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SimonSistema de monitorização e controlo baseado em módulos Zigbee

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Sumário

• Motivação

• Objectivos

• Componentes do sistema

• Trabalho desenvolvido

• Realização dos objectivos

• Dificuldades encontradas

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Motivação• Sistema de gestão de depósitos de combustível• Não totalmente implementado• Cablagem dos sensores encarece a solução Necessidade de desenvolver um módulo de

comunicação sem fios para eliminar cablagem

GPRS

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• Construção de um módulo de comunicações sem fios• Dotar módulo de capacidades de I/O• Implementar mecanismos para permitir processamento centralizado• Implementar uma aplicação no PC para interacção e configuração

de todos os nós.• Aplicar o módulo e software desenvolvido no sistema de

monitorização de depósitos de combustível pela internet.

Objectivos

GPRS

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Componentes do sistema• Aplicação web online de gestão de

depósitos

• Unidade de medição GPRS– Aplicação de configuração

• Módulo wireless– Aplicação de configuração

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Aplicação web: colector

• Liga, por TCP, às várias unidades de recolha

• Recolhe os eventos enviados pelas unidades– Nível– Keep-alive– Alarmes ( nível, saldo, etc… )

• Repositório activo de eventos• Transforma a informação recolhida• Carrega a BD de alarmística

Alarmística

Aplicação

Gestão Colector

BD

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Applicação web: Interface de utilizador

Alarmística

Aplicação

Gestão Colector

BD

• Tecnologia AJAX• Gestão do cadastro

– Utilizadores– Depósitos– Unidades

• Leitura de nível em tempo real• Gráficos• Configura as unidades

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Unidade GPRS• Ligação a 4 sensores• Alarmes de nível• Comunicação com BD via GPRS• Permite obter nível por SMS• Aplicação PC para configurar todos os

parâmetros

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Rede ZigBee• Módulo wireless baseado no standard IEEE 802.15.4 / ZigBee

• Características:– Topologias Star, Tree e Mesh– Reconfiguração automática da rede– Encriptação e autenticação– Eficiência energética

• 2 Tipos de Módulos:– FFD: Coordena redes e comunica com qualquer dispositivo– RFD: Comunicar com apenas um dispositivo

Star

MeshTree

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Módulo ZigBee

• Interface RS-232 com aplicação externa– Protocolo baseado em Comandos AT

• 4 pinos de IO– Entradas/Saídas independentes– Capacidade de Pull-Up Interno

• 2 Entradas de conversor A/D de 10bit• Tensão da bateria• Qualidade do sinal• Parâmetros de configuração.• Todos os recursos são acessíveis localmente

ou via rádio.

• Aplicação para PC:– Interage com a rede usando um dos seus nós– Descoberta da rede– Monitorização do estado dos módulos– Configuração dos módulos

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• Aplicação web

• Módulo wireless

• Aplicação para PC

Trabalho desenvolvido

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Aplicação Web• Colector: protocolo de comunicação com

unidades de recolha• Interface: Melhorias no desenho e interacção da

interface com o utilizador• Colocação de protótipo online para realização

de testes.

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Aplicação de configuração• Histórico do nível de depósitos.• Interface com parâmetros de comunicação GSM/GPRS

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Módulo Wireless I– 4 pinos de GPIO– 2 entradas para conversor A/D– Interface série com flow control para comunicar com

HW externo– Controlado com comandos AT– Alcance até 110m em campo aberto– 720nA em sleep com timer interno– 240nA em sleep, acordar com estímulo externo

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Módulo Wireless II– Arquitectura uP + Transceiver– 4 pinos de GPIO– 2 entradas para conversor A/D– 1 saída de conversor D/A– Interface série com flow control para comunicar com

HW externo– Usa o mesmo protocolo de comandos AT– Alcance até 280m em campo aberto

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Aplicação de configuração• Utiliza um nó da rede para interagir com toda a rede.• Descoberta de nós• Configuração dos módulos via rádio• Interacção com GPIOs• Configura ligações transparentes entre interfaces série

dos nós– No entanto, o próprio hardware externo poderá fazê-lo.

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Realização dos objectivosConstrução de um módulo de

comunicações sem fiosDotar módulo de capacidades de I/O e

processamento remotoImplementar uma aplicação no PC para

interacção e configuração de todos os nós.

Aplicar o módulo e software desenvolvido no sistema de monitorização de depósitos de combustível pela internet.

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Dificuldades encontradas

• Custos elevados para licenciamento da tecnologia ZigBee:– Uso comercial: $3500/ano– Certificação de dispositivos: $1000

Introdução de dispositivos no mercado dificultada pelos custos associados à tecnologia.

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Obrigado!