SISTEMA DE RASTREABILIDADE DE PROCESSO UTILIZANDO RFID COM TECNOLOGIA ZIGBEE

8/19/2019 SISTEMA DE RASTREABILIDADE DE PROCESSO UTILIZANDO RFID COM TECNOLOGIA ZIGBEE

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UNIVERSIDADE POSITIVO

SISTEMA DE RASTREABILIDADE DE PROCESSO UTILIZANDO

RFID COM TECNOLOGIA ZIGBEE

CURITIBA

2009


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SERGIO A. CHEUTCHUK

TIAGO CELUPPI

SISTEMA DE RASTREABILIDADE DE PROCESSO UTILIZANDO RFID COM

TECNOLOGIA ZIGBEE

Monografia apresentada ao Curso deEngenharia Elétrica da UniversidadePositivo, para obtenção de avaliaçãoparcial da disciplina de Trabalho deConclusão de Curso (TCC), coore!uisito a obtenção do grau deEngenheiro Eletricista, sob a orientaçãodo Prof" #abiano $aruch Chinasso

CURITIBA

2009


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SERGIO A. CHEUTCHUK

TIAGO CELUPPI

SISTEMA DE RASTREABILIDADE DE PROCESSO UTILIZANDO RFID COM

TECNOLOGIA ZIGBEE

Este trabalho foi %ulgado ade!uado e aprovado para a obtenção do t&tulo de

graduação e

Engenharia de Elétrica da Universidade Positivo

Curitiba, ' de outubro de *

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Prof" Ms" alo Pustilnic-

Coordenador do Curso de Engenharia Elétrica

BANCA EXAMINADORA:

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Prof" Ms" #abiano $aruch ChinassoUniversidade Positivo

Orie!"#$r

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Prof" Esp" .eonardo /oes Tavares

Universidade Positivo

B"%"


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AGRADECIMENTOS

0edico este trabalho a inha esposa Elena, eus filhos 1oão /abriel e /uilhere eaos eus pais Mariano e Maria (in eorian)" ei !ue a divisão do tepo entreUniversidade e voc2s, não foi %usta nos 3ltios anos, as de coração obrigado pelapaci2ncia e apoio" e voc2s não teria conseguido ais esta 4it5ria"

ergio 6ntonio Cheutchu-

0edico este trabalho a inha esposa #ernanda, a eus pais 4anderlei e Maria6lice(in eorian)" 7ue e apoiara e todos os oentos para !ue conclu&sseeste pro%eto"

Tiago Celuppi


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5 a!ueles !ue t2 paci2ncia para fa8er coisassiples co perfeição é !ue irão ad!uirir habilidadepara fa8er coisas dif&ceis co facilidade"

1ohann Christoph 4on chiller


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RESUMO

9 trabalho consiste no desenvolviento de u istea de rastreabilidade deprocesso, resultado de u estudo de caso nua linha de refrigeradores e aplicaçãode tecnologias inovadoras do ercado coo: ;#irelles usando padrão $ig?ee arede a!uisição de dados e 0%ango e PDthon (.inu) co banco de dados 7.ite"Estas tecnologias são aplicadas para o desenvolviento de u dispositivo usandou icrocontrolador P


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LISTA DE ILUSTRA&'ES

#igura A: 0iagraa e ?locos do istea de ;astreabilidade"""""""""""""""""""""""""""""""""AH

#igura : Es!ueFtica do istea ?Fsico de ;#are ;Co erial """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""H

#igura A: inais recebidos na interrupção ;? do P


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#igura @: Produto final ( 6presentação


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LISTA DE TABELAS

Tabela A: Tabela de coneOes do leitor""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""''

Tabela : Tabela de coneOes de sa&da serial ;' padrão 6C


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LISTA DE ABREVIATURAS

or-

T6/ eti!ueta ;#or-

P6N Personal 6rea Net>or-


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SUM(RIO

A


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'"A"H oft>are de a!uisição e processaento dos dados""""""""""""""""""""""""""""""""'

'"A"I ?anco de dados""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'

'" 0EC;ireless Lbee""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""I

""B Testes e ontage e protoboard""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""B


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""H Testes de interface are definitivo""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""B

"' 9#TG6;E 09 Pare e ?anco de 0ados""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""B*

H C9N


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) INTRODU&*O

9 sistea de rastreabilidade visa garantir !ue todos os produtos fabricados

na linha de ontage tenha sido aprovados nos pontos de inspeção e testes

durante o processo de ontage, sendo !ue os dados ad!uiridos durante o

processo de ontage do produto, tais coo resultados dos testes serão

ara8enados para consulta posteriores" Para a nora ireless P6N, wireless personal area network ) estF

noralente associada ao Bluetooth" Pode ser vista co a interação entre os

A


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dispositivos 5veis de u usuFrio" 6 GP6N é pro%etada para pe!uena distZncia,

baio custo e baias taas de transfer2ncia" 0entre as ;edes GP6N (Wireless

Personal Área Network ) eistentes, a ais recente e proissora é a !ue usa o

padrão $ig?ee are chaados

gateways, cu%a função é interfacear o abiente Geb co os /?0s, peritindo !ue

as aplicaçOes lance ão dos recursos desenvolvidos isoladaente e cada u

deles" 6s ar!uiteturas de integração (i"e", os gateways) apresenta ua grande

diversidade de caracter&sticas e funcionalidades !uando coparadas segundo

critérios de local de eecução (cliente, servidor Geb, servidor de ?anco de 0ados)\

desepenho\ facilidade para o desenvolviento das aplicaçOes e portabilidade\

aspectos transacionais\ reaproveitaento de sisteas legados" 6 anFlise dosoft>are integrador segundo esses parZetros irF deterinar a sua ade!uação ao

abiente operacional particular da 9rgani8ação" ?6;;99(*)

No presente trabalho é proposto o desenvolviento de u sistea !ue utili8e

a tecnologia ;#


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na


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Co relação [ segurança, todo produto defeituoso pode representar u sério

risco na utili8ação pelo usuFrio e coo tanto deve ser iediataente recolhidos ou,

por eeplo, se fa8er u recall , portanto ter estas inforaçOes e ua rFpida

identificação dos produtos pode evitar custos atérias e huanos"

)., OB+ETIVOS ESPEC-FICOS

Estudo de caso nua linha de processo de refrigeradores, para ipleentar

o istea de ;astreabilidade"

• Pes!uisa sobre ;astreabilidade de Processos aplicados a


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#igura A: 0iagraa e ?locos do istea de ;astreabilidade

#onte: Pr5pria

AH


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2 FUNDAMENTA&*O TERICA

2.) RASTREABILIDADE

0e acordo co a N?;


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conforidades ocorridas durante o processo de fabricação e p5svenda"

Co a iplantação do sistea de rastreabilidade haverF u auento na

!ualidade do produto final" egundo #eigenbau (A**) apud ;ossato (A**H, pA)":

_!ualidade é a correção dos probleas e de suas causas ao longo de toda a série

de fatores relacionados co "arketing, pro%etos, engenharia, produção e

anutenção, !ue eerce influ2ncia sobre a satisfação do usuFrio_"

2.2 CARTAS DE CONTROLE DE PROCESSO

0entre o con%unto de técnicas dispon&veis para onitorar o processo

produtivo, as ais usadas são os grFficos de controle, técnicas !ue fornece

inforaçOes sobre u deterinado processo, baseado e aostras periodicaente

coletadas deste processo" 9s grFficos de controle auilia na elhoria da !ualidade

cont&nua do produto, ostrando, !uando necessFrio, açOes no processo !ue %F estF

sendo onitorado" 9 ob%etivo é o conheciento do processo !uando se dese%a

saber se o processo esta ou não sob controle"

egundo MontgoerD (A**H, p'), ]os grFficos de controle são ua dasferraentas ais iportantes para a estabili8ação de processos industriais^"

2., SOFT/ARE PARA RASTREABILIDADE

9 soft>are para sistea de rastreabilidade deve oferecer recursos !ue

otii8e tepo de desenvolviento e anutenção dos sisteas" 6s necessidades

pode ser divididas e duas partes: (A) n&vel de prograação e anutenção ()

n&vel de usuFrio" (Elipse cada, *)

2.,.) N1e #e 3r$4r"5"67$ e 5"8!e67$

•


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atr&cula dos funcionFrios\

• ;egistro de não conforidade e recuperação de produtos por hora,

dia, 2s, ano, turno e funcionFrio"

• ;egistro de alteraçOes e falhas no sistea\

• Prever possibilidade para eclusãoinclusão de deterinado teste\

• Prever possibilidade de liberação de deterinado teste indicando

liberação forçada através de c5digo caso não consiga counicação

co o teste anterior\

• Procura de produto co ipressão de grFfico de não conforidades\

• Procura de produto através do teclado, se leitura do c5digo de

barras\

• Medição da produção horFria instantZnea e acuulada nos diferentes

leitores\

• .evantaento dos produtos faltantes para acopanhaento do

fechaento das ordens de produção"

2.; TECNOLOGIA RFID

2.;.) RFID < I#e!i=i%"67$ 3$r R"#i$=re>8?%i"

;#


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radiofre!u2ncia, chaada posteriorente de ;#


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#igura : Es!ueFtica do istea ?Fsico de ;#>>"hightechaid"cotechrfidrfid+technologD"ht

9 dispositivo de leitura e responsFvel pela eissão de u capo

eletroagnético !ue alienta o transponder , !ue, por sua ve8, responde ao

dispositivo de leitura co o conte3do de sua e5ria" 9s dados provenientes do

transponder são encainhados para o coputador, onde e reali8ado o

processaento de acordo co a aplicação e !uestão"

9 transponder , tabé conhecido coo tag, e u dispositivo !ue conté ainforação (se%a ela, A bit ou n bit)" 9 transponde funciona coo ua carteira de

identidade, poré fa8 uso de dispositivos eletrYnicos (e5ria, processador,

resistores, capacitores e indutores) para guardar ua inforação ou gerar u sinal"

6tualente, os transponder estão dispon&veis e diversos foratos, tais coo

cartOes, pastilhas e argolas, e e ateriais coo plFstico, vidro, epoi etc" Estão

classificados e duas categorias:

• 6tivos, !ue fa8e uso de fonte de alientação pr5pria"

• Passivos, !ue utili8a a energia proveniente do dispositivo de leitura para o

seu funcionaento"

2.;. F"i" #e Fre>8?%i"

9s sisteas de ;#


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utili8ados e controles de acesso, identificação e rastreabilidade de produtos, entre

outras coisas"

9s isteas de 6lta #re!=2ncia vão de @BMJ8 a *BMJ8 e de ,/J8 a

,B/J8 e serve para leitura e édia e longas distZncias e leituras a alta

velocidade" ão utili8ados e ve&culos e para coleta autoFtica de dados"

2. TECNOLOGIA ZIGBEE

2..) /iree

U n3ero cada ve8 aior de usuFrios de redes de coputadores te

optado por soluçOes baseadas e topologias se fio (>ireless), ao invés de redes

co cabeaento convencional, especialente !uando se trata de apliação ou

elhoria de ua rede eistente"

9s avanços recentes das tecnologias de redes se fio possibilitara o

surgiento de vFrias alternativas e padrOes de ipleentação, as atérecenteente a grande aioria tinha coo preissa principal prover u con%unto de

protocolos !ue garantisse a !ualidade para a transissão de vo8 ou de dados co

altas taas de transfer2ncia, o !ue tornava os e!uipaentos bastante caros e pouco

atraentes para outras aplicaçOes ais siples"

6inda são poucos os padrOes de redes se fio para aplicaçOes e redes

locais utili8ando sensores e outros dispositivos do controle" 9 !ue teos são

basicaente sisteas proprietFrios, desenvolvidos para atender redes espec&ficas,

coo as redes de autoação industrial, por eeplo, onde aplicaçOes co sensores

(de teperatura, de uidade, gases, etc) e dispositivos de controle (chaves, relés,

etc) não necessita de ua largura de banda elevada para funcionare, as

necessita de ua lat2ncia baia e consuo de energia igualente baio para

preservar a vida 3til das baterias" Nesses casos, os sisteas >ireless fora

pro%etados para atendere [s eig2ncias espec&ficas dessas aplicaçOes"

'


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2.., C"r"%!er!i%" #$ P"#r7$ Zi4Bee

9 padrão $ig?ee (


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#igura : Caadas de protocolos $ig?ee

#onte: http:>>>"eletronica"orgartigoseletronicadigitalasredesco

8igbee

6 caada f&sica (PJ) foi pro%etada para acoodar as necessidades de

interfaces de baio custo, peritindo n&veis elevados de integração" 9 uso datécnica de transissão de e!=2ncia 0ireta (0) perite !ue os e!uipaentos

se%a uito siples, possibilitando ipleentaçOes ais baratas"

6 caada do $edia Access !ontrol (M6C) foi pro%etada para peritir

topologias 3ltiplas co baia copleidade, onde o gerenciaento de energia, por

eeplo, não re!uer odos de operação copleos" 6 caada M6C tabé

perite !ue u dispositivo co funcionalidade redu8ida (;#0) opere na rede se a

necessidade de grandes !uantidades de e5ria dispon&veis, podendo controlartabé u grande n3ero de dispositivos se a necessidade de colocFlos _e

espera_, coo ocorre e alguas tecnologias se fio"

6 caada de rede foi pro%etada para possibilitar o cresciento da rede se a

necessidade de e!uipaentos de transissão de pot2ncia ais elevada" 6 caada

de rede tabé pode operar !uantidades grandes de n5s de rede co lat2ncias

relativaente baias"

6 caada NGK utili8a u algorito !ue perite ipleentaçOes da pilha de

H


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protocolos visando balancear os custos das unidades e aplicaçOes espec&ficas, o

consuo das baterias, buscando produ8ir soluçOes co o perfil espec&fico de custo

desepenho para a aplicação"

2.. Se48r"6"

9 padrão $ig?ee adotou a proposta de u novo algorito de segurança,

baseado na siplificação do algorito de roteaento 6904 ( Ad(hoc )n(de"and

istance *ector )" Esta proposta foi adotada coo parte da especificação


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, ESPECIFICA&*O TCNICA

Neste cap&tulo, serF apresentado visão geral do Pro%eto, descrição funcional

dos blocos, diensionaento e eorial de cFlculo e circuitos preliinares"

,.) VIS*O GERAL DO PRO+ETO

6 figura B representa através de diagraa coo estão dispostos os odulos"

#igura B: 0iagraa de bloco /eral

#onte: Pr5pria

@


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,.).) T"4

9 sistea é coposto por tags !ue estão fiadas nos refrigeradores sobre os!uais dese%a efetuar a rastreabilidade" Estas tags fa8e counicação identificando

o ob%eto, enviando u sinal para o leitor"

,.).2 Lei!$r #e r#i$ =re>?%i"

6 counicação entre a tag e o leitor por radio fre!=2ncia é através de ondas

eletroagnéticas !ue são eitidas pelo leitor indu8indo desta fora a tag !ue

retorna através deste eso princ&pio o dado gravado e sua e5ria" Este dado

é decodificado pelo leitor e enviado para o icrocontrolador através da counicação

serial ;'"

,.)., Mi%r$%$!r$"#$r

9 icrocontrolador é responsFvel por receber o sinal do leitor, cria ua

interface co o soft>are de a!uisição de dados e controla dispositivos de entrada esa&da"

6 interface entre o icrocontrolador atua nos dispositivos de sa&da fa8endo uso das

sa&das digitais !ue este conté"

,.).; Di3$i!i1$ #e E!r"#"

9s dispositivos de entrada são responsFveis pela inclusão do registro (c5digo

da falha) pelo operador na linha de produção, através de u teclado"

,.). Di3$i!i1$ #e S"#"

9s dispositivos de a&da são responsFveis pela visuali8ação dos registros

para verificar se o produto esta dentro da nora da rastreabilidade, através de u

visor .C0"

*


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,.). S$=!"re #e ">8ii67$ e 3r$%e"5e!$ #$ #"#$

Coleta inforaçOes disponibili8adas pelo leitor e reali8a o registro do c5digodas tags, deterinando onde o refrigerador esta e para onde ele deve ir"

6 counicação entre o soft>are de a!uisição de dados é através de TCP


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#igura H: Tag 6cuPro

#onte: 6cura Technologies .tda X Especificação técnica dispon&vel no site

http:>>>"acura"co"br

6 fre!=2ncia de operação utili8ada pela tag é AB-J8" Esta faia estipulada

pela 6N6TE., de acordo co a resolução 'HB (A de aio de ), 'I e '@" 9

sistea é classificado é então classificado coo: e!uipaento de radiocounicaçãode radiação restrita #onte: >>>"anatel"gov"br, Maio *

6 tag possui capacidade de H bits de e5ria do tipo leitura couente

chaada UN


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bits ]^ não pode ser utili8ada nos bits de dados, para evitar !ue o receptor

considere o fi da transissão" .ogo ap5s o cabeçalho são representados os bits

!ue identifica o cliente sendo eles transitidos de 0 a 0' e seguida é

acrescentado u bit de paridade P, logo e seguida é enviado os restantes dos

bits !ue identifica os clientes e ap5s isto é transitido o segundo bit de paridade

PA" Para os dados de identificação são reservados ' bits divididos e oito grupos

de !uatro bits de dados e e seguida u bit de paridade"

6 capacidade de cobinação desta inforação é ' resultado nu total de

,*,*HI,*H cobinaçOes dispon&veis" 7uatro colunas de bits de paridade

seguidos de u bit de parada co n&vel l5gico ]^ encerra a transissão da tag

para o leitor"

,.2.2 Lei!$r 3$r r#i$ =re>8?%i"

9 leitor por radio fre!=2ncia te função de eitir ondas eletroagnéticas

para alientar o circuito tag !ue retorna o dado nela gravado\ e seguida o leitorrecebe os dados e disponibili8aos de aneira segura ao icrocontrolador" 9 leitor

utili8ado é o odulo ;#


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%a,ela -. %a,ela de cone/0es do leitor



%a,ela 1. %a,ela de cone/0es de sa2da serial #+131 padr4o A+!II



,.2., Mi%r$%$!r$"#$r

6 escolha do icrocontrolador foi e função do n3ero de portas

necessFrias para interface hoe F!uina (


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serial para counicação co ervidor" 9utro fator iportante é !ue a placa de

prototipação escolhida da Microgenios usa o P


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9s dispositivos a sere controlados no nosso pro%eto são u teclado

atriciais de A teclas atriciais e ais teclas ligadas diretaente aos pinos do

Pare de a!uisição e processaento de dados é

identificar o c5digo da tag enviado pelo icrocontrolador, pes!uisFlo no banco de

dados e retornar ua resposta ao icrocontrolador, verificando se a posição do

refrigerador na linha de produção se encontra no local correto através de consulta ao

banco de dados"

,.2. B"%$ #e #"#$

9 banco de dados é responsFvel pelo ara8enaento das inforaçOes e

!uais os pontos de teste e retrabalho se encontra o refrigerador"

,., DIMENSIONAMENTO E MEMORIAL DE C(LCULO

,.,.) Cir%8i!$ re48"#$r #e !e7$

6 alientação do circuito é através de ua bateria co as seguintes

caracter&sticas: tensão * 4, corrente de sa&da 6" Para alientar o circuito do

icrocontrolador e tabé o circuito leitor por rFdio fre!=2ncia, é necessFrio

'B


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controlar a tensão de entrada e disponibili8ar dois n&veis distintos de tesão, B 4 e A

4" Para isso serão utili8ados os coponentes .MI@A e .MI@B ligados e

cascata"

,.,.2 Cir%8i!$ #$ 5i%r$%$!r$"#$r

9 diensionaento do .C0 originouse da necessidade de criar ua

interface entre o dispositivo de segurança co o colaborador" Pela siplicidade das

inforaçOes !ue o eso apresenta definiuse u displaD co as caracter&sticas

apresentadas na tabela I"

%a,ela 3. !aracter2stica do &!

#onte: CrDstalfont8 X Especificação técnica dispon&vel no site

http:>>>"crDstalfont8"coproductsAHaC#6JAH6?1P"P0#

9 circuito de reset foi diensionado, co base nas recoendaçOes presentes

no datasheet(P


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,.; PROGRAMA&*O

,.;.) De%ri67$ Ger"

6 prograação aplicada ao pro%eto é coposta por !uatro etapas, nas !uais

estão associados soft>are e fir>are"

9 fir>are estF alocado no icrocontrolador e é responsFvel por interpretar o

dado enviado pelo leitor de ;#are de

a!uisição de dados" 9 fir>are é responsFvel pela habilitação de ua segunda

porta de counicação serial ;', pois ua fa8 a coneão do leitor co o

icrocontrolador e a outra a coneão entre o icrocontrolador e o icrocoputador"

6o enviar u coando através do soft>are de a!uisição de dados, o fir>are

interpreta este coando e posteriorente fa8 o acionaento das sa&das digitais"

9 copilador CC foi utili8ado para o desenvolviento do fir>are do

icrocontrolador, este é eecutado e sistea operacional Gindo>s e o soft>are

!ue fa8 o upload do prograa para o icrocontrolador é o ProgPic"

9 soft>are de a!uisição de dados foi desenvolvido co 0%ango e PDthon"

0%ango é u frae>or-, constru&do usando a linguage PDthon"

#rae>or- é u con%unto de classes !ue colabora para reali8ar ua

responsabilidade para u do&nio de u subsistea da aplicação"#660 e

CJM


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,..) Di"4r"5" #e %"$ #e 8$

Um diagrama de Caso de Uso descreve um cenário que mostra asfuncionalidades do sistema do ponto de vista do usuário.UFCG(2007)

'"B"A"A Caso de uso geral

0iagraa do caso de uso geral, este diagraa deostra coo são os

relacionaentos entre os eleentos e o autor !ue neste caso são o operador"

#igura @: 0iagraa de caso de uso geral

#onte: Pr5pria

'"B"A" Caso de uso Counicação

0iagraa do caso de uso counicação, este diagraa deostra coo são

os relacionaentos entre os eleentos da counicação entre os $ig?ee, o autor

!ue neste caso são os $igbee"

#igura *: 0iagraa de caso de uso counicação

#onte: Pr5pria

'"B"A"' Caso de uso leitura Tag

0iagraa do caso de uso leitura Tag, este diagraa deostra coo são os

relacionaentos entre os eleentos da leitura da Tag através do leitor do ;#


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#igura A: 0iagraa de caso de uso consulta e inclusão banco de dados

#onte: Pr5pria


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; IMPLEMENTA&O

;.) DESCRI&*O DA MONTAGEM

Na fase de especificação técnica fora definidos es!ueas elétricos e

escolhidos coponentes baseados e teorias e especificaçOes de datasheets"

Nesta fase de ipleentação, fora reali8ados testes e protoboard, testes

de counicação serial, testes co ;#


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;.2 TESTESJ MEDI&'ES E CONFIGURA&'ES

6 ipleentação foi dividida e fases, confore segue descrito:

;.2.) Te!e %$5 $ Ki! Pi%Gei$

Elaborado prograas testes e linguague C usando o Copilador PCG

versão "BI do fabricante CC e o prograa de gravação PicKit 4" da

Microchip usando o teclado atricial de ' Colunas por linhas e o .C0 (displaD de

Cristal .i!uido) de AH caracteres por linhas"

Usado os prograas eeplos da biblioteca do copilador CC: lcd"c e

-bd"c" Estes prograas fora configurados para trabalhar co o Pare do Kit Pic/enios ostrado na figura A, ap5s as

alteraçOes necessFrias fora salvos coo D-bd"c e Dlcd"c, abos os prograas

viabili8a a interface hoeF!uina (


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;.2.2 C$!r867$ #$ 5e8 #e "1e4"67$ 8"#$ " IHM

Te%"#$ M"!ri%i" e LCD

;eali8ado diversos testes de prograação para construção dos enus, e

devido a configuraçao de hard>are do teclado no prograa D-bd"c !ue é:

Coluna P


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#igura AH: Tela do .C0 (0igite a opção do enu)

FO!"# $r%pria.

#igura AI: Tela ' do .C0 (0igite o c5digo do operador)

FO!"# $r%pria.


47/90


48/90

#igura : Testes usando o soft>are ;Co erial

FO!"# $r%pria.

Coo a sa&da do leitor ;#


49/90

#igura A: inais recebidos na interrupção ;? do Pare LCTU da Matrea, figura "

?asicaente os 5dulos L?eeL?eePro %F ve de fabrica configurados para

sere usados ais facilente, o &nio !ue precisa ser feito para estabelecer u

lin- de counicação é alientar os 5dulos corretaente co ua tensão de '"'4"

I


50/90


51/90

Para facilitar a coneão do 5dulo ?ase L?eeL?eePro ao coputador,

se%a para atuali8ação do fir>are ou eso para fa8er coleta de dados ou controle,

através dos 5dulos reotos, usaos a placa C9NU??EE, figura ', co

facilidade de coneão estilo Pen drive"

#igura ': placa C9NU??EE

FO!"# $r%pria.

6 placa C9NU??E usa u chip conversor U?erial\ regulador de tensão

.09 (baia !ueda de tensão), coparador de tensão conectado aos .E0s (;s *@, ME, ,

*


52/90

LP,4ista, H e tabé para .inu e Mac) !ue acopanha a placa, o >indo>s cria

ua porta C9M virtual !uando a placa C9NU??EE é plugada" 6ssi, é poss&vel

através de u prograa (escrito e CC?uilder, 0elphi, 4?, 1ava, C, etc), se

counicar co a placa coo se fosse ua counicação serial padrão ;'"

Tabé é poss&vel acessar a placa através de ua 0.., !ue oferece ais recursos

na prograação"

;.2. Te!e e 5$!"4e5 e5 3r$!$$"r#

Circuito desenvolvido e protoboard contendo fonte de alientação, B4 para

circuito Ma ' e .eitor ;#


53/90

;.2. Te!e #e i!er="%e IHM e Gere%i"#$r

Para testes de envio recebiento de inforaçOes do 5dulo are e

fir>are da


54/90

istea de ;astreabilidade conectado ao M5dulo LbeePro através da placa

C9NU??EE, através da porta U? do Coputador, counicandose co a


55/90

#igura @: Produto final ( 6presentação


56/90

#igura ': Tela de Consulta do istea de ;astreabilidade

FO!"# $r%pria.

"'" CS0


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;.,., E!r8!8r" #$ Pr$4r"5" #" A3i%"67$

egue abaio a estrutura do prograa no diret5rio do servidor

#igura 'A: Estrutura do prograa no diret5rio do servidor

#onte: Pr5pria

Para ara8enar e resgatar inforaçOes do banco de dados, não é necessFrio

ir até ele e conhecer a linguage dele "Pode se usar ua ferraenta do 0%ango chaada 9;M, !ue interpreta o seu

c5digo, leva a!uilo até o banco de dados, e depois devolve as inforaçOes

dese%adas"

6 parte do c5digo onde voc2 configura !uais são seus odelos de dados e

!ue tipo de inforaçOes eles deve ara8enar, é u ar!uivo chaado odels"pD"

BB


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#igura 'A: Modelage dos dados 0%ango

#onte: http:>>>"aprendendod%ango"coentendendocoood%ango

trabalha

M4C é a sigla !ue resue tudo isso:

• Modelo (Model)

• 4isão (4ie>)

• Controle (Controller)

Modelo é onde estão as definiçOes dos dados, coo eles deve ser

ara8enados e tratados" lF !ue voc2 di8 !uais capos ua tabela deve ter, seus

tipos e valores padrão e se eles são obrigat5rios ou não" 0entre outras coisas"

4isão são as funçOes !ue recebe re!uisiçOes e retorna respostas, ao

usuFrio, a outro coputador, a ua ipressora ou !ual!uer outra coisa eterna" 9u

se%a, as vie>s"

E Controle são todas as coisas !ue fica no eio do cainho, coo o

handler, os iddle>ares e o U;. dispatcher" 6 aior parte dessas coisas é feita

pelo pr5prio 0%ango, e voc2 deve se preocupar pouco ou nada co isso"

BH


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;.,.; C#i4$ F$!e #" A3i%"67$

egue o c5digo do aplicativo >eb no aneo '"

;.; CUSTOS DO PRO+ETO

9 custo total do pro%eto foi de ;j IAI,, confore especificado na tabela "

;. COMPONENTES E MATERIAIS

%a,ela 5. especifica60es dos custos

7uantidade


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RESULTADOS

No decorrer do desenvolviento do pro%eto, foi necessFrio utili8ar uitosconceitos estudados ao longo do curso de graduação, pois fora utili8adas desde a

siples lei de oh até técnicas de prograação avançada"

9 pro%eto reali8ado buscou sepre garantir a !ualidade do produto,

acopanhando o processo de fabricação dos refrigeradores na linha de produção"

9s principais resultados do pro%eto são:

.) Lei!8r" #" T"4 Q RFID

#ora usadas tags confore especificação do pro%eto, e para a leitura destas

tags, usouse o .eitor ;#


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disciplinas aprendidas e relacionadas, apesar !ue o Kit coprado não tinha

nenhu eeplo e CC, pois a fabricante /enios trabalha co outros

copiladores, assi fora necessFrios diversas pes!uisas sobre o

Copilador CC usando o P


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%a,ela 7. %a,ela de !o"unica64o P! ( PI!

Tabela Comunicação PC - PICcódigo

recebidoMensagem Display IHM

0*+,!*"+-/+" *"+/1

" !",!"

3 ",!+C+O 3 +O !",!OU

2 ",!+C+O 2 +O !",!OU

4 ",!+C+O 4 +O !",!OU

5 ",!+C+O 5 +O !",!OU

6 ",!+C+O 6 +O !",!OU

",!+C+O +O !",!OU

7 ",!+C+O 7 +O !",!OU

8 ",!+C+O 8 +O !",!OU

9 *+,!*"+-/+" O:;

#onte: Pr5pria

%a,ela 8. %a,ela de !o"unica64o P! ( PI!

Tabela códigos de Eventocódigo di-

gitado Descrição no PC

0 /ogin

3 C 1 Fal


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4 C 1 Falare !uanto de soft>are, e pode auiliar no desenvolviento de Pro%etos"

egue sugestão de sofisticação ou elhoria do istea de ;astreabilidade

HA


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de Processos usando u 5dulo >ireless Lbee Terinal para controle, sinali8açao

e interface co o processo e !uestão"

Este 5dulo pode ser chaado de estação de controle e interface co o

pro%eto, possibilitando paradas de linha, !uanto detectado ua falha no processo,

acionaento de transportadores para retirada dos produtos do processo e

encainhaento para ua estação de retrabalho por eeplo, tabé podese

através desta estação reli8ar sinali8açOes visuais ou sonoras e tabé possibilitar

interface co o controle da linha de produção atrFves de counição co P.C, por

eeplo"

9utras elhorias pode co certe8a sere desenvolvidas, pois este assunto

foi abordado e estudado para u pro%eto ?Fsico, assi basta criatividade e

aplicaçOes de alguas técnicas de engenharia e o céu é o liite"

H


65/90

REFERENCIAS

6CU;6 TECJN9.9/"crDstalfont8"coproductsAHaC#6JAH6?1P"P0#" 6cesso e '

de Maio de *"

#


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G>>"iso"orgisosurveDAthcDcle"pdf" 6cesso

e de 6bril de *"

#660, Mohaed\ chidt, 0ouglas" 9b%ect9riented 6pplication #rae>or-s"

Counications of the 6CM, Ne> or-, v" , n" A, p" ''@, 9ct" A**I"

C69 0E U9" 0iagraa de cado de uso: 0ispon&vel e:

khttp:>>>"dsc"ufcg"edu"brsapaiocursosI"A/raduacao


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6NEL9 A: Circuito elétrico ( es!ueFtico do istea de ;astreabilidade )


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6NEL9 : C5digo #onte PicA@fBegue abaio o c5digo fonte do ar!uivo D-bd"c

D-bd"C

bDte -bd+ro>s ` #@' Port 0 on A@#BbDte -bd+cols ` #@A Port ? on A@#B

define set+tris+-bd+ro>s() set+tris+d()define set+tris+-bd+cols() set+tris+b()

define ?itas-() (A kk ( I))

define C9. ?itas-(P


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brea-\case A : set+tris+-bd+cols(6..+C9.C9.A)\

-bd+cols`C9.A6..+C9.\brea-\

case : set+tris+-bd+cols(6..+C9.C9.)\

-bd+cols`C9.6..+C9.\brea-\

if(-bd+do>n) qif((-bd+ro>s (6..+;9G))``(6..+;9G)) q-bd+do>n`#6.E\-char`last+-eD\last+-eD`\

else q

if((-bd+ro>s (6..+;9G))`(6..+;9G)) qif((-bd+ro>s ;9G)``)

ro>`\else if((-bd+ro>s ;9GA)``)ro>`A\

else if((-bd+ro>s ;9G)``)ro>`\

else if((-bd+ro>s ;9G')``)ro>`'\

last+-eD `KEro>col\-bd+do>n ` T;UE\

else qcol\if(col``')col`\

-bd+call+count`\

set+tris+-bd+ro>s(6..+;9G)\set+tris+-bd+cols(6..+C9.)\

return(-char)\

egue abaio o codigo fonte do ar!uivo Dlcd"c

Dlcd"c

lcd+init() 0eve ser chaado antes de outras funçOes" lcd+putc(c) 4isuali8a c na posição seguinte do displaD" Caracteres especiais de controle: f 6pagar displaD n Passar para segunda linha b ;etroceder ua posição" lcd+gotoD(,D) seleciona ua nova posição de escrita no displaD" lcd+getc(,D) 0evolve o caracter na posição D do displaD" 0efini o dos pinos usados para o displaD��


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define .C0+0? P(.C0+E)\

This subroutine is onlD called bD lcd+read+bDte()" e can easilD set individual bits in the retval variable" bit retval+ ̀ retval" bit retval+A ̀ retval"A


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bit retval+ ̀ retval" bit retval+' ̀ retval"'

retval ` \

output+high(.C0+E)\ delaD+cDcles(A)\

retval+ ` input(.C0+0?)\ retval+A ` input(.C0+0?B)\ retval+ ` input(.C0+0?H)\ retval+' ` input(.C0+0?I)\

output+lo>(.C0+E)\

return(retval)\endif

;ead a bDte fro the .C0 and return it"

ifdef UE+.C0+;Gint@ lcd+read+bDte(void)q int@ lo>\ int@ high\

output+high(.C0+;G)\ delaD+cDcles(A)\

high ` lcd+read+nibble()\

lo> ` lcd+read+nibble()\

return( (highkk) lo>)\endif

end a bDte to the .C0"void lcd+send+bDte(int@ address, int@ n)q output+lo>(.C0+;)\

ifdef UE+.C0+;G >hile(bit+test(lcd+read+bDte(),I)) \elsedelaD+us(H)\endif

if(address) output+high(.C0+;)\ else output+lo>(.C0+;)\

delaD+cDcles(A)\

ifdef UE+.C0+;Goutput+lo>(.C0+;G)\


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delaD+cDcles(A)\endif

output+lo>(.C0+E)\

lcd+send+nibble(n )\ lcd+send+nibble(n f)\

void lcd+init(void)q int@ i\

output+lo>(.C0+;)\

ifdef UE+.C0+;Goutput+lo>(.C0+;G)\

endif

output+lo>(.C0+E)\

delaD+s(AB)\

for(i` \i k '\ i) q lcd+send+nibble(')\ delaD+s(B)\

lcd+send+nibble()\

for(i`\ i k si8eof(.C0+


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address ` A\ lcd+send+bDte(, @ address)\

void lcd+putc(char c)q s>itch(c) q case f: lcd+send+bDte(,A)\ delaD+s()\ brea-\

case n: lcd+gotoD(A,)\ brea-\

case b: lcd+send+bDte(,A)\ brea-\

default: lcd+send+bDte(A,c)\ brea-\

ifdef UE+.C0+;Gchar lcd+getc(int@ , int@ D)

q char value\

lcd+gotoD(,D)\

Gait until busD flag is lo>" >hile(bit+test(lcd+read+bDte(),I))\

output+high(.C0+;)\ value ` lcd+read+bDte()\ output+lo>(lcd+;)\

return(value)\

endif

void lcd+setcursor+vb(short visible, short blin-) q lcd+send+bDte(, C(visiblekkA)blin-)\

egue abaio o c5digo fonte do ar!uivo M


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include kA@#B"hfuses J,N9G0T,N9P;9TECT,N9.4P,N9?;9GN9UTuse delaD(cloc-`@)use rs'(baud`*H, it`P


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4ari veis /lobais�char -`\char 9perador`\char Estacao`\char Evento`\

int Estado`\int i`,%`,Cont`\int@ ?DteAAH`__, pos`\int Ne>Tag`,upo-`\char recebido\char dado\int EstadoCo`\

P6C9TE:A'BHI@*"A""A 0609 ;#


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disabilita a interrupção !uando buffer TL est va8io � else disable+interrupts(rite?uffer(bDte data)q espera por espa o livre no buffer TL � >hile ((Grite?ufPtr ̀ ` (GritePtr A)) ((Grite?ufPtr``M6L?U##E;A) (GritePtr `` )))\ erial9utGrite?ufPtr ` data\ controle c clico do ponteiro� if (Grite?ufPtr `` M6L?U##E;) Grite?ufPtr`\ ativa a interrupção de TL para enviar dado se %� n o est e andaento� � if ((TLrite?uffer(r)\ >rite?uffer(n)\

struct bitqintA ?it;ecTra\ ?it ;ecebido da


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void EibeT(void)

q Estado`\ delaD+s(A)\ lcd+putc(_f.9/


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valAB`Evento\ lcd+putc(_f_)\ lcd+putc(_fMontando dados:n_)\ lcd+gotoD(A,)\ printf(lcd+putc, _ms _, val)\

delaD+s()\ EstadoCo`A\ Estado`\ EibeTAH()\

void EibeTB(void)q Estado`B\ lcd+putc(_f;6T;E6?


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anteriores o-) lcd+putc(_;E6.


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fora reali8ados lcd+putc(_N69 TET9Un_)\ lcd+gotoD(AB,)\

void EibeTA'(void)q EstadoÀ'\ lcd+putc(_fET6C69 In_)\;etornar a estação anterior, pois os resultados não estão o- ou nãofora reali8ados lcd+putc(_N69 TET9Un_)\ lcd+gotoD(AB,)\ void EibeTA(void)q

EstadoÀ\ lcd+putc(_fET6C69 @n_)\;etornar a estação anterior, pois os resultados não estão o- ou nãofora reali8ados lcd+putc(_N69 TET9Un_)\ lcd+gotoD(AB,)\ void EibeTAB(void)q EstadoÀB\ lcd+putc(_f;6T;E6?


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?it;ecTra'"?it;ecTra ` input(P


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q


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else if (recebido``@) EibeTA()\ else if (recebido``*)EibeTAB()\


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6NEL9 ': Codigo #onte 6plicativo Geb

No diretorio rprfid no ar!uivo settings"pD, é responsFvel pela configuração do pro%eto

0%ango settings for rprfid pro%ect"

0E?U/ ` TrueTEMP.6TE+0E?U/ ` 0E?U/

60Mith s!lite'"06T6?6E+P6G9;0 ̀ Not used >ith s!lite'"06T6?6E+J9T ` et to eptD string for localhost" Not used >ith s!lite'"

06T6?6E+P9;T ` et to eptD string for default" Not used >ith s!lite'"

.ocal tie 8one for this installation" Choices can be found here: http:en">i-ipedia"org>i-i.ist+of+t8+8ones+bD+nae although not all choices aD be available on all operating sDstes" s environent this ust be set to the sae as Dour sDste tie 8one"TmafvHavxv8ctxi`Br-*8>8l

.ist of callables that -no> ho> to iport teplates fro various sources"TEMP.6TE+.960E; ` ( d%ango"teplate"loaders"filesDste"load+teplate+source,

d%ango"teplate"loaders"app+directories"load+teplate+source, d%ango"teplate"loaders"eggs"load+teplate+source,)


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Mare"essionMiddle>are, d%ango"contrib"auth"iddle>are"6uthenticationMiddle>are,)

;99T+U;.C9N# ` rprfid"urls

TEMP.6TE+0s iport inde

fro d%ango"contrib iport adinadin"autodiscover()

urlpatterns ` patterns(, (rxj, inde),

(rxadin("), adin"site"root),)

if settings"0E?U/: urlpatterns ` patterns(, (rxstatic(yPkpath")j, d%ango"vie>s"static"serve, qdocuent+root: hoetiagoPro%etosrprfidstatic), )

No diretorio rprfid no ar!uivo rprfid+daeon"pD, é a ipleentação das rotinas de leitura da portausb"

usrbinenv pDthon coding: utf@

iport osiport sDsiport tieiport serial

fro optparse iport 9ptionParser

trD: iport settingsecept rite(6r!uivo settings"pD não encontrado"n) sDs"eit(A)


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trD: fro d%ango"core"anageent iport setup+environecept rite(Não foi poss&vel iportar d%ango"core"anageent"setup+environ, verifi!ue suainstalação do 0%ango"n) sDs"eit(A)

Configura abiente de eecução"

setup+environ(settings)

fro rprfid"ain"odels iport ;egistro, 9perador, Estacao, Evento

def le+usb(usb): 6bre coneão co a erial ser ` serial"erial(_devttDU?_, *H) atri8bee`BHI@,HI@* atri8testeò-,,,,,,,, s` >hile A: if (atri8bees``BHI@):

print(_Testando bee BHI@_) 4erificação Lbee ser">rite() resultadoA`ser"readline(eol`r) print(resultadoA) tie"sleep(A) ser">rite(6T0.BHI@r) resultado`ser"readline(eol`r) print(resultado) tie"sleep("A) ser">rite(6TG;r) resultado'`ser"readline(eol`r) print(resultado')

tie"sleep(A) ser">rite(6TCNr) resultado`ser"readline(eol`r) print(resultado) #i verificação bee

ser">rite(_t_)linha ` ser"readline()slinha ` linha"split(")atualìnt(slinha)anteriorìnt(slinha)Aprint linhaif linha`__:

if slinha``__ and slinhaA``__ and slinha``__and slinha'``__:

ar!uivo ` open(_hoetiagoPro%etosrprfidar!"tt_, a)ar!uivo">rite(_Estação não te dadosn_)ar!uivo"close()

else:


87/90


88/90

brea-if

;egistro"ob%ects"values()"filter(codigo`slinha, estacaoàtualA, evento`*):print(_Estou a!ui'_)r ` ;egistro(codigo`slinha,

operador`9perador"ob%ects"filter(codigo`slinhaA),

estacaoÈstacao"ob%ects"filter(codigo`slinha),

eventoÈvento"ob%ects"filter(codigo`slinha'),)r"save()ser">rite(_*_)atri8testeò-,,,,,,,,

else:if

;egistro"ob%ects"values()"filter(codigo`slinha, estacaoàtualA, evento`*):print(_Estou a!ui_)r ` ;egistro(

codigo`slinha,

operador`9perador"ob%ects"filter(codigo`slinhaA),

estacaoÈstacao"ob%ects"filter(codigo`slinha),

eventoÈvento"ob%ects"filter(codigo`slinha'),)r"save()atri8testeò-,,,,,,,,

else:ser">rite(str(anterior))

sÀ

if (atri8bees``HI@*):print(_Testando bee HI@*_)print(_Não disponivel_)

s` #i verificação bee

tie"sleep(B)

def le+ar!uivo(ar!): ar!uivo ` open(ar!, r) for linha in ar!uivo"readlines():

linha ` linha"split(") print linha, linhaA, linha, linha' r ` ;egistro( codigo`linha, operador`9perador"ob%ects"filter(codigo`linhaA), estacaoÈstacao"ob%ects"filter(codigo`linha),

eventoÈvento"ob%ects"filter(codigo`linha'"replace(n,)), ) r"save()

if ++nae++ `` _++ain++_: oparser ` 9ptionParser(usageùmprog opcao)

oparser"add+option(usb, action`_store+true_, helpù#a8 a leitura dos dados da porta U?")


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oparser"add+option(ar!uivo, action`_store+true_, help`u#a8 a leitura dos dados de u ar!uivo)

options, args ` oparser"parse+args()

if not options"usb and not options"ar!uivo: oparser"print+help()

if options"usb: le+usb(devttDU?)

if options"ar!uivo: le+ar!uivo(ar!uivo"tt)

No diretorio rprfidain, te o ar!uivo odels"pD onde te a estrutura do banco de dados

coding: utf@

fro d%ango"db iport odels

fro d%ango"contrib"auth"odels iport User

class Evento(odels"Model):

codigo ` odels"Char#ield(a+length`B)

noe ` odels"Char#ield(a+length`B)

descricao ` odels"Tet#ield()

def ++unicode++(self):

return ms ms m (self"codigo, self"noe)

class Estacao(odels"Model):

codigo ` odels"Char#ield(a+length`B)

noe ` odels"Char#ield(a+length`B)

descricao ` odels"Tet#ield()


return self"noe

class 9perador(odels"Model):

usuario ` odels"#oreignKeD(User)

codigo ` odels"Char#ield(a+length`H)

setor ` odels"Char#ield(a+length`H)

cargo ` odels"Char#ield(a+length`H)


return ms ms m (self"codigo, self"usuario)


90/90

class ;egistro(odels"Model):

codigo ` odels"Char#ield(a+length`A)

operador ` odels"#oreignKeD(9perador)

estacao ` odels"#oreignKeD(Estacao) evento ` odels"#oreignKeD(Evento)

data ` odels"0ateTie#ield(auto+no>+add`True)


return self"codigo

No diretorio rprfidain, te o ar!uivo vie>s"pD onde te o direcionaento da pagina inde"htl

fro d%ango"teplate iport ;e!uestContet

fro d%ango"shortcuts iport render+to+response

fro rprfid"ain"odels iport Evento, Estacao, 9perador, ;egistro

def inde(re!uest): return render+to+response( inde"htl, qregistro: ;egistro"ob%ects"all(), , contet+instance`;e!uestContet(re!uest) )

No diretorio rprfidteplates, te o ar!uivo inde"htl

qm etends _base+header+enu+footer"htl_ mqm load iA@n mqm bloc- content mkdiv id`_displaD+bo_kdiv class`_container_

khqq registro"count qm trans _;egistro_ mkhqm if registro"count m

ktable cellspacing`__ kthead ktrkthProdutokthkth9peradorkthkthEstacaokthkthEventokthkth0atakthktr

kthead ktbodD

SISTEMA DE RASTREABILIDADE DE PROCESSO UTILIZANDO RFID COM TECNOLOGIA ZIGBEE

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