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Engenheiros desenvolvem soluções cada vez mais robustas, para nos trazer maior simplicidade, praticidade e eficiência para o paradigma de comunicação sem fio e torná-la cada vez mais presente em nossas vidas. Diante da necessidade de uma solução para comunicação sem de fio para curtas distâncias que segura, de baixo custo, com suporte a comunicação por voz e por dados e com facilidade de integração aos protocolos de comunicação, surgiu o Bluetooth. O proposto por este trabalho é o desenvolvimento de um sistema de comunicação Bluetooth utilizando microcontrolador PIC. Com o objetivo de desenvolver um módulo para plataforma de desenvolvimento PIC e outro que será o módulo de responsável para comunicação Bluetooth. E por fim fornecer uma biblioteca de funções, de código aberto, escrita em C, para facilitar o desenvolvimento de aplicações que desejem utilizar o protocolo de comunicação Bluetooth para microcontroladores da família PIC.
Citation preview
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 1/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
SISTEMA DE COMUNICAÇÃO BLUETOOTH USANDO MICROCONTROLADOR PIC
ALUNO: DAVIDSON FELLIPE | [email protected]: PROF. DR. SÉRGIO CAMPELLO | [email protected]
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 2/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
MOTIVAÇÃOApoiar ao ensino e pesquisas em
comunicação sem fio na Universidade de Pernambuco
Apoiar pesquisas sobre monitoramento de linhas de transmissão de alta tensão
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 3/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Projetar um hardware que servirá como módulo para o desenvolvimento de aplicações que desejam utilizar Bluetooth
Desenvolver uma Biblioteca de funções básicas
OBJETIVOS
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 4/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Special Interest Group (SIG)
Mais de 12 mil membrosCerca de 2 bilhões de produtos na primeira
década de existência
BLUETOOTH E O SIG
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 5/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Mundo sem fiosProblema do cabo proprietárioBaixo consumo de energiaComunicação com uma gama de dispositivosCriptografia de 128 bits
POR QUE USAR BLUETOOTH?
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 6/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 7/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
TOPOLOGIA BLUETOOTH
MM
M M
E E E
E
E E
EE
M Emestre escravoLegenda:
PICONET
SCATTERNET
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 8/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Para a transmissão de dados utiliza FHSS (frequency hopping spread spectrum)
Até 79 canais separados por 1 MHz, na banda ISM [2400 – 2483,5 MHz]
ID universal de 48 bitsTaxa de 1, 2 ou 3 Megabit
COMUNICAÇÃO BLUETOOTH
f = 2402+k MHz, onde k=0,…,78
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 9/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
ARQUITETURA BLUETOOTH
Rádiofreqüência, potência, modulação e transmissão
Basebandpapéis de um dispositivo e regras de acesso ao meio
Link Managerestabelecimento de comunicação entre dispositivos
HCIinterface com regras para a baseband e o LMP
L2CAPmultiplexação e demultiplexação dos dados
trafegados
Aplicações
Protocolos de terceiros e padrões industriais
OBEX, TCP, WAP
PROTOCOLOS DE TRANSPORTE
PROTOCOLOS DE MIDDLEWARE
PROTOCOLOS DE APLICAÇÃO
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 10/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
MICROCONTROLADORESSistema microprocessado Contém memórias de programa e dados, portas de E/S
seriais e paralelas, temporizadores, interrupções externas e internas
Integrados em um único chip.
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 11/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
MICROCONTROLADORESVantagensCircuito pronto para usarMemórias de programa e de
dados implementadas no mesmo chip
Baixo custo
DesvantagensPouco espaço de
armazenamentoNúmero reduzido de portas
de E/SBaixa velocidade de
processamento
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 12/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Fabricado pela MicroChip™PortabilidadeConjunto de instruções bem similaresMuitas semelhanças entre suas
características básicasArquitetura RISCPossui somente 35 instruçõesMemórias: Flash, EEPROM e RAM
MICROCONTROLADOR PIC 16F877A
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 13/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Fabricado pela KCWirefreeChip para comunicação BluetoothClasse 2 (até 30 metros)Velocidade máxima de 921 Kbaud
KCWIREFREE KC-21
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 14/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Tensão de 3,3 volts.14 pinos de entrada
e saída de propósito geral
Memória flash de 8 Mbit
KCWIREFREE KC-21
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 15/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
SISTEMA DE FLUXO DE DADOS DO KCWIREFREE KC-21
HOST
comandos, respostas e fluxo de dados
Controle da UART
Pilha Bluetooth
Parser dos
Comandoscontrole status
respostas
dados
MÓDULO
comandos
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 16/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
ESQUEMA PLATAFORMA PICCircuito
Oscilador
Circuito de Reset
Porta A
PIC16F877A
Circuito Gravação
Interface MóduloBluetoot
h
Porta B Porta C Porta D Porta E
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 17/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Verificação dos níveis de tensão nas alimentações
KC-21 Wirefree com 3,3 voltsMicrocontrolador com 5 volts
TESTE DO HARDWARE
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 18/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Dificuldades para tratar as informações recebidas do KCWIREFREE KC-21
Tentativas de modificar o nome padrão dispositivo “KCWirefreeDevice”
Configuração do baud para 115200
PROBLEMAS ENFRENTADOS
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 19/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
Transmissão de dados sem fio em um ambiente de monitoramento de corrente de fuga em cadeias de isoladores de linhas de alta tensão
Comunicação entre Módulo Bluetooth e um computador pessoal
Criação de interfaces como GPRS, ZigBee, entre outras
TRABALHOS FUTUROS
Davidson Fellipe da Silva | apresentação de trabalho de conclusão de curso | 20/22
introdução » conceitos » implementação » resultados » trabalhos futuros
OBRIGADO !
ALUNO: DAVIDSON FELLIPE | [email protected]: PROF. DR. SÉRGIO CAMPELLO | [email protected]