositivos para baixo (seta baixo) ou para cima (seta cima)

4. Fazer zoom out (mudar para vista geral do piso)

5. Tabela “Parâmetros”

6. Dispositivo introduzido (Lâmpada)

Fig. 27 Introdução de dispositivos no compartimento

Nota: Os parâmetros do estore e televisão são ligeiramente diferentes dos

restantes dispositivos.

O estore tem 4 campos de preenchimento pois será necessário inserir os

endereços de subida e descida.

No caso da televisão, para além de ser necessário introduzir o endereço do

“módulo de emissão” é também necessário atribuir um nome identificativo à

Anexo I - 22

televisão (o nome deverá ser único), isto para que esta possa ser identificada

na pós-configuração (apresentada em 4.2.3).

Para concluir a introdução de dispositivos, basta clicar sobre o visto (Fig.28). Se

porventura se pretender eliminar algum dispositivo que se encontre mal localizado

será necessário clicar sobre ele (para o seleccionar) e em seguida clicar no “X”

(Fig.28).

Fig. 28 Confirmação dos dispositivos inseridos/Eliminação de algum dispositivo inserido

4.2.3. Configuração de dispositivos IR (Televisão)

Após a introdução de um dispositivo “Televisão” será necessário configurá-lo.

Esta configuração consiste na gravação do endereço no respectivo “módulo de emissão”

e na aquisição dos comandos IR para este dispositivo. Os passos são os seguintes:

1º Passo: Correcto posicionamento do jumper do “módulo de aquisição” e

alimentação do “módulo de emissão” referente ao dispositivo em questão. O

jumper presente no “módulo de aquisição” (Fig.1) deverá estar conectado da

seguinte forma:

Fig. 29 Jumper modo envio

Anexo I - 23

Uma vez feita a configuração a nível de hardware será necessário fazer também a

configuração a nível de software. Na Fig.30 é possível ver o menu de configuração

de dispositivos IR.

Caminho: “área pessoal” “IR config”.

Para gravar o endereço no “módulo de emissão” respectivo será necessário

seleccionar de cada uma das listas, o nome do dispositivo e a porta COM a usar.

Em seguida basta clicar sobre “guardar endereço do módulo”. Na Fig.30 encontra-

se ilustrado este menu de configuração.

Legenda da Fig.30:

1. Seleccionar dispositivo IR a configurar

2. Seleccionar porta COM associada

3. Clicar para gravar endereço no “módulo de emissão” respectivo

4. Guardar na base de dados os dados IR adquiridos

Fig. 30 Menu de configuração de dispositivos IR

2º Passo: Alteração do jumper para modo aquisição e gravação dos comandos IR

do dispositivo em questão. O jumper deverá ser colocado da seguinte forma:

Fig. 31 Jumper modo aquisição

Anexo I - 24

Caminho: Ainda dentro do mesmo menu.

Segue-se a introdução dos comandos IR do dispositivo “Televisão”. Os comandos

a inserir são baseados num telecomando genérico e como tal serão gravados os

comandos mais comuns. Na Fig.32 encontra-se representado o telecomando virtual

presente no menu de configuração IR. Este telecomando virtual será igualmente

utilizado na interacção com a televisão (“sistema”).

Fig. 32 Telecomando virtual para a gravação dos comandos IR

O primeiro comando a ser gravado será o “Desligar”. Para iniciar a gravação basta

clicar sobre esse botão e em seguida apontar o telecomando para o receptor IR

presente no “módulo de aquisição” (Fig.1), para passar ao próximo comando basta

clicar sobre o visto para que o comando actual seja guardado na base de dados.

Repetir este processo para todos os restantes comandos.

Na Fig.33 encontra-se o exemplo de leitura de um comando “Desligar” para uma

TV Sony.

Nota: Para iniciar uma nova leitura será também necessário clicar no botão de

pressão presente no “módulo de aquisição”, o LED de cor amarela apagará.

Só poderá ser feita a aquisição de comandos cuja portadora esteja

compreendida entre 36 e 40 kHz.

Legenda da Fig.33:

1. Activar leitura para o comando “Desligar”

2. Informação IR lida (tempo ON/OFF de cada bit e frequência da portadora)

3. Mover lista para baixo (seta baixo) ou para cima (seta cima)

Anexo I - 25

Fig. 33 Gravação de comandos IR

Nota: Uma vez configurados todos os dispositivos IR presentes na habitação

será necessário colocar o jumper novamente no modo de envio (Fig.29).

4.3. Alteração de dados pessoais

Os dados pessoais introduzidos no registo inicial, excepto o login, poderão ser

alterados sempre que desejado. Para além disso poderão ainda ser registados novos

utilizadores.

Passo: Acesso aos dados pessoais.

Caminho: “área pessoal” “alterar dados”.

Aparecerão os registos existentes. O utilizador poderá então fazer a sua gestão de acessos

ao sistema, podendo modificar os dados de utilizadores existentes e/ou introduzir novos.

Anexo I - 26

Para criar um novo registo basta clicar sobre “novo utilizador” e preencher a tabela. Na

Fig.34 pode ser visto este menu de gestão de utilizadores.

Fig. 34 Menu de gestão de utilizadores

Anexo I - 27

4.4. Interacção com os dispositivos introduzidos no sistema

O menu de interacção com os dispositivos do sistema é bastante semelhante ao

menu de configurações. O utilizador terá de aceder ao piso e compartimento pretendido

e só então poderá controlar o(s) dispositivo(s).

1º Passo: Acesso ao compartimento pretendido e escolha do dispositivo a controlar.

Caminho: “sistema” clicar no piso pretendido aceder ao compartimento.

Após o acesso ao compartimento surgirá uma barra para a escolha do dispositivo a

controlar (pré-selecção). Uma vez dentro da área de interacção será possível

visualizar também os restantes dispositivos do compartimento, para tal basta

activar os ícones respectivos na tabela de selecção de dispositivo(s) activo(s).

Legenda da Fig. 35:

1. Clicar para voltar à planta do piso em questão (zoom out)

2. Lista de dispositivos do compartimento em questão (usar setas para

percorrer a lista)

Fig. 35 Pré-selecção do dispositivo a controlar

Legenda da Fig.36:

1. Seleccionar dispositivos visíveis na área de interacção

2. Voltar à imagem da planta do piso (zoom out)

Anexo I - 28

Fig. 36 Selector de dispositivo(s) activo(s)

2º Passo: Interacção com os dispositivos.

Caminho: Dentro da área de interacção do compartimento.

Para interagir com um dispositivo basta clicar sobre ele. Na Fig.37 é possível ver o

estado ligado e desligado de um dispositivo.

Nota: No caso dos estores e televisão esta transição apenas indica um acesso ao

menu de interacção de cada um desses dispositivos.

Fig. 37 Activação de um dispositivo (lâmpada na imagem)

Na Fig.38 é possível ver uma actuação feita em diversos dispositivos de um

compartimento. De notar também o acesso ao menu de interacção dos dispositivos

“Estore” e “Televisão”, os quais, dadas as suas características têm uma interacção

ligeiramente diferente.

Nota: Sempre que se pretender alternar de uma subida para descida de estore

ou vice-versa será sempre necessário clicar primeiro sobre o botão “stop”.

Anexo I - 29

Fig. 38 Interacção com diversos dispositivos de um compartimento

4.5. Configuração “rápida” de endereçamentos e comunicação

O menu de configuração “rápida” permite ao utilizador fazer uma gestão dos

dispositivos introduzidos no sistema, desde eliminação de dispositivos até

alteração/correcção dos respectivos endereços. É igualmente possível alterar a porta

COM em utilização na comunicação com o “módulo de aquisição”. A Fig.39 mostra

este menu de configuração rápida, salientando as diferentes opções.

Caminho: “hardware”.

Legenda da Fig.39:

1. Tabela de edição/remoção de dispositivos não IR

2. Tabela de remoção de dispositivos IR

3. Alterar porta COM de comunicação com o “módulo de aquisição”

4. Clicar para remover o dispositivo seleccionado

Anexo I - 30

Para editar um dispositivo basta simplesmente clicar sobre os campos “Efisico”

ou “Ememoria” e alterá-los. Os dispositivos IR não poderão ser alterados, apenas

removidos.

Para alterar a porta COM em utilização basta clicar sobre a lista e escolher a nova

porta associada ao hardware.

Nota: Na edição dos estores é necessário ter especial atenção ao facto de que

em cada um dos campos “Efisico” e “Ememoria” a informação é separada por “|“,

isto indica a separação entre os endereços de subida e descida, respectivamente.

Esta sintaxe deverá ser sempre mantida.

Fig. 39 Menu de configuração "rápida" de hardware e comunicação

Anexo I - 31

5. Firmware

Esta secção destina-se essencialmente a trabalho futuro neste projecto. Serão

abordados os passos para actualizações de firmware quer a nível do PIC (actualizações a

nível de algoritmos para leitura ou emissão IR) quer a nível dos módulos RF (XBee -

definição de novos parâmetros e/ou MAXSTREAM firmware update).

5.1. Actualização de firmware do PIC

Para a actualização de firmware do PIC serão necessários os seguintes

componentes:

Programador para PIC 16F873A, foi usado o MICROCHIP PICkit2

Toda a informação em:

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PA

GE&nodeId=1406&dDocName=en023805

MATLAB IDE v8.00 ou superior


http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PA

GE&nodeId=1406&dDocName=en019469&part=SW007002

Compilador PIC C v4.014 ou superior


http://www.ccsinfo.com/content.php?page=compilers

1º Passo: Conexão do PICkit2 ao “módulo de aquisição”. O módulo deverá

também estar conectado por USB e o jumper deverá estar no modo aquisição

(Fig.31). Para uma correcta conexão, o pino 1 do PICkit2 (triângulo na Fig.40)

deverá coincidir com o pino 1 (triângulo na Fig.1) do conector do “módulo de

aquisição”.

Fig. 40 Pinos do PICkit2 in "PICkit2 USER'S GUIDE"

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en023805

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en023805

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en019469&part=SW007002

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en019469&part=SW007002

http://www.ccsinfo.com/content.php?page=compilers

Anexo I - 32

2º Passo: Abrir o projecto “IR.mcp” ou “Emissor_IR.mcp” com o MPLAB IDE. O

projecto já se encontra associado ao PICkit2 como tal não é necessário fazer a

configuração do mesmo. A conexão com o PICkit2 será feita automaticamente.

Nota: Se existir um erro de conexão, será necessário fazer as devidas

alterações e voltar a fazer uma nova conexão premindo o botão representado

na Fig.41 (Re-establish PICkit2 connection..).

Fig. 41 Nova conexão ao programador PICkit2

3º Passo: Fazer as alterações necessárias ao código. Em seguida clicar em 1 (Build

All) para fazer a compilação do código e, finalmente, para fazer o download do

código para o PIC basta premir 2 (Program the target device). Os números 1 e 2

encontram-se representados na Fig.42.

Fig. 42 Compilação e download do código para o PIC

Anexo I - 33

5.2. Actualização de firmware dos módulos RF (XBee)

Para a actualização de firmware dos módulos RF (XBee) será apenas necessário o

software da MAXSTREAM, denominado X-CTU. Este software encontra-se disponível

em: http://www.digi.com/support/productdetl.jsp?pid=3352&osvid=57&tp=4&s=31.6.

1º Passo: O “módulo de aquisição” deverá estar conectado por USB e o jumper

deverá estar no modo envio (Fig.29). Em seguida deverá ser executado o programa

X-CTU.

Uma vez dentro do programa deverá ser seleccionada a COM correspondente e o

“Baud” deverá ser definido como 19200. Poderá ser feito o “Test/Query” para

verificar se existe conexão com o módulo XBee.

Fig. 43 Definição da COM e “Baud” no X-CTU

2º Passo: Leitura do firmware e das definições do módulo XBee.

Deverá aceder-se ao separador “Modem Configuration” e clicar em “Read”

(Fig.44a).

As definições surgirão, bastará portanto alterá-las conforme desejado (Fig.44b).

3º Passo: Modificação de parâmetros e/ou firmware update.

A versão do firmware actual encontra-se definida em “Version”. Para gravar no

módulo as alterações feitas bastará clicar sobre “Write”, caso se pretenda também

actualizar o firmware será necessário activar o visto “Always update firmware”.

Analisando a Fig.44b é possível ver estas opções.

http://www.digi.com/support/productdetl.jsp?pid=3352&osvid=57&tp=4&s=31.6

Anexo I - 34

(a) (b)

Fig. 44 "Modem Configuration" para actualização dos módulos XBee

Nota: Existem outros separadores na aplicação X-CTU que poderão ser

explorados, nomeadamente o separador “Range Test”, o qual poderá ser bastante

útil na análise do alcance máximo do módulo, em determinadas condições.

Anexo II - 1

ANEXO II – Código de Implementação

Flash/Actionscript 2.0

Devido à forma de programação usada em Flash/Actionscript,

tornava-se bastante difícil incluir neste documento o código

implementado. Todo o código está assim disponível no CD.

Anexo III - 1

ANEXO III – Código de Implementação PHP

“alterar_user.php”

<?php //Alterar dados de utilizador //Aquisição de dados da aplicação Flash $login = $_POST['login']; $pass = $_POST['pass']; $nome = $_POST['nome']; $sobrenome = $_POST['sobrenome']; $mail = $_POST['mail']; //Ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password

fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na //configuração do xampp

fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Identificar utilizador de maneira a poder actualizar-se os dados desse utilizador $query = sprintf("SELECT id_users FROM utilizadores WHERE login = '%s'", mysql_real_escape_string($login) ); $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ $id = $n['id_users']; } $qr = mysql_query("DELETE FROM utilizadores WHERE id_users = $id"); //apaga registo //Introdução de novos dados $qr = mysql_query("INSERT INTO utilizadores ( id_users, login, password, nome, sobrenome, mail ) VALUES ( '$id' , '$login', '$pass', '$nome', '$sobrenome', '$mail')"); if(mysql_affected_rows() == 1){ echo '&sucesso=' . "ok"; } mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 2

“eliminar_compart.php”

<?php //Eliminar compartimentos //Aquisição de dados da aplicação Flash $comp = $_POST['nome_compart']; $piso = $_POST['piso']; //Ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Apagar compartimento respectivo $query = sprintf("DELETE FROM compartimentos WHERE nome_comp = '%s' AND piso = '%s'", mysql_real_escape_string($comp), mysql_real_escape_string($piso) ); $qr = mysql_query($query); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 3

“eliminar_disp.php”

<?php //Eliminar dispositivos //Aquisição de dados da aplicação Flash $pisoF = $_POST['pisoF']; $comp = $_POST['comp']; $clip = $_POST['clip']; //Inicialização de variáveis $dados = ''; //dados a enviar à aplicação Flash $nLoop = 0; //número de linhas lidas //Ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Apagar dispositivos $query = sprintf("DELETE FROM dispositivos WHERE clip = $clip AND piso = '%s' AND compartimento = '%s'", mysql_real_escape_string($pisoF), mysql_real_escape_string($comp) ); $qr = mysql_query($query); if(mysql_affected_rows() == 1) //enviar confirmação echo '&sucesso=' . "ok"; //Ler clips que ficaram disponíveis $query = sprintf("SELECT D.x,D.y,D.clip FROM dispositivos D,monitor M WHERE D.piso = '%s' AND

D.compartimento = '%s' AND D.id = M.id", mysql_real_escape_string($pisoF), mysql_real_escape_string($comp) );

$qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //armazenar temporariamente dados lidos $dados .= '&x' . $nLoop . '=' . $n['x']; $dados .= '&y' . $nLoop . '=' . $n['y']; $dados .= '&clip' . $nLoop . '=' . $n['clip']; $nLoop++; //soma 1 a cada loop. } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //enviar dados à aplicação Flash

if(mysql_affected_rows() >= 1) //envio de confirmação echo '&sucesso1=' . "ok"; mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 4

“eliminar_hardware.php”

<?php //Eliminação de dispositivos através da configuração rápida (“hardware.swf”) //Aquisição de dados da aplicação Flash $id = $_POST['id']; //Ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Query //Eliminar dispositivo (através do modulo “hardware.swf”) $query = mysql_query("DELETE FROM dispositivos WHERE id = $id"); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 5

“eliminar_pisos.php”

<?php //Eliminar pisos //Aquisição de dados da aplicação Flash $piso = $_POST['nome_piso']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Query //Apagar piso respectivo $query = sprintf("DELETE FROM pisos WHERE piso = '%s' ", mysql_real_escape_string($piso) ); $qr = mysql_query($query); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 6

“guardar_alterar_comp.php”

<?php //guardar/actualizar compartimentos //Aquisição de dados da aplicação Flash $comp = $_POST['texto']; $piso = $_POST['piso']; $posX = $_POST['posX']; $posY = $_POST['posY']; $angulo = $_POST['angulo']; $Xi = $_POST['Xi']; $Xf = $_POST['Xf']; $Yi = $_POST['Yi']; $Yf = $_POST['Yf']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //queries //eliminar dados (para posterior actualização) $query = sprintf("DELETE FROM compartimentos WHERE nome_comp = '%s' AND piso = '%s'", mysql_real_escape_string($comp), mysql_real_escape_string($piso) ); $qr = mysql_query($query); //introduzir dados recebidos $query = mysql_query("INSERT INTO compartimentos ( id_comp, piso, nome_comp, posX, posY, angulo, Xi, Xf, Yi, Yf) VALUES ( NULL , '$piso', '$comp', '$posX', '$posY', '$angulo', '$Xi', '$Xf', '$Yi', '$Yf')"); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 7

“guardar_com.php”

<?php //guarder/actualizar porta COM //Aquisição de dados da aplicação Flash $com = $_POST['com']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //queries //verificar número de portas com existents (para saber qual a opção a tomar) $query = mysql_query("SELECT COUNT(id) AS total FROM porta_com"); while($n = mysql_fetch_array($query) ) //dados lidos da tabela $total = $n['total']; if($total != 0) //de acordo com o valord lido é feito o query devido $query = mysql_query("UPDATE porta_com SET porta = $com WHERE id = 0"); else $query = mysql_query("INSERT INTO porta_com(id, porta) VALUES('0', '$com')"); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 8

“guardar_disp.php”

<?php //guardar dispositivos //Aquisição de dados da aplicação Flash $id = $_POST['id']; $tipo = $_POST['tipo']; $piso = $_POST['piso']; $compartimento = $_POST['compartimento']; $clip = $_POST['clip']; //inicializar variável estado (estado por defeito) $estado = "DESLIGADO"; if($tipo != "Estore") { //consoante o tipo de dispositivo são adquiridos os respectivos dados if($tipo != "Televisao") { $endereco_fis = $_POST['endereco_fis']; $endereco_mem = $_POST['endereco_mem']; } else { $nome_IR = $_POST['nome_IR']; $endereco_IR = $_POST['endereco_IR']; } } else { $endereco_fis1 = $_POST['endereco_fis1']; $endereco_mem1 = $_POST['endereco_mem1']; $endereco_fis2 = $_POST['endereco_fis2']; $endereco_mem2 = $_POST['endereco_mem2']; } //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt” $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password

fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na //configuração do xampp

fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //queries respectivos

if($tipo != "Estore") { if($tipo != "Televisao") { //dispositivo não é televisão nem estore $query = mysql_query("INSERT INTO dispositivos ( id, tipo, piso, compartimento,

endereco_fis, endereco_mem, clip, x, y ) VALUES ( '$id' , '$tipo', '$piso', '$compartimento', '$endereco_fis', '$endereco_mem', '$clip' , NULL, NULL)");

}

Anexo III - 9

else { //dispositivo é televisão $query = mysql_query("INSERT INTO dispositivos ( id, tipo, piso, compartimento,

endereco_fis, endereco_mem, clip, x, y ) VALUES ( '$id' , '$tipo', '$piso', '$compartimento', NULL, NULL, '$clip' , NULL, NULL)"); $query = mysql_query("INSERT INTO dispositivos_IR ( nome, id, portadora_on,

portadora_off, endereco) VALUES ( '$nome_IR' , '$id', NULL, NULL, '$endereco_IR')"); } } //dispositivo é estore else { $query = mysql_query("INSERT INTO dispositivos ( id, tipo, piso, compartimento, endereco_fis,

endereco_mem, clip, x, y ) VALUES ( '$id' , '$tipo', '$piso', '$compartimento', NULL, NULL, '$clip' , NULL, NULL)"); $query = mysql_query("INSERT INTO estores ( id, endereco_fis_subida, endereco_mem_subida,

endereco_fis_descida, endereco_mem_descida) VALUES ( '$id' , '$endereco_fis1', '$endereco_mem1', '$endereco_fis2', '$endereco_mem2')"); } //introdução dos dados na tabela monitor (igual para todos os dispositivos) $query = mysql_query("INSERT INTO monitor ( id, estado ) VALUES ( '$id' , '$estado')"); if(mysql_affected_rows() == 1) //enviar confirmação echo '&sucesso=' . "ok"; mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 10

“guardar_pisos.php”

<?php //guardar informação acerca dos pisos //Aquisição dos dados da aplicação Flash $old_nomeP = $_POST['old_nomeP']; $nome_piso = $_POST['piso_nome']; $dir_piso = $_POST['dir_piso']; $actualizou = $_POST['actualizou']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //queries //verificar se é uma nova entrada ou uma actualização

if($actualizou == 0) { //nova entrada $query = mysql_query("INSERT INTO pisos ( piso, ficheiro_img) VALUES ( '$nome_piso', '$dir_piso')"); echo '&novo=' . "ok"; } else { //actualização echo '&novo=' . "actualizou"; $query = sprintf("DELETE FROM pisos WHERE piso = '%s' ", mysql_real_escape_string($old_nomeP) ); $qr = mysql_query($query); $query = mysql_query("INSERT INTO pisos ( piso, ficheiro_img) VALUES ('$nome_piso', '$dir_piso')"); } mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 11

“ler_comp.php”

<?php //ler compartimentos existentes //Aquisição de dados da aplicação Flash $pisoF = $_POST['pisoF']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Inicializar variáveis $dados = ''; // resultado das leituras $nLoop = 0; // número total de linhas lidas //queries $query = sprintf("SELECT DISTINCT compartimento FROM dispositivos WHERE piso = '%s' ", mysql_real_escape_string($pisoF) );

$qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr)){ //dados lidos da tabela $dados .= '&comp' . $nLoop . '=' . $n['compartimento']; $nLoop++; //número de linhas } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //enviar dados à aplicação Flash if(mysql_affected_rows() >= 1) //enviar confirmação echo '&sucesso=' . "ok"; mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 12

“ler_disp.php”

<?php //ler dados relevantes (incluindo estado) dos dispositivos existentes num compartimento + algumas verificações extra //Aquisição de dados da aplicação Flash $pisoF = $_POST['pisoF']; $comp = $_POST['compartimentoF']; $opcao = $_POST['opcao']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Inicializar variáveis $dados 1= ''; // resultado das leituras $nLoop1 = 0; // número total de linhas lidas //Função (Pedido de leitura de dispositivos existents) function pedido_bd($pisoF,$comp) { $dados = ''; // resultado das leituras $nLoop = 0; // número total de linhas lidas //query para leitura dos dados relevantes de todos os dispositivos existentes $query = sprintf("SELECT D.id,D.tipo,D.x,D.y,D.clip,M.estado FROM dispositivos D,monitor M WHERE D.piso = '%s'

AND D.compartimento = '%s' AND D.id = M.id", mysql_real_escape_string($pisoF), mysql_real_escape_string($comp) ); $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //dados lidos $dados .= '&id' . $nLoop . '=' . $n['id']; $dados .= '&tipo' . $nLoop . '=' . $n['tipo']; $dados .= '&x' . $nLoop . '=' . $n['x']; $dados .= '&y' . $nLoop . '=' . $n['y']; $dados .= '&clip' . $nLoop . '=' . $n['clip']; $dados .= '&estado' . $nLoop . '=' . $n['estado']; $nLoop++; //número de linhas } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //envio dos dados à aplicação flash

Anexo III - 13

if(mysql_affected_rows() >= 1) //Enviar confirmação echo '&sucesso1=' . "ok"; }//Fim da Função //opções de execução do script if($opcao == "config") { //envio da informação dos dispositivos + identificação do último “id” //módulo “configuracao.swf” $query = ("SELECT MAX(id) as total_id FROM dispositivos"); //último “id” $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //valor lido $dados .= '&nr_ids' . '=' . $n['total_id']; } echo utf8_encode($dados); //enviar dados à aplicação Flash pedido_bd($pisoF,$comp); //executar leitura dos dados dos dispositivos } else { //leitura da informação dos dispositivos + identificação do tipo de dispositivos existentes //módulo “sistema.swf” pedido_bd($pisoF,$comp); //executar leitura dos dados dos dispositivos

//leitura do tipo de dispositivos existentes $query = sprintf("SELECT DISTINCT tipo FROM dispositivos WHERE piso = '%s' AND compartimento = '%s'", mysql_real_escape_string($pisoF), mysql_real_escape_string($comp) ); $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //tipos de dispositivos existentes $dados1 .= '&tipo_distinct' . $nLoop1 . '=' . $n['tipo']; $nLoop1++; //número de linhas } echo utf8_encode($dados1) . '&nLoop1=' . $nLoop1; //enviar //informação à aplicação Flash if(mysql_affected_rows() >= 1) //enviar confirmação echo '&sucesso2=' . "ok"; } mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 14

“ler_hardware.php”

<?php //ler todos os dispositivos existentes no sistema (listagem em “hardware.swf”) //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Inicializar variáveis $dados1 = ''; //Armazenar dados estores $dados2 = ''; //Armazenar dados dispositivos IR $dados3 = ''; //Armazenar dados restantes dispositivos $nLoop1 = 0; //Número de linhas dados1 $nLoop2 = 0; //Número de linhas dados2 $nLoop3 = 0; //Número de linhas dados3 //Queries //Leitura dos dados de estores $query1 = mysql_query("SELECT Es.id, D.tipo, D.piso, D.compartimento, Es.endereco_fis_subida,

Es.endereco_mem_subida, Es.endereco_fis_descida, Es.endereco_mem_descida FROM dispositivos D, estores Es WHERE D.id = Es.id");

while($n = mysql_fetch_array($query1) ){ //dados dos estores $dados1 .= '&id1' . $nLoop1 . '=' . $n['id']; $dados1 .= '&tipo1' . $nLoop1 . '=' . $n['tipo']; $dados1 .= '&piso1' . $nLoop1 . '=' . $n['piso']; $dados1 .= '&comp1' . $nLoop1 . '=' . $n['compartimento']; $dados1 .= '&end_fis1' . $nLoop1 . '=' . $n['endereco_fis_subida']; $dados1 .= '&end_mem1' . $nLoop1 . '=' . $n['endereco_mem_subida']; $dados1 .= '&end_fis2' . $nLoop1 . '=' . $n['endereco_fis_descida']; $dados1 .= '&end_mem2' . $nLoop1 . '=' . $n['endereco_mem_descida']; $nLoop1++; } echo utf8_encode($dados1) . '&nLoop1=' . $nLoop1; //enviar dados à aplicação Flash //Leitura dos dados de dispositivos IR $query = mysql_query("SELECT D.id, D.tipo, D.piso, D.compartimento, IR.nome, IR.endereco FROM dispositivos D,

dispositivos_IR IR WHERE D.id = IR.id");

Anexo III - 15

while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados dos dispositivos IR $dados2 .= '&id2' . $nLoop2 . '=' . $n['id']; $dados2 .= '&tipo2' . $nLoop2 . '=' . $n['tipo']; $dados2 .= '&piso2' . $nLoop2 . '=' . $n['piso']; $dados2 .= '&comp2' . $nLoop2 . '=' . $n['compartimento']; $dados2 .= '&nome' . $nLoop2 . '=' . $n['nome']; $dados2 .= '&end' . $nLoop2 . '=' . $n['endereco']; $nLoop2++; } echo utf8_encode($dados2) . '&nLoop2=' . $nLoop2; //enviar dados à aplicação Flash // Leitura dos dados dos restantes dispositivos $query = mysql_query("SELECT id, tipo, piso, compartimento, endereco_fis, endereco_mem FROM dispositivos WHERE endereco_fis IS NOT NULL"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados dos restantes dispositivos $dados3 .= '&id3' . $nLoop3 . '=' . $n['id']; $dados3 .= '&tipo3' . $nLoop3 . '=' . $n['tipo']; $dados3 .= '&piso3' . $nLoop3 . '=' . $n['piso']; $dados3 .= '&comp3' . $nLoop3 . '=' . $n['compartimento']; $dados3 .= '&end_fis3' . $nLoop3 . '=' . $n['endereco_fis']; $dados3 .= '&end_mem3' . $nLoop3 . '=' . $n['endereco_mem']; $nLoop3++; } echo utf8_encode($dados3) . '&nLoop3=' . $nLoop3; //enviar dados à aplicação Flash mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 16

“ler_info_pisos.php”

<?php //Ler dados relativos a pisos e respectivos compartimentos //Ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Inicializar variáveis $dados = ''; //Armazenar dados pisos $nLoop = 0; //Número de linhas dados $dados1 = ''; //Armazenar dados compartimentos $nLoop1 = 0; //Número de linhas dados1 //Queries //Ler dados dos pisos $query = mysql_query("SELECT piso, ficheiro_img FROM pisos ORDER BY piso"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos dos pisos $dados .= '&nome_piso' . $nLoop . '=' . $n['piso']; $dados .= '&ficheiro' . $nLoop . '=' . $n['ficheiro_img']; $nLoop++;

} echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //enviar dados à aplicação Flash //dados relativos aos compartimentos $query = mysql_query("SELECT piso, nome_comp, posX, posY, angulo, Xi, Xf, Yi, Yf FROM compartimentos ORDER BY piso"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos dos compartimentos $dados1 .= '&nome_piso1' . $nLoop1 . '=' . $n['piso']; $dados1 .= '&nome_comp' . $nLoop1 . '=' . $n['nome_comp']; $dados1 .= '&posX' . $nLoop1 . '=' . $n['posX']; $dados1 .= '&posY' . $nLoop1 . '=' . $n['posY']; $dados1 .= '&angulo' . $nLoop1 . '=' . $n['angulo']; $dados1 .= '&Xi' . $nLoop1 . '=' . $n['Xi']; $dados1 .= '&Xf' . $nLoop1 . '=' . $n['Xf']; $dados1 .= '&Yi' . $nLoop1 . '=' . $n['Yi']; $dados1 .= '&Yf' . $nLoop1 . '=' . $n['Yf']; $nLoop1++; } echo utf8_encode($dados1) . '&nLoop1=' . $nLoop1; //enviar dados à aplicação Flash mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 17

“listar.php”

<?php //Ler dados de todos os utilizadores existentes //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Ler toda a informação dos utilizadores $qr = mysql_query("SELECT * FROM utilizadores"); //Aquisição de dados da aplicação Flash $op = $_POST['op']; switch($op) { //verificar opção case 0: //devolve apenas o número de utilizadores (saber se se trata de login ou registo) { $nrows = mysql_num_rows($qr); echo '&nrows=' . $nrows; //enviar dados à aplicação Flash } break; case 1: { //devolve todos os dados de todos os utilizadores existentes $dados = ''; //armazena dados de utilizadores. $nLoop = 0; //número de linhas dados while($n = mysql_fetch_array($qr)){ //dados lidos de utilizadores $dados .= '&login' . $nLoop . '=' . $n['login']; $dados .= '&pass' . $nLoop . '=' . $n['password']; $dados .= '&nome' . $nLoop . '=' . $n['nome']; $dados .= '&sobrenome' . $nLoop . '=' . $n['sobrenome']; $dados .= '&mail' . $nLoop . '=' . $n['mail']; $nLoop++; //soma 1 a cada loop. } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //enviar dados à aplicação Flash } break; } mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 18

“modificar_disp.php”

<?php //Actualizar posicionamento de dispositivos //Aquisição de dados da aplicação Flash $piso = $_POST['piso']; $clip = $_POST['clip']; $comp = $_POST['comp']; $x = $_POST['X']; $y = $_POST['Y']; if($clip != ".") {//’ponto’ Indica que o dispositivo foi clicado mas foi removido (distinguir 1 clicado de 1 removido) //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Identificar dispositivo $query = sprintf("SELECT id FROM dispositivos WHERE clip = $clip AND piso = '%s'

AND compartimento = '%s' ", mysql_real_escape_string($piso), mysql_real_escape_string($comp) ); $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //id do dispositivo $id = $n['id']; } $query = mysql_query("UPDATE dispositivos SET x = $x, y = $y WHERE id = $id"); //actualizar posição do

//dispositivo na tabela if(mysql_affected_rows() == 1) //enviar confirmação echo '&sucesso=' . "ok"; mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL } ?>

Anexo III - 19

“remover_user.php”

<?php //remover utilizadores do sistema //Aquisição de dados da aplicação Flash $login = $_POST['login']; //Inicializar variáveis $dados = ""; //Armazena dados de utilizadores (restantes) $nLoop = 0; //Número de linhas dados //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida

//pelo utilizador na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Remover um dado utilizador $query = sprintf("DELETE FROM utilizadores WHERE login = '%s' ", mysql_real_escape_string($login)); $qr = mysql_query($query); $qr = mysql_query("SELECT login,nome,sobrenome,mail FROM utilizadores"); //ler os restantes

//utilizadores while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //dados dos utilizadores que restaram $dados .= '&login' . $nLoop . '=' . $n['login']; $dados .= '&nome' . $nLoop . '=' . $n['nome']; $dados .= '&sobrenome' . $nLoop . '=' . $n['sobrenome']; $dados .= '&mail' . $nLoop . '=' . $n['mail']; $nLoop++; //soma 1 a cada loop. } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //envio dos dados à aplicação Flash

//(actualizar campos) mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 20

“salvar_user.php”

<?php //Armazenar dados de utilizador //Aquisição de dados da aplicação Flash $login = $_POST['login']; $pass = $_POST['pass']; $nome = $_POST['nome']; $sobrenome = $_POST['sobrenome']; $mail = $_POST['mail']; $op = $_POST['op']; //Função registar utilziador function registar($login,$pass,$nome,$sobrenome,$mail) { //introduz os dados adquiridos na tabela respectiva //Query //Introduzir dados da tabela utilizadores $qr = mysql_query("INSERT INTO utilizadores ( id_users, login, password, nome, sobrenome, mail ) VALUES ( NULL , '$login', '$pass', '$nome', '$sobrenome', '$mail')"); if(mysql_affected_rows() == 1) //enviar confirmação echo '&sucesso=' . "ok"; } //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt” $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass_bd); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass_bd) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); if($op != "admin") { //verificar opção (registo de um novo utilizador)

//verificação de login pois não podem existir 2 logins iguais $query = sprintf("SELECT id_users FROM utilizadores WHERE login = '%s'", mysql_real_escape_string($login)); $qr = mysql_query($query); if(mysql_affected_rows() == 1) //erro , login já existente echo '&sucesso=' . "no"; else //iniciar armazenamento de dados registar($login,$pass,$nome,$sobrenome,$mail); } else registar($login,$pass,$nome,$sobrenome,$mail); //primeiro registo no sistema mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 21

“update_hardware.php”

<?php //Actualizar endereços dos dispositivos conectados ao PLC (“hardware.swf”) //Aquisição de dados da aplicação Flash $id = $_POST['id']; $tipo = $_POST['tipo']; $end = $_POST['endereco']; $coluna = $_POST['coluna']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries if($tipo != "Estore") { //Verificar tipo de dispositivo (estores necessitam de um tratamento diferente) if($coluna == 4) //actualização de endereço físico $query = mysql_query("UPDATE dispositivos SET endereco_fis = $end WHERE id = $id"); Else // actualização de endereço de memória $query = mysql_query("UPDATE dispositivos SET endereco_mem = $end WHERE id = $id"); } else { //dispositivo é estore //////////////////separar endereços do estore (forma especial x|x em x x/////////// list($aux1,$aux2) = explode("|",$end); //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// if($coluna == 4) // actualização de endereço físico $query = mysql_query("UPDATE estores SET endereco_fis_subida = $aux1,

endereco_fis_descida = $aux2 WHERE id = $id"); else // actualização de endereço de memória $query = mysql_query("UPDATE estores SET endereco_mem_subida = $aux1,

endereco_mem_descida = $aux2 WHERE id = $id"); f(mysql_affected_rows() >= 1) //enviar confirmação echo '&sucesso=' . "ok"; } mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 22

“nr_outputs.php”

<?php //Ler número de saídas a monitorizar //Aquisição de dados da aplicação Flash $nr_outputs = $_POST['outputs']; $alteracao = $_POST['alteracao']; //Ler e guardar informação do número de saídas do/no ficheiro $fp = fopen ("outputs.txt","r"); //ver número existente fscanf($fp,'%d',$nr_out); echo '&nr_outputs=' . $nr_out; //enviar dados lidos à aplicação Flash (informação aparece no monitor) if($fp == FALSE || $alteracao == 1) { //guardar novo valor de saídas pois existiu uma nova introdução $fp = fopen ("outputs.txt","w"); fputs($fp, $nr_outputs); echo '&nr_outputs=' . $nr_outputs; //enviar dados actualizados à aplicação Flash } fclose($fp); ?>

Anexo III - 23

“ler_registos.php”

<?php //Ler registos do PLC (“monitor.swf”) e actualização da tabela monitor //Funções //Gerar trama para leitura de MB function gera_leituraMB($entrada, $quantidade) //2 argumentos: endereço inicial, quantidade de endereços a

//monitorizar (a partir do endereço inicial) $init_string = chr(210) . chr(4) . chr(101) . chr(0) . chr(14) . chr(0) . chr(47); //cabeçalho Ethernet + ‘/’ //(campo 4 temporário)

$command=sprintf("01RB%04X%02X", $entrada, $quantidade); //comando a enviar (RB) $comprimento=strlen($command) + 4; //ajuste no comprimento, mais 4 bytes à trama actual (‘/’,’CRC’,’CR’) $init_string[4]=chr($comprimento); //actualizar campo 4 – “LSB do Length of Transaction” $soma=0; //inicializar variável (soma dos valores ASCII da trama) for ( $i = 0; $i < strlen($command); $i++) $soma = $soma + ord($command[$i]); //resultado da soma dos valores ASCII

$checksum=sprintf("%02X", $soma % 256); //cálculo do CRC: $soma MOD 256

return $init_string . $command . $checksum . chr(13); //devolver trama completa


} //enviar comando via Ethernet function envia_comando_plc($comando) //1 argumento: trama a enviar (cabeçalho Ethernet + comando) { $IP="192.168.0.112"; //ip associado ao PLC $port="502"; //porta associada ao PLC $resposta=""; //trama enviada pelo PLC $fp = @fsockopen($IP, $port, $errno); //abrir socket para conexão ao PLC

if ($fp) { @fputs($fp, $comando); //enviar informação do { $characters = fgetc($fp); $resposta = $resposta . $characters; //guardar trama enviada pelo PLC

} while($characters != chr(13)); //esperar pela recepção de todos os caracteres

//(final da trama <CR>)

} return $resposta; //devolver resposta do PLC } //Executar leitura //Aquisição de dados da aplicação Flash $cont = $_POST['cont']; $nr_outputs = $_POST['outputs']; //Inicializar variáveis $entrada = 0; //bit inicio de leitura $quantidade = $nr_outputs; //número de saídas a monitorizar

Anexo III - 24

comando=gera_leituraMB ($entrada, $quantidade); //gerar trama de envio $resposta=envia_comando_plc($comando); //enviar trama via Ethernet

$temp = substr($resposta, 6); //extrair caracteres do cabeçalho Ethernet $dados = substr($temp, 6, strlen($temp)-2-6-1); //isolar valores MB lidos //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador //na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Inicializar variáveis $nLoop = 0; //número de linhas lidas da base de dados $empty = 0; //indica se existem ou não dados na tabela “alteracoes” $ok_estore = 0; //indica se o endereço pertence ou não a um estores for($k=$entrada;$k<$quantidade;$k++) { //associar valor lido a um estado (para cada dispositivo) $estado[$nLoop] = ''; //limpar conteúdo dos arrays $id[$nLoop] = ''; //verificar se o endereço corresponde a um estore $qr = mysql_query("SELECT id FROM estores WHERE endereco_mem_subida = $k OR

endereco_mem_descida = $k"); while($n = mysql_fetch_array($qr) ) { //associar o estado ao id respectivo $id[$nLoop] = $n['id']; if($dados[$k] == 0) $estado[$nLoop] = "DESLIGADO"; if($dados[$k] == 1) $estado[$nLoop] = "LIGADO"; $nLoop++; $ok_estore++; } if($ok_estore == 0) { //só executa se o endereço não pertencer a um estore $qr = mysql_query("SELECT id FROM dispositivos WHERE

endereco_mem = $k");

Anexo III - 25

while($n = mysql_fetch_array($qr) ) { //associar o estado ao id //respectivo

$id[$nLoop] = $n['id'];

if($dados[$k] == 0) $estado[$nLoop] = "DESLIGADO"; if($dados[$k] == 1) $estado[$nLoop] = "LIGADO"; $nLoop++; } } $ok_estore = 0; } for($i=0;$i<$nLoop;$i++) { //actualizar dados na tabela //verifica tabela “alteracoes” $query = mysql_query("SELECT id_tmp, estado_tmp FROM alteracoes WHERE id_tmp = $id[$i]"); while($n = mysql_fetch_array($query) ) { //dados tabela “alteracoes” $estado_tmp = $n['estado_tmp']; $empty++; //existem dados na tabela alteracoes

} if($id[$i] == $id[$i+1]) { if($empty != 0) { switch($estado_tmp) { case "LIGADO": //so actualiza a tabela se ambos os enderecos

//(sub e descida) tiverem a zero { if($estado[$i] == "DESLIGADO" && $estado[$i+1] == "DESLIGADO") { $query = mysql_query("DELETE FROM alteracoes WHERE

id_tmp = $id[$i]"); $query = sprintf("UPDATE monitor SET estado = '%s'

WHERE id = $id[$i] ", mysql_real_escape_string($estado[$i] ));

$qr = mysql_query($query); $empty=0; $i++; }

} break; case "DESLIGADO" : //só actualiza a tabela quando um dos

//enderecos esta activo { if($estado[$i] == "LIGADO" || $estado[$i+1] == "LIGADO") { $query = mysql_query("DELETE FROM alteracoes

WHERE id_tmp = $id[$i]"); $query = sprintf("UPDATE monitor SET estado = '%s'

WHERE id = $id[$i] ", mysql_real_escape_string($estado[$i] ));

$qr = mysql_query($query); $empty=0; $i++;

} } } } else {

Anexo III - 26

} break; } } else { if($empty == 1 && $estado_tmp != $estado[$i]) { //so elimina valor

//na tabela tmp (alteracoes) quando o novo estado for diferente do //antigo

$query = mysql_query("DELETE FROM alteracoes WHERE

id_tmp = $id[$i]"); } $empty=0; $query = sprintf("UPDATE monitor SET estado = '%s' WHERE id = $id[$i] ", mysql_real_escape_string($estado[$i] )); $qr = mysql_query($query); } } if($cont == 20) //flush à tabela alteracoes ao fim de 60 seg $qr = mysql_query("TRUNCATE TABLE alteracoes"); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 27

“guardar_estado.php”

<?php //Actuação no MB respectivo e actualização do estado na tabela monitor (não é válido para estores) //Aquisição de dados da aplicação Flash $piso = $_POST['pisoF']; $comp = $_POST['compF']; $clip = $_POST['clipF']; $estado = $_POST['estadoF']; //Funcoes //Gerar trama para escrita no MB respectivo

function gera_string ($entrada, $valor) ) //2 argumentos: endereço do bit a actuar, valor (‘0’ ou ‘1’) { $init_string = chr(210) . chr(4) . chr(101) . chr(0) . chr(14) . chr(0) . chr(47); //cabeçalho Ethernet + ‘/’

//(campo 4 temporário) $command=sprintf("01SB%04X01%01X", $entrada, $valor); //comando a enviar (SB) $comprimento=strlen($command) + 4; //ajuste no comprimento, mais 4 bytes à trama actual (‘/’,’CRC’,’CR’) $init_string[4]=chr($comprimento); //actualizar campo 4 – “LSB do Length of Transaction” $soma=0; //inicializar variável (soma dos valores ASCII da trama) for ( $i = 0; $i < strlen($command); $i++) $soma = $soma + ord($command[$i]); //resultado da soma dos valores ASCII $checksum=sprintf("%02X", $soma % 256); //cálculo do CRC: $soma MOD 256

return $init_string . $command . $checksum . chr(13); //devolver trama completa


} //enviar comando via Ethernet (igual ao processo de envio da trama de leitura, só que neste caso a resposta é

//ignorada) function envia_comando_plc($comando) { $IP="192.168.0.112"; $port="502"; $fp = @fsockopen($IP, $port, $errno); if ($fp) { @FPutS($fp, $comando); do { $characters = FGetC($fp); } while($characters != chr(13)); } } //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo

//utilizador na configuração do xampp fclose($fp);

Anexo III - 28

//Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Identificar endereço do dispositivo a actuar $query = sprintf("SELECT id,endereco_mem FROM dispositivos WHERE piso = '%s' AND compartimento = '%s' AND

clip = $clip", mysql_real_escape_string($piso), mysql_real_escape_string($comp) ); $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //dados lidos $id = $n['id']; $endereco = $n['endereco_mem']; } //Enviar comando if($estado == "LIGADO") //associar estado ao valor a enviar (‘0’ ou ‘1’) $valor = 1; else $valor = 0; $comando=gera_string($endereco, $valor); //gerar trama de envio envia_comando_plc($comando); //enviar trama via Ethernet //Actualiza estado na tabela monitor

$query = mysql_query("DELETE FROM alteracoes WHERE id_tmp = $id"); //necessário para o correcto //funcionamento do trigger

$query = sprintf("UPDATE monitor SET estado = '%s' WHERE id = $id", mysql_real_escape_string($estado) ); $qr = mysql_query($query); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 29

“on_off_estore.php”

<?php //Actuação no MB respectivo e actualização do estado na tabela monitor (caso pontual para estores) //Aquisição de dados da aplicação Flash $id = $_POST['id_estore']; $piso = $_POST['pisoF']; $comp = $_POST['compF']; $clip = $_POST['clipF']; $acesso = $_POST['acesso']; $estado = $_POST['estadoF']; $endereco = $_POST['endereco']; //para subida ou descida //Funções //Gerar trama para escrita no MB respectivo (igual ao caso “guardar_estado.php”) function gera_string ($entrada, $valor) { $init_string = chr(210) . chr(4) . chr(101) . chr(0) . chr(14) . chr(0) . chr(47); $command=sprintf("01SB%04X01%01X", $entrada, $valor); $comprimento=strlen($command) + 4; $init_string[4]=chr($comprimento); $soma=0; for ( $i = 0; $i < strlen($command); $i++) $soma = $soma + ord($command[$i]); $checksum=sprintf("%02X", $soma % 256); return $init_string . $command . $checksum . chr(13); } //Enviar comando via Ethernet (igual ao caso “guardar_estado.php”) function envia_comando_plc($comando) { $IP="192.168.0.112"; $port="502"; $fp = @fsockopen($IP, $port, $errno); if ($fp) { @FPutS($fp, $comando); do { $characters = FGetC($fp); } while($characters != chr(13)); } } //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp);

Anexo III - 30

//Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries if($acesso == "leitura") { //verificar acesso (acesso apenas para leitura dos end_memoria do estore) $query = sprintf("SELECT D.id,E.endereco_mem_subida,E.endereco_mem_descida FROM estores E,

dispositivos D WHERE E.id = D.id AND D.clip = $clip AND D.compartimento = '%s' AND D.piso = '%s'",

mysql_real_escape_string($comp), mysql_real_escape_string($piso)); $qr = mysql_query($query); while($n = mysql_fetch_array($qr) ){ //dados lidos $id = $n['id']; $subir = $n['endereco_mem_subida']; $descer = $n['endereco_mem_descida']; } if(mysql_affected_rows() == 1){ //enviar dados à aplicação Flash echo '&id=' . $id; echo '&subir=' . $subir; echo '&descer=' . $descer; echo '&leitura=' . "ok"; //enviar confirmação } } else { //modo enviar comando (set/reset) do MB associado

//Enviar comando if($estado == "LIGADO") //associar estado ao valor a enviar (‘0’ ou ‘1’) $valor = 1; if($estado == "DESLIGADO") $valor = 0; $comando=gera_string($endereco, $valor); //gerar trama de envio envia_comando_plc($comando); //enviar trama via Ethernet

//Actualiza estado na tabela monitor $query = mysql_query("DELETE FROM alteracoes WHERE id_tmp = $id"); $query = sprintf("UPDATE monitor SET estado = '%s' WHERE id = $id", mysql_real_escape_string($estado) );

$qr = mysql_query($query); } mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 31

“monitorizar.php”

<?php //Ler tabela “alteracoes” para actualizar estado do(s) dispositivo(s) na tela Flash //Aquisição de dados da aplicação Flash $piso = $_POST['piso']; $comp = $_POST['comp']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador

//na configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Inicializar variáveis $nLoop = 0; //número de dados lidos da tabela “alteracoes” $id[] = 0; //armazena id dos dispositivos presentes na tabela “alteracoes” $dados = ''; //armazena os dados lidos das tabelas em questão //Queries //Obter dispositivos que mudaram o seu estado recentemente (compartimento em questão) $query = sprintf("SELECT * FROM alteracoes WHERE id_tmp IN (SELECT id FROM dispositivos WHERE piso = '%s' AND compartimento = '%s')", mysql_real_escape_string($piso), mysql_real_escape_string($comp) ); $query = mysql_query($qr);

while($n = mysql_fetch_array($qr) ) { //dados lidos $dados .= '&estado' . $nLoop . '=' . $n['estado_tmp']; $id[$nLoop] = $n['id_tmp']; $nLoop++; } for($i=0;$i<$nLoop;$i++) { //identificar “clip” dos dispositivos actualizados (informação

//para a aplicação Flash)

$qr = mysql_query("SELECT clip FROM dispositivos WHERE id = $id[$i] "); while($n = mysql_fetch_array($qr) ) //dados lidos $dados .= '&clip' . $i . '=' . $n['clip']; } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //enviar dados à aplicação Flash mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 32

“com.php”

<?php //Ler porta(s) COM existente(s) no PC, bem como a porta COM em utilização (“hardware.swf”) //Variáveis $indice = 1; //número de portas COM $porta_actual = 0; //porta actual $com = ''; //número de cada uma das portas existentes $acesso = "ler_com"; //tipo de acesso à aplicação C/C++ //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Verifica qual o número da porta COM em utilização $query = mysql_query("SELECT porta FROM porta_com"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos $porta_actual = $n['porta']; } echo '&porta_actual=' . $porta_actual; //envia informação à aplicação Flash mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL //Executar aplicação C/C++ //Detectar portas existentes

$shell = explode("|", shell_exec("porta_serie.exe $acesso") ); //valores recebidos através da linha de //comandos //$shell[0] - número de portas for($i=1;$i<=(int)$shell[0];$i++) { //interpreter dados recebidos $com .= '&com' . $indice . '=' . $shell[$i]; $indice++; } echo utf8_encode($com) . '&indice=' . $indice; //enviar informação à aplicação Flash echo '&final=' . "ok"; //enviar confirmação ?>

Anexo III - 33

“eliminar_incompleto.php”

<?php //Eliminar dispositivos IR configurados incorrectamente //Aquisição de dados da aplicação Flash $nome = $_POST['nome']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Query //Eliminar dispositivo configurado incorrectamente $query = sprintf("DELETE FROM trama_IR WHERE nome = '%s'", mysql_real_escape_string($nome) ); $qr = mysql_query($query); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 34

“enviar_IR.php”

<?php //Enviar comando infravermelho associado ao botão respectivo //Aquisição de dados da aplicação Flash $comando = $_POST['comando']; $clip = $_POST['clip']; $piso = $_POST['piso']; $compart = $_POST['compartimento']; $acesso = "enviar"; //Variáveis $trama = ''; //armazena constituição da trama IR a enviar //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Ler porta COM actual $query = mysql_query("SELECT porta FROM porta_com WHERE id = 0"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos $com = $n['porta']; } //Queries //Aquirir nome do dispositivo em questão (identificação) $qr = sprintf("SELECT IR.nome FROM dispositivos D, dispositivos_IR IR WHERE piso = '%s' AND compartimento = '%s' AND clip = $clip AND D.id = IR.id",

mysql_real_escape_string($piso), mysql_real_escape_string($compart), mysql_real_escape_string($clip) ); $query = mysql_query($qr); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos (nome do dispositivo IR) $nome = $n['nome']; }

//Aquirir dados da portadora desse dispositivo (começar composição da trama IR) $qr = sprintf("SELECT portadora_on, portadora_off, endereco FROM dispositivos_IR WHERE nome = '%s'", mysql_real_escape_string($nome) ); $query = mysql_query($qr); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ $trama .= $n['portadora_on'] . 'P'; $trama .= $n['portadora_off'] . 'P'; $endereco = $n['endereco']; } $qr = sprintf("SELECT pulsos_on, tempo_off FROM trama_IR WHERE nome = '%s' AND comando = '%s' ",

Anexo III - 35

while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos $trama .= $n['portadora_on'] . 'P'; $trama .= $n['portadora_off'] . 'P'; $endereco = $n['endereco']; }

//Adquirir todos os tempos associados ao comando IR em questão (continuar composição da trama IR) $qr = sprintf("SELECT pulsos_on, tempo_off FROM trama_IR WHERE nome = '%s' AND comando = '%s' ", mysql_real_escape_string($nome), mysql_real_escape_string($comando) ); $query = mysql_query($qr); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos $trama .= $n['pulsos_on'] . ','; $trama .= $n['tempo_off'] . '.'; } $trama .= 'F'; //finalizar composição da trama IR (caracter ‘F’) mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL //Enviar comando via USB (porta COM virtual) $shell = shell_exec("porta_serie.exe $acesso $com $endereco $trama"); ?>

Anexo III - 36

“gravar_EEPROM.php”

“guardar_portadora.php”

<?php //Guardar informação da portadora //Aquisição de dados da aplicação Flash $high = $_POST['high']; $low = $_POST['low']; $nome = $_POST['nome']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Actualizar campos que faltam, relativos ao dispositivo IR (campos portadora) $query = sprintf("UPDATE dispositivos_IR SET portadora_on = $high, portadora_off = $low WHERE nome = '%s'", mysql_real_escape_string($nome) ); $qr = mysql_query($query); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

<?php //Enviar ordem de gravação do endereço respectivo na EEPROM do módulo de emissão IR //Aquisição de dados da aplicação Flash $com = $_POST['com']; $endereco = $_POST['endereco']; $acesso = "EEPROM"; //Compõr sintaxe da trama a enviar $trama = "W" . $endereco . "/"; //Enviar comando via USB (porta COM virtual)

$shell = shell_exec("porta_serie.exe $acesso $com $trama"); ?>

Anexo III - 37

“guardar_trama.php”

<?php //Guardar todos os tempos relativos ao comando em questão //Aquisição de dados da aplicação Flash $comando = $_POST['comando']; $pulsos_on = $_POST['high']; $tmp_off = $_POST['low']; $nome = $_POST['nome']; //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Armazenar dados do comando na tabela “trama_IR” $query = mysql_query("INSERT INTO trama_IR( id_trama, nome, comando, pulsos_on, tempo_off ) VALUES ( NULL , '$nome' , '$comando', '$pulsos_on', '$tmp_off' )"); mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL ?>

Anexo III - 38

“ler_disp_IR.php”

<?php //Ler todos os dispositivos IR e portas COM existentes (apresentação na ComboBox – “IR_config”) //////////////////////Variáveis/////////////////////// $acesso = "ler_com"; //tipo de acesso à aplicação C/C++ $dados = ''; //todos os dispositivos IR existentes $dados1 = ''; //dispositivos IR configurados com sucesso $nLoop = 0; //número de dispositivos dados $nLoop1 = 0; //número de dispositivos dados1 $indice = 1; //número de portas COM $com = ''; //identificação porta(s) COM //ler password de acesso à base de dados (MySQL) presente no ficheiro "mysqlrootpasswd.txt" $fp = fopen("/DOMOTICA/security/mysqlrootpasswd.txt","r"); fseek($fp,36); //posiciona o cursor do ficheiro no inicio da password fscanf($fp,"%s",$pass); //variável $pass assume o valor da password definida pelo utilizador na

//configuração do xampp fclose($fp); //Conexão e selecção da base de dados mysql_connect("localhost", "root", $pass) or die("Não foi possível conectar: " . mysql_error()); mysql_select_db("domotica"); //Queries //Dispositivos IR existentes $query = mysql_query("SELECT IR.nome, IR.endereco, D.tipo FROM dispositivos_IR IR, dispositivos D WHERE D.id =

IR.id"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos (todos os dispositivos IR) $dados .= '&nome' . $nLoop . '=' . $n['nome']; $dados .= '&endereco' . $nLoop . '=' . $n['endereco']; $dados .= '&tipo' . $nLoop . '=' . $n['tipo']; $nLoop++; } echo utf8_encode($dados) . '&nLoop=' . $nLoop; //enviar informação à aplicação Flash

//Dispositivos IR configurados com sucesso $query = mysql_query("SELECT nome FROM dispositivos_IR WHERE portadora_on IS NOT NULL"); while($n = mysql_fetch_array($query) ){ //dados lidos $dados1 .= '&nome_ok' . $nLoop1 . '=' . $n['nome']; $nLoop1++; } echo utf8_encode($dados1) . '&nLoop1=' . $nLoop1; //enviar informação à aplicação Flash

Anexo III - 39

“receber_IR.php”

<?php //Receber dados IR interpretados pelo módulo de aquisição IR (enviados por intermédio da aplicação C/C++ ////Aquisição de dados da aplicação Flash $com = $_POST['com']; //Variáveis $acesso = "receber"; //tipo de acesso à aplicação C/C++ $trama = ''; //dados lidos $indice = 0; //número de dados //Leitura dos dados $shell = explode("|", shell_exec("porta_serie.exe $acesso $com") ); //Leitura da trama IR (//$shell[0] - número de pares on/off)

if($shell[0] != "timeout") { //se não existir timeout executa for($i=1;$i<=(int)$shell[0]*2;$i++) { //índices pares (ciclos on) if(($i%2) != 0) $trama .= '&high' . $indice . '=' . $shell[$i]; else //indices ímpares (tempos off) $trama .= '&low' . $indice . '=' . $shell[$i]; $indice++; } echo utf8_encode($trama) . '&indice=' . $indice; //enviar dados da trama à aplicação Flash echo "&T_portadora=" . $shell[$indice+1]; //enviar período da portadora à aplicação Flash } else echo '&shell=' . $shell[0]; //”timeout” ?>

if($nLoop != 0) //apaga linha(s) da tabela trama_IR caso determinado dispositivo tenha sido mal //configurado (portadora NULL)

$query = mysql_query("DELETE FROM trama_IR WHERE nome IN (SELECT nome FROM dispositivos_IR WHERE portadora_on IS NULL) ");

mysql_close(); //desligar conexão ao servidor MySQL //Detectar portas existentes $shell = explode("|", shell_exec("porta_serie.exe $acesso") ); for($i=1;$i<=(int)$shell[0];$i++) { $com .= '&com' . $indice . '=' . $shell[$i]; $indice++; } echo utf8_encode($com) . '&indice=' . $indice; //enviar informação à aplicação Flash echo '&final=' . "ok"; //enviar confirmação ?>

Anexo IV - 1

ANEXO IV – Base de dados (“domotica”)

#tabela pisos CREATE TABLE pisos (informação associada aos pisos) ( piso CHAR(20) NOT NULL, #nome do piso ficheiro_img CHAR(20) NOT NULL, #nome associado à imagem da planta desse piso PRIMARY KEY (piso) #”piso” assumido como chave primária (identificação unívoca de um piso) )TYPE=InnoDB; #”motor” da base de dados - InnoDB #tabela compartimentos (informação associada aos compartimentos) CREATE TABLE compartimentos ( id_comp SMALLINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, #chave

#primária piso CHAR(20) NOT NULL, #piso associado nome_comp CHAR(20) NOT NULL, #nome do compartimento posX FLOAT UNSIGNED NOT NULL, #posição na tela (x) posY FLOAT UNSIGNED NOT NULL, #posição na tela (y) angulo TINYINT NOT NULL, #ângulo de posicionamento Xi SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #coordenada xinicial (área do

#compartimento) Xf SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #coordenada xfinal Yi SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #coordenada yinicial Yf SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #coordenada yfinal PRIMARY KEY (id_comp), FOREIGN KEY (piso) #dependência externa com a tabela “pisos” REFERENCES pisos(piso) ON DELETE CASCADE #eliminação em cascata )TYPE=InnoDB; #tabela utilizadores CREATE TABLE utilizadores (utilizadores registados no sistema) ( id_users SMALLINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, #chave primária login CHAR(20) NOT NULL, #login de acesso password CHAR(20) NOT NULL, #password de acesso nome CHAR(20) NOT NULL, #nome do utilizador sobrenome CHAR(20) NOT NULL, #sobrenome do utilizador mail CHAR(30) NOT NULL, #mail do utilizador PRIMARY KEY (id_users) )TYPE=InnoDB;

Anexo IV - 2

#tabela dispositivos CREATE TABLE dispositivos (todos os dispositivos presentes no sistema) ( id SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #chave primária tipo CHAR(20) NOT NULL, #tipo de dispositivo em questão piso CHAR(20) NOT NULL, #piso onde se encontra compartimento CHAR(20) NOT NULL, #compartimento onde se encontra endereco_fis SMALLINT UNSIGNED NULL, #endereço físico (tem de ser

#NULL devido ao endereço dos estores e dispositivos IR #os quais não são aqui armazenados

endereco_mem SMALLINT UNSIGNED NULL, #endereço de memória (NULL pelas #mesmas razões)

clip SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #clip associado ao Movie #Clip Flash (útil à aplicação Flash)

x SMALLINT UNSIGNED, #corrdenada x na tela y SMALLINT UNSIGNED, #coordenada y na tela PRIMARY KEY (id), FOREIGN KEY (piso) #dependência externa do piso onde se encontra REFERENCES pisos(piso) ON DELETE CASCADE )TYPE=InnoDB; #tabela estores (dados gerais de estores) CREATE TABLE estores ( id SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #chave primária endereco_fis_subida SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #endereço físico de subida endereco_mem_subida SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #endereço memória de subida endereco_fis_descida SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #endereço físico de descida endereco_mem_descida SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #endereço memória de

#descida PRIMARY KEY (id), FOREIGN KEY (id) #”id” é também referência na tabela dispositivos REFERENCES dispositivos(id) ON DELETE CASCADE )TYPE=InnoDB; #tabela monitor (estado de todos os dispositivos existentes no sistema – irrelevante para os dispositivos IR) CREATE TABLE monitor ( id SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #chave primária estado CHAR(10) NOT NULL, #estado do dispositivo PRIMARY KEY (id), FOREIGN KEY (id) #dependência com a tabela dispositivos REFERENCES dispositivos(id) ON DELETE CASCADE )TYPE=InnoDB;

Anexo IV - 3

#tabela alteracoes (dados temporários) CREATE TABLE alteracoes ( id_tmp SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #chave primária (associada ao id presente

#na tabela dispositivos) estado_tmp CHAR(10) NOT NULL, #estado actual do dispositivo PRIMARY KEY (id_tmp) )TYPE=InnoDB; #tabela dispositivos_IR (informação geral dos dispositivos IR) CREATE TABLE dispositivos_IR ( nome CHAR(20) NOT NULL, #chave primária id SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #id associado ao dispositivo portadora_on TINYINT UNSIGNED NULL, #25% da portadora portadora_off TINYINT UNSIGNED NULL, #75% da portadora endereco CHAR(3) NOT NULL, #endereço do módulo de

#emissão IR PRIMARY KEY (nome), FOREIGN KEY (id) #dependência com a tabela dispositivos REFERENCES dispositivos(id) ON DELETE CASCADE )TYPE=InnoDB; #tabela trama_IR (dados da trama IR correspondente a um determinado comando IR) CREATE TABLE trama_IR ( id_trama SMALLINT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, #chave

#primária nome CHAR(20) NOT NULL, #nome associado ao dispositivo

#IR comando CHAR(10) NOT NULL, #comando IR em questão pulsos_on SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #ciclos on (tempo modulação) tempo_off SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #tempo off (tempo “morto”) PRIMARY KEY (id_trama), FOREIGN KEY (nome) #dependência com a tabela dispositivos_IR REFERENCES dispositivos_IR(nome) ON DELETE CASCADE )TYPE=InnoDB; #tabela porta_com (porta COM em utilização) CREATE TABLE porta_com ( id SMALLINT UNSIGNED NOT NULL, #chave primária porta TINYINT UNSIGNED NOT NULL, #identificação da COM PRIMARY KEY (id) )TYPE=InnoDB;

Anexo IV - 4

#Trigger CREATE TRIGGER modificou #nome do trigger - “modificou” AFTER UPDATE ON monitor #”disparar” trigger após a actualização do “estado” na tabela “monitor” FOR EACH ROW #executar trigger para alterações verificadas em cada um das linhas

INSERT INTO alteracoes VALUES(OLD.id,NEW.estado); #acção: inserir o id e o novo valor do estado na tabela

#“alteracoes”

Anexo V - 1

ANEXO V – Código de Implementação C/C++

Classe “CSerial_Control” – CSerial_Control.cpp

CSerial_Control::CSerial_Control() { port = new CSerialPort; //novo objecto do tipo CSerialPort } void CSerial_Control::abrir(int porta) //recebe como argumento a identificação da porta a abrir { try { //abrir porta com os seguintes parâmetros (baud rate 19200, 8-N-1, sem controlo de fluxo) port->Open(porta,19200, CSerialPort::NoParity, 8, CSerialPort::OneStopBit,

CSerialPort::NoFlowControl); //função “Open” da classe CSerialPort }

catch (CSerialException* pEx) // mensagem de erro { printf("%s", pEx->GetErrorMessage() ); pEx->Delete(); } } void CSerial_Control::fechar() //fecha porta usada na comunicação { try { port->Close(); //invoca a função “Close” da classe CSerialPort } catch (CSerialException* pEx) //mensagem de erro { printf("%s", pEx->GetErrorMessage() ); pEx->Delete(); } } void CSerial_Control::enviar(char *dados) //iniciar envio de dados. Os dados são passados como argumento { try { port->Write(dados, strlen(dados)); //envio dos dados (função “Write” da classe CSerialPort) port->Flush(); //Flush dos dados (função “Flush” da classe CSerialPort) } catch (CSerialException* pEx) //mensagem de erro { printf("%s", pEx->GetErrorMessage() ); pEx->Delete(); } }

Anexo V - 2

void CSerial_Control::ler(CString *on, CString *off,CString *portadora) //recepção e interpretação dos dados //enviados pelo PIC

{ BYTE *pBuf = new BYTE[1000]; //buffer para armazenamento de dados unsigned int L = 0; //número de bytes recebidos unsigned int i = 0; //índice para armazenamento de dados CString aux,str = ""; //variáveis auxiliares na intepretação da informação recebida try {

port->Set0ReadTimeout(); //definir timeout para a leitura L = port->Read(pBuf,1000); //ler os dados (função “Read” da classe CSerialPort) if(L>=0 && L<=2) { //significa que não foi recebida nenhuma informação printf("timeout"); //envia mensagem “timeout” para a linha de comandos exit(0); //sai da aplicação } for(int j=0;j<L;j++) { //interpretação da trama recebida aux.Format("%c",pBuf[j]); //converte caracter para CString if(aux >= "0" && aux <= "9") { //valor númerico str += aux; //concatena } if(aux == ",") { //armazena tempo on on[i] = str; str = ""; //limpa variável auxiliar de dados } if(aux == ".") { //armazena tempo off off[i] = str; i++; //prepara o próximo par on/off str = ""; //limpa variável auxiliar de dados } if(aux == "P") { //valor de portadora portadora[i] = str; //armazena portadora i++; //incrementa índice de arrays str = ""; //limpa variável auxiliar de dados if(i == 15) //lidos 15 valores i = 0; //inicializa índice de arrays } if(aux == "F") { //Final da trama enviada pelo PIC Sleep(10); fechar(); //fecha porta de comunicação } } } catch (CSerialException* pEx) //mensagem de erro { printf("%s", pEx->GetErrorMessage() ); pEx->Delete(); } delete [] pBuf; //elimina buffer de dados }

Anexo V - 3

void CSerial_Control::nr_porta_serie() //ler registo do Windows para identificação da(s) porta(s) COM { char *path = new char[MAX_PATH]; //buffer que recebe o caminho do registo unsigned char *data = new unsigned char[MAX_PATH]; // buffer que recebe os dados do registo DWORD size_path = MAX_PATH; //auxiliar do buffer de caminho do registo DWORD size_data = MAX_PATH; //auxiliar do buffer de dados de registo HKEY key; //handle int portas[20]; //array para armazenamento da(s) porta(s) lida(s) int nr_portas = 0; //número de portas lidas if (RegOpenKey(HKEY_LOCAL_MACHINE,"HARDWARE\\DEVICEMAP\\SERIALCOMM",&key) ==

ERROR_SUCCESS) { //abrir registo das portas COM (virtuais ou físicas) for(int i=0;RegEnumValue(key,i,path,&size_path,NULL,NULL,data,&size_data) ==

ERROR_SUCCESS;i++) //ler valores do registo { portas[i] = atoi(strrchr((const char*) data,'M') + 1); //isolar o número da COM da

//restante informação nr_portas++; //incrementar número de portas lidas size_path = MAX_PATH; //redefinir caminho size_data = MAX_PATH; //redefinir tamanho } } RegCloseKey(key); //terminar acesso ao registo delete [] path; //apagar buffers envolvidos (caminho e dados) delete [] data; printf("%d|",nr_portas); //enviar para a linha de comandos o número de portas lido for(int i=0;i<nr_portas;i++) //enviar para a linha de comandos a identificação das COM printf("%d|",portas[i]);//cout << portas[i] << "|"; }

Anexo V - 4

Função main – porta_serie.cpp

//Definição do tamanho dos arrays para o armazenamento da informação enviada pelo PIC #define PARES_ONOFF 50 #define AMOSTRAS_PORT 15 CWinApp theApp; void main(int argc, char **argv) //função main { CSerial_Control *com = new CSerial_Control; //objecto da classe CSerial_Control CString on[PARES_ONOFF] = {""}, off[PARES_ONOFF] = {""}; //arrays para armazenamento dos dados da

//trama IR CString arr_Tportadora[AMOSTRAS_PORT] = {""}; //array para armazenamento dos tempos de portadora int Tport_final; //resultado do cálculo do valor efectivo da portadora (período) int tam_trama = 0; //número de pares on/off da trama IR int i = 1; int contagem_val[AMOSTRAS_PORT] = {0}; //auxiliar na obtenção da moda das amostras da portadora int indice_Tportadora = 0; //índice de maior moda no array “contagem_val” char argv_aux[10]; //auxiliar na conversão do endereço para 3 digitos //argv[1] -> ler_com // receber // enviar //EEPROM //argv[2] -> nr_porta //argv[3] -> endereco modulo emissor (0,1 ..) //argv[4] -> trama IR ////////////////ler_com//////////////

if(!strcmp(argv[1],"ler_com")) //mensagem com prefixo “ler_com” com->nr_porta_serie(); //invocar função para leitura da(s) porta(s) COM existente(s)

////////////////enviar////////////// if(!strcmp(argv[1],"enviar") ) { //mensagem com prefixo “enviar” com->abrir(atoi(argv[2])); //abrir porta para comunicação sprintf(argv_aux,"%.3u",atoi(argv[3]) ); //converter endereço para 3 digitos com->enviar(argv_aux); //enviar endereço Sleep(50); //esperar uns milisegundos com->enviar(argv[4]); //enviar trama formatada Sleep(5); com->fechar(); //fechar porta de comunicação } ////////////////receber////////////// if(!strcmp(argv[1],"receber")) { //mensagem com prefixo “receber” com->abrir(atoi(argv[2])); //abrir porta para comunicação com->ler(on,off,arr_Tportadora); //ler informação enviada pelo PIC tam_trama++; //avançar 1º par. Este não é verificado pois pode existir um

//tempo "morto" superior a 2ms no start bit while((unsigned int)atol(off[tam_trama]) < 2000) //descobrir tamanho da trama tam_trama++;

Anexo V - 5

Neste anexo encontram-se apenas as funções implementadas.

Todo o restante código relativo quer à classe de manipulação da

porta série (CSerialPort), quer de toda a base MFC encontra-se

disponível no CD.

while(i < AMOSTRAS_PORT) { //encontrar valor efectivo da portadora for(int x = 0;x<AMOSTRAS_PORT;x++) //contagem de cada um dos

//valores if(atoi(arr_Tportadora[i]) == atoi(arr_Tportadora[x])) contagem_val[i]++; i++; } indice_Tportadora = 0; for(int x = 0;x < AMOSTRAS_PORT;x++) { //moda das amostras if(contagem_val[x] > contagem_val[indice_Tportadora] ) indice_Tportadora = x; //índice correspondente ao valor de

//maior moda } Tport_final = atoi(arr_Tportadora[indice_Tportadora]); //valor efectivo da

//portadora //Enviar informação do comando para a linha de comandos printf("\n\n\n%d|",tam_trama+1); //enviar tamanho da trama for(int j = 0;j<=tam_trama;j++) //enviar todos os valores (ciclos on e tempos off) printf("%0.lf|%s|",floor(atoi(on[j]) / Tport_final),off[j]); printf("%d|",Tport_final); //enviar portadora (período) }

////////////////EEPROM////////////// if(!strcmp(argv[1],"EEPROM") ) { //mensagem com prefixo “EEPROM” com->abrir(atoi(argv[2]) ); //abrir porta para comunicação

com->enviar(argv[3]); //enviar trama específica para gravação Sleep(5); com->fechar(); //fechar porta de comunicação

}

Anexo VI - 1

ANEXO VI - Ladder

Configuração Ethernet

Anexo VI - 2

Dispositivos On/Off

Anexo VI - 3

Estores

Anexo VII - 1

ANEXO VII – Código de Implementação PIC

PIC Módulo de Aquisição IR

//Configurações iniciais do PIC em questão #if defined(__PCM__) #include <16F876A.h> #fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT,NOPUT #use delay(clock=12000000) //definição do cristal a utilizar (12 MHz) #pragma use rs232(baud=19200, xmit=PIN_C6, rcv=PIN_C7) //parâmetros para a comunicação série assíncrona #endif //Controlo de Transístores para selecção dos sinais IR #define FOTOTRAN PIN_B4 //fototransístor (leitura da portadora) #define SHARP PIN_B5 //receptor IR Sharp (leitura da trama IR) //Inicialização de variáveis unsigned long array1[36] = {0}, //armazenamento dos instantes de captura flanco descendente array2[36] = {0}; //armazenamento dos instantes de captura flanco ascendente unsigned char portadora[16] = {0}; //armazenamento dos instants de captura da portadora (ascendente) int i = 0, k = 0, port = 0; //variáveis de comando //ISR do módulo de captura PWM (CCP2) #INT_CCP2 void isr_ccp2() { //capturar tempos nos flancos ascendente e descendente (tempo a ON e OFF da trama) if(port == 0) { //modo de detecção de portadora inactivo array1[i] = CCP_1; //armazenar instante captura descendente array2[i] = CCP_2; //armazenar instante captura ascendente i++; //preparar próximo armazenamento } else { //modo de detecção de portadora activo portadora[i] = CCP_2; //capturar tempos da portadora i++; //preparar próximo armazenamento } } //Função main void main() { int j = 0; //índice para o ciclo de envio dos valores aquiridos output_high(SHARP); //habilitar leitura da trama output_low(FOTOTRAN); //desabilitar leitura de portadora setup_ccp1(CCP_CAPTURE_FE); //configura CCP1 para fazer capturas no flanco descendente setup_ccp2(CCP_CAPTURE_RE); //configura CCP2 para fazer capturas no flanco ascendente setup_timer_1(T1_DISABLED); //desabilita o arranque do timer (16 bits) enable_interrupts(INT_CCP2); //activa a interrupção CCP2 enable_interrupts(GLOBAL); //activa as interrupções globais set_timer1(0); //configura o overflow do timer (contagem máxima) setup_timer_1(T1_INTERNAL); //inicia o timer 1

Anexo VII - 2

while(TRUE) { //aguarda entrada na ISR do CCP2 if(i >= 36) { port++; //entrar no modo de leitura da portadora i = 0; //limpar índice output_low(SHARP); //desabilitar leitura da trama IR output_high(FOTOTRAN); //habilitar leitura de portadora if(port >= 2) { //enviar informação capturada para a aplicação C/C++ setup_timer_1(T1_DISABLED); //parar timer disable_interrupts(GLOBAL); //desabilitar interrupções ///////////////TEMPO (us)///////////////// // Tempo(us) = (Leitura*(1/(CRISTAL/4))// //////////////////////////////////////////// for(j=0;j<15;j++) //calcular intervalos da portadora e enviar valores à aplicação C/C++ printf("%uP",((portadora[j+1]-portadora[j])/3 )); for(j=0;j<35;j++) { //calcular intervalos da trama e enviar valores à aplicação C/C++ if(j != 0) //tempos ON e tempos OFF printf("%lu,%lu.\r\n",(((array2[j]-array1[j])/3 ) - 90),((array1[j+1]-

array2[j])/3 ) + 90); //pequeno ajuste nos tempos obtidos else //tempos iniciais printf("%lu,%lu.\r\n",(((array2[j]-array1[j])/3) - 170),(((array1[j+1]-

array2[j])/3) ) + 130 ); //pequeno ajuste nos tempos obtidos

} printf("F");

output_high(PIN_B1); //ligar LED indicador de final de leitura } } } }

Anexo VII - 3

PIC Módulo de Emissão IR

//Configurações iniciais do PIC em questão #if defined(__PCM__) #include <16F876A.h> #fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT,NOPUT #use delay(clock=20000000) //definição do cristal a utilizar (20 MHz) #pragma use rs232(baud=19200, xmit=PIN_C6, rcv=PIN_C7) //parâmetros para a comunicação série assíncrona #endif #include <string.h> #include <stdlib.h> //Variáveis unsigned char gravacao; //habilita/desabilita o modo de gravacao unsigned char ENDERECO; //por defeito a placa encontra-se configurada com o valor FF (255) unsigned char on[30]; //armazena o número de ciclos on de cada par on/off unsigned long off[30]; //armazena o tempo off de cada par on/off unsigned char buffer[10] = {""}; //reponsável pela composição dos valores à medida que são recebidos char i = 0; //contador de caracteres ‘P’ (indica em qual array armazenar os dados) unsigned char c[1] = {""}; //armazena o caracter recebido char pedido = 0; //variável 1 char ciclo = 0; //variável 2 (juntas dão a permissão de acesso ao ciclo de execução) char ok = 0; //quando diferente de zero, o modo de gravação/verificação de endereço é

//avançado char este_modulo = 0; //toma o valor 1 se a verificação do endereço for positiva char selector = 0; //responsável por alternar entre a transmissão modulada e não modulada unsigned char portadora[2]; //contém os tempos associados à portadora (25%[0] e 75%[1]) //ISR de recepção de caracteres por intermédio da comunicação série assíncrona #INT_RDA void serie_isr() { //modo de gravação da EEPROM com o valor do endereço da placa (W<endereco>/) c[0] = fgetc(); //armazena o caracter recebido if(c[0] == 'W' ) //verifica se existe uma ordem de gravação de endereço gravacao = 0; if(ok == 0) { //processo de gravação/verificação do endereço if(gravacao == 0) { //processo de gravação de novo endereço switch(c[0]) { case 'W': strcpy(buffer,""); break; case '/': { ENDERECO = (unsigned char)atoi(buffer); //actualizar variável com o

//novo endereço write_eeprom(0,(unsigned char)atoi(buffer) ); //armazenar endereço

//na EEPROM

Anexo VII - 4

gravacao = 1; //gravação ok strcpy(buffer,""); //limpa buffer } break; default: strcat(buffer,c); break; //por defeito concatena caracteres até que

//seja recebido o caracter final ‘/’ } } else { //processo de verificação do endereço

strcat(buffer,c); //concatenação de caracteres até se obterem 3 caracteres if(ENDERECO == (unsigned char)atoi(buffer) ) { //verificar endereço recebido

//(descarta ou não a informação) este_modulo = 1; //endereço corresponde } if(strlen(buffer) >= 3) { //endereço recebido em decimal (3 digitos) if(este_modulo == 1) { //se endereço corresponde ok = 1; //ordem de avanço de verificação/leitura este_modulo = 0; //colocar no estado inicial (próxima recepção) sprintf(buffer,"%c",""); //limpar buffer } else { //não existe correspondência sprintf(buffer,"%c",""); //limpar buffer ok = 2; //ordem de avanço de verificação/leitura com

//restrições de emissão } } } } else { //interpretar informação recebida (<portadora_on>P<portadora_off>P<pulsos_on>,<tempo_off>.<mais dados>F) switch(c[0]) { //gravar informação consoante os caracteres recebidos case ',' : //gravar ciclos on {

on[i] = (unsigned char)atoi(buffer); strcpy(buffer,""); } break;

case '.' : //gravar tempos off { off[i] = (unsigned long)atol(buffer); strcpy(buffer,""); i++; } break;

Anexo VII - 5

case 'P' : //gravar tempos portadora { portadora[i] = (unsigned char)atoi(buffer); i++; strcpy(buffer,""); if(i == 2) i = 0; } break; case 'F' : //finalizar interpretação da trama { if(ok != 2) {//comando IR será emitido pedido = 1; strcpy(buffer,""); } else { //não emite o comando IR ciclo = 5; pedido = 1; strcpy(buffer,""); } } break; default: strcat(buffer,c); break; //concatena caracteres } } } //Função main (emissão IR) void main() { char j = 0; //índice auxiliar unsigned char tmp = 0; //variável auxiliar no decremento do número de ciclos ENDERECO = (unsigned char)read_eeprom(0); //lê endereço da EEPROM para posterior comparação gravacao = 1; //valor 1 por defeito (necessário ao processo de gravação/leitura) enable_interrupts(INT_RDA); //habilita interrupção da porta série (RX) enable_interrupts(GLOBAL); //habilita as interrupções while(TRUE) { //aguardar interupção if(pedido == 1) { //se pedido ok ok = 0;

Anexo VII - 6

while(ciclo != 5) //processo de emissão do commando IR { if(selector == 0) { //emite sinal modulado tmp = on[j]; //salvaguardar conteúdo do array on while(tmp != 0) { //durante um dado valor executar a portadora

//(tempo a on) output_high(PIN_B1); //pino ao nível alto (‘1’) delay_us(portadora[0]); //tempo on portadora output_low(PIN_B1); //pino ao nível baixo (‘0’) delay_us(portadora[1]); //tempo off portadora tmp--; //decrementa número de ciclos } selector = 1; //activa tempo “morto” } else { //executar tempo a off da trama output_low(PIN_B1); //pino ao nível baixo (‘0’) delay_us(off[j]); //tempo off j++; //passar ao próximo par on/off selector = 0; //habilita envio de sinal modulado } if(j == i) { //executar um delay final de 50 ms e finalizar envio da trama delay_ms(50); ciclo++; j = 0; } } if(ciclo == 5) { //estabelecer condições iniciais para habilitar próxima ordem de emissão pedido = 0; ciclo = 0; j = 0; i = 0; strcpy(buffer,""); } } } }

Anexo VIII - 1

ANEXO VIII – Esquemático e Layout das PCBs

Esquemático Módulo de Aquisição IR

Anexo VIII - 2

Layout Módulo de Aquisição IR

Anexo VIII - 3

Esquemático Módulo de Emissão IR

Layout Módulo de Emissão IR